Khoa học về sự sống (4): Gregor Mendel

Lịch sử khoa học hiếm có một “cặp bài trùng” nào kỳ lạ như trường hợp của Gregor Mendel và Louis Pasteur:

Sinh cùng năm 1822, hai ông cùng trở thành những nhà sinh học vĩ đại nhất mọi thời đại, cả hai đều khám phá ra những định luật đầu tiên của sinh học, châm ngòi cho cuộc cách mạng chưa từng có trong sinh học và y khoa từ thế kỷ 19 cho tới nay.

Về phương pháp nghiên cứu, hai ông cùng thổi một luồng sinh khí mới vào sinh học, biến sinh học từ một khoa học mô tả hời hợt bề ngoài của sự sống thành một khoa học chính xác, đi sâu vào cấp độ phân tử của sự sống, tiến hành những thí nghiệm có thể lặp lại để kiểm chứng, rồi rút ra những định luật chính xác không thể tranh cãi. Người ta chỉ có thể đánh giá đúng tầm vóc khổng lồ của Mendel và Pasteur nếu biết rõ rằng, trước Mendel và Pasteur, sinh học không hề có một định luật nào cả, chỉ có những lý thuyết phỏng đoán mơ hồ, vô căn cứ, điển hình là thuyết tiến hóa Darwin.

Nhưng cũng lạ thay, số phận của hai ông lại rất trái ngược về danh vọng.  

Nếu Louis Pasteur lúc sinh thời đã nổi tiếng khắp thế giới và nhận được những vinh quang bậc nhất mà một đời người trong thế kỷ 19 có thể đạt được thì Gregor Mendel không được ai biết đến khi đang còn sống, thậm chí trong hơn 35 năm sau khi ông mất, nhân loại vẫn không hề biết Mendel là ai.

Nếu lúc rời khỏi thế gian, Louis Pasteur được nhà nước Pháp tổ chức quốc tang, nghi lễ long trọng bậc nhất dành cho một người con ưu tú của nước Pháp và thế giới, rồi hài cốt được chôn cất tại Thánh đường Nhà thờ Đức Bà Paris (sau chuyển về Viện Pasteur), thì đám tang tiễn đưa Gregor Mendel chỉ là một đám tang bình dân, thi hài của ông được chôn cất trong một nghĩa địa bình dân trong thành phố Brno, trong khu dành cho các tu sĩ của Tu viện Thánh Thomas. Nhiều giấy tờ tài liệu của Mendel bị đem đi đốt, vì không ai nghĩ Mendel là một thiên tài, để biết rằng cần phải giữ gìn mọi giấy tờ liên quan đến ông. Rất may là nhiều tài liệu của ông trong kho lưu trữ của Tu viện vẫn còn giữ được.

Nếu sự nghiệp của Louis Pasteur quá đồ sộ thì sự nghiệp của Gregor Mendel chỉ gói gọn trong một công trình duy nhất, tất cả vẻn vẹn chỉ có 14.471 từ, chiếm khoảng 40 trang A4 với font chữ Times New Roman khổ chữ 14. Nếu in thành sách thì cũng chỉ là một cuốn sách mỏng, chưa đầy 100 trang khổ sách trung bình.

Nhưng cuốn sách mỏng ấy đã làm thay đổi thế giới. Đó là công trình:

“Experiments in Plant Hybridization” (Thí nghiệm lai tạo cây trồng)

được công bố lần đầu tiên trong hai cuộc họp của Hội Khoa học Tự nhiên ở Brno vào những ngày 08/02/1865 và 08/03/1865, và được công bố chính thức bằng văn bản trong tạp chí tiếng Đức của Hội này năm 1866. Độc giả có thể tìm đọc nguyên văn bản dịch tiếng Anh tại những trang web sau đây:

• Trang Mendelweb.com:

http://www.mendelweb.org/Mendel.html

• Trang viethungpham.com:

Tài liệu về Mendel rất hiếm hoi, nhưng những ai yêu khoa học sự sống chớ nên bỏ lỡ bài nói chuyện của chính Mendel nhan để “Experiments in a Monastery Garden” (Thí nghiệm trong vườn tu viện).

