Количествени черти на наследствеността (произведения на Галтън)

Количествените методи за изследване на наследствеността са използвани не само от Мендел. Използвани са и в края на 19 век. Братовчедът на Дарвин Франсис Галтън. Той също се опита да разбере какъв принос има всеки от родителите му за чертите на потомството. За целта той избра знак, който ще бъде лесен за измерване - растеж. Той събра данни за ръста на 408 лондончани и ръста на техните 928 възрастни деца, след което се опита да разбере дали има някаква връзка между тези ценности. Галтън установява, че когато висок мъж е женен за мъж със среден ръст, децата им са по-високи от средните, но по-ниски от високия родител. Абсолютно същата картина беше, когато нисък мъж беше женен за мъж със среден ръст - децата им бяха под средния ръст, но по-високи от този на нисък родител.

Така Галт стигна до заключението, че ръстът на децата е приблизително средният ръст на родителите. Според Галтън наследственият материал се държи като смесващи се течности: когато се смеси, се появява течност със свойства, междинни между свойствата на оригиналните течности (това ще бъде случаят при смесване на студена и гореща течност или при смесване на чиста вода и тонирана вода).

Как можете да обясните резултатите, получени от Галтън? Защо те са толкова различни от резултатите на Мендел? Веднага прави впечатление, че Галтън е работил с други предмети и други знаци. Първо, Галтън изследва растежа на съвсем други хора, за чиито генотипове не се знае нищо, докато Мендел се занимава с определени разновидности на самоопрашители. Второ, Мендел изучава контрастни характеристики, които имат само две нива на тежест. И Галтън от самото начало избра знак, който има много значения, защото растежът на хората може да бъде много различен (такива признаци се наричат количествени). Това обаче само по себе си все още не обяснява каква е причината за другия начин на наследяване.

Нека да анализираме същността на въпроса, като използваме примера за наследяване на цвета на кожата. Оказа се, че цветът на човешката кожа се определя от четири (или, според други източници, пет) гена, отговорни за производството на меланиновия пигмент. Колкото по-активни гени предизвикват синтеза на меланин в клетката, толкова по-тъмен е цветът му. Тези гени са разположени на четири различни хромозоми. Хората с най-тъмна кожа имат осем алела за тези гени (тъй като клетките са диплоидни); Нека ги обозначим с буквата А. Човекът с най-светла кожа няма нито един активен алел; нека обозначим неактивните алели с буквата а. Когато такива двама души са женени, децата им ще получат четири активни алела от един от родителите и цветът им ще бъде междинен между цвета на родителите (както при смесване на вода и цветна течност). Генотипът на тези хора ще бъде A1a1A2a2A3a3A4a4. И какво ще се случи в брака на хора с такива генотипове (хетерозиготни и за четирите гена)? Всеки от тях може да има гамети, съдържащи и четирите доминантни алела, три доминантни и един рецесивен и т.н. Използвайки теорията на вероятността, може да се докаже, че с най-голяма вероятност (равна на 3/8) ще има гамети с два доминиращи и два рецесивни алела; с 1/4 вероятност ще има гамети, съдържащи един доминиращ алел (или един рецесивен алел); накрая, с най-малка вероятност - 1/16, ще има гамети, съдържащи и четирите доминиращи алела (или и четирите рецесивни алела). Тогава е лесно да се изчисли вероятността от поява на различни зиготи.