MENDEL, Johann Gregor (1822-1884)
Avusturyalı rahip, botanik ve kalıtım bilgini. Bitkiler üzerinde yaptığı incelemelerle kalıtımın temel yasalarını ortaya koymuş ve kalıtımbilimin öncüsü olmuştur.
22 Temmuz 1822’de Silezya’daki Heinzendorf’ta (bugün Çekoslovakya’da Hyncice) doğdu, 6 Ocak 1884’te Moravya’daki Brünn’de (bugün Çekoslovakya’da Brno) öldü. Çekçe ve Almanca konuşulan Silezya’da yerleşmiş üç çocuklu bir ailenin tek erkek çocuğu olan Mendel’in babası çiftçi, annesi ise kuşaklar boyu bahçıvanlıkla uğraşan bir ailenin kızıydı. Daha çok küçük yaşlarda, babasından bitki yetiştirmenin tüm inceliklerini öğrenen Mendel 1833’te Leipnik’teki (Lipnik), bir yıl sonra da Troppau’daki (Opava) bir liseye gönderildi. Burada üstün başarısıyla dikkati çekince, 1840’ta lise diplomasını aldıktan sonra üniversite öğrenimine hazırlık amacıyla Ol-mütz (Olomouc) Üniversitesi’nde felsefe derslerini izledi. Ailesinin kısıtlı ekonomik koşullan nedeniyle, bu kurumdaki iki yıllık eğitimini küçük kardeşi Theresia’nm çeyiz parasının bir bölümünü harcayarak sürdürebilen Mendel, 1843’te fizik profesörünün önerisiyle Brünn’deki Augustinus tarikatının manastırına girdi ve Gregor dini adını aidi. 1844-1848 arası bir yandan din eğitimi görürken, bir yandan da manastırın bilimsel araştırmaya önem veren yaklaşımından yararlanarak Felsefe Enstitüsü’nde tarım ağırlıklı dersleri izledi. 1847’de rahip olan ve kısa süre bir hastanede görev alan Mendel, daha sonra 1849’da Brünn yakınlarındaki Znaim’de (Znojmo) bir okula yedek öğretmen olarak atandı. Bu yeni işini sevmiş, ders verme hakkını kazanarak doğabilimleri öğretmeni olmaya karar vermişti. 1850’de bu amaçla girdiği üniversite sınavlarında jeoloji ve zooloji konularında başarı sağlayamayınca bu şansını yitirdi, ancak manastır yetkililerinin de desteğiyle bilgisini artırmak üzere Viyana Üniversitesine gönderildi. 1851-1853 arası bu kurumda doğabilimleri ve botaniğin yanı sıra, kendisine daha sonraki araştırmalarında yararlı olacak istatiksel yöntemler konusunda öğrenim gören Mendel, 1854’te Brünn Teknik Okulu’nda fizik ve doğa tarihi dersleri için yedek öğretmenlik görevine getirildi. 1856’da yeniden üniversite sınavlarına girdiyse de gene başarılı olamadı. Bu dönemde başladığı bitki melezleme çalışmalarını 1861’e değin sürdürdü; o yıl manastırın başrahipliğine atandığından, zaman ayıramadığı bilimsel araştırmalarını büyük ölçüde azaltarak manastırın yönetimine ağırlık verdi. 1874’te, manastırı dini vakıflara daha çok katkıda bulunmaya zorlayan bir yasa nedeniyle yerel hükümetle ve eğitim bakanlığıyla uzun yıllarını alacak bir mücadeleye giren Mendel, bu dönemde bir yandan manastırın yönetimiyle, bir yandan da 1876’da yönetim kuruluna atandığı bir Moravya bankasının işleriyle uğraştı.