• Bản tiếng Anh: trang Oxford Academic:

https://academic.oup.com/icb/article/26/3/749/264329

• Bản dịch tiếng Việt: trang 226-241, cuốn “Louis Pasteur – Gregor Mendel và cuộc cách mạng sinh học – y khoa” của Phạm Việt Hưng, NXB tri Thức, 2022.

Mendel là một thầy tu nên ông không tham gia nhiều vào những tranh biện đời thường, và nếu có tranh biện ông cũng rất nhã nhặn, không mạnh mẽ quyết liệt như Louis Pasteur. Tuy nhiên, tài liệu ít ỏi về ông vẫn đủ để cho chúng ta thấy rõ bức chân dung tư tưởng của ông:

Trước hết, ông là một thầy tu gương mẫu, 15 năm cuối đời được bầu làm Tu viện trưởng, vì vậy ông có đức tin chắc chắn vào Đấng sáng tạo và Chúa Jesus Christ. Đối với ông, Chúa Jesus chính là người làm vườn, đúng như hình ảnh Chúa hiện ra sau khi phục sinh mà sách Phúc âm đã mô tả. Đó là một hình ảnh đẹp, giản dị, một người làm vườn hết lòng chăm lo cho sự sống sinh sôi nẩy nở, đem lại một cuộc sống no đủ dư dật cho nhân loại. Có lẽ đó cũng chính là hình ảnh Mendel đang chăm chút tiến hành thí nghiệm lai tạo cây đậu vườn trong vườn tu viện. Ông viết:

“Chúa Jesus hiện ra với các môn đệ sau khi phục sinh dưới nhiều hình thức khác nhau. Ngài hiện ra với Mary Magdalene để các môn đệ thấy Ngài như một người làm vườn. Sự biểu lộ rất tài tình này của Chúa Jesus khiến tâm trí chúng ta khó có thể mường tượng được. Ngài xuất hiện với tư cách một người làm vườn. Người làm vườn trồng cây con vào đất đã chuẩn bị sẵn. Đất phải có tác động vật lý và hóa học để hạt giống của cây có thể phát triển. Tuy nhiên, điều này là không đủ. Sự ấm áp và ánh sáng của mặt trời phải được thêm vào, cùng với mưa, để có thể sinh trưởng. Hạt giống của sự sống siêu nhiên, của ân sủng thánh hóa, tẩy sạch tội lỗi, rồi chuẩn bị tư tưởng cho linh hồn con người, và con người phải tìm cách bảo tồn sự sống này bằng các công việc tốt đẹp của mình. Con người vẫn cần thức ăn siêu nhiên, thân xác của Chúa được tiếp nhận liên tục, (để) phát triển và hoàn thiện sự sống. Vì vậy, tự nhiên và siêu nhiên phải hợp nhất để thực hiện sự thánh hóa con người. Con người phải đóng góp công sức tối thiểu của mình, và Chúa ban cho sự phát triển. Quả thật, hạt giống, tài năng, ân sủng của Đức Chúa Trời ở đó, và con người chỉ cần làm việc, lấy hạt giống để gieo trồng. Sao cho chúng ta “có thể có sự sống, và dư dật””[1].

Có lẽ đó là một áng văn độc đáo, có một không hai trong lịch sử khoa học cũng như lịch sử tôn giáo. Một áng văn nhẹ nhàng, tình cảm, gợi cho chúng ta một cảm xúc bình an, yêu thương và trân trọng sự sống, nhưng cũng đầy ắp suy tư về ý nghĩa sâu xa của sự sống. Một áng văn rất đặc trưng cho Mendel – một người làm vườn giản dị nhưng dường như có sứ mệnh hé mở cho nhân loại nhìn thấy bí mật cơ bản của sự sống, để qua đó con người nhận ra Đấng nắm giữ bí mật ấy.

