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WICHTIGSTEN WISSENSCHAFTLICHEN ENTDECKUNGEN
Chromosomentheorie der Vererbung. Geschichte und Wesen der wissenschaftlichen Entdeckung
Verzeichnis / Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen Im Jahr 1900 entdeckten drei Botaniker – K. Korrens (Deutschland), G. de Vries (Holland) und E. Chermak (Österreich) – unabhängig voneinander Muster, die zuvor von Mendel in ihren Experimenten entdeckt worden waren. Nachdem sie dann auf sein Werk gestoßen waren, veröffentlichten sie es 1901 erneut. Dies trug zu einem tiefen Interesse an den quantitativen Gesetzen der Vererbung bei. Zu dieser Zeit hatten Zytologen materielle Strukturen entdeckt, deren Rolle und Verhalten eindeutig mit Mendelschen Mustern verknüpft werden konnten. Ein ähnlicher Zusammenhang wurde 1903 von W. Setgon gesehen. Wir erhielten eine Begründung für Mendels Ansichten zu erblichen Faktoren, zum Vorhandensein eines einzelnen Faktorensatzes in Gameten und eines doppelten Satzes in Zygoten. Ein Jahr zuvor legte T. Boveri Beweise für die Beteiligung von Chromosomen an den Prozessen der erblichen Übertragung vor. Er zeigte zum Beispiel, dass die normale Entwicklung eines Seeigels nur möglich ist, wenn alle Chromosomen vorhanden sind. Mit der Feststellung, dass es die Chromosomen sind, die Erbinformationen tragen, legten Setton und Boveri den Grundstein für eine neue Richtung in der Genetik – die Chromosomentheorie der Vererbung. Den entscheidenden Beitrag zur Entwicklung dieser Theorie leistete der amerikanische Wissenschaftler Morgan. Thomas Gent Morgan (1866–1945) wurde in Lexington, Kentucky, geboren. Sein Vater war Charlton Gent Morgan, der US-Konsul in Sizilien und ein Verwandter des berühmten Magnaten J. P. Morgan. Von Kindheit an zeigte Thomas Interesse an Naturgeschichte. Er trat in die University of Kentucky ein und machte 1886 seinen Abschluss. Im Sommer direkt nach seinem Abschluss ging er zur Marinestation in Ennisquam an der Atlantikküste nördlich von Boston. Hier lernte Thomas erstmals die Meeresfauna kennen. Diese Bekanntschaft fesselte ihn, und fortan erregte das Studium mariner Formen zeitlebens sein besonderes Interesse. Er machte seine Abschlussarbeit unter der Anleitung von William Keith Brooks, einem Meeresbiologen. 1888 zog Morgan nach Woods Hole und begann im Sommer desselben Jahres bei der State Fishing Station zu arbeiten. 1890 kehrte Thomas jedoch nach Woods Hole zur Marine Biological Station zurück und verbrachte den Rest seines Lebens hauptsächlich im Sommer hier. Im selben Jahr gelang es Morgan als Abteilungsleiter am Brian Mawr College. 1897 wurde er zu einem der Treuhänder der Seestation gewählt, und er blieb es sein ganzes Leben lang. Das war das Jahr, in dem die Station und ihre Verwaltung von den Jungtürken übernommen wurden, und Morgan war einer der neuen Treuhänder, die in dieser kritischen Zeit gewählt wurden. Zur gleichen Zeit erschien Wilson von der University of Chicago am Sender. Es war Wilson, der ihn 1904 überredete, eine Professur an der Columbia University anzunehmen. Vierundzwanzig Jahre lang arbeiteten sie in sehr enger Verbindung. Wie die meisten zoologischen Biologen seiner Zeit war Morgan in vergleichender Anatomie und insbesondere in beschreibender Embryologie ausgebildet. Seine Dissertation befasste sich mit der Embryologie einer Seespinnenart und basierte auf Material, das er in Woods Hole gesammelt hatte. Diese Arbeit basierte auf deskriptiven embryologischen Daten mit Schlussfolgerungen, die in den Bereich der Phylogenie hineinreichen. Morgan interessierte sich schon früh für experimentelle Embryologie. Die Probleme, an deren Lösung Morgan und andere Embryologen damals arbeiteten, betrafen das Ausmaß, in dem die Entwicklung von bestimmten prägenden Substanzen abhängt oder beeinflusst wird, die angeblich im Ei vorhanden sind. Wie solche Formstoffe an der Entwicklung beteiligt sind und wie sie funktionieren. Der junge Wissenschaftler war auch in der physiologischen Forschung tätig. Aber die Genetik brachte ihm wirklichen Ruhm. Ende des 3. Jahrhunderts besuchte Morgan den Garten von Hugh de Vries in Amsterdam, wo er die Defriz-Linien der Nachtkerze sah. Damals zeigte er sein erstes Interesse an Mutationen. Whitman, Direktor der Biostation in Woods Hole, der ein experimenteller Genetiker war, spielte auch eine Rolle bei Morgans Neuorientierung. Er widmete viele Jahre dem Studium von Hybriden zwischen verschiedenen Tauben- und Taubenarten, wollte aber nicht den Mendelschen Ansatz anwenden. Das ist verständlich, da die Tauben in diesem Fall, gelinde gesagt, ein Durcheinander bekommen. Merkwürdige Vorzeichen, die kein schönes Verhältnis von 1:XNUMX ergeben, verwirrten Morgan ebenfalls. Er sah vorerst keinen Ausweg. Daher konnte Morgan vor 1910 eher als Anti-Mendelist angesehen werden. In diesem Jahr begann der Wissenschaftler, Mutationen zu untersuchen – vererbte Veränderungen bestimmter Körperfunktionen. Morgan führte seine Experimente an Drosophila, kleinen Fruchtfliegen, durch. Mit seiner leichten Hand sind sie in Hunderten von Laboren zu einem beliebten Objekt der Genforschung geworden. Sie sind leicht zu finden und überall zu finden. Sie ernähren sich von Pflanzensäften und jeglicher Fruchtfäule. Ihre Larven ernähren sich von Bakterien. Die Brutenergie von Drosophila ist enorm: Vom Ei bis zum Erwachsenen – zehn Tage. Für Genetiker ist außerdem wichtig, dass Drosophila häufigen erblichen Veränderungen unterliegen. Sie haben wenige Chromosomen – nur vier Paare. Die Zellen der Speicheldrüsen von Fliegenlarven enthalten Riesenchromosomen, die sich besonders für die Forschung eignen. Mit Hilfe der Fliege hat die Genetik bis heute viele Entdeckungen gemacht. Die Popularität von Drosophila ist so groß, dass ein ihr gewidmetes Jahrbuch in englischer Sprache veröffentlicht wird, das reichlich und vielfältige Informationen enthält. Nachdem Morgan mit seinen Experimenten begonnen hatte, besorgte er sich zunächst Fruchtfliegen in Lebensmittelgeschäften und Obstläden, da die Ladenbesitzer, die sich über die Fliegen ärgerten, dem Exzentriker bereitwillig erlaubten, sie zu fangen. Dann begann er zusammen mit seinen Kollegen in seinem Labor, in einem großen Raum, Fliegen zu züchten, die „Fliege“ genannt wurden. Es war ein fünfunddreißig Quadratmeter großer Raum mit acht Arbeitsplätzen. Es gab einen Ort, an dem sie Essen für Fliegen kochten. Normalerweise waren mindestens fünf Arbeiter im Raum. „Ich fürchte, ich kann keine Vorstellung von der Atmosphäre vermitteln, die im Labor herrschte“, erinnerte sich einer der Mitarbeiter des Wissenschaftlers Alfred Sturtevant. „Ich denke, das war etwas, das man erleben muss.“ um es voll und ganz zu schätzen. Einer der größten Vorteile dieses Ortes war die Anwesenheit sowohl von Morgan als auch von Wilson. Daher sahen Studenten, die sich auf einen von ihnen spezialisierten, den anderen sehr oft. Sie ergänzten einander auf vielfältige Weise und waren gute Freunde. Im In den ersten Jahren an der Columbia University fütterten wir Drosophila mit Bananen, und in der Ecke hing immer ein großer Haufen Bananen im Zimmer. Wilsons Zimmer lag ein paar Türen weiter auf dem Flur von unserem. Er liebte Bananen sehr, also dort war ein weiterer motivierender Grund, den „Fliegenraum“ oft zu besuchen. Während dieser Zeit besuchte Morgan regelmäßig Woods Hole. Dies bedeutete jedoch keinen Abbruch der Experimente mit Drosophila. Alle Kulturen wurden in Fässern – großen Fässern voller Zucker – verpackt und per Expressdampfer verschickt. Was