Tragom zvezda

“Voleo je cveće”

U proleće 1856, kada je Darvin počinjao da piše svoj opus o evoluciji, Gregor Mendel je odlučio da se vrati u Beč i ponovo polaže državni ispit koji 1850. nije uspeo da položi. Ovoga puta je imao više samopouzdanja. Proveo je dve godine na Univerzitetu u Beču proučavajući fiziku, hemiju, geologiju, botaniku i zoologiju. Godine 1853, vratio se u samostan i počeo da radi kao privremeni nastavnik u Modernoj školi u Brnu. Redovnici koji su upravljali školom veoma su vodili računa o tome da svi predavači imaju potrebne kvalifikacije, stoga je bilo vreme da ponovo pokuša da položi državni ispit.

Gregor Mendel, 1822-1884.

Nažalost, drugi pokušaj je takođe bio prava katastrofa. Mendel je bio bolestan, najverovatnije od nervoze i treme. U Beč je stigao s glavoboljom i veoma neraspoložen – i već prvog dana ispita (koji je trajao tri dana) posvađao se s ispitivačem pred kojim je polagao botaniku. Ostalo je nepoznato šta je predmet spora, ali sva je prilika da se radilo o postanku vrsta, varijaciji i nasleđivanju. Mendel nije ostao do kraja ispita. Vratio se u Brno i postao privremeni nastavnik. Nikada više nije pokušao da dobije državni sertifikat.

Kasnije tog leta, još nesrećan zbog nepoloženog ispita, mendel je zasejao nekoliko leja graška. Nije mu bilo prvi put. Već tri godine je uzgajao grašak u staklenoj bašti. Na okolnim zemljoradničkim imanjima sakupio je trideset četiri sorte tog povrća i uzgajao ih kako bi izdvojio one koje predstavljaju pravu, „čistu“ liniju – to jest, one čija svaka stabljika graška proizvodi potpuno identično potomstvo, s istom bojom cveta i teksturom semena. Te biljke „ostale su postojane bez izuzetaka“, zapisao je. Potomci su uvek ličili na roditelje. Skupio je potreban materijal za svoj eksperiment.

Čiste sorte graška, uočio je, posedovale su izrazite nasledne i varirajuće karakteristike. Uzgajane bez ukrštanja, visoke biljke rađale su samo visoke biljke; od niskih su nastajale samo patuljaste. Neke sorte su davale samo glatko seme, dok su ostale proizvodile samo uglasto, nabrano seme. Nedozrele mahune bile su zelene ili jarkožute, a zrele komotne ili tesne. Nabrojao je sedam osobina čistih sorti:

  • Tekstrura semena (glatka ili nabrana)
  • Boja semena (žuta ili zelena)
  • Boja cveta (bela ili ljubičasta)
  • Položaj cveta (na vrhu biljke ili na grančicama)
  • Boja mahune (zelena ili žuta)
  • Oblik mahune (glatka ili nabrana)
  • Dužina stabljike (dugačka ili kratka)

Svaka karakteristika, zapisao je Mendel, javljala se u najmanje dve različite varijante. Bile su poput iste reči napisane na dva načina, ili poput dveju boja istovetne jakne. Mendel je eksperimentisao samo sa dvema varijantama iste osobine, mada se u prirodi može naći i više. Biolozi će kasnije nazvati te varijante alelima, od grčkog allos – što se, nešto slobodnije prevedeno, odnosi na dva različita podtipa iste opšte vrste. Ljibičasta i bela bile su dva alela iste osobine – boje cveta.

Biljke čiste sorte bile su samo polazna tačka u njegovom eksperimentisanju. Mendel je znao da će, ako hoće da pronikne u prirodu nasleđivanja morati da uzgoji hibride; samo su „bastardi“ (reč koju su koristili nemački botaničari za opisivanje eksperimentalnih hibrida) mogli da otkriju prirodu čistote. Protivno opštem uverenju, bio je više nego svestan dalekosežnih posledica svog proučavanja: pitanje koji se bavio bilo je ključno za „istoriju evolucije organskih oblika“, napisao je. Neverovatno je, ali Mendel je za dve godine proizveo komplet reagensa koji će mu omogućiti da ispita neke najvažnije karakteristike prenosa naslednih osobina. Jednostavno rečeno, Mendel se bavio sledećim pitanjem: ako ukrsti visoku i nisku biljku, hoće li dobiti biljku osrednje veličine? Hoće li se dva alela – dužina i kratkoća stabljike pomešati?

