"Genetiğin babası" olarak da bilinen Johann Gregor Mendel (1822–1884), bir öğretmen ve bilim adamıydı. Mendel, biyolojideki en önemli keşiflerden bazılarını yaparken zorlu koşullar altında çalıştı. 1856'da Mendel kalıtım kalıplarını araştıracağı bir projeye başladı. Araştırmasına fareleri kullanarak başlasa da daha sonra bal arıları ve bitkilere geçti ve sonunda bezelyenin ana model organizmaolduğu kararına vardı.
Mendel bezelyelerde boyut, çiçek rengi, tohum rengi ve tohum şeklidahil olmak üzere yedi farklı özelliğin kalıtımını inceledi. Bunu yapabilmek için öncelikle bezelye filizlerini uzun ve kısa boy gibi iki farklı özelliğe göre sınıflandırmıştır. Bu bezelye filizlerini, saf yavrular elde edene kadar (her zaman ebeveyne benzer yavrular üreten) nesiller boyunca yetiştirdi ve daha sonra, özelliklerin nasıl miras alındığını incelemek için bu saf yavruları birbirleriyle çaprazladı.
Çarmıhtan sonraki ilk nesilde her defasında, bir özelliğin bir formunun diğerini bastırdığını gördü; uzunluk ve kısalık gibi. Mendel, görünen formu baskın özellik, gizli formu ise çekinik özellikolarak adlandırdı.
Mendel, 1865 yılında yaklaşık 30.000 bezelye bitkisi üzerinde yaptığı deneylerin sonuçlarını Doğa Tarihi Derneği ile paylaştı. Gözlemlediği desenlere, topladığı verilere ve sonuçlarının matematiksel analizine dayanarak Mendel, aşağıdakileri içeren bir kalıtım modeli önerdi:
- Çiçek rengi, bitki boyu, tohum şekli gibi karakterler farklı versiyonlarda olan ve gelecek nesillere aktarılabilen ikili faktörler tarafından kontrol edilmektedir.
- Faktörün bir versiyonu (baskın form) diğer versiyonun (çekinik form) varlığını gizleyebilir.
- Gamet üretimi sırasında eşleştirilmiş ajanlar ayrılır, böylece her gamet (sperm veya yumurta) rastgele yalnızca bir ajan alır.
- Farklı karakterleri kontrol eden faktörler birbirinden bağımsız olarak kalıtsaldır.
Mendel bezelye deneyi, öğrencilerin fenotip ve genotip ayrımını yapmaları, monohibrit kavramını ve genetik teorisini anlamaları açısından önemli bir deneydir. Ancak gerçek hayatta gelecek nesillerin genetik analizinin yapılması aylar alır. Bu nedenle öğrencilerin okul saatleri içerisinde bunu yapması mümkün olamamaktadır.
Mendel ve bezelye deneyi ise sanal laboratuvarda birkaç dakika içinde yapılabiliyor. Öğrenciler renk, şekil gibi farklı özelliklerin genetik deneylerini kısa sürede yapabilmektedir.
Öğrenci istediği bezelyeyi seçerek hangi özelliğin hangi özelliğe baskın olduğunu gözlemleyebilir. Bezelyeleri tozlaştırdıktan sonra yayları alıp germanite ederler. Bu sayede öğrenciler fenotip ve genotip kavramlarını öğrenebilirler.
