史军

豌豆从何而来

豌豆是最早被人类驯化和栽培的作物之一，人类栽培豌豆的时间长达7000 年，中国栽培豌豆的时间可以追溯到春秋时期。这些小豆子的“老家”在亚洲西部和地中海区域，在欧洲和近东的新石器时代的遗址中也曾出土过豌豆。

因为豌豆籽粒富含碳水化合物，一直都是人类的重要食物。再加上一年两次的播种，让豌豆成为优秀的农作物。在长期的培育过程中，人类还培育出了很多不同类型的豌豆，比如荷兰豆。

豌豆是豆科蝶形花亚科的植物，因这个家族的花朵都像小蝴蝶而得名。这些花朵的共同特征就是分成5 瓣，它们都有自己的名字。花朵上方最大的、如同一面大旗招展的花瓣叫旗瓣，主要承担招蜂引蝶的任务;在旗瓣下方，两片像小翅膀展开的花瓣叫翼瓣;在翼瓣的下方就是两片“默默无闻”“吃苦耐劳”的龙骨瓣了，它们一般是蜜蜂等昆虫在花朵上停留的“踏脚石”。但令人意外的是，豌豆花瓣的功能仅为了保护花蕊，因为在它们的花朵绽放之前就已经完成了授粉工作。

自花授粉的小花朵

通常來说，花朵之所以美丽，就是为了吸引传粉昆虫，让传粉昆虫带着花粉在花丛中穿梭，这不仅仅是为了繁育后代，更是为了繁育多样性的后代。传粉会带来更多新的基因组合，更多的基因组合意味着植物能在最大程度上适应多变的环境，获得更多的生存机会。

豌豆花在开放之前，就已经用自身的花粉为自身的胚珠进行受精。所以，即便传粉昆虫来访，也只是白忙活一场。豌豆这种繁殖方式在环境稳定的条件下，不失为一个成功的生存策略，只需要强化自身的优势就足够了。如同赛马场上的赛马，为了追求速度优势，会严格保证遗传基因的纯正。除此之外，在外界环境不稳定的情况下，自花授粉植物也可以顺利产生种子，这也是自花授粉植物的优势所在。毕竟再好的基因组合，也是需要以顺利产生种子为前提。因此，强化基因交流和自花授粉，是植物应对不同生存环境的不同策略。

豌豆：遗传学材料的基础

150多年前，生物学家格雷戈尔·孟德尔在吃豌豆时忽然发现，盘中的豌豆粒长相不尽相同，有的是绿色的，有的是黄色的;有的表皮是光滑的，有的表皮则皱巴巴的……为什么会有这样的差异呢？

孟德尔还发现一个奇特的现象，把豌豆播种下去，黄色豆粒的后代还是黄色的，绿色豆粒的后代还是绿色，光滑豆粒的后代还是光滑的，皱皮豆粒的后代还是皱巴巴的。

那么，如果将拥有不同特性的豌豆进行杂交授粉，结果会是怎样的呢？于是，孟德尔开始了一项伟大的实验。他把这些豌豆都播种在小花园里。然后在豌豆开花之前，去除掉花朵中带花粉的雄蕊，按照自己设计的组合给花朵进行人工授粉。

神奇的事情发生了，不管是用了黄色豌豆的花粉，还是用了黄色豌豆的雌蕊，最终结出的只有黄色豌豆。而光滑豌豆和皱皮豌豆杂交的结果是，全部种子的外皮都是光滑的。孟德尔的发现显然暗合了中国的那句古话——“龙生龙，凤生凤，老鼠儿子会打洞”，这便是现代遗传学的开端。

孟德尔没有就此止步，他把那些杂交产生黄豌豆和光滑豌豆再次播种下去，结果发现，收获的种子里面又有了绿色豌豆，并且跟黄色豌豆的比例是1 ∶ 3，而皱皮豌豆和圆粒豌豆的比例同样是1 ∶ 3。也就是说，绿色和皱粒特征并没随着杂交而消失，只是被黄色和圆粒这些特征所“压制”了，而这些特征的核心恰恰就是我们熟知的基因。这就是遗传学中所说的显隐性定律，人类的单双眼皮、大小耳垂、ABO 血型莫不如此。

遗憾的是，当时人们对孟德尔的发现置若罔闻。直到半个多世纪之后，科学界才重新审视孟德尔的结论，并给予他足够的尊敬和荣誉。

孟德尔的“运气”

孟德尔用豌豆开创了现代遗传学。在孟德尔之后，经过一百多年的研究，我们知道了染色体、基因、DNA。而这一切，都开始于孟德尔面前的那一盘豌豆。正是因为孟德尔的努力，在后来的人类历史中，才有很多植物推动了人类对于遗传学的认识。

1962年，时任美国芝加哥大学校长的遗传学大师比德尔在芝加哥大学进行了一次关于遗传学的学术演讲。在演讲中，他讲述了孟德尔实验的幸运之处。在随后的关于孟德尔的诸多文章中，这个说法被广泛引用，成为大家熟知的“运气”（实验材料）影响科研成果的例子。

孟德尔的开创性研究并不仅仅是运气使然，更重要的是对好奇心的坚持，对科学方法的坚守，最终成为现代遗传学研究的引领者。在今天的豌豆实验中，孟德尔遵循的科学精神和科学思维仍然是科学实验的根基，仍然值得我们好好学习。

延伸阅读 孟德尔的成功是因为“运气”吗？

有一种说法是，孟德尔之所以能发现遗传定律，是因为他太幸运了，孟德尔选择的7 对性状，恰好分布在7 对同源染色体上。于是在孟德尔进行杂交实验和统计分析的时候，很容易归纳总结出遗传学定律。

但是通过现代基因组研究发现事实并非如此，孟德尔研究的7 对性状其实分布在4 对同源染色体上。其中，控制花色的一对基因（A/a）和控制子叶颜色的一对基因（I/i）位于第一对染色体上;控制花的位置的一对基因（FA/fa）、控制茎的高度的一对基因（LE/le）和控制豆荚形状的一对基因（V/v）位于第四对染色体上;控制未成熟豆荚颜色的一对基因（GP/gp）位于第五对染色体上;控制种子形状的一对基因（R/r）位于第七对染色体上。

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