Mendel’in doğaya ve bitkilere olan ilgisi küçük yaşlarda başlamış, babasından ve ilkokuldaki bir öğretmeninden bitki yetiştirme, bitkilerde aşılama ve çaprazlama konularını gereğince öğrenmişti. Manastıra girdiğinde, bilimsel araştırmaya değer veren bu kurumun kütüphanesinden, özellikle bitkileri incelemesine olanak tanıyan bahçesinden yararlandı; Viyana Üniversitesi’nde bulunduğu yıllarda da bitki fizyolojisi profesörü Franz Unger’in derslerini ilgiyle izledi, başta bezelye (Pisum) olmak üzere birçok bitkinin melezlenmesi konusunda ayrıntılı bilgi edindi. Gene bu dönemde, araştırmalarında kendisine çok yararlı olacak istatiksel yöntemleri öğrenen Mendel, manastıra dönerek sonradan bilim tarihinin en değerli deneysel çalışmaları arasında anılacak olan incelemelerine başladığında, hem konusunda derin bilgiye sahipti, hem de konusuyla ilgili birçok bilimsel derneğe üye olarak, bilimdeki gelişmeleri, küçük bir manastırın kendi olanaklarıyla sağlayabileceğinden çok daha yakın bir biçimde izleme olanağına kavuşmuştu. On yılı aşkın bir süre, başta bezelye olmak üzere çeşitli bitkiler üzerinde araştırmalar yapan Mendel, bu incelemelerinin botanik ve genetikte çağ açarak kendisini en büyük bilim adamları arasına kattığını göremedi ama, çalışmalarının sonuçları meteoroloji alanında değerlendirilerek ona ün kazandırdı. Hava koşullarının tarımsal üretim açısından önemini vurgulayarak kendi yöresinde bu konuya önemle eğilen Mendel, 1856’dan başlayarak bu konuda yaptığı araştırmaları ilk kez 1863’te yayımladı ve sonradan yayımladığı makalelerle kısa sürede yörenin en etkili meteoroloji uzmanı durumuna geldi. 1877’de de bölgesinde, Moravya ve Orta Avrupa’da ilk kez çiftçiler için hava durumu tahminlerinin yayımlanmasına ön ayak oldu.
Çaprazlama çalışmaları ve melez döller
Mendelin bilime temel katkısı, 1854’te başladığı ve 1856’dan 1860’ların ortasına değin sistemli bir biçimde sürdürdüğü bezelye çaprazlama çalışmalarından kaynaklanır. Sonraki değerlendirmelerin ışığında oldukça iyi planlandığı anlaşılan ve 30.000’e yakın bitkinin ayrıntılı bir biçimde incelenmesine dayanan bu çalışmalarının çıkış noktası, saf soy bezelye türleri elde etmek amacıyla 1854-1856 arası yaptığı denemelerdir. Bu iki yıllık süre içinde, o güne değin genel özellikleriyle ele alman kalıtım mekanizmasının en ince ayrıntılarıyla incelenmesine olanak tanıyacak bir hazırlığı gerçekleştiren Mendel, kendi içinde yapay yollardan üretildiğinde her zaman aynı özellikleri gösteren bezelye türlerini ayrıştırmayı başardı; örneğin, kendi içinde her kuşağı yeşil ya da sarı taneli bezelye veren betkiler elde etti. 1856’da bu saf soyları birbirleriyle çaprazlama yöntemiyle çiftleştirerek melezleme çalışmalarına başladı ve saf soy bitkilerin özelliklerinin melez döllerde nasıl ve ne oranda ortaya çıktığını inceledi. Önce, bir tek basit özelliğin dölden döle nasıl aktarıldığını araştırdı. Bu amaçla, bezelyede bitki boyu (uzun/cüce), tanenin biçimi (yuvarlak/ kırışık), rengi (yeşil/sarı), çiçeklerde ve yaprak koltuklarında rengin varlığı ya da yokluğu, çiçeğin bitki gövdesindeki konumu ve tohum kılıfının biçimi gibi yalnız ikili olasılıkları, yetiştirdiği yaklaşık 14.000 bitkide inceledi. Örneğin saf soy yeşil ve saf soy sarı bezelyeleri birbirleriyle çaprazladığında, birinci melez dölde, ister anadan ister babadan gelsin sarı rengin egemen olduğunu, yeşil taneli bitkilere ilk dölde rastlanmadığını ortaya çıkardı. Mendel’in bu alanda attığı en önemli adım, sonradan kalıtım bilimcilerinin “Fı dölü” olarak adlandıracağı bu kuşakta yeşil rengin yitirilmesini ısrarla araştırmasıydı. Daha önce bu tür incelemeler yapan gözlemciler, özellikle Mendel gibi saf soylarla çalışmanın getirdiği basit sonuçlara ulaşamamışlar, tanede yeşil renk gibi bir özelliğin tümüyle ortadan kalktığı durumlarda ise, bir sonraki aşamayı Mendel gibi titizlikle ve istatiksel yöntemlerle değerlendirerek, gerekli soyutlamayı yapamamışlardı. Mendel bu F] dölünü kendi içinde çaprazladığında oldukça düzenli bir olguyla karşılaştı; ikinci melez dölde (bugün F2 dölü), birincisinde ortadan kalkan yeşil renk yeniden görülüyor, yeni kuşaktaki bitkilerde sarı yeşil oranı yaklaşık 3:1 değeriniveriyordu.
