Il “padre della genetica” Gregor Mendel ha violato l’etica scientifica? Gregor Mendel - Il padre della genetica moderna Su quali piante Mendel fece esperimenti?

Descrivere brevemente le fasi principali della “esposizione” degli esperimenti di Gregor Johann Mendel. Il nome di questo scienziato è presente in tutti i libri di testo di biologia scolastica, così come nelle illustrazioni dei suoi esperimenti sull'allevamento dei piselli. Mendel è giustamente considerato lo scopritore delle leggi dell'ereditarietà, che divenne il primo passo verso la genetica moderna.

Modello di ereditarietà dei tratti secondo Mendel

Un esperimento su larga scala condotto da un monaco agostiniano interessato alle scienze naturali durò dal 1856 al 1863. In questi pochi anni Mendel selezionò 22 varietà di piselli, che differivano nettamente tra loro per alcune caratteristiche. Successivamente, il ricercatore ha iniziato gli esperimenti sul cosiddetto incrocio monoibrido: Mendel ha incrociato varietà che differivano tra loro solo per il colore dei semi (alcuni erano gialli, altri erano verdi).

È venuto fuori che

durante il primo incrocio, i semi verdi “scompaiono” - questa regola è chiamata “legge di uniformità degli ibridi di prima generazione”. Ma nella seconda generazione compaiono nuovamente i semi verdi, e in un rapporto di 3:1.

(Mendel ricevette 6.022 semi gialli e 2.001 verdi.) Il ricercatore definì il tratto “vincente” dominante e il tratto “perdente” recessivo, e il modello che emerse divenne noto come “legge della segregazione”.

Questa regola significa che il 75% degli ibridi di seconda generazione avrà tratti dominanti esterni e il 25% avrà tratti recessivi. Per quanto riguarda il genotipo, il rapporto sarà il seguente: il 25% delle piante erediterà un tratto dominante sia dal padre che dalla madre, il 50% dei geni porterà entrambi i tratti (apparirà quello dominante - piselli gialli), e il il restante 25% sarà completamente recessivo.

La terza legge di Mendel - la legge della combinazione indipendente - è stata derivata dal ricercatore durante l'incrocio di piante che differivano l'una dall'altra per diverse caratteristiche. Nel caso dei piselli si trattava del colore dei piselli (giallo e verde) e della loro superficie (liscia o rugosa). I tratti dominanti erano il colore giallo e la superficie liscia, i tratti recessivi erano il colore verde e la superficie rugosa. Gregor Mendel ha scoperto che queste caratteristiche si combinano indipendentemente l'una dall'altra. Allo stesso tempo, è facile calcolare che in base al fenotipo - caratteristiche esterne - la prole sarà divisa in quattro gruppi: 9 gialli lisci, 3 gialli rugosi, 3 verdi lisci e 1 verde pisello rugoso.

Se prendiamo in considerazione i risultati della divisione per ciascuna coppia di caratteri separatamente, risulta che il rapporto tra il numero di semi gialli e il numero di semi verdi e il rapporto tra semi lisci e rugosi per ciascuna coppia è uguale a 3 :1.

Nel 1866, i risultati del lavoro di Gregor Mendel furono pubblicati nel volume successivo degli Atti della Società degli Scienziati Naturali intitolato "Esperimenti sugli ibridi vegetali", ma il suo lavoro non suscitò interesse tra i suoi contemporanei. Nel 1936, il genetista e statistico teorico dell'Università di Cambridge, Ronald Fisher, dichiarò che i risultati di Mendel erano "troppo belli per essere veri". Tuttavia, non è stato lui ad accusare il ricercatore di aver falsificato i fatti: a quanto pare, il primo a farlo è stato Walter Weldon, un biologo dell'Università di Oxford. Nell'ottobre del 1900, pochi mesi dopo il rinnovato interesse per il lavoro di Mendel, lo scienziato scrisse in una lettera personale al suo collega, il matematico Karl Pearson, di essersi imbattuto nelle ricerche di "un certo Mendel" che stava incrociando piselli. Nel corso dell'anno successivo, Weldon studiò il lavoro del monaco e si convinse sempre più che le proporzioni ottenute da Mendel non sarebbero state così “pure” se si utilizzassero varietà di piselli realmente esistenti in natura - e non allevate artificialmente.

Inoltre, il biologo era confuso anche dal fatto che Mendel operava con categorie binarie: giallo - verde, liscio - rugoso. Secondo Weldon, una divisione così netta delle caratteristiche è molto lontana dalla realtà: quindi, in quale categoria il ricercatore ha classificato i semi di colore giallo-verde, indeterminato?

Molto probabilmente sono stati classificati in modo da rientrare nel modello proposto, sostiene il biologo, al quale le cifre citate da Mendel - 5474 piselli con un carattere dominante su 7324 semi coltivati ​​(cioè il 74,7%, mentre in teoria dovrebbero esserci stato del 75%) - sembrava troppo "buono". "O è un bugiardo o un mago", scrisse Weldon in una lettera a Pearson nel 1901.

Illustrazione dall'articolo di Weldon del 1902. Le immagini dimostrano chiaramente che non tutti i semi possono essere classificati come “gialli”, “verdi”, “lisci” o “rugosi”.

Tuttavia, alcuni di coloro che trovarono i risultati di Mendel incredibilmente buoni decisero comunque di parlare in sua difesa: Ronald Fisher era uno di questi scienziati. Ha affermato che il modello teorico dell'ereditarietà dei tratti avrebbe dovuto nascere immediatamente dopo l'inizio degli esperimenti - e solo una mente veramente eccezionale potrebbe svilupparlo. Gli esperimenti, secondo Fisher, iniziarono in seguito a fornire un'illustrazione accuratamente preparata della teoria, e non era lo scienziato stesso che poteva "falsificare" i risultati della selezione dei piselli, ma i giardinieri che si prendevano cura delle piante, che avevano familiarità con i principi teorici calcoli del ricercatore.

Verso la metà del ventesimo secolo, il dibattito sulla questione dell'adesione di Mendel all'etica scientifica si era in qualche modo attenuato: ciò era dovuto al fatto che la genetica a quel tempo era sotto la forte influenza di fattori politici, in particolare il predominio di "Lysenkoismo" nell'Unione Sovietica.

In queste condizioni, gli scienziati occidentali preferirono non esprimere dubbi sull’affidabilità degli esperimenti di Mendel, e l’argomento fu però dimenticato, a quanto pare, solo per un po’.

Gli autori dell'articolo di Science sostengono ancora una volta che i numeri forniti sono troppo belli per essere veri, classificare i tratti in sole due categorie non è giustificato, e concordano anche sul fatto che il monaco potrebbe considerare verdi i piselli gialli se si adattasse meglio alla teoria . Tuttavia, ciò non toglie nulla ai meriti dello scienziato: le leggi da lui formulate funzionano davvero e la loro scoperta è diventata la prima tappa nello sviluppo della genetica moderna.

