孟德尔的遗传定律的溯因推理

孟德尔的遗传定律的溯因推理

格雷戈尔·孟德尔是奥地利帝国生物学家，是遗传学的奠基人，被誉为现代遗传学之父。他通过豌豆实验，发现了遗传学三大基本规律中的两个，分别为分离规律及自由组合规律。

我们来分析一下孟德尔的研究逻辑。

孟德尔在做豌豆实验时，使用了纯合子的高茎豌豆和矮茎豌豆进行杂交，结果第一代的豌豆都是高茎的，其中纯合子的意思是指不会由于自交而分离出具有不同遗传因子的个体，比如纯合子高茎和纯合子高茎进行自交，后代永远是高茎。

然后孟德尔使用第一代豌豆进行杂交，结果第二代豌豆高茎和矮茎的比例是3:1。为什么高茎和矮茎的比例是3:1呢？这是一个惊异事实，孟德尔对此进行了溯因，他通过对结果的大胆想象，得出了遗传的新假说：“决定生物体遗传性状的一对等位基因在配子形成时彼此分开，随机分别进入一个配子中。”这是溯因推理的第一步（如图1所示）。

图1 豌豆自交试验

孟德尔假设纯合子高茎豌豆的遗传因子为DD，纯合子矮茎豌豆的遗传因子为dd，D为显性因子，d为隐性因子，显性基因和隐性因子组合时，显示显性因子性状。纯合子高茎和纯合子矮茎进行杂交时，高茎的配子只有D一种，矮茎只有d一种，所以杂交一代为Dd，也就是表现为高茎，这和结果相符。然后杂交的高茎Dd进行自交，配子各有D和d两种，自由组合后，产生1个DD，2个Dd和1个dd，也就是3个高茎和1个矮茎，高茎和矮茎的比例为3:1，这也和结果相符。也符合溯因推理三原则中的解释性原则（如图2所示）。

图2 豌豆自交配子

问题是新假说如何证明它是对的呢？新假说应该具备预测功能，如果预测结果和实验结果相符，那么就可以认为假说是正确的。这是溯因推理第二步：演绎出可检验推论，这也是溯因推理三原则可检测性原则的要求。

孟德尔根据假说，演绎推理了测交实验的结果，将一个杂交F1代Dd和矮茎纯合子dd进行测交，F1代高茎配子为D和d，矮茎纯合子配子为d，所以后代有1个Dd高茎，一个dd矮茎，即预测结果为高茎和矮茎的比例为1:1（如图3所示）。

图3 豌豆测交配子

孟德尔选择了杂种子一代高茎和隐性纯合子矮茎进行了测交实验，实验结果为高茎30株，矮茎34株，性状接近1:1。实验结果和演绎推理结果相同，证明孟德尔的假说为最佳解释，而这个假说经过多次验证，已经成为了遗传学第一定律：分离定律。这是溯因推理的第三步，验证推论（如图4所示）。

图4 豌豆测交试验

溯因推理除了解释性，可检测性原则外，还有经济性原则，孟德尔测交实验比较简单，一代就可以得到结果，是比较符合经济性的原则，即使我们现在来看孟德尔的测交实验，也会发现这个实验非常巧妙。

我们可以使用树状图来描述孟德尔的推理过程，孟德尔的推理和实验之所以被认为非常巧妙，是因为他的推理完全是按照溯因推理的步骤进行的，并且满足了溯因推理解释性，可检测性和经济性的原则（如图5所示）。

图5 遗传定律的溯因推理

使用树状图来描述孟德尔的溯因推理过程，你会发现逻辑非常清晰和直观。

孟德尔遗传定律是生物学中非常重要的理论，高中生物中也是重点，而在现实生活中，也经常会听到这方面的信息。