Karakterlerin ayrılığı yasası
Bu araştırmalarını diğer ikili özelliklerle de sürdürdüğünde, Fj dölünde görülen özelliğin, bu kuşakta ortadan kalkan özelliğe F2 kuşağında 3:1 oranında üstünlük sağladığını gözlemleyen Mendel, bu denli düzenli bulgulardan yola çıkarak kalıtıma ilişkin iki temel sonuca vardı. Birincisi, ilk melez döldeki tüm bitkilerin aynı özelliği taşıması, bu kuşaktaki bitkilerin o özellik bakımından “eşit” (ya da “tekdüze”) olduğunu gösteriyordu. “Karakterlerin ayrılığı yasası” adıyla anılan ikinci temel bulgusuna göre, özellikler dölden döle bütünlüklerini koruyan, ayrışık karakterler olarak aktarılıyordu. Böylelikle Mendel, bir kuşaktan ötekine geçen özelliklerin, o güne değin yaygın olarak sanıldığı gibi ana ve babaların özelliklerinin karışımı biçiminde ortaya çıktığını ileri süren “bileşim” kuramına köklü bir biçimde karşı çıkıyordu. Bu “bileşim” görüşüne göre, örneğin yeşil ve sarı özelliklerin birleşmesiyle ortaya ara bir rengin (ya da renklerin) çıkması gerekiyordu. Mendel’in bulduğu gibi bir çeşit “hep ya da hiç” kuralına uygun olarak değil de, ara değerlerle dölden döle iletilebilen özelliklerin genelde birden fazla gen tarafından belirlendiği daha sonra ortaya çıkarıldı. Mendel iki melez döldeki (F1 ve F2) farklılıkları, “baskın” ve “çekinik” özellikler arasındaki etkileşmelerle açıklıyordu. Örneğin saf soy yeşil ve saf soy sarı bezelyelerin melezlerinde “başat” olarak tanımladığı sarı renk yeşile baskın çıkıyor, böylelikle bu özellik erkek ya da dişi eşey organı tarafından aktarılmasından bağımsız olarak ilk melez döldeki tüm bezelye tanelerinin sarı olmasını sağlıyordu. Buna karşılık bu kuşak kendi içinde çaprazlandığında, her iki taraftan ya da yalnız bir taraftan sarı renk özelliğini alan tüm bitkiler sarı oluyor, buna karşılık ancak her iki taraftan da çekinik özelliği alan bitki (deneydeki her dört bitkiden biri) bu çekinik özelliği göstererek yeşil tane verebiliyordu.
Karakterlerin bağımsız ayrılığı yasası
Mendel bu aşamada birden fazla özelliğin çaprazlanmasına yönelerek, iki ayrı baskın özelliği taşıyan bitkiler ile iki çekinik özelliği taşıyanların melezlenmesinden ortaya çıkan sonuçları inceledi. Örneğin, sarı ve yuvarlak tane gibi iki başat özelliği olan bitkiler ile yeşil ve karışık tane gibi iki çekinik özelliği taşıyan bitkileri çaprazlayarak, melezlerin özelliklerini ve oranlarını araştırdı. Bu denemelerinde de, başat ve çekinik özelliklerin çaprazlanması sonucu, ilk melez döldeki (F1) tüm bitkiler, daha önceki incelemelerinde olduğu gibi başat özellikleri taşıyordu. Çekinik özelliklerin gene ortadan kalktığı bu dölde elde edilen yuvarlak ve sarı taneli bitkiler birbirleriyle çaprazlandığında, ikinci melez kuşakta değişkenlikler, bu kez her iki özelliğin de birbirlerinden bağımsız bir biçimde aktarıldığını gösterecek biçimde ortaya çıkıyordu. Örneğin çok sayıda bitkiyle yaptığı inceleme sonucu Mendel, iki özelliğin birbirlerinden bağımsız olarak aktarılmaları durumunda beklenildiği gibi, ikinci melez kuşakta 9 sarı-yuvarlak, 3 sarı-kırışık, 3 yeşil-yuvarlak ve 1 yeşil-kırışık taneli bitki oranı elde etti. İki ayrı özelliğin çaprazlanmasını bu biçimde incelediği başka durumlarda da yaklaşık 9:3:3:1 oranını elde eden, bu arada daha çok sayıda ikili özelliği içeren bitkiler üstüne yaptığı araştırmalarda bu özelliklerin melezleme nedeniyle etkileşmeden birbirlerinden bağımsız olarak kuşaktan kuşağa aktarıldığını bulan Mendel’in bu bulgusu, “karakterlerin bağımsız ayrılığı yasası” adıyla genelleştirilmiştir.
