现代遗传学发源地与孟德尔的故事

□文/商周

作为现代遗传学的创始人，孟德尔给后世留下了宝贵的科学财富。但他的学习和科研之路并非一帆风顺：他出生在贫困的农民家庭，小时候干过不少农活，因贫辍学的他没有接受完整的大学教育，后来进入修道院，用了近10年的时间才完成豌豆杂交实验。但直到他去世，这一发现都未得到世人的认可。

孤独而超越时代的天才

10多年前，我从奥地利维也纳坐火车去捷克布拉格，中途停在一个叫布尔诺的车站。就在火车重新启动的瞬间，我想起这就是格雷戈尔·孟德尔工作了一辈子的城市！就在这里的圣托马斯修道院里，他耗时近10年，完成了遗传学史上著名的豌豆杂交实验，现代遗传学由此诞生。

对于从事过遗传学研究的我来说，去拜访孟德尔工作的修道院是一个近乎朝圣般的事情。2020年夏天，新冠肺炎疫情暂时缓和，我前往布拉格度假，终于如愿来到了布尔诺。捷克很小，不到8万平方千米的面积，只有1 000万左右的人口。捷克的铁路交通网络完善，火车却不快，从布拉格到布尔诺200千米，走了3小时。像大多数欧洲城市一样，布尔诺的老城就在火车站附近，而孟德尔当年工作的修道院离老城中心也只有不到2千米的路程。随着圣托马斯修道院越来越近，我的心跳居然加速了起来。

孟德尔定律上了中学课本，让孟德尔广为人知；耗时近10年完成一篇划时代的论文，体现出他的坚韧和严谨；工作的价值在他逝去多年后才被世人意识到，让他超越了时代；年轻时进入修道院，终身未婚，也为他的生平添加了一笔传奇。

科学小城布尔诺

在孟德尔的年代，布尔诺是奥匈帝国摩拉维亚地区的首府。19世纪中叶，布尔诺的羊毛工业在欧洲处于领先地位，这里也被称为“摩拉维亚的曼彻斯特”。为了配合发达的羊毛业，布尔诺在动植物育种领域有着大量的投入，并在欧洲处于领先地位。在19世纪初，布尔诺就已经有了摩拉维亚农业学会，其中包括多个分会，不仅有实用的动物育种和果树园艺，还有关注理论层面的科学分会。1855年，年轻的孟德尔成为这个农业学会科学分会的会员。到了1861年，科学分会从农业学会里分离出来，成为独立的布尔诺自然科学研究协会。

布尔诺自然科学研究协会定期举办讲座。1865年2月和3月，孟德尔分两次把自己近10年的豌豆实验结果在这里宣读，每次讲座都有几十位听众。虽然当时没有人能完全理解孟德尔的研究，但他们的聆听并非毫无意义，因为这些听众理解了这个讲座的部分内容（也就是从实验和数学的角度解释杂交物种的后代为什么会有性状回归现象），还对此给出了很高的评价。

布尔诺自然科学研究协会拥有自己的学术会刊，孟德尔对于豌豆杂交研究的论文《植物杂交实验》就是在1866年发表在会刊上的，成为世界科学史上的经典之作。在学术界之外，当时的布尔诺至少有两份报纸：每天出版的《新闻报》和《摩拉维亚通讯》。这两份报纸也都会关心科学方面的内容，比如报道过孟德尔的植物育种工作以及他关于豌豆实验的两个讲座。

位于捷克布尔诺的圣托马斯修道院

“豌豆圣地”圣托马斯修道院

圣托马斯修道院建于14世纪，当时的目的是保护西多会的修女。400多年后，奥古斯丁修士接管了这座建筑。但在随后不久的1793年，约瑟夫二世皇帝把修道院里的修士驱逐了出去，并将这座建筑用作他的住所和政府办公室。后来因为奥匈帝国的衰落，修士们在19世纪初又重新回到这里。1802年，根据奥匈帝国颁布的一项法令，圣托马斯修道院开始致力于高等学校的科学教学。与其他天主教团体不同，圣托马斯修道院的修士不仅要去当教师传授科学知识，还要在一线开展科学实验。

一边拿着神职人员的俸禄，一边从事科学的教学和实验，这对于那些贫家子弟来说，是一个不错的选择。1843年，因贫辍学的孟德尔经人介绍进入了圣托马斯修道院。从此，这位家境贫穷而又梦想接受高等教育的年轻人在这里度过了他剩下的41年人生。刚入修道院的孟德尔参加了诸多培训和考试，不仅要学习神学课程，以便获得相应的神职，还要学习多种科学（尤其是动植物育种）科目，以便成为一个合格的教师和学者。这段学习经历，不仅增强了他对自然科学的兴趣，也让他具备了开展科学实验的能力。1847年，孟德尔被任命为神父；1849年，他成为当地一所中学的代课教师；1850年，他试着参加布尔诺当地的教师资格考试，但没有成功；1851年，修道院推荐他去维也纳大学进修，为期两年。

在维也纳大学，孟德尔师从物理学家克里斯蒂安·多普勒，这让他了解了如何以“提出假设—验证假设”的方式来开展科学实验，并把它应用到后来的豌豆研究里。他也因此有机会向知名的数学家安德烈亚斯·冯·埃廷斯豪森学习，这使他具备了把数学分析的方法应用到植物杂交实验中的能力。他还师从植物学家弗朗茨·昂格尔，这让他学习了植物解剖学和植物生理学，了解了植物性状的代际传递，还有显微镜在植物研究中的使用。

修道院中孟德尔博物馆门前的豌豆苗圃

从维也纳大学学成归来后不久，孟德尔就在圣托马斯修道院的小花园里开始了那个著名的豌豆杂交实验。他先花了两年时间挑选适合研究的豌豆品种和相关性状（包括植物高度、豆荚的形状及颜色、种子的形状及颜色、花的位置和颜色），然后再用了近8年的时间完成了这个伟大的实验。正是在这个长达近10年的实验里，他发现了基因的分离定律和自由组合定律，构建了遗传学的基石。

如果说有一个人是孟德尔的伯乐，那么这个人就是修道院的院长西里尔·纳普神父。西里尔·纳普神父1824年就成为圣托马斯修道院的院长，在当地有着举足轻重的地位。他并不平易近人，甚至可以称得上是傲慢，但在培养后辈上却是个典范：是他的慧眼识才，让孟德尔进入了修道院；是他的支持，让孟德尔得到了系统的科学训练，还获得了去维也纳大学学习的机会；是他的推荐，让孟德尔成为当地农业学会的会员。虽然他自己感兴趣的领域是实用的动植物育种，但他大力支持孟德尔进行的基础科学研究，不但给孟德尔的实验提供了场所（修道院花园），还在那里修建了帮助他做研究的温室。

1867年，西里尔·纳普神父去世，接替修道院院长职务的正是孟德尔。虽然西里尔·纳普神父去世的时候，孟德尔关于豌豆杂交的论文已经发表，但因为几乎没有人意识到这项工作的伟大之处，孟德尔自己生前都没有因此获得任何荣誉，更不用说作为幕后支持者的西里尔·纳普神父。那项豌豆研究的工作在20世纪初才被予以证实，孟德尔终于获得了他该得到的荣誉，成为当之无愧的“遗传学之父”。而已经逝去了几十年的伯乐西里尔·纳普神父，依然鲜有人提及。

不过，西里尔·纳普神父应该感到欣慰，他重点培养的孟德尔做出了划时代的科学发现，他主持的修道院也成为遗传学的发源地，每年会迎来大量的“朝圣者”。如果把孟德尔的杰出工作比喻成一棵参天大树，那孟德尔本人就是那颗种子，而圣托马斯修道院就是一片沃土。种子和土壤不期而遇，造就了一段科学史上的传奇。如果世人要想从这段传奇里学到什么，要做的不只是赞美种子的伟大，更要去关注沃土的形成。