科學(xué)家和歷史學(xué)家都曾提到孟德?tīng)柕倪\(yùn)氣好得不可思議。我們現(xiàn)在知道豌豆只有七條染色體,若是當(dāng)年他選了八種性狀,有時(shí)會(huì)有兩種性狀同時(shí)遺傳給子代,干擾他的結(jié)果。即使是七種性狀,孟德?tīng)柸院苋菀滓蚱渲袛?shù)種性狀剛好有關(guān)聯(lián)而遇到障礙。孟德?tīng)栠x擇的性狀剛好都是獨(dú)立遺傳,彼此互不相關(guān)。無(wú)論如何,孟德?tīng)柕闹庇X(jué)一直非常準(zhǔn)。更有可能是因?yàn)樗托挠^察多年,才能找到這七種最適合的特征來(lái)研究。
接著,孟德?tīng)栍邢到y(tǒng)地讓他的植物大量雜交。經(jīng)過(guò)多年后,他栽種和研究了超過(guò)1200棵植物。最關(guān)鍵的一步是親自用取自不同品種的花粉讓每朵花受精,然后用一個(gè)小布套把每朵花套起來(lái),防止意外授粉的情況發(fā)生。孟德?tīng)栐诘谝蛔哟邪l(fā)現(xiàn)有些特征一定會(huì)出現(xiàn),有些則一定會(huì)消失,而不是混合出現(xiàn)。例如長(zhǎng)莖和短莖的親代雜交,所有的子代都是長(zhǎng)莖。他稱(chēng)之為顯性,這個(gè)發(fā)現(xiàn)本身就很重要,因?yàn)樗品穗s種是遺傳混合性狀的傳統(tǒng)觀念。
孟德?tīng)栐谙乱惠喌膶?shí)驗(yàn)中找到他需要的關(guān)鍵。在使雜種雜交后,在第一子代中消失的性狀卻在這時(shí)神奇地出現(xiàn)。當(dāng)他計(jì)算長(zhǎng)莖與短莖的植物、圓滑型或皺皮型的種子、綠色或黃色的豆莢后,他發(fā)現(xiàn)一件真的很神奇的事:它們的數(shù)目會(huì)形成一個(gè)簡(jiǎn)單的比例。在1064棵植物中,787棵是長(zhǎng)莖;在7324個(gè)種子中,5474個(gè)是圓滑型;在580個(gè)豆莢中,428個(gè)是綠色。這些比例介于2.84∶1和3.15∶1之間,平均值為2.98∶1。換句話說(shuō),每四個(gè)第二代植物中,就有三個(gè)會(huì)呈現(xiàn)顯性的性狀,一個(gè)呈現(xiàn)相對(duì)的性狀,孟德?tīng)柗Q(chēng)之為隱性。
當(dāng)時(shí)孟德?tīng)栒谡系谝粋€(gè)全面性的遺傳理論。他推論卵和精子都含有攜帶著特定性狀的一些物質(zhì)單位,它們可將性狀從一代傳給下一代。他以最簡(jiǎn)單的方式來(lái)解釋隱性特征為何會(huì)在消失后又再度出現(xiàn):他假設(shè)遺傳單位有兩種形式,其中一種比另一種占優(yōu)勢(shì)。若一棵植物繼承了一個(gè)或兩個(gè)顯性單位,就會(huì)表現(xiàn)出顯性的特征。唯有當(dāng)它繼承了兩個(gè)隱性性狀時(shí),才會(huì)表現(xiàn)出隱性的特質(zhì)。孟德?tīng)栠€假設(shè)每一代的遺傳單位都是隨機(jī)重新組合,這使他不僅能解釋他在頭兩代的子代中看到的情形,也使他能夠預(yù)測(cè)其后的子代中,顯性與隱性性狀的比例。
