Zeg Mendel en je zegt genetica. Maar waarom eigenlijk? En wie was Mendel?

Arme boerenjongen

Johann Mendel werd op 22 juli 1822 in Heizendorf geboren, in wat nu Tsjechië is, maar wat toen een gebied was met Duitssprekende bevolking.
Heizendorf is een piepklein dorpje. Johann's ouders, Anton en Rosine, waren boeren. Johann had een oudere zuster Theresia en een jongere zuster Veronika.
Johann's ouders hadden hun leven lang gewerkt en hadden hierdoor uiteindelijk voldoende gespaard om de boerderij van de vorige eigenaar te kunnen kopen. Johann's vader was altijd op zijn velden te vinden, maar in zijn zeldzame vrije uurtjes was hij te vinden in de boomgaard. Anton experimenteerde met diverse vruchtbomen om zo de mooiste vruchten te krijgen. Johann was daar vaak te vinden, maar ook in het vrije veld waar hij lange wandelingen maakte en planten verzamelde.
Anton wilde dat Johann de boerderij zou overnemen, maar op de lagere school bleek al snel dat hij intelligent was en daarom werd hij door zijn leraren naar het gymnasium in Troppau (nu Opava) gestuurd. Naar het gymnasium gaan was zeer uitzonderlijk voor een arme boerenjongen en Johann droomde al snel van eeuwige roem - wellicht ingegeven door het feit dat hij, door naar het gymnasium te gaan, een beroemdheid in Heizendorf was geworden. Hij schreef er zelfs een gedicht over.

De ziekte teleurstelling

Toen Johann zeventien jaar was, kwam hij in de zomervakantie naar huis waar hij, gekweld door een mysterieuze aandoening, maanden op bed bleef liggen. Zijn vader Anton was in de winter daaraan voorafgaand kreupel geworden omdat hij onder een omvallende boom terecht was gekomen. Maar ondanks zijn kreupelheid, sleept Anton zich iedere dag naar de velden om deze te bewerken. Die moesten immers geld opleveren.
Anton was zwaar teleurgesteld toen bleek dat Johann niets voor het vak van boer voelde - en hij begreep niets van de ziekte van zijn zoon. Het is zeer waarschijnlijk dat Johann teleurgesteld was over het leven aan het gymnasium, want hij moest privé-lessen geven om in zijn levensonderhoud te kunnen voorzien. Waarschijnlijk had hij gedacht dat onsterfelijkheid, waarvan hij droomde, toch makkelijker te bereiken zou zijn.
Na een zomer lang in bed gelegen te hebben in zijn ouderlijk huis, ging hij terug naar het gymnasium en behaalde zijn diploma in 1840.

Koud, honger en geen geld

Johann wilde naar de universiteit omdat hij wetenschapper wilde worden om zo erkenning te krijgen, maar dat zat er voor een arme jongen niet in.
En bovendien moest je dan een hoger diploma hebben dan hij had. Hoewel de universiteit er niet in zat, ging Johann toch naar Olmütz (het huidige Olomouc) om daar de tweejarige opleiding aan het Filosofisch Instituut te volgen. Zijn ouders hadden geen geld om hem te ondersteunen en dus moest hij zelf geld verdienen. Maar omdat hij geen Tsjechisch sprak (de voertaal in Olmütz) kon hij geen privé-lessen geven. Toen de situatie onhoudbaar werd, ging hij terug naar Heizendorf en bleef een jaar lang in bed liggen in zijn ouderlijk huis, waar hij zijn ouders tot wanhoop dreef omdat hij de boerderij niet over wilde nemen en niet wilde werken terwijl zijn vader zijn hulp juist zo goed had kunnen gebruiken.