Trong bài nói chuyện “Thí nghiệm trong vườn tu viện”, Mendel đã tiết lộ dự đoán của ông về “bí mật cơ bản” đó:

“Tôi bắt đầu nghĩ đến các đơn vị cha truyền con nối rời rạc. Tôi gọi chúng là elemente (các yếu tố). Chúng truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác thông qua hạt phấn và noãn … Những yếu tố rời rạc này, cái mà tôi đang nói về chúng, là cái gì? Tôi muốn biết về chúng. (Nhưng) kính hiển vi của tôi không phóng đại được nhiều. Tôi có thể nhìn thấy những hạt phấn nhỏ nhưng không phải những elemente bên trong chúng. Tôi hy vọng một ngày nào đó một kính hiển vi mạnh sẽ được phát minh để chúng ta có thể nhìn thấy các yếu tố di truyền. Và có lẽ một ngày nào đó các nhà hóa học thông minh sẽ có thể cho chúng ta biết thành phần hóa học của chúng”[2]. 

Đó là trực giác thiên tài của Mendel, nhưng trực giác ấy đến từ đâu?

Từ khi công trình “Thí nghiệm lai tạo cây trồng” của Mendel được tái khám phá vào năm 1900, tất cả các nhà sinh học trên toàn thế giới đều lao vào tìm kiếm các “elemente” – các “lượng tử di truyền” mà Mendel đã tiên đoán. Năm 1909, nhà thực vật học người Đan-mạch là Wilhelm Johannsen gieo thuật ngữ “gene” thay cho “elemente”. Thuật ngữ “gene” đi vào lịch sử từ đó.

Năm 1913, Thomas Morgan xác định được vị trí các gene nằm dọc theo nhiễm sắc thể. Từ đó, khái niệm “elemente” đã trở thành hiện thực hơn bao giờ hết. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn thỏa mãn. Họ muốn nhìn thấy tận mắt cấu trúc của các “lượng tử di truyền”.  

Năm 1953, Francis Crick và James Watson khám phá ra cấu trúc xoắn kép của DNA, xác nhận tiên đoán của Mendel là hiện thực 100%: DNA (acid deoxyribonucleic) là vật liệu di truyền của tế bào, nằm trên nhiễm sắc thể trong nhân tế bào và ty thể. Ngoại trừ một số tế bào (tế bào tinh trùng, tế bào trứng và tế bào hồng cầu), nhân tế bào của người chứa 23 cặp nhiễm sắc thể. Mỗi nhiễm sắc thể có thể chứa từ vài trăm tới vài ngàn genes, tùy từng nhiễm sắc thể.

Nhưng khám phá về DNA chỉ thực sự trở thành một cuộc cách mạng, một đột phá, một bước ngoặt chưa từng có trong lịch sử nhận thức về bản chất sự sống khi các nhà khoa học nhận ra rằng DNA là một “quyển sách của Nhà Trời” – một CẨM NANG chỉ dẫn chương trình kiến tạo sự sống!

Các chữ cái, tức các mã, dùng để viết cuốn sách này là các cặp ba-zơ (bases) A, T, C, G. Các chữ cái được sắp xếp theo một trình tự xác định tạo thành các “từ” (codons), các “từ” được sắp xếp theo một trình tự xác định tạo thành những “mệnh lệnh, chỉ thị – tức thông tin – hướng dẫn sự kiến tạo sự sống.

Tóm lại, việc khám phá ra DNA chính là việc tìm thấy “cuốn sách Nhà Trời” chứa đựng bí mật của sự sống. Gregor Mendel chính là Nhà Tiên tri vĩ đại đã tiên đoán sự tồn tại của cuốn sách đó. Các nhà khoa học từ 1900 đến 1953 là những người lao vào tìm kiếm cuốn sách, Thomas Morgan tìm thấy dấu vết đầu tiên của cuốn sách, Crick và Watson là những người cuối cùng tìm thấy cuốn sách. Việc tìm thấy cuốn sách này có lẽ sánh ngang với việc tìm ra lửa trong thời nguyên thủy!

