200 jaar Mendel – een moment om even terug te kijken

21/07/2022 - Niels Louwaars

Gregor Mendel, de monnik die een simpele uitleg voor erfelijkheid poneerde en middelbare biologie-examens soms best lastig maakt, is deze week jarig. Hij werd precies 200 jaar geleden geboren in wat nu Hynčice, in Bohemen, Tsjechië is.

Erfelijkheid in de 19de eeuw
Waarom dat iets is om te vieren? Zijn inzichten, die hij uit onderzoek aan allerlei planten in de kloostertuin verkreeg, werden de basis voor wetenschappelijk erfelijkheidsonderzoek, zowel aan planten als – veel later en samen met diverse andere technische vindingen - in medische toepassingen. Hij kon kwantificeren wat we intuïtief al lang wisten - kinderen lijken op hun ouders – maar hoe werkt dat? Mendel heeft een eerste aanzet gegeven om tot het antwoord op die vraag te komen.

Hij was daarmee, met Charles Darwin en Jean Baptiste Lamarck, onderdeel van een trend in de biologie in de 19de eeuw.
Charles Darwin, die in 1859 zijn ‘Origin of Species’ publiceerde nam een enorme stap met zijn evolutietheorie en zijn ideeën over natuurlijke selectie. Hij had echter geen antwoord op de vraag hoe diversiteit ontstaat.
Jean Baptiste Lamarck ging uit van de veronderstelling dat kenmerken, die tijdens het leven opgedaan worden, doorgegeven worden aan de volgende generaties. Zowel Lamarck als Darwin poneerden theorieën op basis van ervaringen.

Experimenteel onderzoek
Mendel echter was een natuuronderzoeker die via experimenten tot inzichten wilde komen door hypothesen te formuleren en die dan ofwel kon verifiëren dan wel weerleggen. Hij vroeg zich bijvoorbeeld af waarom een kruising van witte en paarsbloemige erwten louter paarse nakomelingen had en de witte kleur pas in de daaropvolgende generatie terugkwam. Door wiskunde in zijn experimenten te betrekken kwam hij erachter dat erfelijkheid alleen verklaard kon worden als het steeds door twee factoren bepaald wordt. Veel later kwamen we er achter dat DNA in twee strengen voor dit effect zorgt. Waar Darwin in Engeland, het centrum van de wetenschap direct veel aandacht kreeg, bereikte de publicatie van de monnik in Bohemen de wereld pas veel later.

Toen eenmaal die publicatie uit 1866 in het jaar 1900, bijna 20 jaar na zijn dood in 1884, onder het stof vandaan gehaald werd, bleek dat de toepasbaarheid van de vondst van Mendel die van Darwin ver oversteeg. Binnen enkele jaren waren wereldwijd honderden wetenschappers bezig met de nieuwe kennis. Men was toen al bezig om te kijken om via kruising betere gewassen, koeien en honden te verkrijgen. Pas toen we ermee konden rekenen en voorspellen of een kruising tussen twee ouderplanten waarschijnlijk beter nakomelingschap zou geven, werd de veredeling een wetenschap. Al in 1912 werd het Instituut voor plantenveredeling opgericht in Wageningen om langs wetenschappelijke weg de voedselproductie in Nederland, nodig voor een snelgroeiende bevolking, vorm te geven.
Eén van de wetenschappers die in 1900 Mendels werk herontdekte was de Nederlander Hugo de Vries. Hij vond met zijn eigen theorie over mutaties een perfecte balans tussen de (constante) overerving en herschikking van eigenschappen na kruising aan de ene kant en de natuurlijke mogelijkheden om nieuwe diversiteit te creëren aan de andere kant, die gezamenlijk de evolutie van Darwin, maar ook de gerichte verbetering van planten en dieren mogelijk maakt.

Tot op de dag van vandaag kunnen we zeggen dat de kennis van Mendel een belangrijke reden is waarom de theorie van een vroege tijdgenoot van hem, de Brit Robert Malthus geen werkelijkheid geworden is. Malthus berekende dat de groei van de bevolking automatisch zou leiden tot grootschalige honger in Engeland. Mendel zorgde er indirect voor dat, tot op heden de productie van voedsel de groei van de wereldbevolking overstijgt.

Mendels relevantie vandaag
De toepassing van Mendels erfelijkheidsleer is nog steeds relevant. Mendel leerde ons om te rekenen aan de erfelijkheid en opende de deur voor de plantenveredeling om ook andere wetenschapsgebieden te omarmen, zoals wiskundige statistiek, cel- en moleculaire biologie, en nu zelfs big data, sensoren en beeldanalyse. Daardoor kan steeds beter aan de wensen van zowel telers en verwerkers als consumenten tegemoet gekomen worden. De diversiteit aan groenten, zowel in soorten als smaken, kleuren en toepassingen binnen de soort (denk bv aan tomaten) is enorm. De plantenveredeling levert ook onderdelen van de oplossing voor grote maatschappelijke uitdagingen, zoals de noodzaak om gewassen aan te passen aan de effecten van klimaatverandering, aan biologische en andere duurzame teeltmethoden en aan het stimuleren van lokale productie in de wereld.
Nederland is een wereldcentrum voor de veredeling van gewassen. Als grootste exporteur van zaden en jonge planten voor land- en tuinbouw levert Nederland in meer dan 150 landen een belangrijke bijdrage aan een aantal duurzame ontwikkelingsdoelen van de Verenigde Naties.

Zonder de inzichten van Mendel had de wereld van vandaag er heel anders uitgezien.

Dit alles is voor Plantum reden genoeg om even stil te staan bij de 200ste geboortedag van Mendel.