Johanns oudere zus Veronika was inmiddels getrouwd met Alois Sturm en deze nam de boerderij over. Dat mocht dan Johann's schuldgevoel dat hij had, wel verzachten, maar het bood geen oplossing voor hem, want zonder geld kon hij niet verder met zijn studie.
Het was zijn jongere zus Theresia die hem hielp. Toen ze 12 jaar was, bood ze haar broer een deel van haar bruidschat aan; een som geld die eigenlijk bestemd was voor haar huwelijk. Het geld was voldoende voor Johann om terug te keren naar Olmütz. en zijn studie af te maken. Theresia's offer was iets waar hij haar zijn leven lang dankbaar voor is geweest en hij heeft later haar zoons in velerlei opzichten geholpen.



Geen universiteit, wel het klooster

Nadat Johann het diploma behaalde van het Filosofisch Instituut en de universiteit onmogelijk bleek, ging hij, op aanraden van een van zijn professoren naar het Augustijner St. Thomasklooster.
In het jaar 1843 arriveerde hij in de stad Brünn waar het klooster lag. Hij kreeg de kloosternaam Gregor toen hij als novice toetrad.
Het klooster had als credo Per scientam ad sapientiam; een credo dat Van kennis tot wijsheid betekende. De leergierige Johann die zo graag onsterfelijke roem wilde bereiken als wetenschapper was hier dus op de juiste plek. Hij mocht gebruik maken van de bibliotheek die uit 20.000 boeken bestond en hij mocht zich verdiepen in wat hij maar wilde, zoals natuurkunde, botanie, wiskunde en meteorologie; zijn lievelingsonderwerpen.
Abt Napp, die het klooster leidde, stimuleerde Mendel om een veelzijdige wetenschapper te worden en hij gaf Mendel zelfs toestemming om de broeikas, die ook als laboratorium werd gebruikt, te gebruiken. Dit was uitzonderlijk omdat de broeikas als een heiligdom beschouwd werd. En abt Napp liet zelfs later een speciale kas voor Mendel bouwen zodat hij daar zijn experimenten in kon uitvoeren.

 Les en eten

Mendel volgde lessen aan het Theologisch College van Brünn in kerkelijk recht, archeologie, moraaltheologie, exegese (uitleg van de bijbel), Hebreeuws en Grieks. De maaltijden gebruikte hij in het klooster en die waren zo overvloedig en Mendel hield zoveel van eten dat hij op zijn 45ste zo dik was dat hij nog maar moeilijk kon lopen. Zijn vetzucht kan ook gelegen hebben aan de tussendoortjes die de monniken kregen en die bestonden uit cake, roomtaarten, likeuren en wijnen.



Van novice tot priester

Toen Mendel 25 was, werd hij priester. Bijzonder jong om al priester te zijn, maar er waren drie priesters gestorven aan aan een besmettelijke ziekte die ze hadden opgelopen bij het toedienen van de laatste sacramenten aan zieken. Er was dus een priestertekort die deels gevuld werd door Mendel priester te maken.
Maar als snel bleek dat priester zijn niets voor Mendel was, omdat het hem zeker geen onsterfelijkheid in de vorm van wetenschappelijke erkenning zou brengen. De ziekte teleurstelling hield hem ook nu weer aan bed, en het was abt Napp die besloot dat hij dan maar leraar moest worden. Zo werd Mendel leraar aan het gymnasium in Znaim.



Jammerlijk gefaald

Mendel wilde examen doen voor zijn leraarsbevoegdheid. Hij schreef twee essays, deed een schriftelijk examen en reisde 16 augustus 1850 naar Wenen voor het mondeling examen. Door een misverstand, een brief die Mendel nooit ontvangen heeft en waarin stond dat het mondeling was uitgesteld tot na de vakanties van de professoren die zijn examinatoren zouden zijn, verscheen Mendel toch in Wenen, en werd uiteindelijk toegelaten. Zelfvertrouwen was niet iets waar hij in uitblonk, maar hij had erop gestaan dat hij nu examen zou mogen doen.
De professoren hadden zijn werk als middelmatig tot slecht beoordeeld en zaten te trappelen tot ze uit de warme stad weg konden en op vakantie konden gaan. Mendel had een slecht moment uitgekozen om op zijn stuk te blijven staan en zijn opleving van moed verflauwde al snel tijdens het examen. De professoren waren geërgerd, Mendel zenuwachtig. Hij zakte jammerlijk.
Eén van de professoren, professor Kner, schreef aan abt Napp dat er nog best wel wat van Mendel terecht zou kunnen komen als hij maar in de gelegenheid werd gesteld om verder te mogen studeren. Dit was bijzonder omdat er al een gezamenlijk rapport van de examinatoren was. Het was dan ook alleen door Kners brief dat Napp besloot Mendel naar de universiteit van Wenen te sturen.



