Gregor Mendel

Gregor Mendel

Gregor Johann Mendel (Geburtsname Johann Mendel[1], * 20. Juli 1822[2] in Heinzendorf (heute Ortsteil von Vražné) bei Odrau, Österreichisch-Schlesien; † 6. Januar 1884 in Brünn) war ein katholischer Priester und bedeutender Naturforscher, der die nach ihm benannten mendelschen Regeln der Vererbung entdeckte. Er wird daher oft auch als „Vater der Genetik“ bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Leben

Johann Mendel war der Sohn der Kleinbauern Anton und Rosina Mendel und hatte eine ältere und eine jüngere Schwester. Schon als Kind half er im elterlichen Garten beim Veredeln der Obstbäume, und im Garten der Dorfschule züchtete er Bienen. Als ausgezeichneter Schüler konnte er nach der Dorfschule das Gymnasium in Troppau besuchen, wobei er allerdings ab seinem 16. Lebensjahr seinen Lebensunterhalt größtenteils als Privatlehrer selbst verdienen musste. Von 1840 bis 1843 studierte er am Philosophischen Institut der Universität Olmütz. Weil seine jüngere Schwester Theresia teilweise auf ihr Erbe verzichtet hatte, konnte er die ersten beiden Jahrgänge dieses Studiums 1843 – mit sehr guten Noten – abschließen. Dann sah er sich, wie er in seiner kurzen Autobiografie vermerkt, wegen „bitterer Nahrungssorgen“ gezwungen, seine Studien abzubrechen und Mönch zu werden.[3] 1841 war sein Vater bei Waldarbeiten verunglückt; nachdem er sich von seinen Verletzungen nicht erholte, sollte Mendel eigentlich den Hof übernehmen. Nur durch die Unterstützung seiner Schwester Theresia und weil sein Schwager den Hof übernahm, konnte er dennoch eine akademische Laufbahn anstreben. [4]

Mendels Kloster in Brno 2005

Auf Empfehlung seines Physiklehrers, des Paters Friedrich Franz, wurde er 1843 als Mönch in die Augustiner-Abtei St. Thomas in Alt Brünn aufgenommen. Hier erhielt er den Ordensnamen Gregorius und begann seine biologischen Untersuchungen als Amateurforscher. Von 1845 bis 1848 studierte er Theologie und Landwirtschaft an der Brünner Theologischen Lehranstalt. 1847 wurde er zum Priester geweiht, und weil seine Vorgesetzten sahen, dass er mehr der Wissenschaft als der Seelsorge zuneigte, erhielt er eine Stelle als Hilfslehrer am örtlichen Gymnasium.

Mendel als Augustiner-Abt

1850 bemühte sich Mendel um die Zulassung für das Lehramt an Gymnasien in Naturgeschichte und Physik, bestand jedoch die Prüfung an der Universität Wien nicht, was wohl darauf zurückzuführen ist, dass er in diesen Fächern Autodidakt war.[5] Daraufhin ermöglichte ihm sein Abt Cyrill Napp von 1851 bis 1853 ein Studium in Wien. Dort lernte Mendel unter anderem Experimentelle Physik bei Christian Doppler, dem Entdecker des Doppler-Effekts, und Anatomie und Physiologie der Pflanzen bei Franz Unger. Ab 1854 war er wieder als Hilfslehrer in Brünn tätig, jetzt an der Oberrealschule, wo er 14 Jahre bleiben sollte. Ein zweiter Anlauf zur Lehramtsprüfung 1856 scheiterte aus ungeklärten Gründen. Da an der Wiener Universität keine diesbezüglichen Unterlagen vorhanden sind, wird vermutet, dass die Prüfung vorzeitig abgesagt oder abgebrochen wurde.[5]

Unmittelbar nach dem Prüfungstermin begann Mendel seine systematischen Kreuzungsversuche mit Erbsen, nachdem er zuvor schon zwei Jahre mit der Prüfung und Auswahl geeigneter, erbkonstanter Sorten verbracht hatte.

1868 wurde er Abt der Abtei Altbrünn. In seinen letzten Jahren war er in einen Steuerstreit mit dem Staat verwickelt. Im Frühjahr 1883 erkrankte Mendel an einem Nierenleiden, das zu einer allgemeinen Wassersucht führte. Er verstarb am 6. Januar 1884 in Brünn.