Proizvodnja hibrida bila je dug i zamoran posao. Grašak se obično samooplođava. Prašnik i žig tučka sazrevaju unutar lađice slične sklopljenim rukama, a polen se oprašuje neposredno s prašnika na sopstveni žig tučka. Ukrštanje (tj. oprašivanje žiga na jednom cvetu polenom s prašnika drugog cveta) bilo je pak nešto sasvim drugo. Da bi proizveo hibride, Mendel je prvo morao da kastrira svaki cvet tako što je odsecao prašnike – tzv. emaskulacija – i potom prenosio narandžasti polenov prah s jednog cveta na drugi. Radio je sam, pogrbljen, sa hirurškom pincetom i hirurškom četkicom kojima je odsecao prašnike i potom obavljao oprašivanje cveta. Po ulasku u staklenik, kačio je šešir na harfu, pa je svaki njegov dolazak bio obeležen jednom kristalnočistom notom. To mu je bila jedina muzika.

Nemoguće je sa sigurnošću reći koliko su ostali redovnici znali o Mendelovim eksperimentima ili koliko su marili za njih. Početkom druge polovine devetnaestog veka, Mendel je pokušao smeliju verziju svog eksperimenta, sa belim i sivim poljskim miševima. Miševe je uzgajao u svojoj sobi – mahom u tajnosti – u pokušaju da proizvede hibridne vrste. Međutim, umešao se opat, i pored toga što je inače generalno tolerisao Mendelovu ekscentričnost: redovnik koji mami miševe da se pare ne bi li shvatio mehanizam neslednih osobina – to je bilo već neprilično čak i za avgustince. Mendel je tada prešao na biljke i prebacio eksperimente u staklenu baštu u dvorištu samostana. Opat je dao svoj pristanak. Povlačio je crtu kod miševa, ali bio je spreman da pruži šansu grašku.

U kasno leto 1857, u vrtu opatije procvetao je prvi hibridni grašak, u oblacima ljubičaste i bele. Mendel je zabeležio boje cvetova, a kad su se na lozicama pojavile mahune, otvorio ih je da ispita seme. Potom su usledila nova ukrštanja – visoko s niskim; žuto sa zelenim: nabrano s glatkim. U narednom naletu inspiracije ukrstio je međusobno neke hibride, stvorivši tako hibride hibrida. Eksperimenti su se sledećih osam godina odvijali na taj način. U međuvremenu se sadnja proširila iz staklene bašte na plac pored opatije – pravougaonik dimenzija šest sa trideset metara, koji je graničio sa trpezarijom i video se iz njegove sobe. Mendelova sveska bila je puna tabela i zapisa, s podacima od hiljadu ukrštanja. Palci su mu trnuli od ljuštenja graška.

„Kako je mala misao potrebna da nekom ispuni ceo život“, napisao je filozof Ludvig Vingenštajn. Odista, na prvi pogled se činilo da je Mendelov život ispunjen mnoštvom malih misli. Setva, oprašivanje, cvetanje, branje, ljuštenje, prebrojavanje, ponavljanje. Proces je bio neverovatno jednoličan – ali male misli, znao je Mendel, često procvetaju u velike principe. Ako je silovita naučna revolucija koja je u osamnaestom veku prohujala Evropom ostavila za sobom ikakvo zaveštanje, bilo je to ovo: zakoni koji vladaju prirodom su uniformni i sveprožimajući. Sila koja je spustila jabuku s grane na Njutnovu glavu bila je ista ona koja vodi planete njihovim nebeskim orbitama. Ukoliko se i nasleđivanje upravljalo prema univerzalnom zakonu prirode, tada je verovatno uticalo na genezu graška u istoj meri kao na genezu ljudi. Možda je Mendelov vrt bio mali – ali on nije brkao njegovu veličinu s veličinom svoje naučne ambicije.

„Eksperimenti sporo napreduju“, pisao je Mendel. „U prvo vreme su zahtevali određeno strpljenje ali ubrzo sam ustanovio da bolje ide onda kada sprovodim nekoliko eksperimenata istovremeno“, Sa više paralelnih ukrštanja, proizvodnja podataka se ubrzala. Postepeno je počeo da razabire obrasce u podacima – neočekivane postojanosti, sačuvane razmere, brojčane ritmove. Konačno je zadro u unutrašnju logiku nasleđivanja.

Prvi obrazac se lako dao uočiti. U prvoj generaciji hibrida, pojedinačne nasledne osobine – dužina i kratkoća stabljike, ili žuta i zelena boja semena – uopšte se nisu pomešale. Visoka biljka ukrštena sa patuljastom naizbežno je proizvodila samo visoke biljke. Grašak okruglog zrna ukršten s graškom nabranog zrna proizvodio je samo okrugla zrna. Taj obrazac sledilo je svih sedam osobina. „Karakter hibrida“ nije bio nigde na sredini već je „ličio na jednu roditeljsku formu“, napisao je. Mendel je te osobine koje su prevagnule nazvao dominantnim, dok je osobine koje su nestale nazvao recesivnim.

Sve i da je Mendel tu stao s eksperimentima, već je dao ogroman doprinos teoriji nasleđivanja. Postojanje dominantnih i recesivnih alela za neku osobinu protivrečilo je teoriji mešanog nasleđivanja iz devetnaestog veka: hibridi koje je proizveo Mendel nisu posedovali srednje osobine. U hibridu se ispoljio samo jedan alel, primoravajući osobinu druge varijante da nestane.

Ali kuda je nestala recesivna crta? Da li ju je dominantni alel progutao ili odtranio? Mendel je narednim eksperimentom produbio analizu. Međusobno je ukrstio hibride visokih i niskih biljaka i proizveo potomstvo treće generacije. Pošto je visina bila dominantna, sve roditeljske biljke su bile visoke; recesivne karakteristike beše nestalo. Međutim, ustanovio je Mendel, njihovo ukrštanje dalo je potpuno neočekivane rezultate. U nekim ukrštenjacima treće generacije, kratkoća stabljike se ponovo pojavila – savršeno neizmenjena – nakon što je preskočila jednu generaciju. Isti obrazac se ponovio sa svim ostalim od sedam osobina. Beli cvetovi su nestali u drugoj generaciji, kod hibrida, da bi se ponovo pojavili kod nekih pripadnika treće generacije. „Hibridni“ organizam, shvatio je mendel, zapravo je kompozitni – s vidljivim dominantnim i latentnim recesivnim alelom (Mendel je te varijante opisivao kao forme; termin alel skovali su genetičari u dvadesetom veku).

Proučavanjem matematičkih odnosa – proporcija – između različitih tipova potomstva dobijenih svakim ukrštanjem, Mendel je počeo da konstruiše model koji će objasniti nasleđivanje osobina. U Mendelovom modelu, svaka osobina je bila određena nezavisnim, nedeljivim delićem informacije. Ti delići su dolazili u dve varijante ili alela: kratki, odnosno dugački (za visinu), ili beli, odnosno ljubičasti (za boju cveta), i tako dalje. Svaka biljka nasleđivala je po jedan primerak od oba roditelja – jedan alel od oca, preko sperme, a drugi od majke, preko jajašceta. Kad je nastao hibrid, obe osobine su nastavljale da postoje potpuno netaknute – s tim što je samo jedna ispoljavala svoje prisustvo.

Između 1857. i 1864, Mendel je oljuštio desetine i desetine kilograma graška, opsesivno beležeći u svoje tabele rezultate svakog ukrštanja hibrida. Rezultati su ostajali upadljivo dosledni. Mali komadić zemlje u manastirskom vrtu rađao je ogromnom količinom podataka koju je valjalo analizirati – dvadeset osam hiljada biljaka, četrdeset hiljada cvetova i skoro četiri stotine hiljada zrna. „treba stvarno imati hrabrosti da se latiš posla s tako dalekosežnom svrhom“, napisaće kasnije Mendel. Ali hrabrost je pogrešan izraz za to. U tom njegovom radu evidentno je nešto više od hrabrosti – kvalitet koji se može opisati samo kao nežnost.

To nije reč koja se tipično koristi za opisivanje nauke ili naučnika. Ima isti koren, dabome, kao nega – zemljoradnik ili vrtlar neguje vrt, ali Mendel je pre svega bio vrtlar. Njegov genije nije crpeo podsticaj iz dubokog poznavanja pravila biologije (taj ispit je hvala nebesima, dvaput pao), Njega je njegovo instinktivno poznavanje vrtlarstva, udruženo sa izuzetnom moći opažanja – mukotrpno unakrsno oprašivanje mladica, pedantno unošenje boja kotiledona u tabelu – ubrzo dovelo do otkrića koje se nije moglo objasniti tradicionalnim poimanjem prenosa naslednih osobina.