Đó là lý do để Gregor Mendel, từ một tên tuổi vô danh trong thế kỷ 19, bỗng vụt sáng trên bầu trời các ngôi sao danh nhân khoa học bậc nhất nhân loại, bên cạnh những Nicolaus Copernicus, Galileo Galilei, Blaise Pascal, Isaac Newton, Louis Pasteur, … Tạp chí Nature ngày 22/07/2022 gọi Mendel là “người khổng lồ trong khoa học”. Ngày nay ai cũng biết, “người khổng lồ” chỉ để lại một công trình duy nhất ngắn ngủi nhưng khổng lồ về tư tưởng:

1/ Di truyền học Mendel tự động bác bỏ những thuyết di truyền trước Mendel, như:

• Thuyết di truyền hòa trộn các dòng máu,
• Thuyết di truyền các đặc tính mới giành được (acquired characteristics) của Lamarck. Chú ý rằng Darwin đã dùng thuyết di truyền Lamarck để giải thích sự di truyền những biến đổi do chọn lọc tự nhiên, từ đó giải thích sự tiến hóa như kết quả tích lũy vô số biến đổi đó.  
• Thuyết di truyền Pangenesis của Darwin.

Vì di truyền là cơ chế huyết mạch của sự sống, nên các học thuyết về sự sống dựa trên những thuyết di truyền sai lầm cũng sai lầm. Do đó học thuyết của Lamarck và Darwin về tiến hóa là sai lầm.

2/ Di truyền học Mendel chứng tỏ sự sống đã được thiết kế.

Bản thiết kế sự sống lộ ra rõ ràng nhất chính là mã DNA – chương trình kiến tạo sự sống, mà nhà di truyền học nổi tiếng Francis Collins gọi là “ngôn ngữ của Chúa”, còn nhà triết học vô thần nổi tiếng là Antony Flew phải thốt lên rằng “có Chúa”!

Nhưng tác giả của bản thiết kế ấy là ai? Đối với Gregor Mendel, đó chính là Chúa, là Đấng sáng tạo ra sự sống, hoặc Chúa Jesus Christ, như Francis Collins đã viết trong cuốn “Ngôn ngữ của Chúa”, rằng:

“Chúa của Kinh Thánh cũng là Chúa của Bộ Gene. Ngài có thể được tôn thờ trong nhà thờ hoặc trong phòng thí nghiệm. Công trình sáng tạo của Ngài thật uy nghi, đáng kính sợ, phức tạp và đẹp đẽ” (The God of the Bible is also the God of the genome. He can be worshipped in the cathedral or in the laboratory. His creation is majestic, awesome, intricate and beautiful)[3].

Nhưng Mendel không đợi đến khi tìm ra DNA mới nghĩ như vậy. Bản thân các định luật di truyền do ông tìm ra đã là một bằng chứng mạnh mẽ chứng minh rằng sự sống đã được thiết kế ngay từ trước khi sự sống đầu tiên ra đời. Bất kể cái gì hoạt động theo những định luật ràng buộc chính xác đều chứng tỏ nó đã được lập trình hoặc thiết kế từ trước. Điều này đúng trong mọi trường hợp. Những tỷ lệ toán học xác định 3:1 hay 1:2:1 trong các định luật di truyền của Mendel biểu lộ bản chất thiết kế rõ ràng đến mức không thể chối cãi.

