【科學史沙龍】孟德爾之謎

撰文｜江偉新
講師｜臺灣大學共同教育中心兼任助理教授　王道還

繼上學期的「誰是拉馬克？」，這學期王老師帶給我們「孟德爾之謎」。一開始王老師就先提出關於孟德爾的四大謎題。

孟德爾（Gregor Mendel，1822-1884）是每一本生物學教科書都會提到的人物，也是「遺傳學之父」。今年（2016）剛好是他的論文出版的150週年，但是對於孟德爾，我們還知道什麼？科學史上其他的重要人物如牛頓、愛因斯坦、達爾文等人背後都有故事，對於孟德爾，我們卻只知道他是遺傳學之父，不知道他的故事及研究動機。

西元1865年，孟德爾在科學集會上公開宣讀他做完豌豆實驗後寫的論文，隔了一年出版，從論文中後人歸納出分離律、獨立分配律，但是孟德爾花了八年所作的豌豆實驗，到底他的研究動機為何?

孟德爾出生在農村，由於父親是佃農，只有土地耕作權，一星期中有三天必須要為地主工作，扣掉一天做禮拜，僅剩三天是為自己工作，家庭收入很少，所幸居住地資源多，有神父主辦的學校，才能有機會受教育。到了25歲他成了正式的修士，但仍然沒有讀過大學。27歲時他參加了教師資格考試，結果失敗了；後來到維也納大學進修後，34歲時他再度參加了教師資格考試，結果還是沒有通過。他自稱豌豆實驗在1856年開始進行，剛好是第二次資格考試失敗那年。這個時間點讓很多人懷疑，他當時遭受的重大打擊，而他的實驗數據卻是非常漂亮，究竟孟德爾是否真正做過豌豆實驗？這是我們要探討的孟德爾的第一個謎：孟德爾研究豌豆的動機及目的是什麼?

孟德爾的第二個謎是：在他1866年出版的論文中，並沒有提到遺傳學定律；在1866年到1900年這段時間內，他的論文被引用了十六次，一樣也都沒有提到孟德爾定律。所以，到底孟德爾的遺傳學定律是怎麼來的？

孟德爾第三個謎是： 1900年孟德爾的遺傳定律重新被發現。但是在這之前，他的論文也並非完全沒有被注意到；所以「重新被發現」的時空背景是什麼？

孟德爾第四個謎是：在他做完豌豆實驗之後，又用了山柳菊再做一次，卻沒有出現和豌豆一樣的結果。也就是說：連孟德爾自己都無法再現孟德爾定律！

接著王老師就開始為我們解謎。在孟德爾發表了他的論文時，他已經讀過達爾文的物種原始論。他為何要在那個時間發表呢？

我們來看遺傳學的兩個面向：守常與出錯。孟德爾的遺傳學是守常面，達爾文的演化屬於出錯面。守常面是毫無變異的，出錯面是生物產生了變異。達爾文用來解釋演化事實的理論是天擇(natural selection)，就中文而言是「老天爺」在選擇，以英文的角度來看是「大自然」在選擇，用這個詞其實很容易引發誤會，不過達爾文的natural selection其實是相對於artificial selection來說的，因為當時對於「育種」（也就是人擇）已經有概念，所以排除掉人為干預後就是natural selection。對於當時的教會來說，他們可以接受演化論是因為：他們認為變異的來源是造物主（神），所以是造物主控制了演化。孟德爾為什麼要發表他的論文？可能是想要反駁達爾文的說法。

在1900年，德弗里斯（Hugo de Vries，1848-1935），科倫斯（Carl Correns，1864-1933）與Erich von Tschermak（1871-1962）重新發現孟德爾的論文。這三個分屬不同國家的科學家，為什麼不約而同的把孟德爾抬出來呢？原來他們都有類似的發現，但因為誰都沒有把握會贏（成為第一個發表的人），於是便將過去孟德爾的理論再度提出，這樣至少其他的競爭者不會贏。他們提出孟德爾的理論，其實是為了取代天擇的演化機制。第一代再次提出孟德爾論文的科學家認為：生物適應和演化沒有關係！他們認為：天擇導致生物適應，而生物適應的結果是演化。因此，到了19、20世紀之交，達爾文提出的理論不再被重視，甚至被宣稱已經壽終正寢。

最後，王老師提到達爾文的理論在歐洲不僅是引發科學革命，更造成了人文革命。事實上，由於西方的文化受到教會影響極深，所有在西方的科學革命，也都同時造成人文革命。不僅是達爾文，再往前十八世紀的化學革命、十七世紀的物理革命、十六世紀的天文學革命，無不引發人文革命；但是達爾文所引發的科學革命與化學、物理、天文學不同的是，達爾文革命並沒有結束，直到現在，他的發現仍然對西方世界持續地發生影響。

後記：由於東西方的不同，為何演化論可以引發人文革命，在互動時間也有同學提出這個疑問。王老師在互動時間中提到，目前在西方其實還是有人不相信演化論，而這樣的人通常在政治上都屬於極右派；葉老師也補充，在美國的一些州，學校課堂上還是不允許教授演化論的！

另外，有同學在互動時間提問關於孟德爾的四大謎題，似乎王老師也沒有全部破解；王老師也認同同學的看法，因為這個題目是最近這幾個月才想到的，要能完全破解這四大謎題，要等收集到夠多的資料再說了！