Un passo importante nella comprensione delle leggi dell'ereditarietà è stato compiuto dall'eccezionale ricercatore ceco Gregor Mendel. Identificò le leggi più importanti dell'ereditarietà e dimostrò che le caratteristiche degli organismi sono determinate da fattori ereditari (individuali) discreti.

Mendel si interessò al processo di ibridazione delle piante e, in particolare, ai diversi tipi di discendenti ibridi e alle loro relazioni statistiche. Questi problemi furono oggetto delle ricerche scientifiche di Mendel, iniziate nell'estate del 1856.

I successi ottenuti da Mendel furono in parte dovuti alla scelta vincente dell'oggetto per gli esperimenti: il pisello (Pisum sativum). Mendel fece in modo che, rispetto alle altre, questa specie presentasse i seguenti vantaggi:

1) esistono molte varietà che differiscono nettamente per una serie di caratteristiche;

2) le piante sono facili da coltivare;

3) gli organi riproduttivi sono completamente ricoperti dai petali, per cui la pianta solitamente si autoimpollina; quindi le sue varietà si riproducono in purezza, cioè le loro caratteristiche rimangono inalterate di generazione in generazione;

4) è possibile l'incrocio artificiale di varietà e produce ibridi abbastanza fertili.

Per i suoi primi esperimenti Mendel scelse due varietà di piante che differivano nettamente in alcune caratteristiche, ad esempio nel colore dei fiori: i fiori potevano essere viola o bianchi.

Il suo metodo era il seguente: rimuoveva le antere di un certo numero di piante della stessa varietà prima che potesse avvenire l'autoimpollinazione (Mendel chiamava queste piante “femminili”); utilizzando un pennello, applicò il polline delle antere di una pianta di una varietà diversa agli stimmi di questi fiori “femminili”; poi mise dei piccoli cappucci sui fiori impollinati artificialmente in modo che il polline di altre piante non potesse depositarsi sui loro stimmi. Piante con fiori viola crescevano da semi raccolti dagli ibridi risultanti. Mendel chiamò questo tratto “fiori viola”, osservato nelle piante della prima generazione ibrida. dominante .

Mendel ricoprì i fiori delle piante di prima generazione (per prevenire l'impollinazione incrociata) e permise loro di autoimpollinarsi. I semi raccolti da queste piante venivano contati e piantati la primavera successiva per produrre una seconda generazione ibrida. Nella seconda generazione ibrida, alcune piante producevano fiori viola, mentre altre producevano fiori bianchi. In altre parole, il tratto dei “fiori bianchi”, assente nella prima generazione, è ricomparso nella seconda generazione. Mendel riteneva che questo tratto fosse presente nella prima generazione in forma latente, ma non riuscisse a manifestarsi; ecco perché l'ha chiamato così recessivo .

Sulla base di studi simili fu formulata la prima legge di Mendel. Legge di uniformità degli ibridi di prima generazione – quando si incrociano due organismi omozigoti appartenenti a linee pure diverse e che differiscono tra loro in una coppia di manifestazioni alternative del tratto, l'intera prima generazione di ibridi (F1) sarà uniforme e porterà la manifestazione del tratto di uno dei genitori. Questa legge è anche conosciuta come “legge della dominanza dei tratti”.

Avendo stabilito la capacità di prevedere i risultati degli incroci sulla base di una coppia di tratti alternativi, Mendel passò allo studio dell'ereditarietà di due coppie di tali tratti.

In uno dei suoi esperimenti, Mendel utilizzò piante di piselli che differivano per forma e colore dei semi. Usando il metodo sopra descritto, incrociò piante pure (omozigoti) con semi gialli lisci e piante pure con semi verdi rugosi. Tutte le piante della prima generazione di ibridi avevano semi lisci e gialli. Sulla base dei risultati dei precedenti incroci monoibridi, Mendel sapeva già che questi caratteri erano dominanti; ora, invece, era interessato alla natura e alla relazione dei semi di diverso tipo della seconda generazione, ottenuti da piante della prima generazione per autoimpollinazione. In totale, raccolse 556 semi di piante della seconda generazione, tra cui 315 gialli lisci, 101 gialli rugosi, 108 verdi lisci, 32 verdi rugosi, il rapporto tra i diversi fenotipi era di circa 9: 3: 3: 1. Basato su Questi risultati, Mendel trasse due conclusioni:

1. Nella seconda generazione apparvero due nuove combinazioni di caratteri: rugoso e giallo; liscio e verde.

2. Per ciascuna coppia di caratteri allelomorfi (fenotipi determinati da alleli diversi), è stato ottenuto un rapporto 3:1, caratteristico di un monoibrido.

Questi risultati hanno permesso di formulare la seconda legge di Mendel. Legge della scissione – quando due discendenti eterozigoti della prima generazione vengono incrociati tra loro, nella seconda generazione si osserva una scissione in un certo rapporto numerico: per fenotipo 3:1, per genotipo 1:2:1.

La terza legge di Mendel Legge sull'eredità indipendente – quando si incrociano due individui che differiscono tra loro in due (o più) paia di tratti alternativi, i geni e i tratti corrispondenti vengono ereditati indipendentemente l’uno dall’altro e combinati in tutte le combinazioni possibili (come nell’incrocio monoibrido).

Quando si incrociavano piante omozigoti che differivano per diversi caratteri, come fiori bianchi e viola e piselli gialli o verdi, l'eredità di ciascun carattere seguiva le prime due leggi, e nella discendenza essi si combinavano in modo tale come se la loro eredità fosse stata avvenuti indipendentemente l'uno dall'altro. La prima generazione dopo l'incrocio aveva un fenotipo dominante per tutti i tratti. Nella seconda generazione si è osservata una suddivisione dei fenotipi secondo la formula 9:3:3:1, cioè 9:16 erano con fiori viola e piselli gialli, 3:16 erano con fiori bianchi e piselli gialli, 3: 16 erano con fiori viola e piselli, 1:16 con fiori bianchi e piselli.

Ricerca di V. Johansen

Consideriamo i modelli di ereditarietà dei tratti in popolazioni di diversi tipi. Questi modelli sono diversi per gli organismi autofecondanti e dioici. L'autofecondazione è particolarmente comune nelle piante. Nelle piante autoimpollinanti, come piselli, grano, orzo, avena, le popolazioni sono costituite dalle cosiddette linee omozigoti. Cosa spiega la loro omozigosità? Il fatto è che durante l'autoimpollinazione, la proporzione di omozigoti nella popolazione aumenta e la proporzione di eterozigoti diminuisce.

Una linea pura è la discendenza di un individuo. È una raccolta di piante autoimpollinanti.