在其后的歲月中,透過(guò)六代植物來(lái)檢驗(yàn)他的預(yù)測(cè),結(jié)果證明他的理論非常適用。雖然他知道自己的發(fā)現(xiàn)必須要能由其他人復(fù)制,也要能適用于其他的物種才行,但他仍清楚地表示,他認(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)適用于所有的生物。他寫(xiě)道:“同時(shí)我們可以假設(shè)在實(shí)際上,重大的差異幾乎不會(huì)發(fā)生,因?yàn)橛袡C(jī)生命的發(fā)育計(jì)劃無(wú)疑是一致的?!卑雮€(gè)世紀(jì)后,孟德?tīng)栐O(shè)想的遺傳單位被稱(chēng)為基因。近一個(gè)世紀(jì)后,沃森和克里克在DNA的雙螺旋體中找到了基因的分子結(jié)構(gòu)。今天分子生物學(xué)家?guī)缀蹩梢噪S意讀取和剪接分子密碼,也有能力改造生物體,以及診斷與治療疾病,最終能重新塑造生物世界,包括人類(lèi)。
孟德?tīng)栍?865年在布爾諾自然科學(xué)研究學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)上,發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn),以謙遜的《 植物雜種實(shí)驗(yàn) 》(Experiments with plant Hybrids)為題。在發(fā)表這篇論文后,如同布魯諾斯基(Jacob Bronowski)所說(shuō)的,孟德?tīng)枴傲⒓丛獾竭z忘”。這份期刊的確不引人注意,但會(huì)被送到歐洲各地的120個(gè)學(xué)術(shù)協(xié)會(huì),而且孟德?tīng)栆矊⒅赜”炯慕o了40位一流的生物學(xué)家,包括達(dá)爾文。我們知道達(dá)爾文并未讀它,因?yàn)楹髞?lái)在他的論文中發(fā)現(xiàn)他收到的重印本還沒(méi)打開(kāi)過(guò)。但是即使打開(kāi)看過(guò)的人,例如慕尼黑大學(xué)著名的植物學(xué)家奈吉理,也沒(méi)有看出它的重要性。至少奈吉理有回信給孟德?tīng)?,但卻建議他下次研究山柳菊(hieracium),這使孟德?tīng)栂萑胨篮?。山柳菊是無(wú)性生殖,因此對(duì)孟德?tīng)柕难芯磕康臎](méi)有用。在其后的30多年里,生物學(xué)家仍然從親代性狀是混合傳給子代的觀點(diǎn)來(lái)思考,都未能看出孟德?tīng)柵ψC明給他們看的簡(jiǎn)單精確的遺傳法則。
從達(dá)爾文也花了多年時(shí)間在數(shù)種不同的物種身上進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn),就可看出孟德?tīng)柕莫?dú)特天賦。當(dāng)然,沒(méi)有人比達(dá)爾文更想發(fā)現(xiàn)遺傳機(jī)制了,因?yàn)檎也坏竭z傳機(jī)制,他的進(jìn)化理論就缺乏基礎(chǔ),但即使是他也沒(méi)有察覺(jué)到孟德?tīng)柷宄吹降恼嫦唷?/p>
孟德?tīng)柊l(fā)表他開(kāi)創(chuàng)性的研究成果兩年后,獲選為他所在修道院的院長(zhǎng)。雖然他想繼續(xù)研究,但這個(gè)新職位占掉了他余生大多數(shù)的時(shí)間。他仍對(duì)科學(xué)感興趣,他會(huì)繁殖新的植物品種(和一些生產(chǎn)力高但脾氣極壞的蜜蜂),移植樹(shù)木到遭侵蝕的山坡上,研究天文學(xué)和氣象學(xué)。但是他一直找不到時(shí)間回來(lái)做遺傳研究。他在63歲去世時(shí),深受了解他的人欽佩,但科學(xué)界卻忽視了他。仿佛是要確保他遭人遺忘,他的論文和書(shū)信在他去世后被燒毀。