Gouden greep

Napps besluit bleek een subliem idee te zijn. Op de universiteit van Wenen krioelde het namelijk van de wetenschappers die allen hun eigen ideeën hadden over evolutie - het modewoord van die tijd - zoals Christian Doppler (van het Doppler-effect = de verandering in waarneming van licht of geluid, waarbij het lijkt of trillingen kleiner worden bij het naderen en groter wanneer men zich verwijdert), Andreas von Ettingshausen die beroemd was geworden door zijn Combinatietheorie (de theorie om mogelijke relaties te beschrijven van objecten in een groep die op allerlei mogelijke manier waren gerangschikt), Franz Unger (die de theorie had dat het fenomeen leven gereduceerd diende te worden tot fysische en chemische wetten), en Johann Nave (die later een deskundige op het gebied van algen zou worden).
En via Franz Unger kwam Mendel in aanraking met het werk van veel andere wetenschappers die zich met het raadsel der erfelijkheid bezighielden. En het was ook Franz Unger die Mendel vertelde over kruisingsexperimenten uit Engeland, waarbij een plant werd gebruikt die bijzonder geschikt was voor kruisingen vanwege de structuur van de bloemen en die gemakkelijk te herkennen eigenschappen: de Pisum sativum. Dit was de gewone erwtenplant, die dankzij Mendel wereldberoemd zou worden.



De Pisum sativum

In 1853 keerde Mendel terug naar zijn klooster. En hij begon erwtenplanten te telen. Het was in dit jaar dat abt Napp opdracht gaf om een kas voor Mendel te bouwen die groot genoeg zou zijn voor zijn experimenten.
De bouw van de kas duurde twee jaar. In 1856 deed Mendel opnieuw examen voor zijn leraarsbevoegdheid in Wenen. En weer zakte hij. En prompt werd hij weer ziek.
Toen hij weer beter was, ging hij verder met zijn experimenten in de kas die inmiddels klaar was.
Misschien lijkt het vreemd dat juist een monnik zich bezighield met iets dat tot doel had aan te tonen dat evolutie inderdaad bestond. De paus predikte immers dat alles door God geschapen is. Maar de kerk waar Mendel onder viel, die in zijn eigen klooster, was een andere mening toegedaan en abt Napp en andere verlichtte geestelijken creërden een klimaat waarin Mendel zich rustig bezig kon houden met een van de meest beladen wetenschappelijke ideeën van die tijd: bestaat erfelijkheid en indien dat zo is, hoe werkt het?
In 1856 had Mendel een aantal moederplanten (22) geteeld die raszuiver waren en die zich dus ook raszuiver zouden voortplanten, met andere woorden: die vele generaties lang nageslacht voort zouden brengen dat precies op de moederplanten leek.

De Pisum savitum is een hermafrodiet; elke bloem bevat zowel de mannelijke als vrouwelijke voortplantingsorganen. Mendel verwijderde de helmknoppen die het stuifmeel (het mannelijke zaad) bevatten en bestoof de stampers (de vrouwelijke voortplantingsorganen) met het stuifmeel van planten waar hij niet de helmknoppen van had weggehaald. Hij bedekte alle helmknoppen met kapjes om te voorkomen dat ze beschadigd zouden worden en bedekte ze weer nadat hij ze bestoven had - nu om te voorkomen dat het stuifmeel niet van de ene op de andere plant zou overwaaien.
Dit was saai werk, maar het was niets vergeleken met het lospellen, tellen en op vorm sorteren van de erwten. In 1857 gingen er 7000 erwten door Mendel's handen; en dat slechts voor één experiment. Maar het was nog niets vergeleken met het totaal van zijn experimenten: aan het eind van alle experimenten die hij heeft uitgevoerd, had hij 10.000 planten, 40.000 bloesems en 300.000 erwten geteld!