Lo studio della genetica delle popolazioni iniziò nel 1903 dallo scienziato danese V. Johansen. Ha studiato una popolazione di piante di fagioli autoimpollinanti che producono facilmente una linea pura: un gruppo di discendenti di un individuo i cui genotipi sono identici.

Johansen ha preso i semi di una varietà di fagioli e ha determinato la variabilità di una caratteristica: il peso dei semi. Si è scoperto che varia da 150 mg a 750 mg. Lo scienziato ha seminato separatamente due gruppi di semi: dal peso compreso tra 250 e 350 mg e dal peso compreso tra 550 e 650 mg. Il peso medio dei semi delle piante appena coltivate era di 443,4 mg nel gruppo leggero e di 518 mg nel gruppo pesante. Johansen concluse che la varietà originale di fagioli era composta da piante geneticamente diverse.

Per 6-7 generazioni, lo scienziato ha selezionato semi pesanti e leggeri da ciascuna pianta, cioè ha effettuato la selezione in linee pure. Di conseguenza arrivò alla conclusione che la selezione in linee pure non produceva uno spostamento né verso i semi leggeri né verso quelli pesanti. Ciò significa che la selezione non è efficace nelle linee pure. E la variabilità della massa del seme all'interno di una linea pura è modificativa, non ereditaria e si verifica sotto l'influenza delle condizioni ambientali.

DOMANDE E COMPITI PER LA REVISIONE

Domanda 1. Chi fu lo scopritore dei modelli di ereditarietà dei tratti?

Lo scopritore delle leggi sull'ereditarietà dei tratti fu Gregor Mendel.

Domanda 2. Su quali piante G. Mendel condusse esperimenti?

G. Mendel ha scelto con grande successo l'oggetto per i suoi esperimenti. I piselli sono facili da coltivare nelle condizioni della Repubblica Ceca; si riproducono più volte all'anno, le varietà di piselli differiscono l'una dall'altra per una serie di caratteristiche chiaramente distinguibili e, infine, in natura i piselli si autoimpollinano, ma in un esperimento l'autoimpollinazione è facile da prevenire e il ricercatore può impollinare la pianta con il polline di un'altra pianta.

Domanda 3. Grazie a quali tecniche G. Mendel è riuscito a rivelare le leggi dell'ereditarietà dei tratti?

Nello svolgimento dei suoi esperimenti classici, Mendel seguì diverse regole. In primo luogo, ha utilizzato piante che differivano l'una dall'altra per un numero limitato di caratteristiche. In secondo luogo, lo scienziato ha lavorato solo con piante di linee pure. Quindi, nelle piante di una linea i semi erano sempre verdi e nell'altra gialli. Mendel sviluppò per primo linee pure autoimpollinando piante di piselli.

Mendel condusse esperimenti simultaneamente con diverse coppie di genitori di piselli; le piante di ciascuna coppia appartenevano a due linee pure diverse. Ciò gli ha permesso di ottenere più materiale sperimentale.

Durante l'elaborazione dei dati ottenuti, Mendel ha utilizzato metodi quantitativi, contando accuratamente quante piante con una determinata caratteristica (ad esempio semi con colori giallo e verde) apparivano nella prole.

DOMANDE E COMPITI PER LA DISCUSSIONE

Domanda 1. Quali caratteristiche delle piante di pisello hanno permesso a G. Mendel di classificare gli organismi presi per l'ibridazione come linee pure?

I piselli sono facili da coltivare nelle condizioni della Repubblica Ceca; si riproducono più volte all'anno, le varietà di piselli differiscono l'una dall'altra per una serie di caratteristiche chiaramente distinguibili e, infine, in natura i piselli si autoimpollinano, ma in un esperimento l'autoimpollinazione è facile da prevenire e il ricercatore può impollinare la pianta con il polline di un'altra pianta.

Domanda 2. Qual è l'essenza del metodo ibrido sviluppato da G. Mendel?

L'essenza del metodo ibridologico è l'incrocio (ibridazione) di organismi che differiscono tra loro per una o più caratteristiche. Il metodo ibridologico di G. Mendel si basa sulle seguenti tecniche e oggetti:

1) l'analisi dell'eredità è stata effettuata in base alle caratteristiche distinte individuali;

2) studiare la natura della trasmissione dei tratti ai discendenti della prima e delle generazioni successive;

3) contabilità quantitativa della distribuzione dei tratti ereditari negli individui in generazioni ibride (statistica);

4) come oggetto di ricerca sono stati scelti i piselli: una pianta in cui sono possibili sia l'autoimpollinazione naturale che l'impollinazione incrociata artificiale.

Botanica. Serie di articoli “Esperimenti sorprendenti con le piante”

Giornale “Biologia”, n. 3, 2000.

41. Esperimento sui piselli

Questo esperimento fu condotto per la prima volta dal più grande ricercatore sul problema dell'irritabilità delle piante, lo scienziato indiano D.Ch. A piedi nudi. Mostra che un forte aumento della temperatura provoca la comparsa di correnti d'azione nei semi. Per l'esperimento avrai bisogno di diversi semi verdi (acerbi) di piselli (fagioli, fagioli), un galvanometro, un ago da dissezione e una lampada ad alcool.

Collega le parti esterna ed interna del pisello al galvanometro. Con molta attenzione, in una caraffa, scaldare il pisello (senza rovinarlo) a circa 60 °C.

All'aumentare della temperatura delle celle, il galvanometro registra una differenza di potenziale fino a 0,1–2 V. Ecco cosa ha notato lo stesso D. Ch. Bos riguardo a questi risultati: se raccogli 500 paia di metà di pisello in un certo ordine in un serie, la tensione elettrica totale sarà di 500 V.

Le cellule più sensibili nelle piante sono le cellule del punto di crescita situate all'estremità dei germogli e delle radici. Numerosi germogli abbondantemente ramificati e apici radicali in rapida crescita sentono lo spazio e trasmettono informazioni al riguardo in profondità nella pianta. È stato dimostrato che le piante percepiscono il tocco su una foglia, reagendo ad esso modificando i biopotenziali, spostando impulsi elettrici, modificando la velocità e la direzione del movimento degli ormoni. Ad esempio, l'apice della radice reagisce a più di 50 fattori meccanici, fisici e biologici e seleziona ogni volta il programma di crescita più ottimale.

Puoi assicurarti che la pianta reagisca ai tocchi, soprattutto quelli frequenti e fastidiosi, usando il seguente esperimento.

42. Dovresti toccare le piante inutilmente?

Incontra le Thigmonasties – reazioni motorie delle piante causate dal contatto.

Per l'esperimento piantare una pianta ciascuno in 2 vasi, preferibilmente senza pubescenza sulle foglie (fagioli, fagioli). Dopo che sono apparse 1-2 foglie, inizia il trattamento: strofina leggermente le foglie di una pianta tra il pollice e l'indice 30-40 volte al giorno per 2 settimane.

