孟德爾和他的修道院 | 商周專欄
作為現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)始人，孟德爾給后世留下了寶貴的科學(xué)財(cái)富：一片豌豆苗背后的雜交實(shí)驗(yàn)和著名的孟德爾定律。在生物遺傳學(xué)界，孟德爾可以說是如神一般的存在，但他的學(xué)習(xí)和科研之路也并不一帆風(fēng)順：他出生在貧困的農(nóng)民家庭，小時(shí)候干過不少農(nóng)活，因貧輟學(xué)的他沒有接受完整的大學(xué)教育，后來進(jìn)入修道院，又因緣際會得以前往維也納大學(xué)進(jìn)修，回到修道院后，用了近十年的時(shí)間才得以完成豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，但直到去世這一發(fā)現(xiàn)都并未得到世人的認(rèn)可。
十多年前從維爾納坐火車去布拉格，中途經(jīng)過一個(gè)叫布爾諾（Brno）的車站。就在火車重新啟動(dòng)的瞬間，我想起，這就是格雷戈?duì)枴っ系聽?/strong>（Gregor Mendel，1822－1884）工作了一輩子的城市！就在這里的圣托馬斯修道院里，他耗時(shí)近十年，完成了遺傳學(xué)史上著名的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)代遺傳學(xué)由此誕生。
對于從事過遺傳學(xué)研究的我來說，去拜訪孟德爾工作的修道院是一個(gè)近乎朝圣般的事情。那時(shí)就想，下次一定要來這里，而且要專程來。2020年夏天，新冠疫情暫時(shí)緩和，我前往布拉格度假，終于如愿來到了布爾諾。
捷克很小，一千萬左右的人口，不到八萬平方公里的面積。鐵路交通網(wǎng)絡(luò)完善，火車卻不快，從布拉格到布爾諾兩百公里，走了三個(gè)多小時(shí)。像大多數(shù)歐洲城市一樣，布爾諾的老城就在火車站附近，而孟德爾當(dāng)年工作的修道院，離老城中心也只有不到兩公里的路程。
隨著圣托馬斯修道院越來越近，我的心跳居然加速了起來。
孟德爾定律（遺傳學(xué)三大定律的前兩者）上了中學(xué)課本，讓孟德爾廣為人知；耗時(shí)十年完成一篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文，體現(xiàn)出他的堅(jiān)韌和嚴(yán)謹(jǐn)；工作的價(jià)值在他逝去多年后才被世人意識到，讓他超越了時(shí)代；年輕時(shí)進(jìn)入修道院終身未婚，也為他的生平添加了一筆傳奇。
在幾乎所有關(guān)于孟德爾的文章里，重點(diǎn)凸顯的都是一個(gè)孤獨(dú)而超越時(shí)代的天才。無疑，孟德爾是優(yōu)秀、非凡的，也值得討論。但我想，同樣需要關(guān)注的是他的科研成長環(huán)境，具體來說，就是他工作了一輩子、位于布爾諾市的圣托馬斯修道院。
在孟德爾的年代，布爾諾是奧匈帝國摩拉維亞（Morava）地區(qū)的首府 [1,2]。十九世紀(jì)中葉，布爾諾的羊毛工業(yè)在歐洲處于領(lǐng)先地位，這里也被稱為 “摩拉維亞的曼徹斯特”。為了配合發(fā)達(dá)的羊毛業(yè)，布爾諾市在動(dòng)植物育種領(lǐng)域有著大量的投入，并在歐洲處于領(lǐng)先地位 [3]。
在十九世紀(jì)初，布爾諾已經(jīng)有了摩拉維亞農(nóng)業(yè)學(xué)會，其中包括多個(gè)分會，不僅有實(shí)用的動(dòng)物育種和果樹園藝，還有關(guān)注理論層面的科學(xué)分會。1855年，年輕的孟德爾就成為了這個(gè)農(nóng)業(yè)學(xué)會科學(xué)分會的會員。到了1861年，科學(xué)分會更是從農(nóng)會里分離了出來，成為了一個(gè)獨(dú)立的布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會 [3]。
布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會定期舉辦講座。1865年2月和3月，孟德爾分兩次把自己近十年的豌豆實(shí)驗(yàn)結(jié)果在這里宣讀，每次講座都有幾十位聽眾。雖然當(dāng)時(shí)沒有人能完全理解孟德爾的研究，但他們的聆聽并非毫無意義，因?yàn)檫@些聽眾理解了這個(gè)講座的的部分內(nèi)容（也就是從實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)的角度解釋雜交物種的后代為什么會有性狀回歸現(xiàn)象）并給出了很高的評價(jià) [4]。布爾諾自然科學(xué)研究協(xié)會還擁有自己的學(xué)術(shù)會刊，孟德爾對于豌豆雜交研究的論文《植物雜交試驗(yàn)》就是1866年發(fā)表在會刊上的， 成為了世界科學(xué)史上的經(jīng)典之作 [5]。
在學(xué)術(shù)界之外，當(dāng)時(shí)的布爾諾至少有兩份報(bào)紙：每天出版的《新聞報(bào)》（Neuigkeiten） 和《摩拉維亞通訊》（M?hrischer Korrespondent ）[3]。這兩份報(bào)紙也都會關(guān)心科學(xué)方面的內(nèi)容，比如報(bào)道過孟德爾的植物育種工作以及他關(guān)于豌豆實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)講座 [4,6]。
所以，作為一個(gè)工農(nóng)業(yè)繁榮的城市，摩拉維亞的布爾諾在科學(xué)上也有不錯(cuò)的氛圍，尤其在動(dòng)植物育種方面，更是有它的獨(dú)到之處。但作為神職人員的孟德爾，之所以能夠充分利用這樣的科學(xué)氛圍，是因?yàn)樗麃碜孕欧钪R和智慧的圣托馬斯修道院 [2]。
圣托馬斯座修道院建于十四世紀(jì)，當(dāng)時(shí)的目的是保護(hù)西多會的修女。四百多年后，奧古斯丁修士接管了這座建筑。但在隨后不久的1793年，約瑟夫二世皇帝把修道院里的修士驅(qū)逐了出去，并將這座建筑用作他的住所和政府辦公室。后來因?yàn)閵W匈帝國的衰落，修士們在十九世紀(jì)初又重新回到了這里。
1802年，根據(jù)奧匈帝國頒布的一項(xiàng)法令，圣托馬斯修道院開始致力于高等學(xué)校的科學(xué)教學(xué)。與其他注重神圣和靈性的天主教團(tuán)體不同，圣托馬斯修道院從此成為了一個(gè)自由主義的宗教團(tuán)體，這里的修士不僅要去當(dāng)教師傳授科學(xué)知識，還要在一線開展科學(xué)實(shí)驗(yàn) [2,3]。
一邊拿著神職人員的俸祿，一邊從事科學(xué)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)——對于那些貧窮子弟來說，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。1843年，21歲的孟德爾因貧輟學(xué)后經(jīng)人介紹進(jìn)入了圣托馬斯修道院，這位家境貧窮而又夢想接受高等教育的年輕人，在這里度過了他剩下的41年人生。
剛?cè)胄薜涝旱拿系聽枺瑓⒓恿酥T多培訓(xùn)和考試：不僅要學(xué)習(xí)神學(xué)課程，以便獲得相應(yīng)的神職；還要學(xué)習(xí)多種科學(xué)（尤其是動(dòng)植物育種）科目，以便成為一個(gè)合格的教師和學(xué)者。這一段學(xué)習(xí)經(jīng)歷，不僅增強(qiáng)了他對自然科學(xué)的興趣，也讓他具備了開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。
1847年，孟德爾被任命為神父；1849他成為了當(dāng)?shù)匾凰袑W(xué)的代課教師；1850年，他試著參加布爾諾當(dāng)?shù)氐慕處熧Y格考試，但沒有成功；1851年，修道院推薦他去維也納大學(xué)進(jìn)修，為期兩年。
在維也納，他師從物理學(xué)家克里斯蒂安·多普勒（Christian Doppler， 1803-1853），這讓他了解了如何以 “提出假設(shè)-驗(yàn)證假設(shè)” 的方式來開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，并把它應(yīng)用到后來的豌豆研究里。他也因此能有機(jī)會向知名的數(shù)學(xué)家安德烈亞斯·馮·埃廷斯豪森（Andreas von Ettingshausen， 1796-1878）學(xué)習(xí)，這使他具備了把數(shù)學(xué)分析的方法應(yīng)用到植物雜交實(shí)驗(yàn)中去的能力。他還師從植物學(xué)家弗朗茨·昂格爾（Franz Unger，1800-1870），這讓他學(xué)習(xí)了植物解剖學(xué)和植物生理學(xué)，了解了植物性狀的代際傳遞，還有顯微鏡在植物研究種的使用，這些同樣為他后來進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[5]
從維也納學(xué)成歸來后不久，孟德爾就在圣托馬斯修道院的小花園里開始了那個(gè)著名的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)。他先花了兩年時(shí)間來挑選合適研究的豌豆品種和相關(guān)性狀（包括植物高度、豆莢的形狀及顏色、種子的形狀及顏色、花的位置和顏色），然后再用了近八年的時(shí)間完成了這個(gè)偉大的實(shí)驗(yàn)。正是在這個(gè)長達(dá)十年的實(shí)驗(yàn)里，他發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律，構(gòu)建了遺傳學(xué)的基石。
如果把為孟德爾提供支持的圣托馬斯修道院具體化一些，就是修道院的院長西里爾·納普（Cyrill Napp，1792-1867）神父。
西里爾·納普神父1824年就成為了圣托馬斯修道院的院長，在當(dāng)?shù)卣毯涂茖W(xué)界都有著舉足輕重地位的他并不平易近人，甚至可以稱得上是傲慢，但在培養(yǎng)后輩上卻是個(gè)典范：是他的慧眼識才，讓孟德爾進(jìn)入了修道院；是他的支持，讓孟德爾得到了系統(tǒng)的科學(xué)訓(xùn)練，還獲得了去維也納大學(xué)學(xué)習(xí)的機(jī)會；是他的推薦，讓孟德爾成為了當(dāng)?shù)剞r(nóng)學(xué)學(xué)會的會員；雖然他自己感興趣的領(lǐng)域是實(shí)用的動(dòng)植物育種，但他大力支持孟德爾進(jìn)行的基礎(chǔ)科學(xué)研究，不但給孟德爾的實(shí)驗(yàn)提供了場所（修道院花園），還在那里修建了幫助他做研究的溫室 [4]。
如果說有一個(gè)人是孟德爾的伯樂，那么這個(gè)人就是西里爾·納普神父，是他長期而無私的支持，才使得孟德爾能夠在正確但孤獨(dú)的道路上十年如一日地堅(jiān)持。
1867年，西里爾·納普去世，接替修道院院長位置的，也正是孟德爾。
雖然西里爾·納普去世的時(shí)候，孟德爾關(guān)于豌豆雜交的論文已經(jīng)發(fā)表，但因?yàn)閹缀鯖]有人意識到這項(xiàng)工作的偉大之處，孟德爾自己生前都沒有因此獲得任何榮譽(yù)，更不用說作為幕后支持者的西里爾·納普。
等到那項(xiàng)豌豆研究的工作在20世紀(jì)初被予以證實(shí)，孟德爾終于獲得了他該得到的榮譽(yù)，成為了當(dāng)之無愧的 “遺傳學(xué)之父”。而已經(jīng)逝去了幾十年的 “伯樂” 西里爾·納普，卻依然鮮有人提及。
不過西里爾·納普應(yīng)該感到欣慰，他重點(diǎn)培養(yǎng)的孟德爾做出了劃時(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，他主持的修道院也成為了遺傳學(xué)的發(fā)源地，每年會迎來大量的 “朝圣者”。
如果把孟德爾的杰出工作比喻成一顆參天大樹，那孟德爾本人就是那顆種子，而布爾諾圣托馬斯修道院就是生長的沃土。種子和土壤不期而遇，造就了一段科學(xué)史上的傳奇。如果世人要想從這段傳奇里學(xué)到什么，可能不是去感嘆種子的神奇，而是去探討沃土的培育。
制版編輯 | 盧卡斯
