Хрести Менделя
Основна робота Менделя була здійснена за допомогою садовий горох, Pisum sativum, для вивчення спадщини. Цей вид природно самозапліднює, це означає, що пилок стикається з яйцеклітинами в межах однієї квітки. Пелюстки квітів залишаються герметично закритими до завершення запилення, щоб запобігти запиленню інших рослин. Результат - високопородний або «справжній селекційний» рослин гороху. Це рослини, які завжди дають потомство, схоже на батьківське. Експериментуючи із справжніми селекційними рослинами гороху, Мендель уникав появи у потомства несподіваних ознак, які могли б виникнути, якщо рослини не були справжніми селекційними. Садовий горох також дозріває протягом одного сезону, що означає, що кілька поколінь можна було оцінити за відносно короткий час. Нарешті, велику кількість садового гороху можна було вирощувати одночасно, що дозволило Менделю зробити висновок, що його результати з’явилися не випадково.
Мендель проводив гібридизацію, яка передбачає спарювання двох справжніх племінних особин які мають різні риси. У гороху, який від природи самозапилюється, це робиться шляхом ручного перенесення пилку з пильовика зрілої рослини гороху одного сорту на рильце окремої зрілої рослини гороху другого сорту.
Рослини, що використовувались у хрестах першого покоління, називали P, або батьківське покоління, рослини (рисунок 8.3). Мендель збирав насіння, вироблені рослинами Р, отримані в результаті кожного схрещування, і вирощував їх наступного сезону. Цих нащадків називали F1, або першим потомством (потомством = дочка чи син), покоління. Одного разу Мендель вивчив характеристики в F1 покоління рослин, він дозволив їм самозапліднюватись природним шляхом. Потім він збирав і вирощував насіння з рослин F1, щоб отримати покоління F2, або другу нитку. Експерименти Менделя вийшли за межі Покоління F2 до покоління F3, покоління F4 тощо, але саме співвідношення характеристик поколінь P, F1 та F2 було найбільш інтригуючим і стало основою постулатів Менделя.
У своїй публікації 1865 року Мендель повідомив результати своїх схрещувань, що включали сім різних характеристик, кожна з двох контрастних рис. Риса визначається як варіація зовнішнього вигляду спадкової характеристики. Характеристики включали висоту рослини, структуру насіння, колір насіння, колір квітки, розмір стручка гороху, колір стручка гороху та положення квітки. Наприклад, для характеристики кольору квітки двома контрастними ознаками були білий та фіолетовий. Щоб повністю вивчити кожну характеристику, Мендель створив велику кількість рослин F1 і F2 і повідомив результати від тисяч рослин F2.
Які результати знайшов Мендель у своїх хрестах щодо кольору квітки? Спочатку Мендель підтвердив, що використовував рослини, які вирощували справжній білий або фіолетовий колір квітки. Незалежно від кількості поколінь, які досліджував Мендель, усі нащадки батьків з білими квітами мали білі квіти, а всі нащадки батьків з фіолетовими квітами мали фіолетові квіти. Крім того, Мендель підтвердив, що крім кольору квітки рослини гороху фізично ідентичні. Це була важлива перевірка, щоб переконатися, що два сорти рослин гороху відрізняються лише за однією ознакою - кольором квітки.
Після того, як ці перевірки були завершені, Мендель застосував пилок рослини з фіолетовими квітами до клейма рослини з білими квітами. Зібравши і посіявши насіння, отримані в результаті цього хреста, Мендель виявив це 100 відсотків F1 гібридне покоління мало фіолетові квіти. Традиційна мудрість того часу передбачала, що гібридні квіти будуть блідо-фіолетовими, а для гібридних рослин рівна кількість білих та фіолетових квітів. Іншими словами, очікувалося, що контрастні батьківські риси змішаться у нащадків. Натомість результати Менделя продемонстрували, що ознака білої квітки повністю зникла у поколінні F1.