Werk

Die sieben Merkmale, deren Vererbung Mendel untersuchte

1856 begann Mendel im Garten des Klosters seine systematischen Kreuzungsexperimente mit den zuvor sorgfältig ausgewählten Sorten der Erbse. Er betrachtete Merkmale der Erbsenpflanzen und -samen, die klar zu unterscheiden waren, beispielsweise rot- oder weißblühende Sorten, solche mit gelben oder grünen Samen usw. Er kreuzte sie, indem er die Pollen der einen Sorte auf die Narben der anderen Sorte brachte und unerwünschte Selbst- und Fremdbestäubungen durch Entfernung der Staubblätter und Verhüllung der Blüten ausschloss. Mit dieser schon länger bekannten Technik unternahm er erstmals große Versuchsreihen. Aus 355 künstlichen Befruchtungen zog er 12.980 Hybriden und konnte so gesicherte Erkenntnisse über die regelhafte Aufspaltung der Merkmale gewinnen.

Zwischen 1856 und 1863 kultivierte er schätzungsweise 28.000 Erbsenpflanzen. 1862 gründete er mit anderen befreundeten Naturforschern aus der Umgebung den Naturforscher-Verein Brünn. Aus seinen Experimenten gingen zwei allgemeine „Gesetze“ hervor, die bis heute als mendelsche Regeln bekannt geblieben sind. 1866 publizierte er seine Versuche über Pflanzenhybriden, die aber in der Fachwelt kaum beachtet wurden, und 1870 folgte der Aufsatz Über einige aus künstlicher Befruchtung gewonnene Hieracium-Bastarde. Dass Mendel aber viel ausführlicher und umfassender gearbeitet hat, als diese beiden Arbeiten vermuten lassen – unter anderem hatte er neben Erbsen Versuche mit mehreren anderen Pflanzengattungen durchgeführt –, ist aus dem Briefwechsel mit Carl Wilhelm von Nägeli ersichtlich.

„Die Briefe zeigen, daß das, was Mendel veröffentlicht hat, in der Tat in gar keinem Verhältnis steht zu dem, was er gearbeitet hat. Allein an den Bastarden zwischen verschiedenen farbigen Levkojen-Sippen hat er mindestens 6 Jahre hindurch eifrig untersucht; außerdem experimentierte er, wie die Briefe zeigen, mit Geum, Cirsium, Aquilegia, Linaria, Mirabilis, Melandrium, Zea, Verbascum, Antirrhinum, Ipomoea, Tropaeolum, Calceolaria. Dazu kommen noch, wie wir aus anderen Quellen wissen, Dianthus, Caryophyllus […], Lathyrus […] und Campanula […]. Hätte Mendel all dies Material veröffentlicht, und zwar in der ausführlicheren Form, die ihm Nägeli nahe gelegt hatte […], es wäre wohl nicht unbeachtet geblieben, sicherlich nicht so lange.“

Carl Correns: Gregor Mendels Briefe an Carl Nägeli 1866–1873

Rezeption

Mendel stellte seine Ergebnisse erstmals 1865 mündlich im Naturforschenden Verein in Brünn vor. Im Jahr darauf erschien seine Arbeit im Publikationsorgan dieses Vereins, das nur eine geringe Auflage hatte.[6] Außerdem verschickte Mendel etliche Exemplare an ausgewählte Personen, davon eines an den angesehenen Botaniker Nägeli, mit dem sich ein umfangreicher Briefwechsel anschloss. Nägeli, der selbst Kreuzungsexperimente mit Habichtskräutern durchführte, erkannte jedoch die Bedeutung von Mendels Resultaten nicht.

Erstmals öffentlich rezipiert und damit für eine breitere Leserschaft zugänglich wurden Mendels Arbeiten in der 1881 erschienenen umfangreichen Kompilation Pflanzen-Mischlinge von Wilhelm Olbers Focke.[7] Ihre Bedeutung wurde jedoch erst im Jahr 1900 erkannt, als die Botaniker Hugo de Vries, Carl Correns und Erich Tschermak, die inzwischen selbst derartige Experimente unternommen und mit Mendel übereinstimmende Ergebnisse erhalten hatten, unabhängig voneinander diese Vorarbeiten „wiederentdeckten“ und im Zusammenhang mit der Publikation ihrer eigenen Resultate darauf hinwiesen.

De Vries, der schon seit etwa 1876 Kreuzungsexperimente ähnlich denen Mendels unternommen hatte, ohne von Mendels Arbeit Kenntnis zu haben, forderte auf der Grundlage seiner eigenen Untersuchungen und denen Mendels „eine vollständige Umwandlung der Ansichten“ über die Art, Unterart und Varietät in der Biologie.[8] Während man bisher die Arten, Unterarten und Varietäten als die Einheiten angesehen hatte, aus deren Kombination die Hybriden hervorgehen, müsse man jetzt von den einzelnen Merkmalen als den Einheiten ausgehen, aus denen die Arten, Unterarten, Varietäten und Hybriden zusammengesetzt seien.

Während de Vries gleich von allgemeingültigen Gesetzen sprach, interessierte sich Correns besonders für die Grenzen der Gültigkeit und verwendete deshalb als Erster die heute übliche Bezeichnung „mendelsche Regeln“.[9] Als Beispiele „nicht-mendelnder“ Vererbung untersuchte er die Genkopplung und die extrachromosomale Vererbung. Correns erhielt aus Nägelis Nachlass dessen Briefwechsel mit Mendel und veröffentlichte diesen 1905.

Im englischen Sprachraum wurden die mendelschen Regeln vor allem durch William Bateson bekannt gemacht, der auch ihre Gültigkeit bei Tieren nachwies und Mendels Hauptwerk ins Englische übersetzte.[10]

Bedeutung

Statue in Alt-Brünn

Schon vor Mendel hatten andere Forscher ähnliche Kreuzungsexperimente unternommen, so erstmals Joseph Gottlieb Kölreuter etwa 1760. Das Neue an Mendels Ansatz war, dass er sich auf sorgfältig ausgewählte einzelne Merkmale konzentrierte und seine Ergebnisse statistisch auswertete. Dem lag die neue Hypothese zugrunde, dass ein Organismus als ein Mosaik von Merkmalen aufgefasst werden könne, die sich unabhängig voneinander vererben und neu kombiniert werden können. Bis dahin war es üblich gewesen, bei derartigen Untersuchungen die Gesamtgestalten der Pflanzen zu vergleichen, und als materielle Grundlage nahm man gemeinhin sich mischende Flüssigkeiten an.

Der erstmals von Mendel geführte Nachweis, dass sich die genetische Gesamtinformation eines Lebewesens aus einzelnen Genen zusammensetzt, war auch ein wichtiger Beitrag zur Stützung der 1859 von Charles Darwin publizierten Selektionstheorie, die sich mit dem Einwand konfrontiert sah, dass neu entstandene Merkmale durch „mischende Vererbung“ im Laufe der Generationen ausgedünnt und verschwinden würden und die von Darwin ins Spiel gebrachte Selektion somit keinen Angriffspunkt finde.

Allerdings konnte Mendels Arbeit ihre Wirkung erst ab 1900 zusammen mit denen ihrer Wiederentdecker de Vries, Correns und Tschermak entfalten.

Kritik

Mendel war wohl der Erste, der statistische Methoden zur Erforschung von Vererbungsvorgängen verwendete. Spätere Überprüfungen der von ihm veröffentlichten Daten führten jedoch zu dem Ergebnis, dass diese weitaus besser zu Mendels theoretischer Erwartung passten, als dies statistisch zu erwarten gewesen wäre.[11] So bemerkte Ronald Aylmer Fisher 1911 in einem Vortrag, dass die Wahrscheinlichkeit, eine so hervorragende Bestätigung von Mendels Erwartungen zu erhalten, 1:16 betragen habe.[12] Dies könne, so Fisher, einfach Glück gewesen sein, es sei aber auch denkbar, dass Mendel, der mit möglichen Fehlerquellen bei statistischen Auswertungen nicht vertraut war, unbewusst eine Vorauswahl der berücksichtigten Tochterpflanzen getroffen habe. Eine umfassende Analyse veröffentlichte Fisher 1936[13], wobei er allerdings keinerlei Zweifel an der persönlichen Integrität Mendels äußerte[14], und in einem posthum veröffentlichten Kommentar nannte er als einzige ihn überzeugende Erklärung, dass ein Assistent ohne Mendels Wissen die Daten systematisch geschönt habe.[15]

Fishers Kritik wurde seither in zahlreichen Publikationen aufgegriffen und diskutiert.[16] In einer neuerlichen Analyse bestätigte Anthony W.F. Edwards 1986 Fishers Ergebnis, dass Mendels Daten in irgendeiner Weise manipuliert worden sein mussten.[17]

Dass Mendel bei den 7 von ihm untersuchten Merkmalspaaren nicht auf das Phänomen der Genkopplung stieß, obwohl die Erbse nur 7 Chromosomenpaare besitzt und bei 7 zufällig ausgewählten Merkmalspaaren mit großer Wahrscheinlichkeit einige Fälle von Koppelung hätten auftreten müssen, ist wohl damit zu erklären, dass er bei seinen umfangreichen Vorversuchen derartige Merkmale ausschied.[18] Tatsächlich sind die Gene für die 7 Merkmale, die er auswählte, zwar auf nur 4 der 7 Chromosomen lokalisiert, jedoch liegen sie dort jeweils so weit auseinander, dass sie aufgrund des Crossing-overs praktisch ungekoppelt vererbt werden.[19] (Die Chromosomen und ihre Rolle bei der Vererbung waren 1866 noch nicht bekannt.)

