cs20
P˚ uvodn´ı ˇ cl´ anek
Genetick´ e experimenty Gregora Mendela: Statistick´ a anal´ yza po 150 letech Jan Kalina1 1
´ ˇ Pod Vod´ ˇ a republika Ustav informatiky AV CR, arenskou vˇeˇz´ı 2, 182 07 Praha 8, Cesk´
Abstrakt Gregor Mendel je vˇseobecnˇe uzn´av´an nejen jako zakladatel genetiky, ale i jako autor prvn´ıho matematick´eho v´ysledku v biologii. Pˇrestoˇze bylo jeho vzdˇel´an´ı dlouho zpochybn ˇov´ano, byl velmi dobˇre vzdˇel´an nejen v botanice, ale tak´e ve fyzice a v tˇech parti´ıch matematiky (kombinatorika, poˇcet pravdˇepodobnosti), kter´e mohl pozdˇeji vyuˇz´ıt ve sv´ych pokusech s kˇr´ıˇzen´ım hrachu. Nicm´enˇe ve statistick´e literatuˇre dodnes pokraˇcuj´ı debaty o tom, proˇc jsou Mendelovy v´ysledky aˇz v pˇr´ıliˇs dobr´e shodˇe s oˇcek´avan´ymi hodnotami [22, 28]. Hlavn´ı c´ıl tohoto ˇcl´anku je pˇredstavit nov´e dvoustupˇ nov´e statistick´e modely, kter´e jsou v lepˇs´ı shodˇe s Mendelov´ymi daty neˇz klasick´y model, podle nˇejˇz se prov´ad´ı pevn´y pˇredem dan´y poˇcet pozorov´an´ı.
Pokud Mendel prov´adˇel sv´e pokusy podle takov´eho dvoustupˇ nov´eho algoritmu, coˇz ale nelze nikterak prok´azat, byl by to argument oˇciˇst’uj´ıc´ı Mendela od podezˇren´ı z upravov´an´ı v´ysledk˚ u. Mendelovy experimenty pop´ıˇseme ze statistick´eho hlediska a uk´aˇzeme, ˇze Mendelova data jsou bl´ızk´a dat˚ um n´ahodnˇe generovan´ym z naˇsich model˚ u. Za nejvhodnˇejˇs´ı povaˇzujeme takov´y nov´y model, kter´y je v´yraznˇe jednoduˇsˇs´ı oproti modelu [28] a pˇritom d´av´a jen ˇ anek se i zam´yˇsl´ı nad Mendelov´ym m´ırnˇe slabˇs´ı v´ysledky. Cl´ odkazem z hlediska biostatistiky.
Kl´ıˇ cov´ a slova Genetika, dˇejiny pˇr´ırodn´ıch vˇed, biostatistika, navrhov´an´ı experiment˚ u
Kontakt: Jan Kalina ´ ˇ Ustav informatiky AV CR ˇ Adresa: Pod Vod´ arenskou vˇ eˇz´ı 2, 182 07 Praha 8, CR E-mail:
[email protected]
1
´ Uvod
Gregor Mendel je vˇseobecnˇe uzn´ av´ an nejen jako zakladatel genetiky, ale i jako autor prvn´ıho matematick´eho v´ ysledku v biologii. Pˇrestoˇze bylo jeho vzdˇel´ an´ı dlouho zpochybˇ nov´ano, byl velmi dobˇre vzdˇel´ an nejen v botanice, ale tak´e ve fyzice a v tˇech parti´ıch matematiky (kombinatorika, poˇcet pravdˇepodobnosti), kter´e mohl pozdˇeji vyuˇz´ıt ve sv´ ych pokusech s kˇr´ıˇzen´ım hrachu. Nicm´enˇe ve statistick´e literatuˇre dodnes pokraˇcuj´ı debaty o tom, proˇc jsou Mendelovy v´ ysledky aˇz v pˇr´ıliˇs dobr´e shodˇe s oˇcek´avan´ ymi hodnotami [22, 28]. Hlavn´ı c´ıl tohoto ˇcl´anku je pˇredstavit nov´ y dvoustupˇ nov´ y statistick´ y model, kter´ y je v lepˇs´ı shodˇe s Mendelov´ ymi daty neˇz klasick´ y model, podle nˇejˇz se prov´ ad´ı pevn´ y pˇredem dan´ y poˇcet pokus˚ u. Pokud Mendel prov´ adˇel sv´e pokusy podle takov´eho dvoustupˇ nov´eho algoritmu, coˇz ale nelze nikterak prok´azat, byl by to argument oˇciˇst’uj´ıc´ı Mendela od podezˇren´ı z upravov´an´ı v´ ysledk˚ u. V kapitole 2 tohoto ˇcl´ anku shrneme d˚ uleˇzit´e ud´alosti z Mendelova ˇzivota a n´ aslednˇe i jeho pokusy s hrachem EJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
