Mendel nebyl první, který se chtěl pokusit pomocí experimentu zjistit zákonitosti dědičnosti, jeho práce je však precizní model naplánovaného experimentu a analýzy. Dokázal pozoruhodný vhled do metodologie vědeckého pokusu (vliv studií fyziky na Vídeňské univerzitě) a jeho nutnost pro experimentální biologii.
"Cena a význam každého pokusu je podmíněna vhodností pomůcek k němu použitých i účelným jich upotřebením. Ani v tomto případě, který předkládám, nemůže býti lhostejné, které rostlinné druhy byly voleny za předmět pokusů a jakým způsobem tyto rostliny byly provedeny."
Výběr experimentálního materiálu
To, že nějaká pravidla dědičnosti existují, vyplývalo z různých zahradnických zkušeností, zejména při pěstování květin. Záměrným umělým oplodněním vypěstoval fuchsii, která se ještě neobjevila. Byla vskutku jedinečná. To že křížením mohou vznikat nové tvary a vlastnosti přivítal i opat Cyril Napp, který se sám věnoval šlechtěním révy a včel. Tuto jedinečnou fuchsii Mendel rozmnožoval řízky, takže brzo měl mnoho stejných keříčků této tzv. Mendelovy fuchsie. Zjistil, že křížením se jedinečné znaky jeho fuchsie časem vytrácejí, na rozdíl od řízkování (tato skutečnost byla všeobecně známa). Jejich křížením navzájem se objevovaly původní tvary, ty nejjednodušší znaky se objevovaly a zase mizely.
Přesto Mendel tušil, že znaky fuchsie jsou příliš složité, aby ho dovedly k poznání podstaty dědičnosti. Mendel vybral organizmus, který snadno a nenáročně rostl a mohl být uměle hybridizován. Rostliny hrachu se v přírodě samoopylují, ale také se snadno kříží, rychle se reprodukují a ještě v téže sezóně dozrají.
"Pokusné rostliny musí nutně: 1. míti znaky trvale se různící; 2. míšenci jejich musí po dobu kvetení býti chráněni před vlivem každého cizího pylu anebo musí se ho snadno uchránit; 3. míšenci a jejich potomci nesmějí utrpěti žádné patrné poruchy plodnosti v pokoleních po sobě následujících."
Samčí a samičí pohlavní orgány se nacházejí u hrachu v jednom květu. "Zvláštní pozornost byla již od počátku věnována leguminosám pro jejich zvláštní stavbu květu. Pokusy, které byly konány s více členy této čeledi, dokázaly, že vytčeným požadavkům rod Pisum náležitě vyhovuje. ... Nemůže nastati snadno porucha vlivem cizího pylu, ježto pohlavní ústrojí se uzavírají těsně člunkem a prašníky pukají již v poupěti, takže blizna je již před rozkvetením pylem pokryta. ... Umělé oplozování ovšem je poněkud obtížné, nicméně daří se skoro vždycky." |
 |
 |
Proč musel Mendel obcházet pokusné záhonky s lupou, pinzetou a malými nůžkami a upravovat květy hrachu? |
 |
Neznáme přesně, které variety hrachu Mendel přesně používal. Ve svém spise popsal, že sledoval dostupné variety hrachu své doby (celkem vybíral z 34 různých druhů a variet) a můžeme se domnívat, že byly podobné jako na ilustraci z Album Benary (1876-93). Mendel si pečlivě zapisoval velké rozpětí vlastností hrachů. Rozvážil si výběr specifických párů znaků pro své pokusy, tak aby byly zřetelně a jednoznačně pozorovatelné. Přestal sledovat znaky, jejichž varianty byly málo odlišitelné. |
Studované znaky
Nakonec se Mendel rozhodl (po dvouletém zkoušení) pro sedm vlastností: výška rostliny (vysoká x zkrácené), barva semene (zelené x žluté), tvar semene (hladké x svraštělé), barva slupky semene (zbarvená - šedá x bílá), tvar lusku (naplněný x svrasklý), barva lusku (zelený x žlutý), rozdělení květů (podél lodyhy x na konci lodyhy).
1. |
|
'Rozdíl ve tvaru zralých semen' - kulatý (R) nebo (r) pravidelně hranatý až hluboce vrásčitý tvar - gen na 7. chromozomu Charakter dělohy vrásčitého tvaru v mutantní formě se projeví při zrání. Tenká vrstva osemení se hroutí kolem semene během zrání. |
semena |
2. |
|
'Rozdíl ve zbarvení endospermu*' *označení děloh (kotyledonů) - žluté až oranžové (I) a (i) zelené dělohy - gen na 1. chromozomu Tato vlastnost se projevuje při zrání semene. Nezralé dělohy jsou zelené a nedostatek chlorofylu poruchou jeho tvorby, který charakterizuje zelený mutantní fenotyp. |
|
3. |
|
'Rozdíl ve zbarvení květu' - zbarvený (A) a bílý (a) květ - gen na 1. chromozomu Lze hovořit i o znaku barvy osemení. Je-li bílá a zároveň průsvitná, tak je vidět barva děloh. Tyto rostliny mají bílé květy. Nebo je slupka zbarvena šedě až do hněda. Pokud měly fialové puntíky, pak neměly rostliny bílé květy, ale pavéza květu byla fialová, křídla purpurová a stonek v paždí listů je červeně prokreslený. Přítomnost pigmentů v semeni je vázán na barvu květu. Lokus je asociován s přítomností nebo nedostatkem pigmentu v květu. |
květ |
4. |
|
'Rozdíl ve tvaru zralého lusku' - jednoduše klenutý (V) a zaškrcený (v) lusk - gen na 4. chromozomu Parchment je vrstva sklerenchymu, který se vyvíjí jako vnitřní vrstva stěny lusku. Výsledkem je hladká stěna nebo svraštělá, kdy lusk sleduje tvar jednotlivých semen. |
lusk |
5. |
|
'Rozdíl ve zbarvení nezralých lusků' - zelený (Gp) a nažloutlý (gp) lusk - gen na 5. chromozomu |
|
6. |
|
'Rozdíl v postavení květů' - rozdělení lusků (květů) podél lodyhy (Fa) a na konci lodyhy (fa) - gen na 4. chromozomu |
|
7. |
|
'Rozdíl v délce stonku' - delší (normálně vzrostlé rostliny; 6 až 7 coulů vzdálená jednotlivá odvětvení) a kratší internodia (zakrslé rostliny; ¾ až 1½ coulu vzdálená jednotlivá odvětvení) - gen na 4. chromozomu |
stonek |
