OSOBNOST: Hrách mu vydal velké tajemství

Před sto padesáti roky seznámil augustiniánský mnich Gregor Johann Mendel členy Přírodovědného spolku v Brně s objevy, které položily základ vědě o dědičnosti – genetice.

Gregor Mendel

Do německé Vyšší reálné školy v brněnské Jánské ulici byl Gregor Johann Mendel zvyklý chodit jako suplent fyziky a přírodopisu. Ve středeční podvečer 8. února 1865 však přichází do školní budovy s útlým rukopisem, aby z něj přednášel členům místního Přírodovědného spolku o výsledcích svých osmiletých pokusů s křížením hrachu. Výsledků je tolik, že vystačí i na další schůzku spolku o měsíc později.

Augustiniánský mnich před několika desítkami posluchačů boří teorie slovutných učenců, kteří předpokládají, že se vlastnosti rodičů u výsledného hybrida smísí. Kříženci hrachu se zelenými a žlutými semeny by měli mít semena rozličných barev – od zelené přes nejrůznější odstíny žlutozelené až po čistě žlutou. Tato teorie není potvrzená výsledky solidních experimentů a Mendel se rozhodne, že mezeru vyplní. Trpělivá práce s hrachy mu nabídne na křížení zcela nový pohled, který dnes tvoří páteř tzv. Mendelových zákonů dědičnosti.

Ještě tu něco chybí

Vlastnosti jsou určeny dvojicí vloh. Každý rodič předává potomkovi jen jednu. Některé vlohy, například žlutá barva semen hrachu, dominují; jiné vlohy, například zelená barva semen, se v konkurenci neprojeví – jsou recesivní. Kříženci hrachů se žlutými a zelenými semeny dědí dominantní „žlutou“ vlohu a recesivní „zelenou“ vlohu a jejich semena jsou výhradně zelená. Recesivní vloha pro žlutý tvar semen se však u kříženců neztratí a ti ji mohou přenášet na další pokolení.

O tom, zda kříženec předá svému vlastnímu potomkovi dominantní, nebo recesivní vlohu, rozhoduje náhoda. Hrachy vzniklé křížením rostlin se zelenými a žlutými semeny plodí při vzájemném křížení potomstvo, kde mají tři čtvrtiny rostlin žlutá semena a čtvrtina zelená semena. Po rostlinách s různě žlutozelenými semeny není ani vidu a slechu.

Navíc Mendel prokáže, že se vlohy pro různé vlastnosti, například pro tvar a barvu semen, přenášejí z rodičů na potomky nezávisle. A tak se při křížení hrachů s kulatými žlutými semeny s hrachy s hranatými zelenými semeny objeví mezi potomstvem i jedinci se semeny hranatými a žlutými nebo kulatými a zelenými.

O rok později Mendel výsledky pokusů sepíše v němčině do čtyřiačtyřicetistránkové studie Pokusy s rostlinnými hybridy. Brněnský Přírodovědný spolek ji vydá ve sborníku a jak je zvykem, více než stovku výtisků rozešle po světě do významných vědeckých institucí. Mendelovým současníkům nic nebrání v tom, aby se s jeho prací seznámili. Mnozí to udělají a někteří se pak ve svých publikacích na Mendelovu práci s hrachem odvolávají. Nikdo z ní však nevyčte odpověď na žhavou otázku tehdejší doby, která se týká vzniku druhů.

Charles Darwin vydal své životní dílo O původu druhů přírodním výběrem už v roce 1859 a jasně v něm vyložil princip přírodního výběru jako hnacího motoru evoluce. Vychází z jednoduchých premis. V rámci druhu musí mezi jeho příslušníky existovat určitá variabilita ve vlastnostech. Za daných životních podmínek pak některé varianty přežívají lépe než jiné. Tyto varianty jsou dědičné az rodičů se musí přenášet na potomky. Mendelova práce odpovídá na otázku, jak se přenáší vlohy z rodičů na potomky.

Brněnský mnich začal s pokusy dřív, než vyšel Darwinův Původ druhů. Když však sepisoval Pokusy s rostlinnými hybridy, měl Darwinovu knihu důkladně prostudovanou a opatřenou četnými poznámkami. Význam předávání vloh pro evoluci si uvědomoval. Jasně to napsal jak v úvodu, tak i v závěru své studie.

V diskusi s předsedou Přírodovědného spolku v Brně Niesslem údajně Mendel o Darwinově teorii prohlásil: „To ještě není všechno. Ještě tu něco chybí.“ A to „něco“ byla dědičnost.

Všechny nás předběhl

Dědičností a jejím podílem na evoluci si lámali na sklonku 19. století hlavy přední badatelé. Brit William Bateson připravoval experimenty, při nichž by křížil živočichy i rostliny a sledoval by přenos vlastností z rodičů na potomstvo. Od plánů upustil 8. května 1900 během jízdy rychlíkem z Cambridge do Londýna. Vydal se přednášet o dědičnosti členům Královské zahradnické společnosti a na cestu si vzal pětatřicet let starou studii brněnského mnicha. Nemusel ji složitě shánět, protože Přírodovědný spolek zaslal v roce 1866 jeden výtisk „pokusů s rostlinnými hybridy“ i do cambridgeské knihovny.