Mendel ve bezelye deneyinin sonucu, eğer birinci nesildeki frekansları biliyorsak, bu olgunun neden meydana geldiğini açıklayamasak bile, ikinci nesildeki bir özelliğin sıklığının her zaman tahmin edilebilir olduğunu göstermektedir. Aynı zamanda öğrenciler her duruma ilişkin kendi yorumlarını yapabiliyorlar, bu da onların eleştirel düşünme becerilerini geliştirmeleri için birçok fırsatın olduğu anlamına geliyor. Bu teknoloji eğitim aracı karşısında öğrencilerin sadece açık fikirli olmaları değil, aynı zamanda bilimsel deneyleri kendi başlarına yapma ve mantığa dayalı yorumlama konusunda da kendilerine güvenmeleri gerekmektedir. Öğrenciler VRLab Academy aracılığıyla, VRLab Academy'de Mendel bezelye deneyleri tamamen bununla ilgilidir. Gregor Mendel'in yaptığı gibi, gerçek genetik çalışmaları yapmak için temel bilimsel ilkeleri kullanarak, pek çok şeyi öğrenebilirler. Aynı deneyi birkaç kez yapabilir veya farklı versiyonları deneyebilirler. Bu sayede yeni deneyimler edinecek, yeni bilgiler edineceksiniz. Bu öğrenciler için dünyayı değiştirecek bir deney!
VRLab Academy'deki tüm deneylere ve'a göz atın öğretme gücünüzü bizimle geliştirin .
Mendel'in bulguları başlangıçta bilim camiası tarafından neden göz ardı edildi?
Mendel'in çığır açan bulguları başlangıçta bilim camiası tarafından göz ardı edildi çünkü bunlar, onun zamanında kalıtım ve çeşitlilikle ilgili yaygın fikirlerin çok ilerisindeydi. Mendel'in deneylerini 1866'da yaptığı ve çalışmasını yayınladığı dikkate alındığında, onun kavramları ve sonuçları devrim niteliğindeydi ve o dönemin yaygın kabul gören inançlarına aykırıydı. Charles Darwin'in 1859'da "Türlerin Kökeni" kitabını yayınlamasının hemen ardından kalıtım ve evrim büyük tartışmalara konu oldu.
Bilim camiasının tanınmaması, araştırmasının önemine ilişkin farkındalık eksikliği ve bilim camiasının yeni, alışılmadık fikirleri kabul etme konusundaki direnci de dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlanabilir. Mendel'in 1884'teki ölümünden birkaç on yıl sonra, ancak 1900'lerin başında çalışmaları nihayet hak ettiği takdiri aldı. Biyoloji alanı ilerledikçe ve daha fazla bilim insanı kalıtımın ilkelerini keşfetmeye başladıkça, üç bitki biyoloğu bağımsız olarak Mendel'in çalışmasını yeniden keşfetti ve önemini kabul etti.
Mendel bezelye ile ilgili deneylerine nasıl devam etti?
Mendel başlangıçta farklı bezelye türlerini melezledikten sonra burada durmadı. Birkaç yıl boyunca bezelye bitkileriyle sürekli olarak kendi kendine tozlaşma sürecine girmeye devam etti. Bu, bitkilerin herhangi bir dış müdahale olmadan çoğalmasına ve kendilerini doğal olarak gübrelemelerine olanak sağlamayı içeriyordu. Bu dönem boyunca Mendel, yavruların sergilediği çeşitli özellikleri titizlikle gözlemledi ve kaydetti. Kapsamlı ve güvenilir bir veri seti sağlamak için, muhtemelen 30.000'e ulaşan çok sayıda bezelye bitkisi yetiştirdiği ve sürekli olarak 7 yıllık uzun bir süreyi deneylerine adadığı tahmin edilmektedir.
Mendel manastırda hangi deneyleri yaptı?