Entro la fine della seconda settimana, le differenze saranno chiaramente visibili: la pianta esposta all'irritazione meccanica rallenta la crescita.

Effetto dell'azione meccanica sulla crescita delle piante

I risultati sperimentali indicano che l'esposizione prolungata delle cellule a stimoli deboli può portare all'inibizione dei processi vitali delle piante.

Le piante piantate lungo le strade sono soggette a impatti costanti. Gli abeti rossi sono particolarmente sensibili. I loro rami rivolti verso la strada, lungo la quale spesso camminano le persone e passano le auto, sono sempre più corti dei rami situati sul lato opposto.

Irritabilità delle piante, ad es. la loro capacità di rispondere a influenze diverse è alla base dei movimenti attivi, che non sono meno diversi nelle piante che negli animali.

Prima di iniziare a descrivere gli esperimenti che rivelano il meccanismo del movimento delle piante, è consigliabile familiarizzare con la classificazione di questi movimenti. Se le piante consumano energia respiratoria per eseguire movimenti, questi sono movimenti fisiologicamente attivi. Secondo il meccanismo di curvatura, si dividono in crescita e turgore.

I movimenti di crescita sono causati da un cambiamento nella direzione della crescita degli organi. Si tratta di movimenti relativamente lenti, ad esempio la flessione degli steli verso la luce, le radici verso l'acqua.

I movimenti di turgore vengono effettuati mediante assorbimento reversibile di acqua, compressione e stiramento di speciali cellule motorie situate alla base dell'organo. Questi sono i rapidi movimenti delle piante. Sono caratteristici, ad esempio, delle piante insettivore e delle foglie di mimosa.

I tipi di crescita e i movimenti di turgore verranno discussi più dettagliatamente di seguito durante l'esecuzione degli esperimenti.

Per eseguire movimenti passivi (meccanici), non è richiesto il dispendio diretto di energia cellulare. Nella maggior parte dei casi, il citoplasma non è coinvolto nei movimenti meccanici. I più comuni sono i movimenti igroscopici, causati dalla disidratazione e dipendenti dall'umidità dell'aria.

Movimenti igroscopici

La base dei movimenti igroscopici è la capacità delle membrane cellulari vegetali di assorbire acqua e gonfiarsi. Durante il gonfiore, l'acqua entra nello spazio tra le molecole di fibra (cellulosa) nella membrana e proteine ​​nel citoplasma della cellula, il che porta ad un aumento significativo del volume cellulare.

43. Movimenti delle scaglie di pigne di conifere, muschio secco, fiori secchi

Studia l'effetto della temperatura dell'acqua sulla velocità di movimento delle scaglie di semi dei coni.

Per l'esperimento occorrono 2-4 pigne secche di pino e abete rosso, infiorescenze essiccate di Acroclinium rosea o Helychrysum major (immortelle), muschio di lino secco del cuculo e un orologio.

Esamina una pigna secca. Le squame dei semi sono sollevate, i punti in cui erano attaccati i semi sono chiaramente visibili.

Immergere metà delle pigne in acqua fredda e l'altra metà in acqua tiepida (40–50 °C). Osserva il movimento della bilancia. Nota il tempo impiegato per chiudersi completamente.

Togliere i coni dall'acqua, scuoterli e osservare le squame muoversi mentre si asciugano.

Annotare il tempo necessario affinché la bilancia ritorni allo stato originale e inserire i dati nella tabella.

Ripeti più volte l'esperimento con gli stessi coni. Ciò non solo consentirà di ottenere dati più accurati, ma assicurerà anche che il tipo di movimento studiato sia reversibile.

I risultati dell’esperimento ci permetteranno di trarre conclusioni importanti.

1. Il movimento delle scaglie dei semi dei coni è dovuto alla perdita e all'assorbimento di acqua. Ciò è evidenziato anche dalla dipendenza diretta del movimento delle squame dalla temperatura dell'acqua: man mano che aumenta, aumenta la velocità di movimento delle molecole d'acqua e il rigonfiamento delle squame avviene più velocemente.

1. Affinché il rigonfiamento delle squame cambi la loro posizione nello spazio, la struttura e la composizione chimica delle cellule sui lati esterno ed interno delle squame devono essere diverse. Questo è vero. Le membrane cellulari del lato superiore delle scaglie dei coni di conifera sono più elastiche ed estensibili rispetto alle cellule del lato inferiore. Pertanto, immersi nell'acqua, ne assorbono una quantità maggiore e aumentano più velocemente il loro volume, il che porta ad un allungamento della pagina superiore e ad uno spostamento delle squame verso il basso. Durante il processo di disidratazione, anche le cellule del lato superiore perdono acqua più velocemente delle cellule del lato inferiore, il che porta le squame a piegarsi verso l'alto.

È interessante osservare i movimenti delle foglie del lino del cuculo o di altri muschi fogliari causati dal rigonfiamento. Nelle piante viventi, le foglie sono dirette lontano dal fusto, mentre nelle piante secche vengono premute contro di esso. Se immergi uno stelo secco in acqua, dopo 1–2 minuti le foglie si spostano dalla posizione verticale a quella orizzontale.

Molto belli i movimenti dell'infiorescenza essiccata dell'immortelle. Se si immerge in acqua un'infiorescenza secca, dopo 1-2 minuti le foglie dell'involucro iniziano a muoversi e l'infiorescenza si chiude.

Esercizio. Confronta la velocità di movimento delle scaglie di cono di diversi tipi di conifere. Dipende dalla dimensione dei coni? Confronta la velocità di movimento delle scaglie di pigne di pino e abete rosso, foglie di muschio e foglie di infiorescenze di immortelle, identifica somiglianze e differenze.

44. Movimenti igroscopici dei semi. Igrometro per semi di cicogna

I movimenti igroscopici svolgono un ruolo importante nella dispersione dei semi di varie piante.

Studia il meccanismo di auto-scavo dei semi di cicogna e il movimento dei semi di fiordaliso attraverso il terreno.

Per l'esperimento avrete bisogno dei semi dell'erba cicogna, del fiordaliso blu, di un foglio di carta spessa, di un orologio e di un vetrino.

La cicogna è una pianta comune in Bielorussia. Ha preso il nome dalla somiglianza del frutto con la testa di una cicogna.

Osserva da vicino la struttura del frutto secco della cicogna. I lobi del frutto maturo a forma di capsula sono dotati di una lunga spina, attorcigliata a spirale nella parte inferiore. Il frutto è ricoperto di peli duri.

Metti una goccia d'acqua su un vetrino e mettici dentro la frutta secca. La parte inferiore, attorcigliata a spirale, inizia a svolgersi e il frutto, che non ha appoggio sul vetro, compie movimenti rotatori.

Dopo che la tenda è stata completamente raddrizzata, trasferire il frutto in una parte asciutta del bicchiere. Mentre si asciuga, la parte inferiore si arriccia a spirale e fa ruotare il frutto.

Esegui i tempi dell'esperimento, confrontando la velocità dei processi di svolgimento e torsione della spirale.

Il meccanismo di movimento del frutto della cicogna è lo stesso delle scaglie dei coni di conifere: la differenza nell'igroscopicità delle cellule della tenda.

L'osservazione del movimento del frutto in una goccia d'acqua permette di comprenderne il comportamento nel terreno. Quando il frutto cade a terra, l'estremità superiore della tenda, piegata ad angolo retto, si aggrappa ai fusti circostanti e rimane immobile. Quando si torce e si svolge la sezione a spirale, la parte inferiore del frutto con il seme viene avvitata nel terreno. La via del ritorno è bloccata da peli duri e piegati che ricoprono il frutto.

Per realizzare un igrometro primitivo, fai un buco in un pezzo di cartone o in una tavola ricoperta di carta bianca e fissaci l'estremità inferiore del frutto. Per calibrare il dispositivo, asciugarlo prima, quindi bagnarlo con acqua e segnare la posizione finale. È meglio posizionare il dispositivo all'aperto, dove le fluttuazioni dell'umidità sono più pronunciate che all'interno.

L'erba cicogna non è l'unica pianta capace di seppellire i semi da sola. L'erba piuma, l'avena selvatica e la coda di volpe hanno una struttura e un meccanismo di distribuzione simili.

I frutti del fiordaliso (acheni con ciuffo di setole dure) non sono in grado di autoseppellirsi. Quando l'umidità del terreno varia, le setole si abbassano e si alzano alternativamente, spingendo il frutto in avanti.

Esercizio. Raccogli semi di fiordaliso, coda di volpe, avena selvatica. Studia il loro comportamento in ambienti umidi e asciutti, confrontalo con la cicogna.

Tropismi

La creatura più intelligente della natura,

Crescendo sempre di generazione in generazione -

Nella terra con le radici, nel cielo con la testa...

V. Rozhdestvensky

A seconda della struttura dell'organo e dell'azione dei fattori ambientali, si distinguono due tipi di movimenti di crescita: tropismi e cattiverie.

Tropismi (dal greco “tropos” - svolta), movimenti tropicali sono movimenti di organi a simmetria radiale (radice, fusto) sotto l'influenza di fattori ambientali che agiscono unilateralmente sulla pianta. Tali fattori possono essere la luce (fototropismo), fattori chimici (chemiotropismo), l'azione della gravità (geotropismo), il campo magnetico terrestre (magnetotropismo), ecc.

Questi movimenti consentono alle piante di posizionare foglie, radici e fiori nella posizione più favorevole alla vita.

45. Idrotropismo radicale

Uno dei tipi di movimento più interessanti è il movimento della radice verso l'acqua (idrotropismo). Le piante terrestri hanno un costante bisogno d'acqua, quindi la radice cresce sempre nella direzione in cui il contenuto d'acqua è maggiore. L'idrotropismo è inerente principalmente alle radici delle piante superiori. Si osserva anche nei rizoidi del muschio e nei germogli di felce. Per l'esperimento avrai bisogno di 10-20 semi di pisello schiusi (lupino, orzo, segale), 2 piastre Petri e un po' di plastilina.

Con una barriera di plastilina ben attaccata al fondo, dividere l'area della tazza in 2 parti uguali. Posiziona i semi germogliati sulla barriera, premendoli leggermente nella plastilina in modo che i semi non si muovano mentre la radice cresce. Le radici dovrebbero essere dirette rigorosamente lungo la barriera (Fig. 24).

Diagramma della disposizione dei semi durante lo studio dell'idrotropismo radicale

Queste fasi di lavoro nelle coppe di controllo e sperimentali sono le stesse. Ora dobbiamo creare diverse condizioni di umidificazione. Nella tazza di controllo, l'umidità nelle parti sinistra e destra dovrebbe essere la stessa. Nella tazza di prova, l'acqua viene versata solo in una metà e l'altra rimane asciutta.

Copri entrambe le tazze con i coperchi e mettile in un luogo caldo. Osserva quotidianamente la posizione delle radici. Quando il loro orientamento diventa chiaramente visibile, contare il numero di semi le cui radici hanno mostrato idrotropismo positivo (crescita degli organi verso l'acqua).

Le osservazioni del movimento della radice verso l'acqua mostrano chiaramente che i tropismi sono movimenti di crescita. La radice cresce verso l'acqua e, se la pianta ne ha bisogno, la radice si piega.

Esercizio. Utilizzando lo schema sperimentale sopra descritto, verificare la capacità delle piante di riconoscere non solo l'acqua, ma anche le soluzioni di sali minerali di cui la pianta ha bisogno, ad esempio una soluzione allo 0,3% di nitrato di potassio o nitrato di ammonio.

46. ​​​​L'influenza della gravità sulla crescita del fusto e della radice

La maggior parte delle piante cresce verticalmente. In questo caso, il ruolo principale non è giocato dalla loro posizione rispetto alla superficie del suolo, ma dalla direzione del raggio terrestre. Ecco perché sui pendii delle montagne le piante crescono con qualsiasi angolazione rispetto al suolo, ma verso l'alto. Lo stelo principale ha un geotropismo negativo: cresce nella direzione opposta all'azione della gravità. La radice principale, invece, ha geotropismo positivo.

Molto interessante è il comportamento dei germogli e delle radici laterali: a differenza della radice e del fusto principali, sono in grado di crescere orizzontalmente, possedendo un geotropismo intermedio. I germogli e le radici del secondo ordine non percepiscono affatto l'azione della gravità e sono capaci di crescere in qualsiasi direzione. La percezione ineguale da parte dei germogli e delle radici dei diversi ordini di azione della forza di gravità consente loro di essere distribuiti uniformemente nello spazio.

Per verificare la reazione opposta del fusto principale e della radice principale allo stesso effetto della gravità, si può eseguire il seguente esperimento.

Per l'esperimento sono necessari semi di girasole germogliati, piatti di vetro e schiuma da 10x10 cm, carta da filtro, plastilina e un bicchiere.

Posizionare diversi strati di carta da filtro inumidita su un piatto di schiuma. Metti i semi germogliati su di esso in modo che le loro estremità affilate siano rivolte verso il basso. Attacca pezzi di plastilina agli angoli del piatto. Appoggiate sopra una lastra di vetro, esercitando una leggera pressione, per fissare i semi nella posizione desiderata. Avvolgere in diversi strati di carta da filtro inumidita e riporli in posizione verticale (estremità affilate dei semi rivolte verso il basso) in un luogo caldo.

Quando le radici raggiungono 1–1,5 cm, ruotare la piastra di 90° in modo che le radici siano orizzontali.

Monitora quotidianamente le condizioni delle piantine. La carta da filtro deve essere umida.

Effettuare la tempistica dell'esperimento e annotare il tempo (in giorni dall'inizio dell'esperimento) della manifestazione della curvatura geotropicale.

I risultati sperimentali indicano che, qualunque sia la posizione della piantina nello spazio, la radice principale si piega sempre verso il basso e il fusto sempre verso l'alto. Inoltre, la risposta degli organi assiali al cambiamento di posizione nello spazio può manifestarsi abbastanza rapidamente (1-2 ore).

La sensibilità geotropica delle piante è elevata, alcune riescono a percepire uno scostamento dalla posizione verticale di 1°. La sua manifestazione dipende da una combinazione di condizioni esterne ed interne. Sotto l'influenza della bassa temperatura dell'aria, il geotropismo negativo degli steli può diventare trasversale, il che porta alla loro crescita orizzontale.

Come fa uno stelo o una radice a “sentire” la sua posizione nello spazio? Alla radice, la zona che riceve la stimolazione geotropica è situata nella cappa radicale. Se viene rimosso, la reazione geotropica svanisce. Nel fusto le forze di gravità si percepiscono anche dall'apice.

La flessione diretta della radice o del fusto avviene al di sotto, nella zona in cui le cellule subiscono uno stiramento. Allo stesso tempo, sotto l'influenza dello stesso fattore - la forza di gravità - aumenta la crescita delle cellule sul lato inferiore dello stelo disposto orizzontalmente, il che porta alla sua flessione verso l'alto, mentre alla radice - la crescita delle cellule su il lato superiore e piegandosi verso il basso.

Esercizio. Studia la natura della risposta geotropica degli steli di diversi ordini di una pianta dicotiledone. Per fare questo, coltiva le piantine, copri la superficie del terreno in modo che non fuoriesca e capovolgi i vasi. Effettuare osservazioni finché non compaiono steli laterali del primo e del secondo ordine.

47. L'influenza dell'etilene sulla risposta geotropica delle piantine di piselli

La crescita delle piante è regolata non solo da segnali bioelettrici, ma anche dal sistema ormonale. Il ruolo principale nella regolazione del tasso di crescita è svolto dal contenuto quantitativo dell'ormone auxina e dalla sua interazione con altri ormoni, in particolare l'acido abscissico e l'etilene.

A differenza dell’auxina che stimola la crescita, l’acido abscissico inibisce la divisione cellulare nella parte inferiore dell’organo. Ciò fa rallentare la sua crescita e la radice inizia a piegarsi verso il centro della Terra.

Per l'esperimento sono necessarie mele mature (fonte di etilene), 2 campane di vetro, 2 vasetti di germogli di piselli.

Posizionare le coperture in vetro sul supporto. Metti sotto dei vasi con piantine di piselli vecchie di 2-3 giorni. Nella versione sperimentale, metti le mele sotto il cofano. Metti le piante al buio.

Man mano che l'etilene si accumula nell'aria, inizia a penetrare nelle piantine di piselli. Dopo alcuni giorni, i disturbi nella normale reazione geotropica negativa dei germogli diventano evidenti, iniziano a crescere orizzontalmente e addirittura si sdraiano con un'alta concentrazione di etilene nell'aria.

I risultati sperimentali indicano le funzioni regolatrici dell'etilene nella vita vegetale. Un aumento del suo contenuto nelle cellule porta ad un cambiamento nel loro tasso di crescita.

Esercizio. Studia l'effetto dell'etilene sulla crescita delle piantine di pomodoro.

Naturalmente, l'orientamento geotropicale degli organi vegetali in condizioni ambientali in continuo cambiamento non può rimanere sempre costante. Man mano che i boccioli si formano e si aprono, l'orientamento del peduncolo cambia, ad esempio in un papavero. I giovani rami di abete rosso crescono con un angolo più acuto rispetto a quelli più vecchi.

Puoi studiare il cambiamento dal geotropismo negativo dei pedicelli delle arachidi al geotropismo positivo coltivandolo indoor. Dopo la fioritura, il gambo dell'arachide, su cui poggia l'ovaio, si allunga, si piega verso il suolo e si addentra in esso. Pertanto, i fiori sono sopra la terra e i frutti maturano nel terreno. Sebbene ciò limiti la capacità di diffusione della specie, i semi maturi sono in condizioni ideali per la germinazione.

Gregor Jan (Johann) Mendel 1822–1884

Gregor Jan (Johann) Mendel nacque il 22 luglio 1822 nel villaggio ceco di Ninčice nella famiglia di un povero contadino. Si è diplomato alla scuola locale all'età di undici anni, dopo di che è entrato al Ginnasio di Opava. Fin dalla sua giovinezza, Mendel si distinse per le sue eccezionali capacità in matematica, era interessato alla vita della natura e osservava i fiori e le api nel giardino di suo padre.

Nel 1840 entrò alla Facoltà di Filosofia dell'Università di Olomouc, ma problemi familiari e malattie impedirono a Mendel di completare i suoi studi. Nel 1843 divenne monaco e ricevette un nuovo nome nel monastero agostiniano di Brno - Gregor.

Subito dopo la sua iniziazione, Mendel iniziò a studiare teologia e a frequentare lezioni di agricoltura, coltivazione della seta e viticoltura. Dal 1848 iniziò ad insegnare latino, greco, tedesco e matematica nel ginnasio della città di Znojno. Nel 1851–1853 Mendel frequentò lezioni di scienze naturali all'Università di Vienna. Alcuni anni dopo divenne abate del monastero e gli fu data l'opportunità di condurre i suoi famosi esperimenti sull'ibridazione dei piselli (1856–1863) nel giardino del monastero. Mendel fu il primo biologo ad avviare una ricerca sistematica sulle proprietà ereditarie delle piante utilizzando il metodo dell'ibridazione.

Dopo sette anni di esperimenti, Mendel dimostrò che ciascuna delle 22 varietà di piselli conserva le sue proprietà individuali quando viene incrociata. Allo stesso tempo, determinò con precisione le proprietà in base alle quali distinguere i singoli tipi di piselli.

Incrociando diverse specie e studiandone le proprietà, Mendel arrivò alla conclusione che alcune caratteristiche vengono trasmesse direttamente alla prole, e le chiamò proprietà predominanti; altri tratti che compaiono dopo una generazione sono recessivi, cioè proprietà inferiori. Allo stesso tempo, ha stabilito che quando si incrociano due varietà, la nuova generazione eredita i tratti caratteristici delle forme genitoriali, e ciò avviene secondo determinate regole.