EJBI 2016; 12(2):cs20-cs26 zasl´ ano: 13. ˇr´ıjna 2016 pˇrijato: 3. prosince 2016 publikov´ ano: 31. prosince 2016
v kapitole 3. Do jejich prvn´ıch interpretac´ı aˇz na zaˇc´atku 20. stolet´ı se zapojili i tehdejˇs´ı zakladatel´e matematick´e statistiky, coˇz zm´ın´ıme v kapitole 4. Statistick´a kapitola 5 s origin´aln´ı statistickou anal´ yzou Mendelov´ ych dat je motivovan´a snahou naj´ıt takov´e proveden´ı experiment˚ u, se kter´ ym by Mendelova data byla v souladu. Novˇe navrˇzen´ y dvoustupˇ nov´ y model je v´ yraznˇe jednoduˇsˇs´ı oproti modelu [28] a pˇritom d´av´a jen m´ırnˇe slabˇs´ı v´ ysledky. Koneˇcnˇe v kapitole 6 se zam´ yˇsl´ıme nad Mendelov´ ym odkazem, a to s pˇrihlednut´ım k jeho v´ yznamu pro biostatistiku.
2
Mendel˚ uv ˇ zivotopis
Gregor Mendel (20.7. 1822 – 6.1. 1884) je pr´avem povaˇzov´an za zakladatele genetiky a jednoho z nejv´ yznamnˇejˇs´ıch biolog˚ u vˇsech dob. V t´eto kapitole pop´ıˇseme Mendel˚ uv ˇzivot sice v´ yraznˇe struˇcnˇeji neˇz v dostupn´ ych monografi´ıch [11, 16, 25], ale neopomineme zd˚ uraznit, ˇze nabyl kvalitn´ıho vzdˇel´an´ı v matematice a fyzice. V souvislosti s ˇzivotopisem je potˇreba upozornit, ˇze se dosud v obecn´em povˇedom´ı nebo popul´arn´ıch prac´ıch c
2016 EuroMISE s.r.o.
cs21
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
objevuj´ı pˇredsudky v˚ uˇci Mendelovi (napˇr. [18]), kter´e zpochybˇ nuj´ı jeho vzdˇel´ an´ı nebo smysl experiment˚ u. Zde s nimi nebudeme polemizovat, protoˇze jiˇz byly vyvr´aceny ˇradou argument˚ u, kter´e stoj´ı na faktech nebo vypl´ yvaj´ı z historick´eho kontextu. Mendel se narodil jako Johann Mendel v nˇemecky mluv´ıc´ı ˇr´ımskokatolick´e rodinˇe ve slezsk´ ych Hynˇcic´ıch a byl pokˇrtˇen v kostele sv. Petra a Pavla v Doln´ım Vraˇzn´em, pˇriˇcemˇz obˇe vsi jsou dnes souˇc´ ast´ı obce Vraˇzn´e. Jeho rodiˇce byli chud´ı roln´ıci a otec se vˇenoval ˇslechtˇen´ı ovocn´ ych strom˚ u. Hlubok´ y z´ ajem o vzdˇel´ an´ı v pˇr´ırodn´ıch vˇed´ach vzbudil v mlad´em Mendelovi Jan Schreiber, kter´ y byl nejen far´aˇrem v Doln´ım Vraˇzn´em, ale i Mendelov´ ym uˇcitelem v Hynˇcic´ıch, kde vyuˇcoval pˇr´ırodopis v duchu Komensk´eho. Mendel d´ ale studoval v Lipn´ıku nad Beˇcvou, pot´e na gymn´aziu v Opavˇe, kter´e bylo orientovan´e na pˇr´ırodn´ı vˇedy, a n´ aslednˇe v Olomouci na univerzitn´ım Filozofick´em u ´stavu. V roce 1843 vstoupil Mendel do opatstv´ı obut´ ych augustini´an˚ u sv. Tom´ aˇse na Star´em Brnˇe, kde byl vysvˇecen na knˇeze v roce 1847 a pˇrijal ˇreholn´ı jm´eno Gregor. Kl´aˇster m˚ uˇzeme oznaˇcit za pokrokov´e centrum vzdˇelanosti prosycen´e osv´ıcensk´ ym myˇslen´ım, v nˇemˇz knˇeˇz´ı pˇestovali vˇedu a humanitu. Takov´ a byla vize opata Cyrila Nappa (1792– 1867), kter´ y s´am byl uzn´ avan´ ym odborn´ıkem na ˇslechtˇen´ı ovocn´ ych strom˚ u a c´ılenˇe hledal mlad´e mnichy s bl´ızk´ ym vztahem k pˇr´ırodn´ım vˇed´ am. Kl´ aˇsteru patˇrily i rozlehl´a pole a pastviny, kde se prov´ adˇely mimo jin´e i ˇslechtitelsk´e pokusy pˇri chovu ovc´ı.