Darwin

Darwin, de wereldberoemde Charles Darwin, die met zijn On the Origin of Species (De Oorsprong der Soorten) de wereld op zijn kop had gezet, was een tijdgenoot van Mendel. Darwin had zijn boek op 24 November 1859 gepubliceerd. Zijn favoriete theorie was die van de vermenging. Als de vader lang is en de moeder klein, zou het nageslacht van gemiddelde lengte moeten zijn omdat de eigenschappen van vader en moeder zich zouden moeten vermengen. Dat mocht dan gelden voor sommige dingen, maar niet voor, bijvoorbeeld een gele vogel en een blauwe vogel die met elkaar paren (mocht dat al mogelijk zijn omdat ze dan waarschijnlijk tot een andere soort behoren). Darwin werd vaak en frequent aangevallen op zijn stellingen en sommige kon hij maar met moeite verdedigen. Wat zou het makkelijk voor hem geweest zijn als hij de uitkomsten van Mendel's experimenten geweten had! Hij had dan het bewijs gehad voor het feit dat erfelijke eigenschappen zich niet vermengd, maar onvermengd doorgeven.
In 1851 was er in Londen de 'London Exhibition'; de eerste wereldtentoonstelling ooit. Zowel Mendel als Darwin zijn er heen geweest - maar ze hebben elkaar, voor zover bekend, nooit ontmoet.



Klaar!

In de winter van 1864 schreef Mendel zijn Versuche über Planzenhybriden. Het boekwerk bestaat uit in totaal 76 pagina's, waarvan 68 beschreven zijn. In 1865 presenteerde hij zijn manuscript in een tweetal presentaties aan een gezelschap van botanisten, natuurkundigen en een aantal monikken. Niemand begreep er veel van, met name omdat Mendel zoveel wiskundige formules gebruikte. Vervolgens bestelde Mendel 40 nadrukken van zijn manuscript (een bijzonder hoog aantal voor die tijd) omdat hij het aan diverse wetenschappers wilde versturen in de hoop zo erkenning te krijgen. Een manuscript werd in die tijd met vastzittende bladen verstuurd zodat de ontvanger de bladen eerst los moest snijden voordat hij het kon lezen. In de bibliotheken van een paar wetenschappers is zijn manuscript inderdaad teruggevonden, maar de bladen waren niet losgesneden. Ook in Darwin's bibliotheek werd Mendel's manuscript teruggevonden: ook hiervan waren de bladen niet losgesneden, dus Darwin heeft Mendel's werk nooit gelezen.

Einde van een droom

Op 30 maart 1868, Mendel was toen 46, werd hij tot abt gekozen. Abt Napp was overleden. Op 13 oktober 1870 raasde er een tornado door Brünn waarbij Mendel's kas verwoest werd; het stond symbolisch voor het einde van zijn leven als onderzoeker en betekende ook dat hij zijn droom nooit in vervulling zou zien gaan. De wereld was hem al vergeten voor ze hem ooit gekend had.

Achteruitgang

In 1874 diende het St. Thomasklooster een nieuw soort belasting te betalen; iets wat Mendel onzin vond omdat hij van mening was dat belasting op het bezit van de kerk ongrondwettig was. Hij begon een eenmansaktie tegen de belastingdienst die bijna tien jaar duurde en die ontaardde in een vete tegen iedereen die hem erkenning als wetenschapper had ontzegd: dat was bijna iedereen. Alleen zijn knecht, zijn huishoudster en zijn drie neven (die op zijn kosten naar het gymnasium in Brünn gingen) beschouwde hij niet als de vijand die hem zo had teleurgesteld en die hem eeuwige erkenning voor zijn wetenschappelijk werk had ontzegd.
Zijn neef Alois zei later over hem dat hij zoveel teleurstellingen had ondervonden in zijn leven, dat hij nu zelf teleurgesteld was in de gehele wereld en zich er daarom vanaf keerde - en zich wendde tot zijn tuinen, die hem altijd weer plezier schonken, ook al teelde hij er nu geen erwtenplanten meer.



Het einde

Op 6 januari 1884 stierf Mendel aan de ziekte van Bright, een aandoening van de nieren. Hij werd begraven op dat deel van de begraafplaats dat voorbehouden was aan de Augustijnerleden van het St. Thomasklooster.



Toch niet het einde

Karl Correns, Hugo de Vries en Erich von Tschermak, allen wetenschappers die zich bezighielden met erfelijkheid, ontdekten ongeveer gelijktijdig, in de lente van 1900, Mendel's werk en borduurden daar op voort, maar het was Hugo De Vries die als eerste een publicatie uitbracht. Het was echter William Bateson die het manuscript van Mendel opnieuw uit liet geven en het, tezamen met zijn eigen voorwoord, als titel Mendel's Principles of Heredity: A Defence meegaf. Het was ook Bateson die het woord genetica verzon; afgeleid van het Grieks gentikos dat 'oorsprong, vruchtbaar of productief' betekent. In die tijd waren er veel woorden in omloop voor wat wij nu kennen als genen: gemmulus, micelgroepen, pangenen, plasomes, idioblasten en bioforen waren er slechts enkele van.

Het was de Deense wetenschapper Wilhelm Johannsen die het woord gen in 1909 introduceerde.. Het was geen afkorting van genetica, maar de helft van het woord pangen. Pangen was verzonnen door De Vries die het op zijn beurt had afgeleid van de theorie van pangenesis waar Darwin mee was gekomen. Johannsen introduceerde ook de woorden fenotype en genotype. Er werden nog wat andere woorden bedacht en sommige van de termen die Mendel had gebruikt, werden aangepast. Het duurde nog tot 1964 voordat de Amerikaan James Watson en de Engelsmannen Francis Crick en Maurice Wilkins de structuur van het DNA ontrafeld en ontdekt hadden, maar toen was genetica dan ook plotsklaps een geliefd onderwerp en genetici waren opeens helden.

Mendel had al een standbeeld gekregen, en het Mendelianum, een museum over Mendel was opgericht en het St. Thomasklooster was opeens de geliefde plek voor genetici en andere mensen om naar toe te gaan om met eigen ogen de plek te zien waar Mendel de genetica ontdekt had, en nu kreeg Mendel eindelijk de erkenning en de onsterfelijke roem waar hij zijn leven lang zo naar verlangd had: voortaan was hij De Vader van de Genetica.



Voorspellende gaven?

Mendel had in zijn laatste jaren, toen hij al abt was, maar nog niet iedereen als de vijand beschouwde, vaak tegen een vriend van hem gezegd: "Meine Zeit wird schon kommen." (Mijn tijd zal nog komen.) Was dat een uiting van zijn ongenoegen op de wetenschappelijke wereld die hem niet de erkenning had gegeven die hij zo graag wilde? Was het een uiting van iets dat hij hoopte? Of had hij een voorgevoel dat zijn tijd inderdaad nog wel zou komen?

Toen hij op het gymnasium te Troppau zat als jonge jongen, schreef hij een gedicht dat letterlijk zegt wat er later gebeurde - en als hij inderdaad oprijst uit zijn graf, zal hij zien dat zijn woorden werkelijkheid zijn geworden.

Met dank aan Simon Waver voor de foto's van Heizendorf en het St. Thomasklooster.
Met dank aan Robin Marantz Henig die het boek The Monk in the Garden schreef (ISBN: 902631678x).