Nasleđivanje se, nagoveštavali su Mendelovi eksperimenti, može objasniti samo prenosom diskretnih informacija s roditelja na potomstvo. Jedan primerak te informacije (alel) donosila je sperma; jajašce je donosilo drugi primerak (drugi alel); tako je organizam nasleđivao po jedan alel od svakog roditelja. Kad je taj organizam generisao spermu ili jajašca, aleli su se ponovo delili – jedan se prenosi u spermu, drugi u jajašce, samo da bi se u narednoj generaciji kombinovali. Jedan alel mogao je da „dominira“ i onda kad su oba bila prisutna. U prisustvu dominantnog alela. Izgleda kao da je recesivni alel nestao, ali kada biljka dobije dva recesivna alela, taj alel ponovo ispolji svoj karakter. Informacija koja prenosi pojedini alel sve vreme ostaje nedeljiva. Same čestice ostaju netaknute.

Mendel se setio Doplerovog primera: iza buke se nalazila muzika, iza prividnog bezakonja zakoni, a samo je krajnje veštački eksperiment – stvaranje hibrida od čistih sorti jednostavnih osobina – mogao da otkrije te skrivene obrasce. Iza epske raznolikosti prirodnih organizama – visoki; niski; nabrani; glatki; zeleni; žuti; smeđi – nalazile su se čestice naslednih informacija, koje su prelazile s jedne generacije na drugu. Svaka osobina je bila jedinstvena – različita, zasebna i neizbrisiva. Mendel nije dao ime toj jedinici nasleđivanja, ali je zato otkrio najsuštinskije karakteristike gena.

Osmog februara 1865, sedam godina pošto su Darvin i Volas pročitali svoje studije u Lineovom društvu u Londonu, Mendel je svoju studiju, u dva dela, predstavio pred mnogo manje veličanstvenim skupom: govorio je grupi zemljoradnika, botaničara i biologa u Prirodnjačkom društvu Brna. Postoji vrlo malo zabeleški o tom istorijskom trenutku. Prostorija je bila mala i sastanku je prisustvovalo čedrdesetak ljudi. Studija je, sa desetinama tabela i nerazumljivih simbola koji su označavali osobine i varijante, predstavljala izazov čak i za statističare. Biolozima je, vrlo moguće, ličila na potpunu besmislicu. Botaničari su, uopšte uzev, proučavali morfologiju a ne numerologiju. Nabrajanje varijanti semena i cveta u desetinama hiljada uzoraka hibrida zacelo je sasvim zbunilo Mendelove savremenike; pojam mističnih numeričkih „harmonija“ koje vrebaju u prirodi izašlo je iz mode, skupa s Pitagorom. Ubrzo pošto je Mendel završio čitanje, jedan profesor botanike započeo je diskusiju o Darvinovom Poreklu vrsta i teoriji evolucije. Niko od prisutnih nije uočio povezanost između dvaju tema. Ako je Mendel i bio svestan potencijalne veze između svojih „naslednih jedinica“ i evolucije – njegove ranije zabeleške svakako nagoveštavaju da je tražio takvu vezu – nije izneo nikakve eksplicitne komentare na tu temu.

Mendelova studija bila je objavljena u godišnjaku Spisi Prirodnjačkog društva u bernu. Čovek od malo reči, Mendel je još jezgrovitije pisao: skoro deceniju rada sažeo je u studiju od četrdeset i četiri neverovatno suvoparne stranice. Među desetinama institucija kojima je poslata bili su Kraljevsko i Lineovo društvo u Engleskoj, kao i vašingtonski Smitsonijan, Mendel je za sebe tražio četrdeset primeraka koje je, uz opširne komentare, poslao brojnim naučnicima. Po svoj prilici, je jedan otišao i na Darvinovu adresu, ali nema dokaza da ju je Darvin zaista i pročitao.

Posle toga je usledio, prema rečima genetičara Leslija Klarensa Dana, „jedan od najčudnijih mukova u istoriji biologije“. Studija je takoreći iščezla iz naučne literature –pomenuta je samo četiri puta između 1866. i 1900. godine. Od 1890. do 1900, u vreme kad su se pitanja i zabrinutost u vezi s ljudskim nasleđivanjem i mogućim manipulacijama bili u fokusu tvoraca politike u Americi i Evropi, Mendelovo ime i delo bili su izgubljeni za svet. Studija koja je predstavljala temelj savremene biologije bila je zakopana na stranicama opskurnog žurnala opskurnog naučnog društva, a čitali su je skoro isključivo uzgajivači biljaka u zabačenom srednjoevropskom gradiću.