I fenomeni osservati da Mendel furono successivamente testati e confermati da numerosi botanici e zoologi. Era importante assicurarsi che le regole di Mendel fossero universali. Secondo queste regole, i tratti ereditari vengono trasmessi alla prole non solo nelle piante, ma anche negli animali, escluso l'uomo. Oggi è consuetudine chiamare queste regole Prima Legge di Mendel o legge della segregazione. Questa legge afferma: "Le proprietà di due organismi, quando incrociati, vengono trasmesse alla prole, anche se alcune di esse possono essere nascoste. Queste proprietà appaiono necessariamente nella seconda generazione di ibridi".

Le capacità matematiche innate hanno permesso a Mendel di dare definizioni quantitative del fenomeno dell'ereditarietà e di generalizzare il materiale sperimentale in senso quantitativo. Riferì le sue osservazioni a lungo termine e le conclusioni che ne trassero l'8 febbraio e l'8 marzo 1865 alla Società scientifica di storia naturale di Brno, ma le formule matematiche fornite da Mendel nel rapporto non furono comprese dai biologi.

Secondo le usanze allora esistenti, il rapporto di Mendel fu inviato a Vienna, Roma, San Pietroburgo, Uppsala, Cracovia e in altre città, ma nessuno gli prestò attenzione. La miscela di matematica e botanica contraddiceva tutte le idee prevalenti a quel tempo. A quei tempi si credeva che le proprietà dei genitori fossero mescolate nella prole come il caffè con il latte.

La scienza delle leggi dell'ereditarietà fu chiamata "Mendelismo" in onore dell'operoso ricercatore della vita vegetale. Il biologo inglese William Betson nel 1906 chiamò questa scienza genetica.

Il merito di Mendel sta nel fatto che ha saputo porsi un preciso problema scientifico, selezionare ottimo materiale vegetale per gli esperimenti e semplificare il metodo di osservazione considerando un piccolo numero di proprietà individuali in cui le specie studiate differiscono tra loro, senza tener conto di tutte le altre caratteristiche secondarie. Inoltre, essendo un eccellente matematico, Mendel espresse i risultati dei suoi esperimenti utilizzando formule matematiche.

Si può sostenere che Mendel divenne il fondatore di una nuova branca della biologia: la genetica, sebbene lui stesso non sapesse nulla dell'esistenza di cromosomi e portatori di proprietà ereditarie, chiamati geni nel 1909 dal ricercatore danese Johannsen.

Mendel fu accettato come membro di molte società scientifiche: meteorologica, pomologica, di apicoltura, ecc.

Mendel morì il 6 gennaio 1884 nella città vecchia di Brno. Dal 4 al 7 agosto 1965, per commemorare il centesimo anniversario della pubblicazione del lavoro di Mendel, che gettò le basi per la genetica, si tenne un grande congresso di scienziati.

Come emblema simbolico del congresso è stato adottato un disegno raffigurante un fiore di pisello e un modello della struttura di una particella di DNA.

Le opere di G. Mendel e il loro significato
L'onore di scoprire i modelli fondamentali di eredità dei caratteri osservati durante l'ibridazione spetta a Gregor (Johann) Mendel (1822–1884), un eccezionale naturalista austriaco, abate del monastero agostiniano di San Tommaso a Brunn (oggi Brno)

Il merito principale di G. Mendel è che per descrivere la natura della segregazione, fu il primo a utilizzare metodi quantitativi basati sul conteggio accurato di un gran numero di discendenti con varianti contrastanti di caratteri. G. Mendel ha avanzato e confermato sperimentalmente l'ipotesi sulla trasmissione ereditaria di fattori ereditari discreti. Nelle sue opere, realizzate nel periodo dal 1856 al 1863, furono rivelati i fondamenti delle leggi dell'ereditarietà. G. Mendel delineò i risultati delle sue osservazioni nell'opuscolo "Esperimenti su ibridi vegetali" (1865).

Mendel ha formulato il problema della sua ricerca come segue. "Finora", ha osservato nelle "Osservazioni introduttive" al suo lavoro, "non è stato possibile stabilire una legge universale sulla formazione e lo sviluppo degli ibridi... La soluzione finale a questo problema può essere raggiunta solo con una dettagliata gli esperimenti vengono condotti nelle più diverse famiglie di piante. Chiunque riconsideri il lavoro in quest'area sarà convinto che tra i numerosi esperimenti, nessuno è stato condotto in un volume e in un modo tali da poter determinare il numero di forme diverse in cui compaiono i discendenti degli ibridi, distribuire in modo affidabile queste forme tra le singole generazioni e stabilire le loro reciproche relazioni numeriche”.

La prima cosa a cui Mendel prestò attenzione fu la scelta dell'oggetto. Per la sua ricerca, Mendel scelse un oggetto conveniente: linee pure (varietà) di piselli ( Pisum sativum L.), che differiscono per una o più caratteristiche. I piselli come oggetto modello per la ricerca genetica sono caratterizzati dalle seguenti caratteristiche:

1. Si tratta di una pianta annuale molto diffusa della famiglia delle Leguminose (Pataceae), dal ciclo vitale relativamente breve, la cui coltivazione non presenta difficoltà.

2. I piselli sono rigorosamente autoimpollinatori, il che riduce la probabilità di introdurre pollini estranei indesiderati. I fiori dei piselli sono del tipo falena (con vela, remi e barca); allo stesso tempo, la struttura del fiore del pisello è tale che la tecnica dell'incrocio delle piante è relativamente semplice.

3. Esistono molte varietà di piselli, che differiscono per uno, due, tre e quattro tratti ereditari.

Forse la cosa più importante in tutto il lavoro è stata determinare il numero di caratteristiche in base alle quali distinguere le piante incrociate. Mendel si rese conto per primo che solo partendo dal caso più semplice - differenze tra genitori su una base unica - e aumentando gradualmente la complessità del problema, si può sperare di svelare il groviglio dei fatti. La rigorosa natura matematica del suo pensiero si è rivelata qui con particolare forza. Fu questo approccio all'impostazione degli esperimenti che permise a Mendel di pianificare chiaramente l'ulteriore complessità dei dati iniziali. Non solo determinò accuratamente a quale fase del lavoro procedere, ma predisse anche matematicamente e rigorosamente il risultato futuro. Sotto questo aspetto Mendel si colloca al di sopra di tutti i biologi contemporanei che già nel XX secolo studiarono i fenomeni dell'ereditarietà.

Descrizione degli esperimenti di Mendel.

Mendel condusse i suoi esperimenti nel giardino del monastero su un piccolo appezzamento di 35x7 m, inizialmente ordinò 34 varietà di piselli da diverse coltivazioni di semi. Per due anni Mendel seminò queste varietà in appezzamenti separati e controllò se le varietà risultanti non fossero intasate e se mantenessero inalterate le loro caratteristiche quando propagate senza incroci. Dopo questo tipo di verifica, ha selezionato 22 varietà per gli esperimenti.