Když modrá lokomotiva společnosti Great Eastern Railway zastavila v britské metropoli, Bateson věděl, že bude přednášet něco úplně jiného, než co si připravil. Ústředním tématem budou Mendelovy pokusy s hrachem. Zároveň pustil z hlavy pokusy zaměřené na odhalení zákonitostí dědičnosti. Bylo by to zbytečné. Přesně takové pokusy už provedl Mendel v Brně.

Jak vůbec Bateson na Mendelovu práci přišel? Odkazy na ni našel ve studii Huga Marii de Vriese z univerzity v Amsterdamu. Nizozemský botanik v ní popsal své pokusy odhalující zákony dědičnosti a odvolával se i na Mendelovy poznatky s hrachem. Bateseson vzápětí pochopil význam Mendelovy práce – vždyť jeho plány mířily stejným směrem jako experimenty brněnského mnicha.

Historka o tom, jak Batesona ovlivnil Mendelův text ve vlaku, vychází ze vzpomínek Batesonovy manželky Beatrice; řada historiků pochybuje o její pravdivosti. Nic to nemění na faktu, že v roce 1900 nazrála doba na docenění Mendelova přínosu pro poznání zákonitostí dědičnosti.

Kromě de Vriese se v témže roce na Mendelovu práci o rostlinných hybridech odvolává i německý botanik Carl Erich Correns působící na univerzitě v Tübingenu a mladý rakouský agronom Erich Tschermak von Seysenegg pracující na císařském statku v Esslingenu u Vídně. Všichni tři jsou v učebnicích genetiky uváděni jako Mendelovi „znovuobjevitelé“. Každý z nich měl samostatně odhalit zákonitosti genetiky a teprve dodatečně zjistit, že ho už předběhl moravský mnich.

Srážky ambicí

Role znovuobjevitelského tria je přitom poněkud složitější. Hugo Marie de Vries zkoumal dědičnost u rostlin už v roce 1896 a došel k mylnému závěru, že se dominantní a recesivní vlastnosti u kříženců projevují v poměru 2:1 nebo 4:1. V práci z roku 1900 ovšem výsledky svých předchozích experimentů opomíjí a uvádí správný poměr 3:1 poprvé odhalený Mendelem.

Někteří historici v tom vidí důkaz, že de Vries četl Mendelovu práci o křížení hrachu ještě předtím, než ji v roce 1900 „znovuobjevil“, a upravil podle ní své výsledky. Podobných „silných inspirací“ Mendelem nalézají v de Vriesových publikacích víc. De Vriesovi bylo v roce 1900 dvaapadesát a patřil k předním evropským přírodovědcům. Absolventovi univerzity v Halle Erichu Tschermakovi bylo toho roku šestadvacet; jeho „znovuobjevení“ Mendela se skrývá v sedmistránkovém výtahu z disertace. Také on dospěl k poměru kříženců s projevem dominantních a recesivních vlastností blízkému 2 : 1, nicméně i on upřednostnil poměr 3 : 1, aniž by blíže vysvětlil proč.

Někteří historici jsou přesvědčeni, že Tschermak dost dobře nechápal, k čemu došel, a z řad „znovuobjevitelů“ jej vylučují. Nedávno prostudovaná korespondence Ericha Tschermaka s jeho starším bratrem Arminem navíc dokládá, že i když se starší z Tschermaků na Erichových dnes slavných publikacích ani jednou neobjevuje coby spoluautor, jeho přínos byl důležitější. Proč se držel v pozadí? Zřejmě chtěl bratrovi pomoct se startem akademické kariéry.

Ani Corrensova role nepostrádá kontroverzní momenty. Mendelovu práci znal průkazně ještě předtím, než zákonitosti dědičnosti „nezávisle“ objevil. V dubnu 1900 dostává poštou dosud nepublikovaný rukopis, v kterém de Vries „znovuobjevuje“ zákony dědičnosti.

Mendelovo prvenství však výslovně neuvádí. V obavě, že primát objevitele zákonů dědičnosti připadne de Vriesovi, odesílá Coreens hned na druhý den do redakce předního vědeckého časopisu rukopis se svými vlastními výsledky. V něm na rovinu upozorňuje, že jej Mendel předběhl o pětatřicet roků. Zároveň tak hatí de Vriesovy šance na slávu objevitele zákonů dědičnosti. Vůči nizozemskému kolegovi si neodpustí malou zlomyslnost. De Vries používá ve své práci Mendelovy termíny „dominantní“ a „recesivní“, aniž by uvedl, že je převzal od Mendela. Correns předstírá údiv nad „překvapivou shodou okolností“, s jakou se de Vries strefil do Mendelovy terminologie.

Ať už proběhlo „znovuobjevení“ Mendelových zákonů dědičnosti jakkoli, na významu originálního objevu poprvé ohlášeného světu v Brně 8. února 1865 to nic neubírá. Mnozí Mendelovi následníci považovali za čest, že mohou sloužit propagaci jeho objevů a jména. Jedním z prvních a vůbec nejvýznamnějších byl autor termínu „genetika“ William Bateson, který bezprostředně po své přednášce v Královské zahradnické společnosti překládá Mendelovu studii do angličtiny a roku 1902 vydává knihu s výmluvným názvem: Mendelovy zákony dědičnosti: obhajoba.

Autor, profesor České zemědělské univerzity, působí ve Výzkumném ústavu živočišné výroby

LN, 18.7.2015