Với bản chất đó, có thể thấy ngay rằng tư tưởng của Mendel phù hợp với tư tưởng của Pasteur, và đối nghịch hoàn toàn với tư tưởng của Darwin từ trong đáy sâu của nhận thức. Ấy thế mà trong những năm 1940, các nhà tiến hóa đã bằng mọi cách trộn lẫn lý thuyết di truyền của Mendel với thuyết tiến hóa của Darwin để tạo ra cái gọi là “Lý thuyết tổng hợp về tiến hóa”, hoặc “thuyết Tân-Darwin”. Thực chất, lý thuyết tổng hợp này là một trò hề chữ nghĩa, xúc phạm đến linh hồn của Gregor Mendel. Nhưng không may cho các nhà tiến hóa, bản thân Mendel đã thể hiện quan điểm của ông về những lý thuyết của Darwin. Ông nói:

“Từ lâu, tôi đã nghĩ rằng có điều gì đó thiếu sót trong lý thuyết chọn lọc tự nhiên của Darwin. Và tôi cũng đã đặt câu hỏi về quan điểm của Lamarck. Tôi đã từng nỗ lực để kiểm tra ảnh hưởng của môi trường đối với thực vật. Tôi đã cấy một số loại cây từ môi trường sống tự nhiên của chúng vào khu vườn của tu viện. Mặc dù được trồng song song với hình thức đặc trưng của vườn, không có sự thay đổi nào xảy ra ở hình thức trồng chuyển đổi do sự thay đổi của môi trường, thậm chí sau vài năm. Tự nhiên không sửa đổi các loài theo cách đó, vì vậy một số lực khác phải hoạt động”[4].

Câu nói trên của Mendel cho thấy:

Nếu “chọn lọc tự nhiên” là cột xương sống của thuyết tiến hóa, thì Mendel ngờ vực chính cái xương sống ấy không vững chắc.

Mendel nghi vấn, mà thực ra là bác bỏ, thuyết di truyền những đặc tính mới giành được của Lamarck. Điều này cũng có nghĩa là bác bỏ Darwin, vì Darwin sử dụng thuyết di truyền này để chứng minh sự tiến hóa.

Học thuyết Darwin tin vào sự biến đổi di truyền do tác động của môi trường. Mendel đã tiến hành thí nghiệm để kiểm tra niềm tin đó. Kết quả ông thấy môi trường không làm thay đổi sự di truyền của sinh vật. Ông kết luận rất rõ ràng: “Tự nhiên không sửa đổi các loài theo cách đó”, tức là tự nhiên không sửa đổi các loài theo cách (tiến hóa) của Darwin.

Các tài liệu sau đây có thể giúp độc giả thấy rõ sự thật Mendel nghĩ gì về Darwin:

• “Louis Pasteur – Gregor Mendel và cuộc cách mạng sinh học – y khoa”, Phạm Việt Hưng, NXB Tri Thức, 2022, trang: 256, 306, 307, 313, 316, 317, 318, 322, 325, 326.
• “Ý nghĩ thật sự của Mendel về Darwin”[5]
• “Phát súng ân huệ cho chọn lọc tự nhiên”[6]
• “Mendel’s Opposition to Evolution and to Darwin”[7]
• “Gärtner – Mendel: Loài là cố định”[8]

Tại sao cần nhấn mạnh sự đối lập giữa Mendel với Darwin?

Vì tư tưởng thực sự của Mendel đã và đang bị các nhà tiến hóa bóp méo, thông qua cái gọi là “Thuyết Tân-Darwin”, trong đó Gregor Mendel bị mô tả như một người ủng hộ Thuyết tiến hóa. Việc bóp méo hình ảnh Mendel sẽ dẫn tới những nhận thức sai lầm về bản chất sự sống.

Nhưng bất chấp những bóp méo đó, Gregor Mendel luôn cùng với Louis Pasteur, làm nên một “cặp bài trùng” khám phá ra 3 định luật cơ bản đầu tiên của sinh học:

1. Định luật Pasteur về tính bất đối xứng của sự sống, 1848
2. Định luật tạo sinh, 1861
3. Các Định luật Mendel về Di truyền, 1865.

Nói cách khác, Mendel và Pasteur là hai nhà KHAI SÁNG của sinh học hiện đại, hai ông đã vạch ra một đường RANH GIỚI phân chia lịch sử sinh học thành hai giai đoạn khác biệt: giai đoạn ấu trĩ và giai đoạn trưởng thành. Cột mốc phân chia hai giai đoạn này là 17 năm giữa thế kỷ 19, [1848 – 1865], trong đó 3 định luật cơ bản đầu tiên của sinh học đã ra đời, làm thay đổi hoàn toàn bộ mặt của sinh học, biến sinh học ấu trĩ thành sinh học trưởng thành.

Sinh học ấu trĩ là sinh học từ giữa thế kỷ 19 về trước, hoặc sinh học từ Darwin về trước, chủ yếu bao gồm những mô tả vỏ ngoài của sự sống, không có thí nghiệm kiểm chứng, không có định luật chắc chắn, và do đó chứa đựng nhiên phỏng đoán cảm tính, mơ hồ, gây tranh cãi không dứt.

Sinh học trưởng thành là sinh học từ giữa thế kỷ 19 về sau, hoặc sinh học từ Pasteur và Mendel về sau, mở đầu bằng 3 định luật cơ bản đầu tiên của sự sống, và phát triển mạnh mẽ từ giữa thế kỷ 19 cho tới nay. Đó là nền sinh học đích thức đi sâu vào bản chất bên trong của sự sống, mà sự kiện khám phá ra DNA và mã DNA là ngọn đuốc dẫn đường.

Tất cả những nhận định ở trên được mô tả bởi hình ảnh sau đây:

Đăng tải với sự cho phép. Đọc bản gốc ở đây.

[1] “Louis Pasteur – Gregor Mendel và cuộc cách mạng sinh học – y khoa” của Phạm Việt Hưng, NXB tri Thức, 2022, trang 309.

[2] “Louis Pasteur – Gregor Mendel và cuộc cách mạng sinh học – y khoa” của Phạm Việt Hưng, NXB tri Thức, 2022, trang 302-303

[3] https://www.goodreads.com/quotes/495752-the-god-of-the-bible-is-also-the-god-of

[4] I have long thought that there was something lacking in Darwin’s theory of natural selection. And I have also questioned the views of Lamarck. I once made an effort to test the influence of environment on plants. I transplanted certain plants from their natural habitat to the monastery garden. Although cultivated side by side with the form typical of the garden, no change occurred in the trans-planted form as a result of the change in environment, even after several years. Nature does not modify species in that way, so some other forces must be at work.> Experiments in a Monastery Garden https://academic.oup.com/icb/article/26/3/749/264329 > Louis Pasteur – Gregor Mendel và cuộc cách mạng sinh học – y khoa, của Phạm Việt Hưng, NXB Tri Thức 2022, trang 306

[5] https://viethungpham.com/2023/04/21/mendels-real-view-of-darwin-y-nghi-that-su-cua-mendel-ve-darwin/

[6] https://viethungpham.com/2023/04/07/a-coup-de-grace-mot-phat-sung-an-hue/

[7] https://viethungpham.com/2022/06/07/mendels-opposition-to-evolution-and-to-darwin/

[8] https://viethungpham.com/2021/08/21/gartner-mendel-species-are-fixed-gartner-mendel-loai-la-co-dinh/

Tác giả: GS Phạm Việt Hưng

Giáo sư Phạm Việt Hưng từng giảng dạy các môn Toán Kinh tế; Cơ học Lý thuyết; Sức bền Vật liệu; Toán luyện thi đại học. Hiện ông đang thỉnh giảng Toán cao cấp tại một đại học ở Việt Nam. Ông đang có nhiều hoạt động báo chí với nhiều bài viết được đăng trên nhiều báo in và báo mạng, ví như Khoa học & Đời sống của Hội Liên hiệp Khoa học & Kỹ thuật Việt Nam, Tạp chí Vật lý Ngày nay của Hội Vật lý Việt Nam, Tạp chí Tia Sáng của Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường, Trang mạng Vietsciences.

Xem thêm:

• Các bài viết của tác giả Phạm Việt Hưng