man in New York begann, endete in Hole und umgekehrt. Wir kamen immer auf dem Wasserweg: Damals war die Fall River Line in Betrieb, und Morgan machte immer alle möglichen Experimente, die nichts damit zu tun hatten Arbeit an Drosophila. Er züchtete Hühner, Ratten und Mäuse und baute verschiedene Pflanzen an. Und alles wurde von Hand getragen, auf das Schiff der Fall River Line verladen und dann nach New York zurückgebracht. Und als Morgan hier ankam, stürzte er sich kopfüber in die Arbeit mit Meeresformen, in die Embryologie der einen oder anderen Sorte, auch wenn die Arbeit mit Drosophila in der Zwischenzeit aktiv vorankam. Dies war der Arbeitsstil von Morgan – er fühlte sich nicht glücklich, wenn er nicht gleichzeitig mehrere Dinge aus dem Heißen schmiedete. Da sich Chromosomen befinden, konnte die Frage beantwortet werden, ob die durch sie festgelegten numerischen Regelmäßigkeiten vorliegen Mendel? Mendel glaubte zu Recht, dass solche Regelmäßigkeiten dann und nur dann zutreffen würden, wenn die untersuchten Faktoren unabhängig voneinander bei der Bildung von Zygoten kombiniert würden. Nun sollte aufgrund der Chromosomentheorie der Vererbung erkannt werden, dass dies nur möglich ist, wenn die Gene auf unterschiedlichen Chromosomen liegen. Da aber die Zahl der letzteren im Vergleich zur Zahl der Gene gering ist, war zu erwarten, dass Gene, die auf demselben Chromosom liegen, gemeinsam von den Gameten auf die Zygoten übergehen würden. Daher werden die entsprechenden Merkmale von Gruppen vererbt. Diese Annahme wurde von Morgan und seinen Mitarbeitern K. Bridges und A. Sturtevant bestätigt. Bald wurde in Drosophila eine große Anzahl verschiedener Mutationen entdeckt, dh Formen, die durch verschiedene erbliche Merkmale gekennzeichnet sind. Bei normalen oder, wie Genetiker sagen, Wildtyp-Fruchtfliegen ist die Körperfarbe gräulich-gelb, die Flügel sind grau, die Augen sind dunkel ziegelrot, die Borsten, die den Körper bedecken, und die Adern an den Flügeln haben eine gut definierte Anordnung. Bei den von Zeit zu Zeit gefundenen mutierten Fliegen waren diese Zeichen verändert: Der Körper war beispielsweise schwarz, die Augen waren weiß oder anders gefärbt, die Flügel waren rudimentär usw. Einige Individuen trugen nicht eine, sondern mehrere Mutationen sofort: Eine Fliege mit schwarzem Körper könnte zum Beispiel auch rudimentäre Flügel besitzen. Die Vielfalt der Mutationen ermöglichte es Morgan, genetische Experimente zu starten. Zunächst wies er nach, dass Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, bei der gemeinsamen Kreuzung übertragen werden, also miteinander verknüpft sind. Eine Verknüpfungsgruppe von Genen befindet sich auf einem Chromosom. Morgan erhielt auch eine starke Bestätigung der Hypothese der Verknüpfung von Genen in Chromosomen bei der Untersuchung der sogenannten geschlechtsgebundenen Vererbung. Indem sie feststellten, dass das Gen für die Augenfarbe von Drosophila auf dem X-Chromosom lokalisiert ist, und indem sie das Verhalten der Gene bei den Nachkommen bestimmter Männchen und Weibchen verfolgten, erhielten Morgan und seine Kollegen eine überzeugende Unterstützung für die Kopplungshypothese. Für herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Genetik wurde Morgan 1933 der Nobelpreis verliehen. In den dreißiger Jahren Vavilov schrieb: „Die Gesetze von Mendel und Morgan bildeten die Grundlage moderner wissenschaftlicher Vorstellungen über die Vererbung, auf denen die Züchtungsarbeit sowohl mit pflanzlichen als auch mit tierischen Organismen aufbaut … Unter den Biologen des XNUMX. Jahrhunderts sticht Morgan als brillanter experimenteller Genetiker hervor , als Forscher von außergewöhnlicher Bandbreite". Autor: Samin D. K.
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