Mendel iniziò con esperimenti sull'incrocio di varietà di piselli che differivano per un tratto (incrocio monoibrido). Per questi esperimenti, ha utilizzato varietà di piselli che differivano per una serie di caratteristiche:

Diamo un'occhiata ad alcuni degli esperimenti di Mendel in modo più dettagliato.
Esperienza 1 . Varietà incrociate che differiscono nel colore dei fiori.

Primo anno. In due appezzamenti adiacenti venivano coltivate due varietà di piselli, diverse per il colore dei fiori: a fiore viola e a fiore bianco. Durante la fase di germogliamento, Mendel castrò alcuni fiori delle piante dai fiori viola: strappò con cura la barchetta e rimosse tutti i 10 stami. Quindi sul fiore castrato è stato posto un isolante (tubo di pergamena) per impedire l'introduzione accidentale di polline. Pochi giorni dopo (durante la fase di fioritura), quando i pistilli dei fiori castrati furono pronti a ricevere il polline, Mendel fece una croce: tolse gli isolanti ai fiori castrati della varietà a fiori viola e applicò il polline dei fiori di la varietà a fiori bianchi agli stimmi dei pistilli; Successivamente, sui fiori impollinati sono stati nuovamente applicati degli isolanti. Dopo l'allegagione, gli isolanti sono stati rimossi. Dopo che i semi maturarono, Mendel li raccolse da ciascuna pianta impollinata artificialmente in un contenitore separato.

Secondo anno. L'anno successivo, Mendel coltivò piante ibride - ibridi di prima generazione - dai semi raccolti. Tutte queste piante producevano fiori viola anche se le piante madri erano impollinate con il polline di una varietà a fiori bianchi. Mendel fornì a questi ibridi la possibilità di un'impollinazione incontrollata (autoimpollinazione). Dopo che i semi maturarono, Mendel li raccolse nuovamente da ciascuna pianta in un contenitore separato.

Terzo anno. Nel terzo anno, Mendel coltivò ibridi di seconda generazione dai semi raccolti. Alcune di queste piante producevano solo fiori viola, altre solo bianchi, e c'erano circa 3 volte più piante con fiori viola di quelle con fiori bianchi.
Esperienza 2 . Varietà incrociate che differiscono nel colore del cotiledone.

La particolarità di questo esperimento è che il colore dei piselli (con un rivestimento di semi traslucido) è determinato dal colore dei cotiledoni e i cotiledoni fanno parte dell'embrione, una nuova pianta formata sotto la protezione della pianta madre.

Primo anno. In due appezzamenti adiacenti venivano coltivate due varietà di piselli, diverse per il colore dei cotiledoni: a seme giallo e a seme verde. Mendel castrò alcuni fiori su piante cresciute da semi gialli, quindi isolò i fiori castrati. Nella fase di fioritura Mendel fece una croce: applicò il polline dei fiori di piante cresciute da semi verdi agli stimmi dei pistilli dei fiori castrati. I fiori impollinati artificialmente producevano frutti solo con semi gialli, nonostante le piante madri fossero impollinate con polline di una varietà a semi verdi (sottolineiamo ancora una volta che il colore di questi semi era determinato dal colore dei cotiledoni degli embrioni, che sono già ibridi di prima generazione). Mendel raccolse anche i semi risultanti da ciascuna pianta impollinata artificialmente in un contenitore separato.

Secondo anno. L'anno successivo, Mendel coltivò piante ibride - ibridi di prima generazione - dai semi raccolti. Come nell'esperimento precedente, ha fornito a questi ibridi la possibilità di un'impollinazione incontrollata (autoimpollinazione). Dopo che i frutti maturarono, Mendel scoprì che all'interno di ogni fagiolo c'erano sia piselli gialli che verdi. Mendel contò il numero totale di piselli di ciascun colore e scoprì che c'erano circa 3 volte più piselli gialli che piselli verdi.

Pertanto, gli esperimenti con lo studio della morfologia dei semi (il colore dei loro cotiledoni, la forma della superficie dei semi) consentono di ottenere risultati già nel secondo anno.
Incrociando piante che differivano per altre caratteristiche, Mendel ottenne risultati simili in tutti gli esperimenti senza eccezioni: la prima generazione ibrida mostrò sempre un tratto di una sola delle varietà madri, e nella seconda generazione fu osservato un rapporto di divisione di 3:1.

Sulla base dei suoi esperimenti, Mendel introdusse il concetto di tratti dominanti e recessivi. I tratti dominanti passano nelle piante ibride completamente invariati o quasi invariati, mentre i tratti recessivi vengono nascosti durante l'ibridazione. Si noti che conclusioni simili furono raggiunte dai naturalisti francesi Sajret e Naudin, che lavorarono con piante di zucca che hanno fiori dioici. Tuttavia, il merito più grande di Mendel è quello di essere stato il primo a quantificare la frequenza di comparsa delle forme recessive sul numero totale dei discendenti.

Per analizzare ulteriormente la natura ereditaria degli ibridi risultanti, Mendel effettuò incroci tra varietà che differivano per due, tre o più caratteristiche, effettuò cioè diibrido E triibrido attraversamento. Successivamente, ha studiato molte altre generazioni di ibridi incrociati tra loro. Di conseguenza, le seguenti generalizzazioni di fondamentale importanza hanno ricevuto una solida base scientifica:

1. Il fenomeno della disuguaglianza dei caratteri elementari ereditari (dominanti e recessivi), notato da Sajray e Naudin.

2. Il fenomeno della scissione delle caratteristiche degli organismi ibridi a seguito dei loro successivi incroci. Sono stati stabiliti modelli quantitativi di suddivisione.

3. Rilevazione non solo di modelli quantitativi di scissione secondo caratteristiche morfologiche esterne, ma anche determinazione del rapporto tra inclinazioni dominanti e recessive tra forme che sono in apparenza indistinguibili da quelle dominanti, ma sono di natura mista (eterozigote). Mendel ha inoltre confermato la correttezza dell'ultima posizione incroci ibridi di prima generazione con forme parentali.

Mendel si avvicinò così al problema del rapporto tra le inclinazioni ereditarie (fattori ereditari) e le caratteristiche dell'organismo da esse determinate. Mendel introdusse il concetto di inclinazione ereditaria discreta, indipendente nella sua manifestazione dalle altre inclinazioni . Queste inclinazioni sono concentrate, secondo Mendel, nelle cellule rudimentali (uovo) e polliniche (gameti). Ogni gamete trasporta un deposito. Durante la fecondazione, i gameti si fondono per formare uno zigote; Inoltre, a seconda del tipo di gameti, lo zigote che ne deriva riceverà determinate inclinazioni ereditarie. A causa della ricombinazione delle inclinazioni durante gli incroci, si formano zigoti che portano una nuova combinazione di inclinazioni, che determina le differenze tra gli individui.