Gagasan-gagasan pra-Mendelian
Kita tahu bahwa manusia mulai mengembangbiakkan hewan piaraan sejak awal, mungkin sebelum penemuan pertanian. Kita tidak tahu kapan hereditas pertama kali diapresiasi sebagai masalah ilmiah. Orang Yunani, dan yang paling jelas Aristoteles, mempelajari makhluk hidup, dan mengajukan gagasan tentang reproduksi dan keturunan.
Mungkin gagasan yang paling penting sebelum Mendel adalah gagasan Charles Darwin, yang gagasannya tentang pangenesis memiliki dua bagian. Yang pertama, bahwa unit-unit keturunan yang persisten diturunkan dari satu generasi ke generasi lainnya, adalah benar. Yang kedua adalah idenya bahwa unit-unit tersebut diisi ulang oleh 'gemmules' dari jaringan somatik (tubuh). Ini sepenuhnya salah, dan tidak memainkan peran dalam ilmu pengetahuan saat ini. Darwin benar tentang satu hal: apa pun yang terjadi dalam evolusi harus terjadi melalui hereditas, sehingga ilmu genetika yang akurat merupakan hal mendasar bagi teori evolusi. 'Perkawinan' antara genetika dan evolusi ini membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mengaturnya. Ini menghasilkan sintesis evolusi modern.
Genetika Mendel
Aturan dasar genetika pertama kali ditemukan oleh seorang biarawan bernama Gregor Mendel pada sekitar tahun 1865. Selama ribuan tahun, orang-orang telah mempelajari bagaimana sifat-sifat diwariskan dari orang tua kepada anak-anak mereka. Namun, karya Mendel berbeda karena dia merancang eksperimennya dengan sangat hati-hati.
Dalam eksperimennya, Mendel mempelajari bagaimana sifat-sifat diturunkan pada tanaman kacang polong. Dia memulai persilangannya dengan tanaman yang dibesarkan dengan benar, dan menghitung karakter yang bersifat either/or (baik tinggi atau pendek). Dia membiakkan tanaman dalam jumlah besar, dan menyatakan hasilnya secara numerik. Dia menggunakan uji persilangan untuk mengungkapkan keberadaan dan proporsi karakter resesif.
Mendel menjelaskan hasil eksperimennya dengan menggunakan dua hukum ilmiah:
- 1. Faktor-faktor, yang kemudian disebut gen, biasanya muncul berpasangan dalam sel tubuh biasa, namun terpisah selama pembentukan sel kelamin. Faktor-faktor ini menentukan sifat-sifat organisme, dan diwarisi dari orang tuanya. Ketika gamet dihasilkan melalui meiosis, kedua faktor tersebut terpisah. Sebuah gamet hanya menerima satu atau yang lainnya. Ini disebut Mendel sebagai Hukum segregasi.
- 2. Alel-alel dari gen-gen yang berbeda terpisah secara independen satu sama lain ketika gamet-gamet terbentuk. Hal ini disebutnya sebagai Hukum Asortment Independen. Jadi Mendel berpikir bahwa sifat-sifat yang berbeda diwariskan secara independen satu sama lain. Kita sekarang tahu bahwa hal ini hanya benar jika gen-gen tidak berada pada kromosom yang sama, dalam hal ini mereka tidak saling terkait satu sama lain.
Hukum Mendel membantu menjelaskan hasil yang dia amati pada tanaman kacang polongnya. Kemudian, para ahli genetika menemukan bahwa hukum-hukumnya juga berlaku untuk makhluk hidup lainnya, bahkan manusia. Temuan Mendel dari karyanya pada tanaman kacang polong membantu membangun bidang genetika. Kontribusinya tidak terbatas pada aturan-aturan dasar yang ia temukan. Perhatian Mendel terhadap pengontrolan kondisi eksperimen bersama dengan perhatiannya terhadap hasil numeriknya menetapkan standar untuk eksperimen di masa depan. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengubah dan meningkatkan ide-ide Mendel. Namun, ilmu genetika tidak akan mungkin terjadi hari ini tanpa karya awal Gregor Mendel.
Antara Mendel dan genetika modern
Pada tahun-tahun antara karya Mendel dan tahun 1900, dasar-dasar sitologi, studi tentang sel, dikembangkan. Fakta-fakta yang ditemukan tentang nukleus dan pembelahan sel sangat penting agar karya Mendel dapat dipahami dengan benar.
1832: Barthélémy Dumortier, orang pertama yang mengamati pembelahan sel dalam organisme multiseluler.
1841, 1852: Robert Remak (1815-1865), seorang ahli fisiologi Yahudi Polandia-Jerman, adalah orang pertama yang menyatakan dasar biologi sel: bahwa sel hanya berasal dari sel lain. Hal ini kemudian dipopulerkan oleh dokter Jerman Rudolf Virchow (1821-1902), yang menggunakan frasa terkenal omnis cellula e cellula, yang berarti, semua sel dari sel lain.
1865: Makalah Gregor Mendel, Eksperimen tentang hibridisasi tanaman diterbitkan.
1876: Meiosis ditemukan dan dideskripsikan untuk pertama kalinya pada telur bulu babi, oleh ahli biologi Jerman, Oscar Hertwig (1849-1922).
1878-1888: Walther Flemming dan Eduard Strasburger menggambarkan perilaku kromosom selama mitosis.
1883: Meiosis dideskripsikan pada level kromosom, oleh ahli zoologi Belgia Edouard van Beneden (1846-1910), pada telur Ascaris (cacing gelang).
1883: Ahli zoologi Jerman, Wilhelm Roux (1850-1924) menyadari pentingnya struktur linear kromosom. Pembelahannya menjadi dua bagian memanjang yang sama meyakinkan setiap sel anak mendapatkan komplemen kromosom yang sama. Oleh karena itu, kromosom adalah pembawa hereditas.
1889: Ahli botani Belanda, Hugo de Vries, mengemukakan bahwa "pewarisan sifat-sifat spesifik pada organisme datang dalam partikel", menamai partikel tersebut (pan)gen.
1890: Signifikansi meiosis untuk reproduksi dan pewarisan hanya dijelaskan pada tahun 1890 oleh ahli biologi Jerman, August Weismann (1834-1914), yang mencatat bahwa dua pembelahan sel diperlukan untuk mengubah satu sel diploid menjadi empat sel haploid jika jumlah kromosom harus dipertahankan.
1902-1904: Theodor Boveri (1862-1915), seorang ahli biologi Jerman, dalam serangkaian makalah, menarik perhatian pada korespondensi antara perilaku kromosom dan hasil yang diperoleh Mendel. Dia mengatakan bahwa kromosom adalah "entitas independen yang mempertahankan independensinya bahkan di dalam nukleus yang beristirahat.... Apa yang keluar dari nukleus adalah apa yang masuk ke dalamnya".
1903: Walter Sutton menyarankan bahwa kromosom, yang bersegregasi dengan cara Mendelian, adalah unit keturunan. Edmund B. Wilson (1856-1939), guru Sutton, dan penulis salah satu buku teks paling terkenal dalam biologi, menyebutnya hipotesis Sutton-Boveri.
Pada titik ini, penemuan dalam sitologi bergabung dengan ide-ide Mendel yang ditemukan kembali untuk membuat perpaduan yang disebut sitogenetika, (cyto = sel; genetika = keturunan) yang terus berlanjut hingga saat ini.
Penemuan kembali karya Mendel
Selama tahun 1890-an beberapa ahli biologi mulai melakukan eksperimen tentang pemuliaan. dan tak lama kemudian hasil Mendel diduplikasi, bahkan sebelum makalahnya dibaca. Carl Correns dan Hugo de Vries adalah penemu utama tulisan dan hukum Mendel. Keduanya mengakui prioritas Mendel, meskipun ada kemungkinan bahwa de Vries tidak memahami hasilnya sendiri sampai setelah membaca Mendel. Meskipun Erich von Tschermak pada awalnya juga dikreditkan dengan penemuan kembali, hal ini tidak lagi diterima karena dia tidak memahami hukum Mendel. Meskipun de Vries kemudian kehilangan minat pada Mendelisme, ahli biologi lainnya membangun genetika menjadi ilmu pengetahuan.
Hasil Mendel direplikasi, dan hubungan genetik segera berhasil. William Bateson mungkin melakukan yang paling banyak di masa-masa awal untuk mempublikasikan teori Mendel. Kata genetika, dan terminologi lainnya, berasal dari Bateson.
Hasil eksperimen Mendel kemudian menjadi objek perdebatan. Fisher menganalisis hasil rasio F2 (filial kedua) dan menemukan bahwa rasio tersebut sangat dekat dengan rasio yang tepat yaitu 3 banding 1. Kadang-kadang disarankan bahwa Mendel mungkin telah menyensor hasil-hasilnya, dan bahwa ketujuh sifat masing-masing terjadi pada pasangan kromosom yang terpisah, suatu kejadian yang sangat tidak mungkin jika mereka dipilih secara acak. Faktanya, gen-gen yang dipelajari Mendel terjadi hanya dalam empat kelompok hubungan, dan hanya satu pasangan gen (dari 21 kemungkinan) yang cukup dekat untuk menunjukkan penyimpangan dari independent assortment; ini bukan pasangan yang dipelajari Mendel.