Obr´ azek 1: Gregor Mendel (1822–1884).
Aby mohl Mendel pov´ yˇsit z pozice supluj´ıc´ıho uˇcitele na ˇr´adn´eho (kvalifikovan´eho), potˇreboval sloˇzit rigor´ozn´ı zkouˇsku. Proto se vydal v roce 1850 do V´ıdnˇe, kde se podrobil zkouˇsce z fyziky a pˇr´ırodovˇedy. U fyzik´aln´ı ˇc´asti zkouˇsky byl pˇredsedou komise Andreas von Baumgartner, jedn´ım z ˇclen˚ u byl Christian Doppler (1803–1853) a Mendel obst´al i d´ıky tomu, ˇze Baumgartner jakoˇzto muˇz se ˇsirok´ ym pˇrehledem dal v´ıc na logick´e myˇslen´ı neˇz na memorov´an´ı [1, 16]. V pˇr´ırodovˇedn´ ych pˇredmˇetech byli zkouˇsej´ıc´ı vˇetˇs´ı pedanti, coˇz vedlo k Mendelovu ne´ uspˇeˇsn´emu celkov´emu v´ ysledku zkouˇsky spolu s t´ım, ˇze se na ni pˇripravil jako samouk. Kaˇzdop´ adnˇe Napp poslal dopis Baumgartnerovi s dotazem na pr˚ ubˇeh zkouˇsky a dostal odpovˇed’, ˇze Mendel podal pˇresvˇedˇciv´ y dojem a ˇze c
2016 EuroMISE s.r.o.
jako samouk prok´azal talent [1]. Napp pak poslal Mendela na v´ıdeˇ nskou univerzitu, aby tam str´avil dva roky (1851– 1853) na nov´em vˇedecky zamˇeˇren´em studijn´ım programu. Ve V´ıdni Mendela uˇcili v˚ udˇc´ı vˇedecky aktivn´ı botanici, fyzikov´e a geologov´e tehdejˇs´ı doby a jeho intelektu´aln´ı horizont se mohl znaˇcnˇe rozˇs´ıˇrit. Uˇcil ho i s´am Doppler, ´ kter´ y byl ˇreditelem novˇe zˇr´ızen´eho Ustavu experiment´aln´ı fyziky. Pˇri pˇredn´aˇsk´ach z fyziky (a zejm´ena v meteorologii) se sezn´amil i s kombinatorikou [11], konkr´etnˇe permutacemi a kombinacemi, a tehdy jiˇz zn´am´ ym poˇctem pravdˇepodobnosti i tehdy zn´am´ ymi (avˇsak ne formalizovan´ ymi) jednoduch´ ymi statistick´ ymi principy [2, 5]. Druh´ y pokus o zkouˇsku v roce 1856 dopadl opˇet neu ´spˇeˇsnˇe, a to kv˚ uli botanice. Jsou dobr´e d˚ uvody se domn´ıvat, ˇze znal nejnovˇejˇs´ı vˇedeck´e poznatky l´epe neˇz jeho pˇr´ıliˇs konzervativn´ı zkouˇsej´ıc´ı [25]. Po n´avratu do Brna mohl uˇcit i nad´ale botaniku a zejm´ena fyziku na r˚ uzn´ ych brnˇensk´ ych ˇskol´ach, pˇriˇcemˇz byl zn´am jako v´ yborn´ y a nadˇsen´ y uˇcitel, kter´ y vykl´adal srozumitelnˇe. Z´aroveˇ n mohl rozvinout intenzivn´ı program experiment´aln´ı kˇr´ıˇzen´ı rostlin, kter´ y mˇel za c´ıl vysvˇetlit z´akon vzniku a v´ yvoje hybrid˚ u (kˇr´ıˇzenc˚ u). Opat Napp, tento opom´ıjen´ y hrdina v historii genetiky, nechal pro Mendela postavit n´akladn´ y sklen´ık v zahradˇe kl´aˇstera v roce 1854. Zde Mendel prov´adˇel intenzivnˇe v letech 1856–1863 sv´e experimenty, kter´e podrobnˇeji pop´ıˇseme v kapitole 3. Jejich organizaci zˇrejmˇe pˇresnˇe napl´anoval jeˇstˇe ve V´ıdni [24]. Nadto byl nakonec v roce 1856 uzn´an kvalifikovan´ ym uˇcitelem i bez pˇr´ısluˇsn´e zkouˇsky. Skromn´ y a introvertn´ı Mendel nep˚ usobil v kl´aˇsteˇre kontroverze, zast´aval liber´aln´ı n´aboˇzensk´e postoje [10] ˇ a nevstupoval ani do n´arodnostn´ıch rozepˇr´ı mezi Cechy a Nˇemci. Obˇe skupiny spoleˇcnˇe ho navrhly na nov´eho opata po Nappovˇe smrti v roce 1867. Jako opat pak houˇzevnatˇe bojoval za z´ajmy kl´aˇstera proti tlak˚ um antiklerik´aln´ı vl´ady. Nˇekter´e zdroje [11, 26] uv´ad´ı, ˇze Mendel ve st´aˇr´ı nemˇel ˇcas na experimenty s hrachem, kter´e tud´ıˇz ani nedokonˇcil, byl izolovan´ y, opuˇstˇen´ y a zahoˇrkl´ y a ztratil osobn´ı prestiˇz. Zd´a se, ˇze tyto zdroje pˇritom vych´azej´ı zejm´ena z prvn´ıch Mendelov´ ych ˇzivotopis˚ u (napˇr. [12]), kter´e hodnotily zejm´ena biologickou str´anku a opom´ıjely ˇsirˇs´ı kontext. Naopak podle jin´ ych zdroj˚ u [10] z´ıskal ve st´aˇr´ı velkou spoleˇcenskou reputaci i vnitˇrn´ı pokoj. I d´ıky tomu pak vˇenoval spoustu ˇcasu meteorologii, protoˇze pokusy s hrachem povaˇzoval za skonˇcen´e, d´ale chovu vˇcel a pokus˚ um s kˇr´ıˇzen´ım okrasn´ ych kvˇetin a ovocn´ ych strom˚ u [21, 25]. Nakonec zemˇrel v roce 1884 v d˚ usledku chronick´eho z´anˇetu ledvin.
3
Mendelovy experimenty
Mendel str´avil intenzivn´ımi pokusy s rostlinami hrachu 8 let. Dnes panuje shoda, ˇze pokusy prov´adˇel s c´ılem empiricky ovˇeˇrit principy dˇediˇcnosti, kter´e v t´e dobˇe uˇz spr´avnˇe ch´apal po teoretick´e str´ance z hlediska biologie i matematiky [3]. Samotn´e proveden´ı pokus˚ u pak MenEJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
cs22
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
del zorganizoval podle pˇredem vypracovan´e teorie. Natolik miloval pokusy, ˇze by je nesvˇeˇril ˇz´ adn´emu asistentovi [21], a velk´ y sklen´ık v zahradˇe opatstv´ı na pln´e obr´atky slouˇzil jen Mendelovi a jen hrachu. Nejprve vybral odr˚ udy vhodn´e pro pokusy a vymyslel i novou metodiku pro zkoum´an´ı dˇediˇcnosti. Doslova na kolenˇe dok´azal nakˇr´ıˇzit a prozkoumat pˇres 12 000 rostlin hrachu. Tak Mendel se svou aˇz matematickou peˇclivost´ı a pˇresnost´ı [10] nasb´ıral obrovsk´e mnoˇzstv´ı experiment´ aln´ıch dat. Mendel prezentoval sv´e vybran´e v´ ysledky odborn´e komunitˇe botanik˚ u a ˇslechtitel˚ u v Brnˇe na dvakr´ at bˇehem roku 1865. Zap˚ usobil ovˇsem jen jako zan´ıcen´ y experiment´ator, kter´ y se ke sv´e ˇskodˇe zneˇcistil matematikou t´ım, ˇze mluvil i o n´ahodˇe a pravdˇepodobnostech. I tak byl vyzv´an, aby publikoval sv´e souhrnn´e v´ ysledky. Tak vyˇsel v roce 1866 jeho jedin´ y ˇcl´ anek o dˇediˇcnosti [19], kter´ y ale nevzbudil pozornost a v podstatˇe zapadl, takˇze podstata jeho objevu cel´e generaci Mendelov´ ych souˇcasn´ık˚ u unikla. Text cel´eho ˇcl´anku [19], kter´ y byl i opakovanˇe pˇreloˇzen do r˚ uzn´ ych jazyk˚ u, m´ a za sv´e u ´stˇredn´ı t´ema pokusy a namˇeˇren´a data. Mendel neformuluje genetick´e z´ akonitosti v obecn´e rovinˇe a ˇc´asteˇcnˇe proto p˚ usob´ı ˇcl´ anek pˇri prvn´ım ˇcten´ı znaˇcnˇe komplikovanˇe. Pˇri opakovan´em ˇcten´ı uˇz m˚ uˇze dneˇsn´ı ˇcten´aˇr Mendelovy myˇslenky pochopit, coˇz je ale do znaˇcn´e m´ıry d´ ano t´ım, ˇze jiˇz rozum´ıme element´arn´ım genetick´ ym z´ akonitostem, ale tehdy musely p˚ usobit velmi zastˇrenˇe. Mendel v ˇcl´ anku znaˇc´ı promˇenn´e pomoc´ı p´ısmenek, jak jsme dnes zvykl´ı v algebˇre. Nicm´enˇe pokud poˇc´ıt´a s ˇcetnostmi a pravdˇepodobnostmi, nepouˇz´ıv´a dneˇsn´ı matematickou terminologii, kter´ a tehdy nebyla zaveden´a. Bud’ definuje sv´e vlastn´ı pojmy nebo se snaˇz´ı je komplikovanˇe opsat. Z matematick´eho hlediska Mendel pochopil, ˇze pod´ıl napˇr. zelen´ ych a ˇzlut´ ych nezral´ ych lusk˚ u v hodnotˇe 3:1 ve skuteˇcnosti znamen´ a pomˇer 1:2:1, kde zelen´ a barva je dominantn´ı a postupnˇe jde o zelen´e lusky s genotypem AA, zelen´e Aa a ˇzlut´e aa. Domn´ıv´ am se, ˇze pr´avˇe pochopen´ım matematick´e povahy v´ ysledk˚ u a tˇemito abstraktn´ımi u ´vahami se Mendel nejv´ıc projevil jako g´enius. Samostatn´ ym t´ematem jsou Mendelovy v´ ysledky v meteorologii, v n´ıˇz publikoval 9 ˇcl´ ank˚ u a tak´e pˇredbˇehl svou dobu [20]. Za pozornost stoj´ı jeho popis a vysvˇetlen´ı pˇr´ıˇcin vˇetrn´e smrˇstˇe, kterou pozoroval, kdyˇz se pˇrehnala Brnem a zniˇcila mu i jeho sklen´ık. Na sklonku ˇzivota vˇenoval Mendel mnoho ˇcasu peˇcliv´emu mˇeˇren´ı poˇcas´ı a jeho vlastnoruˇcn´ı z´apisy z let 1879–1883 tvoˇr´ı z´ aklad pravideln´ ych meteorologick´ ych pozorov´ an´ı v Brnˇe.