Melezleme çalışmalarının kuramsal açıklaması
Mendel, büyük bir titizlikle sürdürdüğü bu araştırmalarının sonuçlarını 1865’in Şubat ve Mart aylarında Brünn Doğabilimleri Derneği’nin iki aylık toplantısında özetledi. İlk toplantıda bulgularını ve istatiksel bilgileri sundu, ikinci toplantıda da bu bulguların ışığında geliştirdiği kuramı ilk kez bilim dünyasına açıkladı. MendePe göre bitkilerin özellikleri, birbirlerinden bağımsız olarak aktarılabilen, ancak baskın ve çekinik özelliklerde de görüldüğü gibi birbirleriyle etkileşebilen “öğeler”le kuşaktan kuşağa geçmekteydi. Mendel, ana ve babalarda birer çift olarak bulunan bu öğelerin dişi ve erkek eşey organında (yumurta ve çiçektozu) teke indiğini, döllenme sonucu bu ikisinin birleşmesiyle yeniden bir çift oluşturduğunu düşündü. Böylelikle her dölde bitkinin belirli bir özelliği, ana ve babasından aldığı öğelerin niteliğine bağlı olarak belirleniyordu.
Dernek kayıtlarından, Mendel’in alışılagelmiş araştırmaları birçok bakımdan aşan ve karmaşık matematiksel analizlere dayalı bir soyutlama gerektiren bu açıklamalarından sonra tek bir soru bile sorulmadığı ve konunun hiç tartışılmadığı anlaşılmaktadır. Aynı sonuçlar bir yıl sonra derneğin Verhand-lungen des Naturforschenden Vereins in Brünn adlı dergisinde “Versuche über Pflanzenhybriden” (“Bitki Melezleri Üstüne Denemeler”) adlı makalesiyle yayımlandığında da sonuç daha değişik olmadı; dünyada 134 kuruma dağıtılan bu dergideki makaleye hiç tepki gelmemiş, devrim niteliğinde bir açıklama olduğu kimsenin ilgisini çekmemişti. Dahası, Mendel’in yazışarak araştırmalarını duyurduğu, dönemin en ünlü biyoloji bilginlerinden Naegeli de çok teknik bulduğu bu çalışmalara gerekli ilgiyi göstermemiş, oldukça karmaşık bir kalıtsal yapıya sahip, üstelik ayrışık özellikler gösteren bezelye gibi bir bitki yerine, tırnakotu türünden bir bitki olan Hieratium üzerinde araştırmalar yapmasını öğütlemişti.
Başta mısır (Zea), fasulye (Phaseolus), gecesefası (Mirabilis) olmak üzere birçok bitki türünü inceleyerek, bezelyelerdeki melezleme çalışmalarını büyük ölçüde destekleyen sonuçlar alan Mendel, 1870’lerde elliye yakın arı türü üzerinde yaptığı deneylerle bezelyelerden elde ettiği sonucu genellemeye çalışmış, ancak arılarla çalışmanın getirdiği kimi sorunlar nedeniyle bu girişiminde başarılı olamamıştı. Yörede bilim adamı ve yönetici olarak ününün giderek artmasına karşın Mendel, kalıtımbilim ve biyolojide bir devrim gerçekleştirdiğinin anlaşılmasına tanık olamadan ölmüştü. Nitekim ölümünden sonra da uzun yıllar bu değerli çalışma bilim adamlarının dikkatinden kaçmış, ancak 1900’de, birbirlerinden bağımsız olarak yaptıkları araştırmaların daha önce Mendel tarafından gerçekleştirildiğinin farkına varan Amsterdam Üniversitesi’nden Hugo de Vries, Tübingen’den Naegeli’nin öğrencisi Cari Erich Correns ve Viyana Üniversitesi’ nden Erich Tschermak von Seysenegg’in çabalarıyla Mendel’in temel katkıları gün ışığına çıkmıştı.
