Objev na zahrádce brněnského kláštera: Gregor Mendel odhalil zákony dědičnosti

V roce 1853 začala v zahradách augustiniánského kláštera za hradbami Brna stavba velkého skleníku. Jeden z mladších členů učitelského sboru, Gregor Johann Mendel (1822–1884), který se právě vrátil ze studií ve Vídni, začal nově postavený skleník využívat ke šlechtitelským pokusům. Právě zde, v klášterní zahrádce na Starém Brně, se v následujících několika letech měly zrodit základy, na nichž stojí genetika dodnes.

Žák, kterému věřili

Malý Johann se narodil v rodině vojenského vysloužilce v Hynčicích u Nového Jičína. Rodiče chtěli synovi dopřát dobré vzdělání, nemohli si však dovolit vysoké náklady na studia. Mendel si dokázal část prostředků opatřit doučováním movitějších spolužáků, nakonec však z finančních důvodů vstoupil do kněžského semináře a v roce 1847 byl vysvěcen na kněze. Tou dobou již působil v augustiniánském klášteře na Starém Brně, kde přijal řeholní jméno Gregor. V rámci řádové řehole učil na gymnáziu v Brně a suploval také ve Znojmě. Na pozici řádného učitele mu však chyběly patřičné učitelské zkoušky, proto se přihlásil ke studiu na univerzitě ve Vídni.

V prvním kole však neuspěl a vyhořel u zkoušek, paradoxně kvůli přírodopisu. Zdrceného mnicha v klíčovém okamžiku podpořil opat kláštera Cyril Napp (1792–1867) – ten ho ujistil o své plné důvěře, přiměl jej vrátit se na vídeňskou univerzitu a zajistil financování dalších Mendelových studií. Během svého druhého působení na univerzitě v letech 1851–1853 pak kromě biologie studoval také matematiku a fyziku, kde jej významně ovlivnil fyzik Christian Doppler zdůrazňující význam kombinatoriky a statistiky v přírodních vědách. Na Moravu se tak vrátil plně vybaven znalostmi nezbytnými pro své další pokusy.

Otec genetiky

Mendel se ukázal jako všeobecně nadaný vědec. Zabýval se astronomií i meteorologií, a dokonce prováděl měření teplot pro C. a k. Centrální ústav pro meteorologii a geodynamiku ve Vídni. Láskou číslo jedna se mu však mělo stát šlechtitelství. Křížení organismů a pokusy s křížením rostlin a živočichů byly v Mendelově době časté a dobře známé. Novou a klíčovou úlohu v interpretaci Mendelových pokusů hrálo hlavně matematické myšlení, jehož použití bylo v té době pro mnohé zcela nepochopitelné. Pro své základní pokusy si zvolil rostlinu hrachu setého. Jeho odrůdy měly stálé a snadno rozlišitelné znaky, rozmnožoval se samoopylením a šlo u něj dobře provádět umělé křížení.

Stavba květu luskovin neumožňuje snadné opylení cizím pylem, protože blizna s tyčinkami je těsně obepnuta člunkem a prašníky dozrávají již v poupěti. Proto dochází k opylení vlastním pylem ještě před otevřením květu. Tato okolnost se ukázala pro Mendela jako zvlášť důležitá a samoopylení využíval při tvorbě potomků kříženců. Při umělém oplození u nevyvinutého poupěte Mendel odstranil člunek a pinzetou vyjmul všechny prašníky, štětečkem pak přenesl na bliznu pyl z otcovské rostliny. Šlechtěním hrachu se Mendel zabýval několik let a své výsledky pak roku 1865 přednesl na dvou přednáškách na schůzích Přírodovědného spolku. O rok později vyšla jeho práce tiskem. Na základě svých pokusů formuloval pravidla, která jsou dnes známá jako Mendelovy zákony, přesněji jsou však nazývána základní principy dědičnosti.

Mendel jako první potvrdil, že se nedědí znaky, ale vlohy (geny). Znaky jsou přitom párově založeny a při tvorbě gamet se vlohy (geny) rozcházejí a při oplození se opět spojují. Vysvětlil vznik genotypových a fenotypových štěpných poměrů jako důsledek párového založení znaků, statisticky zpracovával pozorované jevy a srovnával je s předpokládanými výsledky. Vypracoval také základní metodiku studia dědičnosti, která se při křížení rostlin a živočichů používá dodnes.

Posmrtné uznání

Svým výzkumem však Mendel poněkud předběhl dobu. Ačkoliv již za svého života získal uznání jako opat (nastoupil do čela kláštera po smrti Cyrila Nappa) a učitel, jeho vědecká práce si na svůj úspěch musela ještě několik desetiletí počkat. Sám Mendel si toho byl vědom, ale zdá se, že byl opravdu spokojený: „I když jsem musel ve svém životě prožít řadu trpkých chvil, musím přiznat, že krásné a dobré převládlo. Moje vědecká práce mi přinášela hojně uspokojení a jsem přesvědčen, že ji zanedlouho uzná celý svět.“

TIP: Zlaté české ručičky: Kteří naši vynálezci udělali díru do světa?

Německý biolog Carl Correns navázal na konci 19. století na Mendelovu práci a pokusy ověřil platnost jeho tezí. V téže době dospěl k platnosti zákonů dědičnosti definovaných brněnským mnichem nezávislým výzkumem i nizozemský botanik Hugo de Vries. Britský genetik William Bateson přeložil Mendelovo dílo do angličtiny a opat kláštera na Starém Brně se tak oficiálně stal otcem vědní disciplíny známé jako genetika.