เมนเดลมีวิธีการศึกษาการผสมถั่วลันเตาอย่างไร

เกรกอร์ เมนเดล บิดาแห่งพันธุศาสตร์ ได้ปฏิวัติความเข้าใจเรื่องการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมด้วยการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนกับถั่วลันเตา วิธีการของเขามีความพิถีพิถันและเป็นระบบ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญสู่การค้นพบที่ยิ่งใหญ่ เมนเดลไม่ได้แค่ผสมพันธุ์ถั่วลันเตาแบบสุ่ม แต่เขาเลือกศึกษา ลักษณะเด่น (trait) ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนเพียงลักษณะเดียวในแต่ละการทดลอง เช่น สีของดอก (ม่วงหรือขาว) รูปร่างของฝัก (เรียบหรือย่น) ตำแหน่งของดอก (ตามซอกใบหรือปลายยอด) ความสูงของต้น (สูงหรือเตี้ย) สีของเมล็ด (เหลืองหรือเขียว) รูปร่างของเมล็ด (กลมหรือย่น) และสีของเปลือกฝัก (เขียวหรือเหลือง) ซึ่งการเลือกศึกษาแบบนี้ทำให้เขาสามารถติดตามและวิเคราะห์ผลที่เกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำ

ขั้นตอนสำคัญในการศึกษาของเมนเดลประกอบด้วย:

1. การสร้างสายพันธุ์แท้: เมนเดลเริ่มต้นด้วยการผสมพันธุ์ในสายพันธุ์เดียวกัน (self-fertilization) ซ้ำๆ กันหลายชั่วอายุคน จนกระทั่งได้สายพันธุ์แท้ นั่นคือต้นถั่วที่เมื่อผสมพันธุ์กันเองแล้วจะให้ลูกที่มีลักษณะเหมือนพ่อแม่ทุกประการ เช่น ต้นถั่วดอกม่วงสายพันธุ์แท้ผสมกันเองจะได้ลูกเป็นต้นถั่วดอกม่วงทั้งหมด

2. การผสมข้ามสายพันธุ์: เมื่อได้สายพันธุ์แท้ของลักษณะที่ต้องการศึกษาแล้ว เมนเดลจะนำสายพันธุ์แท้ที่ลักษณะตรงข้ามกันมาผสมข้ามสายพันธุ์ (cross-fertilization) เช่น นำต้นถั่วดอกม่วงสายพันธุ์แท้มาผสมกับต้นถั่วดอกขาวสายพันธุ์แท้ โดยเขาควบคุมการผสมเกสรอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันการผสมเกสรโดยแมลงหรือปัจจัยอื่นๆ โดยตัดเกสรเพศผู้ของดอกหนึ่งออกและนำเกสรเพศผู้จากอีกดอกหนึ่งมาผสม

3. การบันทึกผลอย่างละเอียด: เมนเดลติดตามและบันทึกลักษณะของลูกที่ได้จากการผสมข้ามสายพันธุ์ในแต่ละรุ่น (รุ่น F1, F2, F3 และต่อๆ ไป) อย่างละเอียด โดยนับจำนวนต้นที่แสดงลักษณะต่างๆ เช่น จำนวนต้นถั่วดอกม่วงและต้นถั่วดอกขาว การบันทึกข้อมูลเชิงปริมาณนี้เป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้เขาสามารถวิเคราะห์หาอัตราส่วนและรูปแบบการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้

4. การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงสถิติ: เมนเดลนำข้อมูลที่บันทึกไว้มาวิเคราะห์ ซึ่งแตกต่างจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่นในยุคเดียวกัน เขาใช้วิธีการทางสถิติในการวิเคราะห์ข้อมูล ทำให้ค้นพบอัตราส่วนที่สม่ำเสมอของลักษณะที่ปรากฏในรุ่นลูก เช่น อัตราส่วน 3:1 ในรุ่น F2 ซึ่งนำไปสู่การสรุปเป็นกฎการแยกตัวและกฎการรวมกลุ่มอย่างอิสระ

ด้วยวิธีการที่เป็นระบบ ละเอียดรอบคอบ และการนำสถิติมาวิเคราะห์ เมนเดลจึงสามารถไขความลับของการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรม วางรากฐานสำคัญให้กับวิทยาศาสตร์สาขาพันธุศาสตร์ และเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตไปตลอดกาล