เกรเกอร์ โยฮัน เมนเดล (Gregor Johann Mendel) คือ นักบวชชาวออสเตรีย
ที่มีชีวิตอยู่ในช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1800 เมนเดลเป็นทั้งนักวิทยาศาสตร์ นักพฤกษศาสตร์และอาจารย์ เมนเดลได้นำเสนองานวิจัยและตีพิมพ์ในปีถัดมาแต่ผลงานของเค้าเริ่มได้รับการยอมรับในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ หลังจากที่เมนเดลเสียชีวิตแล้ว หลักการต่างๆที่เมนเดลค้นพบนับเป็นพื้นฐานในการอธิบายการถ่ายทอดลักษณะพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศทั้งพืชและสัตว์ เมนเดลจึงได้รับการยกย่องให้เป็นบิดาแห่งพันธุศาสตร์
เมนเดลศึกษากระบวนการถ่ายทอดลักษณะโดยทดลองผสมถั่วลันเตา (Pisum sativum)
ถั่วลันเตามีลักษณะที่เหมาะต่อการทดลองของเมนเดล อันได้แก่
1.เป็นพืชฤดูเดียวและมีอายุสั้น
2.ปลูกง่าย เจริญเติบโตเร็วและให้ลูกหลานจำนวนมาก
3.มีหลากหลายลักษณะและแต่ละลักษณะแตกต่างกันอย่างชัดเจน
4.เป็นดอกสมบูรณ์เพศผสมในดอกเดียวกันได้ลูกที่เป็นพันธุ์แท้
5.มีกลีบดอกปิดกลุ่มเกสรเพศผู้และเกสรเพศเมีย ป้องกันไม่ให้เรณูจากดอกอื่นเข้าผสมกับเซลล์ไข่จึงควบคุมการผสมข้ามดอก (cross pollination) ได้ง่าย
ถั่วลันเตาแต่ละชนิดมีลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันชัดเจน
ตัวอย่างเช่น ลักษณะของเมล็ด สีของกลีบเลี้ยง ความสูงของลำต้น รูปร่างของเมล็ด ตำแหน่งของดอก สีของดอก เป็นต้น สามารถดูภาพประกอบดังตาราง
ในการศึกษาขั้นต้นเมนเดลทำการทดลองผสมถั่วลันเตาโดยพิจารณาลักษณะทีละลักษณะเรียกว่าการผสมลักษณะเดียว (monohybrid cross) โดยการผสมพันธุ์ของพ่อพันธุ์และแม่พันธุ์ที่เป็นพันธุ์แท้ (Pure Line – Parental Generation: P) ที่มีลักษณะแตกต่างกันอย่างชัดเจน เพื่อสร้างลูกผสมที่ถูกเรียกว่า “ลูกผสมช่วงที่ 1” (First Filial Generation: F1) โดยเมนเดลนำไปปลูกลงดิน เพื่อรอดูผลและลักษณะที่เกิดขึ้น
สามารถศึกษาการผสมพันธุ์ของถั่วลันเตาแบบ monohybrid cross ได้ตามภาพ
สรุปผลการทดลองผสมถั่วลันเตาแบบ monohybrid cross
– รุ่น F1 แสดงเฉพาะลักษณะของพ่อหรือแม่เพียงลักษณะเดียวซึ่งลักษณะที่แสดงเป็นลักษณะเด่น (dominant trait)
-รุ่น F2 จะแสดงทั้งสองลักษณะของรุ่นพ่อและแม่ในอัตราส่วน ลักษณะเด่น:ลักษณะด้อย = 3:1 โดยประมาณ
กฎการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม หรือที่เรียกว่า “กฎของเมนเดล” ประกอบด้วย
กฎข้อที่ 1 กฎแห่งการแยกตัว (Law of Segregation) อธิบายถึงลักษณะของสิ่งมีชีวิตที่จะถูกควบคุมโดยยีนที่ซึ่งจะปรากฏเป็นคู่เสมอในการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ก่อนจะแบ่งแยกคู่ออกจากกัน เมื่อเข้าสู่เซลล์สืบพันธุ์ เพื่อเกิดการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (Meiosis) ที่ทำให้จำนวนโครโมโซม (Chromosome) ลดลงครึ่งหนึ่งระหว่างเซลล์
กฎข้อที่ 2 กฎแห่งการรวมกลุ่มอย่างอิสระ (Law of Independent Assortment) อธิบายถึงการรวมกลุ่มของหน่วยพันธุกรรมของลักษณะต่างๆในเซลล์สืบพันธุ์ หรือการที่ยีนแยกออกจากคู่ของตนสามารถจัดกลุ่มได้อย่างอิสระกับยีนควบคุมลักษณะอื่นๆซึ่งส่งผลให้ผลผลิตมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากยิ่งขึ้น
หลักการทั้งสองนี้ทำให้อธิบายได้ว่า ลักษณะต่างๆ จะถูกถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งได้อย่างไร แล้วทำไมบางลักษณะจึงสามารถหายไปในบางรุ่นและกลับมาปรากฏได้อีกในรุ่นถัดไป