Na Novogodišnje veče 1866, Mendel je pisao švajcarskom botaničaru Karlu fon Negeliju u Minhenu, priloživši opis svojih ogleda. Negeli mu je odgovorio posle dva meseca – to kašnjenje je već kazivalo o njegovoj rezervisanosti – poslavši učtivo ali vrlo hladno pisamce. Kao botaničar od izvesnog ugleda, Negeli nije imao naročito visoko mišljenje o Mendelu ili njegovom radu. Gajio je instinktivno nepoverenje prema naučnicima amaterima i pored prvog Mendelovog pisma je nažvrljao zbunjujuće omalovažavajuću primedbu: „samo empirijski… ne može se racionalno dokazati“ – kao da su eksperimentalno izvedeni zakoni gori od onih iznova stvorenih ljudskim „razumom“.

Mendel nije odustajao i nastavio je da mu piše. Negeli je bio kolega naučnik do čijeg mu je poštovanja bilo najviše stalo – pa su ta pisma poprimala žarki, očajnički ton. „Svestan sam da se rezultati koje sam dobio ne uklapaju u našu današnju nauku“, pisao je Mendel, i da „izolovani eksperiment može biti dovostruko opasan“. Negeli je postao oprezan i ravnodušan, neretko i osoran. Mogućnost da je Mendel došao do fundamentalnog pravila prirode – opasnog zakona – tako što je unosio u tabele podatke o hibridima graška, izgledala je Negeliju apsurdno i neverovatno. Ako Mendel veruje u sveštenički poziv, trebalo bi da ga se drži; Negeli je verovao u nauku.

Švajcarski botaničar je proučavao drugu biljku – runjavicu žutog cveta – i zatražio je od Mendela da pokuša da na njoj potvrdi svoje nalaze. Bio je to katastrofalno pogrešan izbor. Mendel se posle mnogo razmišljanja odlučio baš za grašak: ta biljka se polno razmnožavala, proizvodila je jasno odredive osobine varijanti i, uz malo pažnje, mogla se ukrštati unakrsnim oprašivanjem. Runjavica – nepoznata i Mendelu i Negeliju mogla je da se razmnožava bespolno. Bilo ih je takoreći nemoguće ukrštati i retko su stvarale hibride. Predvidivo, rezultati su bili prava zbrka. Mendel je pokušao da nađe logiku u hibridima runjavice (koji uopšte nisu bili hibridi), ali nije uspeo da pronađe ni jedan od obrazaca koji je uočio kod graška. Od 1867. do 1871. još se više trudio, gajeći hiljade runjavica u drugom delu vrta, emaskulirajući cvetove istom hirurškom pincetom i oprašujući polen istom slikarskom četkicom kao i pre. Njegova pisma Negeliju zvučala su sve više obeshrabreno. Negeli mu je povremeno odgovarao, ali vrlo retko i snishodljivim tonom. Nije imao volje da se bakće sa sve sumanutijim trabunjanjima samoukog redovnika iz Brna.

Novembra 1873, Mendel je poslednji put pisao Negeliju. Obuzet grižom savesti, javio mu je da nije u situaciji da dovrši eksperimente. Bio je postavljen za opata samostana u Brnu i administrativne dužnosti su mu sad onemogućavale da nastavi proučavanje biljaka. „Veoma sam nesrećan što moram da zapostavim svoje biljke… tako potpuno“, napisao je Mendel. Nauka je bila potisnuta u stranu. U samostanu su se nagomilavale obaveze. Valjalo je imenovati nove prelate. Račun po račun, pismo po pismo, njegova naučna mašta je polako ustuknula pred administrativnim poslom.

Mendel je napisao samo jedan monumentalan rad o hibridima graška. Zdravlje mu se pogoršalo oko 1880. i postepeno je sve manje radio – sem u svom voljenom vrtu. Šestog januara 1884. Mendelu su otkazali bubrezi i umro je, stopala nabreklih od nakupljene tečnosti. Dnevne novine u Brnu objavile su nekrolog, ali bez pomena o njegovim eksperimentalnim studijama. Možda je primerenija bila kratka čitulja jednog od mlađih redovnika iz samostana: „Blag, velikodušan i ljubazan… Voleo je cveće“.

RSS
Follow by Email
Twitter