高中生物课中,孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传学的基本定律,这一过程至今仍令人印象深刻。不同品种的豌豆表现出不同的特征,生物学上称为“性状”,例如种子形状可以是圆形或皱形。孟德尔将圆种子的豌豆与皱种子的豌豆杂交,得到的第一代后代种子全部为圆种子,没有皱种子。显性性状(如圆种子)总是表现出来,而隐性性状(如皱种子)则被掩盖。
隐性性状并未完全消失,第一代自交后,第二代同时出现圆种子和皱种子。孟德尔提出,每个性状由两个因子(即基因)决定,可能相同(纯合体)或不同(杂合体)。例如,种子形状由基因R(圆形)和基因r(皱形)决定。亲代圆种子植株的基因型为RR,皱种子植株的基因型为rr,第一代的基因型为Rr。第二代中,圆种子植株可能是纯合体RR或杂合体Rr,而皱种子植株则为纯合体rr。
在孟德尔的实验中,他研究了七对性状,其中两对性状(如种子形状和子叶颜色)可以通过观察种子直接分辨,而其他五对性状(如茎的高矮)则需要将种子种下,培育出第三代才能确定。由于实验条件限制,孟德尔对五个显性性状的第二代各挑选了100株进行试验,每株培育10株后代进行验证。最终,他对600株第二代进行了实验,得出399株为杂合体,201株为纯合体,接近理论值2:1。
1866年,孟德尔将实验结果发表在学术期刊上,但未引起学术界的关注。直到1900年,孟德尔的论文被重新发现,遗传学由此诞生。然而,1936年,群体遗传学的奠基人之一费歇发表论文,质疑孟德尔的数据的可靠性,认为其结果过于完美,提出使用卡方检验进行验证,发现孟德尔的数据存在疑点。
费歇指出,孟德尔根据10株第三代的性状推断第二代的基因型,这种方法并不完全可靠。即使某株第二代是杂合体,其后代也可能偶然全为显性性状,从而错误地推断为纯合体,发生这种误判的概率为5.63%。因此,孟德尔的实验结果可能存在误差,杂合体与纯合体的比例应为约1.7:1,而非2:1。费歇认为,孟德尔的报告数据可能是为了迎合理论值而编造的,但并无证据表明孟德尔本人有意造假。
这一指控引发了遗传学界的广泛争论,70年来,相关讨论在学术期刊上发表了20多篇文章。起初,认为孟德尔实验有假的一方占优势,甚至有人猜测孟德尔或其助手在统计时选择性地报告数据。然而,随着时间推移,支持孟德尔的观点逐渐成为主流。1966年,怀特在论文中虽然同意费歇的计算结果,但指出该结果并不意味着孟德尔造假。
支持孟德尔的学者提出多种理由,有的认为实验数据确实存在问题,但并非故意造假,而是由于无意的主观偏差。有的学者认为,孟德尔可能进行了多次实验,只报告了最好的结果。尽管这些做法在现代看来不够规范,但并不等同于有意造假。还有学者试图推翻费歇的计算结果,认为卡方检验不适用于验证数据的真实性。
这些讨论涉及复杂的遗传学和统计学知识,本文不作详细介绍。值得指出的是,孟德尔在论文中提到对某次实验结果不满意并进行了重复实验,并报告了两次实验的结果,这与造假者的行为不符。此外,从1900到1909年间,有六名遗传学家重复了孟德尔的豌豆实验,结果与孟德尔的实验完全一致。
尽管当今学术界普遍认为孟德尔的实验结果是可信的,但有关其造假的说法仍在大众媒体中广泛传播。一些反科学人士对此进行炒作,声称“孟德尔定律过于简单化和理想化”,警告我们“不可将科学理论视为绝对真理”。然而,即便孟德尔的实验结果存在问题,也并不意味着他发现的遗传定律是错误的,后续的无数实验结果已证实了这一点。那些反科学的论调缺乏科学常识,也违背基本逻辑。