Mendel, kendi adıyla bilinen yasalarıyla kalıtıma atomcu bir yaklaşım getirmiş, daha sonra Mendelcilik olarak adlandırılan kalıtım görüşüyle, bir yandan kalıtımın “bileşimlere” dayalı olduğu ve kanda taşınan öğelerle sonraki kuşaklara aktarıldığı görüşüne karşı çıkmış, bir yandan da incelemelerinde Lamarckçılık’ m geçerli olmadığını göstererek kalıtsal mekanizmanın ayrışık somut öğelerinin eşey hücreleri tarafından aktarıldığını göstermiştir. 20. yy’ın başlarında Bateson ve birçok araştırmacı Mendel yasalarının botanikte olduğu kadar zoolojide de geçerli olduğunu kanıtlamış, Mendeki yaklaşım insanı da kapsamak üzere tüm canlılarda kalıtım araştırmalarının çıkış noktası olmuştur. Başlangıçta Darwincilik ile çelişkiliymiş gibi yorumlanmasına karşın, Mendelcilik Darwin’in evrim kuramında yer alan ve doğal ayıklanma yoluyla seçilen değişkenliklere somut bir mekanizma kazandırmış, 1920’lerde Çetverikov, 1930’larda da R.A. Fisher, Sewall Wright ve J.B.S. Haldane’in katkılarıyla Darwincilik ile Mendelcilik’in sentezi gerçekleştirilmiştir. Başta T.H. Morgan olmak üzere 20. yy bilim adamlarının kromozom kuramının ışığında yaptıkları araştırmalar sonucu Mendel’in öğelerinin biyokimyasal ve yapısal temeli bulunmuş, Crick ve Watson’un DNA’nın yapısını çözmeleriyle molekü-ler genetikte başlayan yeni çığır Mendel yasalarının temelinde yatan biyokimyasal mekanizmayı ortaya çıkarmış, bu yasaların genler düzeyinde geçerli olduğunu göstermiştir. Bu denli temel bulgulara varabilen Mendel’in araştırmalarının belki de en önemli ilkesi, çok yaygın olgular üzerinde genel bir araştırma yapacak yerde, temel olguların ortaya çıkmasını sağlayacak kadar basit organizmalarla çalışmayı seçmesi ve bu olguların tümüyle aydınlatılmasını sağlayacak ölçüde karmaşık ve geniş kapsamlı deney planları gerçekleştirebilmesidir. Bu arada, ele aldığı yedi özelliğin bezelyede yedi ayrı kromozomda bulunması incelemelerini kolaylaştırmış, buna karşılık ikinci yasasında belirttiği özelliklerin ayrı ayrı iletildiklerine ilişkin olguyu aşırı bir biçimde genellemesine yol açmıştır. Morgan’ın da eleştirdiği bu yasanın ancak ayrı kromozomlardaki özellikler (genler) için geçerli olduğu daha sonra anlaşılmış, aynı kromozomlardaki genlerin birbirlerine yakın (ilintili) olduklan ölçüde birlikte aktarılma olasılıklarının arttığı Morgan ve daha birçok araştırmacının incelemeleriyle ortaya çıkmıştır. Kromozomlar konusunda hiçbir şey bilmemesine karşın, bir iki ayrıntı dışında kalıtımın en temel olgularını gün ışığına çıkarıp sağlam istatiksel yöntemlerle yorumlamayı başaran Mendel’in çalışması, bilim tarihinin en anlamlı başarılarından biridir.
• KAYNAKLAR: H. Iltis, Gregor Johann Mendel, Leben, Werk und Wirkung, 1924; J.Krizernecky, Gregor Johann Mendel 1822-1884, Texte und Quellen zu seinem Wirken und Leben, 1965; R.C. Olby, Origins of Mendelism, 1966; M. Sosna (der-.), G.Mendel Metnorial Symposium, 1965.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi