Одной из особенностей исследования Менделя был подбор исходных родительских форм.
Для скрещивания он брал растения, различающиеся по одной, двум или трем парам контрастных, альтернативных признаков. Например, цветки у одного растения пурпурные, у другого — белые, окраска семядолей (семян) желтая или зеленая, рост растения высокий или низкий и т. п. И в каждом поколении Мендель вел учет отдельно по каждой паре альтернативных признаков, отвлекаясь на время от всех других различий между скрещиваемыми формами.
Вторая особенность метода заключалась в использовании количественного учета гибридных растений, различающихся по отдельным признакам, в ряду последовательных поколений.
Третьей особенностью метода Менделя было применение индивидуального анализа потомства от каждого растения – ряду поколений.
Перечисленные простые приемы исследования явились новым методом изучения наследственности, открывшим целую эпоху.
Успеху работы Менделя способствовал и продуманный выбор объекта. Следует помнить, что всякая закономерность в природе проявляется лишь при определенных условиях. Несоблюдение этих условий может приводить к изменению проявления закономерности, к выявлению лишь отдельных ее сторон. Поэтому правильный выбор объекта и метода исследования в естествознании часто определяет успех дела. Чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым при изучении наследования признаков, растения, например, должны, во-первых, иметь надежную естественную защиту во время цветения от посторонней пыльны или слегка могут быть защищены с применением изоляторов и, во-вторых, должны обладать нормальной плодовитостью. Эти требования совершенно необходимы. Объектом своих работ Мендель избрал различные сорта самоопыляющегося растения — гороха (Pisum sativum), биологические особенности которого полностью отвечали условиям опыта.
Несмотря на успешное завершение опытов Менделя, его открытие не было понято современниками. Признание нового метода изучения наследственности и обнаружение основных закономерностей наследования свойств и признаков произошло лишь через 30 с лишним лет, когда биология встала на прочные позиции дарвинизма. В 1900 г. три исследователя — Г. де Фриз, К. Корренс и Е. Чермак независимо друг от друга выступили в печати с результатами своих исследований, воспроизводящих основные закономерности, описанные ранее Менделем. Переоткрытие метода Менделя и установленных им закономерностей наследования дало огромный толчок к изучению наследственности и изменчивости и рождению новой биологической дисциплины — генетики; термин «генетика» был предложен В. Бэтсоном в 1907 г.
По мере изучения закономерностей наследования на разных объектах раскрывались все новые стороны явления наследственности. Основные закономерности наследования оказались общими не только для растений, но и для животных: позвоночных и беспозвоночных, одноклеточных и многоклеточных. Но вместе с тем стали накапливаться факты, указывающие на то, что в рамки законов Менделя (как их стали теперь называть) не укладываются многие явлений. Однако именно менделевский метод исследования позволил выяснить природу этих отклонений и таким образом подтвердить всеобщность основных закономерностей наследования.
Прежде чем перейти к изложению анализа наследования признаков, необходимо выяснить значение самого понятия — «признак», «свойство», а также сообщить о некоторых сокращениях (символах), принятых в генетике.
Понятие «признак», или «свойство», мы будем употреблять как условное обозначение единицы морфологической, физиологической, или биохимической дискретности организма. Один организм от другого отличается по характерным для них особенностям: черная, белая, красная или какая-либо иная окраска; рост, высокий или низкий; формы, устойчивые или неустойчивые к заболеванию и т. д. Однако каждый признак, как бы он внешне ни казался простым, определяется сложными биохимическими и физиологическими процессами. Признак — лишь какое-то отдельное качество организма, по которому можно отличать один организм от другого, В этом смысле мы и будем употреблять понятие «признак».
Для генетического анализа наследования тех или иных признаков организма при половом размножении необходимо производить скрещивание двух особей разных полов. Скрещивание обозначают в генетике знаком умножения — X. При написании схемы скрещивания принято на первом месте ставить женский пол. Женский пол обозначают знаком ♀ (зеркало Венеры), мужской — ♂ (щит и копье Марса). Родительские организмы, взятые в скрещивание, обозначают буквой Р (первая буква латинского слова parenta — родители). Потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью называют гибридным, а отдельную особь — гибридом. Гибридное поколение обозначают для краткости буквой F1 (первая буква латинского слова filii — дети) с цифровым индексом, соответствующим порядковому номеру гибридного поколения, Так, первое поколение будет F1, если гибридные особи скрещиваются между собой, то их потомство обозначают F2, третье поколение — F3 и т. д.
Гибриды, получаемые от скрещивания особей, различающихся по некоторым признакам, но относящихся к одному виду, называют внутривидовыми. Существуют, кроме того, так называемые отдаленные гибриды, произошедшие от скрещивания организмов разных видов или родов. К таким гибридам относят, например, потомство от скрещивания пшеницы с рожью, лошади с ослом, архара с домашней овцой и т. п. Родительские формы, взятые для скрещивания, могут отличаться как по одной контрастирующей, паре признаков, так и по многим. Поэтому различают моногибридные и полигибридные скрещивания.