Werke

  • Mendel, J. G. (1866): Versuche über Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, Bd. IV (1865), S. 3-47, Volltext
  • Gregor Mendel (Autor), Erich von Tschermak-Seysenegg (Hrsg.): Versuche über Pflanzenhybriden. 2 Abhandlungen 1866 und 1870. Verlag Harry Deutsch, Frankfurt/M. 2000, ISBN 3-8171-3121-6, Volltext

Literatur

  • Carl Correns (Hrsg.): Gregor Mendels Briefe an Carl Nägeli 1866–1873. Abhandlungen der Mathematisch-Physischen Klasse der Koeniglich-Saechsischen Gesellschaft der Wissenschaften Vol. 29, Nr. 3 (1905), S. 189–265 Scans und PDF. Neuausgabe mit Ralf Stephan (Hrsg.), Books on Demand, Norderstedt 2008, ISBN 3-8370-4176-X
  • Robin M. Henig: Der Mönch im Garten. Die Geschichte des Gregor Mendel und die Entdeckung der Genetik, Argon-Verlag, Berlin 2001, ISBN 3-87024-528-X (nur antiquarisch)
  • Rolf Löther: Wegbereiter der Genetik. Gregor Johann Mendel und August Weismann, Deutsch-Verlag, Frankfurt/Main 1990, ISBN 3-8171-1130-4
  • Luca Novelli: Mendel und die Antwort der Erbsen, Arena, Würzburg 2009
  • Eckart Roloff: Der Erbsenzähler, der seiner Zeit voraus war. In: Eckart Roloff: Göttliche Geistesblitze. Pfarrer und Priester als Erfinder und Entdecker. Wiley-VCH, Weinheim 2010, S. 255 - 277 (mit Hinweisen auf Erinnerungsstätten, Denkmäler, Museen, Straßen, Preise u. ä.), ISBN 978-3-527-32578-8. 2. aktualisierte Ausgabe 2012 (Paperback) ISBN 978-3-527-32864-2
  • Silvia Eckert-Wagner: Mendel und seine Erben. Books on Demand, 2004, ISBN 978-3-833-41706-1.

Einzelnachweise

  1. Widmar Tanner: Gregor Johann Mendel: Leben, Werk und Wirkung, Biologie in unserer Zeit 14: 84-87 (1984)
  2. Digitalisierte Kirchenbuchseite mit Original-Geburtseintrag auf der Website des Matrikelnführers des Landesarchives in Opava. Der oft zitierte 22. Juli als Tauftag ist falsch, Mendel wurde am 20. Juli geboren und getauft
  3. zitiert bei Tanner, S. 84
  4. Silvia Eckert-Wagner: Mendel und seine Erben, 2004
  5. a b Tanner, S. 84
  6. Tanner, S. 87
  7. Jahn & al., S. 434
  8. Hugo de Vries: Das Spaltungsgesetz der Bastarde, Ber. Dt. Bot. Ges. 18: 83-90 (1900), zitiert nacht Jahn & al., S. 435
  9. Jahn & al., S. 437
  10. Jahn & al., S. 439f
  11. A. W. F. Edwards: Are Mendel's results really too close?. In: Biological Reviews. Band 61, Nummer 4, 1986, S. 295–312, doi:10.1111/j.1469-185X.1986.tb00656.x.
  12. Zitiert bei Edwards, S. 295
  13. Ronald A. Fisher: Has Mendel's work been rediscovered? Annals of Science 1: 115-137 (1936)
  14. Edwards, S. 295f
  15. Fisher in: J.H. Bennett (Ed.): Experiments in Plant Hybridization, by Gregor Mendel, with a Commentary and Assessment by R.A. Fisher, Edinburgh 1965; zitiert bei Edwards, S. 295
  16. Übersicht bei Edwards, S. 296-299; siehe auch C.E. Novitski: Another look at some of Mendel's results, Journal of Heredity 86: 62-66 (1995), E. Novitski: On Fisher's criticism of Mendel's results with the garden pea, Genetics 166: 1133-1136 (2004), sowie Daniel L. Hartl und Daniel J. Fairbanks: Mud sticks: On the alleged falsification of Mendel's data, Genetics 175: 975-979 (2007)
  17. Edwards, S. 310
  18. Klaus Sander: Darwin und Mendel – Wendepunkte im biologischen Denken, Biologie in unserer Zeit 18, S. 161-167 (1988), hier S. 164
  19. S. Blixt: Why didn't Gregor Mendel find linkage?, Nature 256: 206 (1975)

Weblinks

 Commons: Gregor Mendel – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien