تعتبر الوراثة المندلية وقوانين مندل من المفاهيم الأساسية في علم الوراثة، إذ يسعى الإنسان بشكل دائم إلى إحداث تغييرات في محيطه لضمان استمرارية وجوده، وليس فقط من أجل الحفاظ على النوع، بل أيضًا من خلال البحث في السلالات وتعديل الجينات في المركبات.
لم تسلم الحيوانات والنباتات من هذا البحث المستمر، وقد أثبت العلماء قدرتهم على استنساخ البشر أيضًا، مما أدى إلى ظهور الوراثة المندلية كأحد الفروع الهامة في علم الأحياء.
لقد أثرى هذا العلم معرفتنا بالجوانب الجينية التي تحدد تكوين الكائنات الحية وصفاتها الظاهرة والباطنة، وساهمت الأبحاث في استخدام هذه الجينات بصورة تفيد الإنسان، خاصة في مجالات الزراعة والتغذية.
مؤسس الوراثة المندلية وعلم الوراثة
- يعود الفضل في نشوء علم الوراثة إلى كريكور مندل Mendel G، وهو معلم فيزياء وأحياء في ذلك الزمان.
- كان مندل من أسرة مزارعين قديمة في تشيكوسلوفاكيا، وقد ساعدته تأملاته داخل الدير الذي عاش فيه على البدء في أبحاثه في علم الوراثة النباتية عام 1857.
- أجرى مندل تجاربه الأولى على نباتات الدير، مما جعله بالفعل رائدًا في تأسيس علم الوراثة كفرع من فروع علم الأحياء.
- أطلق على اكتشافه اسم “الوراثة المندلية”، لكن لم تُعرف أهميته إلا بعد تجارب طويلة وعناء حتى عام 1900.
بداية اهتمامات مندل
- أظهر مندل اهتمامًا كبيرًا بالبحث منذ صغره، حيث كان يعمل كمدرس للفيزياء خلال بدايات دراساته حول الصفات الوراثية.
- كان لديه آراء خاصة تختلف عن نظريات علماء عصره بشأن انتقال الخصائص الوراثية من الوالدين، ولكنه كان يؤمن بوجود مفاهيم أخرى أكثر عمقًا.
- لذا بدأ مندل الدراسة في نظرية الهجين وتنوع الصفات الوراثية، مما أدى لاحقًا إلى تطوير ما يُعرف الآن بالوراثة المندلية.
- استغرق في دراسة هذه النظرية نحو سبع سنوات، حيث قدم مجموعة من النتائج القيمة التي ساهمت في فهم العمليات الوراثية.
المفاهيم العلمية التي قدمها مندل
- لم يكن هناك الكثير من المفاهيم المتاحة أمام مندل، لذا كان رائدًا في وضع مصطلحات جديدة تتعلق بالصفات الوراثية السائدة والمتنحية.
- اختبر هذه المفاهيم بنفسه من خلال إجراء دراسات متعمقة على نبات البازلاء الذي زرعه في فناء الدير.
- درس مندل تنوع الصفات الوراثية المستمدة من الوالدين من خلال زراعة أجيال من نبات البازلاء.
- ركز على الاختلافات بين نباتات أصلية وأخرى مهجنة؛ لإثبات نظريته حول اختلاط الصفات الوراثية.
- تابع التغيرات التي طرأت على الأجيال الجديدة وطورها إلى معادلات رياضية، تطلبت مجهودًا كبيرًا في فهم الوراثة البشرية.
- سنستعرض فيما يلي المفاهيم التي قدمها مندل من خلال مراحل التجارب التي أثبت بها أفكاره حول الوراثة والصفات الوراثية.
خطوات تجارب مندل على نبات البازلاء
- اجتذبت البازلاء اهتمام مندل حيث تمتاز بصفات فريدة، مما جعلها مناسبة للاستزراع واستخراج سلالات مختلفة.
- تتميز بدورتها الزراعية القصيرة، والتي تمتد لسنة واحدة فقط من الاستنبات إلى الحصاد، إضافةً لاختلاف الأنواع داخل النبات.
- بدأ مندل أولاً بإنشاء سلالة نقية من نبات البازلاء التي زرعها باستخدام التكاثر الطبيعي دون تدخل بشري.
- أثمرت هذه العملية عن إنتاج سلالة بطبيعيتها الأصيلة، ثم أجرى تلقيحها باستخدام اختيارات معملية لاختبار أفكاره.
- واستخدم صفة نقية للاعتماد عليها في تتبع الصفات المختلفة التي يمكن أن تظهر.
- ترتكز تجارب مندل على إجراء تغييرات في الأزهار الملونة لنبات البازلاء.
- تم ذلك من خلال عملية التلقيح الخارجي التي أدت إلى تغيير واضح في صفاتها الأصلية.
- حيث استخدم حبوب لقاح من نباتات ذات زهور بيضاء لتلقيح النباتات ذات الأزهار الأرجوانية، وبالعكس.
- لم تكن هذه العمليات عشوائية، بل اتبعت منهجًا علميًا قويًا، وقد حققت نتائج ملحوظة حيث أسفرت عن ظهور سلالات جديدة بألوان وصفات متنوعة في الزهور، السيقان، الأوراق، والثمار.
نتائج التجارب التي أجراها مندل
- ظهر ما يسمى الجيل الأول مع أزهار أرجوانية، لا يُظهر أي تأثير لحبوب التلقيح من النبات ذي الأزهار البيضاء.
- هذا الأمر دفعه لترك النبات ليختبر استمرارية الصفات في الأجيال التالية.
- في المراحل التالية، من عملية استزراع الفصائل المهجنة وراثيًا من نبات البازلاء، توصل مندل إلى مفهوم الصفات السائدة.
- تمثلت هذه الصفات في تلك الظاهرة التي تكررت في كل مرحلة استزراع.
- وأطلق وصف الصفات المتنحية على الصفات التي اختفت في الأجيال اللاحقة.
تلخيص نتائج مندل
- أثرت التجارب التي قام بها مندل على نبات البازلاء بشكل كبير في ظهور علم الوراثة المندلية.
- حيث لم يكن هناك معرفة بمفهوم الكروموسومات في ذلك العصر، وبدلاً من ذلك، ألخص مندل مفهوم العوامل الوراثية التي تنتقل من الأبوين إلى الأجيال المقبلة.
- كما ربط بين الصفات الوراثية وجينات معينة تحمل تلك الخصائص، ممثلةً على زوج من الجينات.
- أسس مندل سيطرة الصفة الوراثية أو تنحيها بناءً على تماثل زوج الجينات الناقلة لتلك الصفات؛ فإذا كانت متماثلة تظهر الصفة الأصلية، وإذا كانت مختلفة، كانت صفة متنحية.
القوانين الوراثية لمندل
تعود القوانين التي استخلصها مندل إلى تأملاته في الأجيال المتعاقبة من نبات البازلاء ومتابعته لعمليات التهجين، حيث أثرت بشكل كبير في تطوير علم الوراثة لاحقًا. يمكن تلخيص القوانين التي وضعها مندل كما يلي:
- يمتلك كل إنسان زوجًا من الجينات الوراثية، حيث يرث أحدهما بشكل غير منتظم من أحد والديه.
- هذا يؤدي إلى ظهور صفات سائدة تستمر في الأجيال اللاحقة بينما تتنحى صفات أخرى، وهذا هو ما يعرف بقانون الفصل الوراثي.
- تظل كل جينة وراثية مستقلة في صفاتها، حيث لا تتأثر اختيارات جين معين في تغيير صفات جينات سائدة أخرى، مما يقودنا إلى اكتشاف قانون توزيع الجينات الوراثية بشكل مستقل.
مؤلفات مندل في علم الوراثة
دون مندل نتائج أبحاثه في كتب أسست فيما بعد علم الوراثة، ومن أبرز هذه الكتب:
كتاب مبادئ الوراثة لدى مندل
- يحتوي هذا الكتاب على توضيح مفصل حول الوراثة المندلية التي توصل إليها مندل.
- كما يبرز الدور الأساسي للجينات التي تحمل الصفات الوراثية السائدة مثل لون العيون أو فرو الحيوانات، حيث ينتقل أحدها من الوالدين.
- كان مندل يرى الجينات كعوامل وراثية أو عناصر لكل صفة أساسية.
ملاحظات حوله:
- كتب روجر كلير عن مندل، ملقبًا إياه بـ “أب علم الوراثة”، حيث ذكر أن الوراثة المندلية تُعد نوعًا مهمًا من علم الوراثة البيولوجية.
- تم إعادة اكتشاف مبادئه في عام 1900، وهي لب علم الوراثة الشامل.
- من الواضح أن مندل هو المعتبر كأب للوراثة، وذلك بفضل الجهود العظيمة التي بذلها في تأسيس مفاهيم علم الوراثة على مدى سبع سنوات.
- رغم انشغال العلماء في ذلك الوقت بنظرية التطور لداروين، إلا أن أهمية اكتشافات مندل كانت كبيرة جدًا.
- ونتيجة لذلك، عمل العلماء لاحقًا على دمج نظرياته مع تطورات جديدة في علم الكروموسومات، والتي ساهمت في فهم الأمراض الوراثية واكتشاف العلاجات المناسبة.