Mendel, farklı nesillerdeki kalıtım mekanizmalarını araştırmak amacıyla manastırda bir dizi deney gerçekleştirdi. Onun odak noktası bir nesilden diğerine aktarılan özellikleri incelemekti. Mendel, deneylerini gerçekleştirmek için bitki türü olarak bezelyeyi (Pisum sativum) seçti. Bu tercihin nedeni bezelyenin daha önce benzer çalışmalarda kullanılmış olması ve denemeler için birçok avantaja sahip olmasıydı. Bezelye kullanmanın başlıca avantajları ekim kolaylığı ve her yıl ekilebilmesiydi. Bezelye bitkilerinin bir diğer önemli özelliği de çiçeklerinin stamen ve stigma olarak bilinen hem erkek hem de dişi kısımlara sahip olmasıdır. Bezelye çiçekleri kendi kendine tozlaşma yeteneğine sahiptir, bu da bitkinin yalnızca bir bireyden yavru üretebileceği anlamına gelir. Kendi kendine tozlaşma çiçekler açılmadan önce bile meydana gelir ve bu da tek bir bitkiden döl elde etme olasılığını artırır. Mendel kendi kendine tozlaşmanın yanı sıra bezelyelerde çapraz tozlaşma potansiyelini de araştırdı. Çiçek tomurcuklarını elle açarak ve polen üreten ercikleri çıkararak kendi kendine tozlaşmayı önledi. Daha sonra, bir bezelye bitkisindeki poleni başka bir bitkinin damgasına serperek çapraz tozlaşmayı etkili bir şekilde kolaylaştırdı. Bu yaklaşım, Mendel'in farklı bezelye bitkilerinin belirli özelliklerle melezlenmesinden kaynaklanan kalıtım modellerini incelemesine olanak sağladı. Mendel, bu deneyler sayesinde kalıtım konusunda çığır açıcı keşifler yaptı ve genetik alanının temellerini attı.
Mendel nasıl "modern genetiğin babası" oldu?
Mendel, kalıtım alanına çığır açan katkıları ve bezelye bitkileri üzerine yaptığı kapsamlı çalışma nedeniyle "modern genetiğin babası" unvanını kazandı. Bir keşiş ve öğretmen olarak Mendel'in astronomi ve bitki ıslahına büyük bir ilgisi vardı, bu da onu Bränn'daki bir manastıra katılmaya ve özelliklerin bir nesilden diğerine nasıl aktarıldığını anlamaya odaklanan bir dizi deney yapmaya yöneltti. Bezelyelerin benzer amaçlarla kullanıldığı önceki çalışmalardan ve kolay ekim ve yıllık ekim gibi avantajlı özelliklerinden ilham alan Mendel, bezelyeleri birincil araştırma konusu olarak seçti. Titizlikle yaptığı deneyler sonucunda, özelliklerin bağımsız olarak kalıtsal olduğuna dair çok önemli bir keşifte bulundu ve ayrıca bir özelliğin her bir varyantını baskın veya resesif olarak sınıflandırdı. Mendel'in çalışması, başlangıçta tanınmamış olmasına rağmen, modern genetiğin temellerini attı. Kalıtım ilkelerini açıklamaya yönelik kapsamlı araştırması ve sistematik yaklaşımı, özelliklerin ebeveynlerden yavrulara geçişini yöneten mekanizmalar hakkında paha biçilmez bilgiler sağladı. Özelliklerin bağımsız çeşitliliğini göstererek ve baskın ve resesif kalıtım kavramını tanıtarak Mendel, genetik kalıp anlayışımızda devrim yarattı. Mendel'in katkılarının önemi, çalışmalarının yeniden keşfedilmesi ve sonraki bilim adamları tarafından daha da genişletilmesiyle gerçek anlamda ortaya çıktı. Bugün onun keşifleri genetik araştırmaların merkezinde yer alıyor ve bu alanda sayısız atılım ve ilerlemenin yolunu açtı. Mendel'in deneylerine olan sarsılmaz bağlılığı ve keskin gözlem becerileri, şüphesiz ona "modern genetiğin babası" unvanını fazlasıyla hak etmiştir.
References:
https://cnx.org/contents/N23wBdBB@1.1:FYmHBZ4Q@1/Mendelian-Genetics-Probability-GPC
Gasking, E. B. (1959). Mendel'in Çalışmaları Neden Göz Ardı Edildi? Fikir Tarihi Dergisi, 20(1), 60–84. https://doi.org/10.2307/2707967