4
Statistika jako pˇritˇ eˇ zuj´ıc´ı okolnost
Mendel˚ uv jedin´ y ˇcl´ anek o dˇediˇcnosti byl znovuobjeven aˇz v roce 1900 takˇrka poh´ adkov´ ym zp˚ usobem [5]. Z´ahy se vˇsak stal terˇcem zpochybˇ nov´ an´ı v´ ysledk˚ u, nevˇedeck´ ych interpretac´ı i fanatick´ ych u ´tok˚ u proti Mendelovˇe osobn´ı reputaci, kter´ y byl n´aslednˇe povaˇzov´ an za kontroverzn´ıho ˇci naivn´ıho amat´era, diletanta ˇci nevzdˇelance, kter´ y v izolaci za zdmi kl´aˇstera dospˇel k d˚ uleˇzit´ ym objev˚ um jen pouEJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
hou n´ahodou. K takov´emu Mendelovu hodnocen´ı pˇrispˇeli i v´ yznamn´ı statistici z poˇc´atku 20. stolet´ı. Jedn´ım z pˇredstavitel˚ u Mendelov´ ych kritik˚ u byl Karl Pearson (1857–1936), kter´ y byl historicky prvn´ım profesorem statistiky na svˇetˇe [15]. V ˇcasopise Biometrika kritizoval Mendela, jehoˇz v´ ysledek povaˇzoval za absurdn´ı a statistick´e argumenty za nap˚ ul faleˇsn´e [4]. Spolu s celou statistickou ˇskolou biometrik˚ u, kterou zaloˇzil, upozorˇ noval pomoc´ı Pearsonova χ2 testu dobr´e shody, ˇze Mendelovy v´ ysledky byly extr´emnˇe bl´ızk´e oˇcek´avan´ ym ˇcetnostem. Zat´ımco biometrici vˇeˇrili, ˇze dˇediˇcnost (genetick´a variabilita) je spojit´a, proti nim st´ala ˇskola Mendelist˚ u, kteˇr´ı prosazovali diskr´etn´ı pojet´ı dˇediˇcnosti. Biolog William Bateson (1861–1926), jejich v˚ udˇc´ı pˇredstavitel, sice uvˇeˇril Mendelov´ ym statistick´ ym z´avˇer˚ um, avˇsak statistiku samotnou nech´apal a jej´ı aplikaci v biologii povaˇzoval za bez´ uˇcelnou, zbyteˇcnou [17]. Spor obou t´abor˚ u ukonˇcil Ronald A. Fisher, v´ yznamn´ y biostatistik i biolog, potvrzen´ım Mendelovy myˇslenky diskr´etn´ı dˇediˇcnosti. I kdyˇz fakticky ˇslo o uzn´an´ı v´ıtˇezstv´ı Mendelist˚ u, podaˇrilo se mu souˇcasnˇe obˇe skupiny biolog˚ u usm´ıˇrit. Fisher vn´ımal Mendela s pokorou a obdivem [5, 14] a na jeho datech ilustrovat i nˇekter´e ze statistick´ ych metod, kter´e navrhl [7], pˇrestoˇze byl pˇresvˇedˇcen, ˇze Mendel sv´a data kompletnˇe zfalˇsoval. ˇ Poznamenejme jeˇstˇe, ˇze v Ceskoslovensku se nesmˇel Mendel˚ uv odkaz uˇcit od roku 1948 do 60. let [32], a to nejen kv˚ uli jeho klerik´aln´ımu pozad´ı, ale tak´e i s t´ım od˚ uvodnˇen´ım, ˇze Mendel vych´azel ze statistiky [30]. Dosud pokraˇcuj´ı odborn´e debaty o tom, proˇc jsou Mendelovy v´ ysledky vych´ yleny ve prospˇech oˇcek´avan´ ych hodnot. V posledn´ı dobˇe se ˇrada odborn´ ych ˇcl´ank˚ u (napˇr. [21, 27, 28]) snaˇz´ı Mendela rehabilitovat napˇr´ıklad u ´vahou, ˇze mohl pokusy prov´adˇet podle sloˇzitˇejˇs´ıho sch´ematu, neˇz se dosud vˇeˇrilo. Nezd´a se pˇritom, ˇze by se objevily v´ yznamn´e argumenty proti tomu. V n´asleduj´ıc´ı kapitole navrhneme jeden moˇzn´ y model a pomoc´ı simulac´ı budeme hledat, nakolik mu Mendelova origin´aln´ı data odpov´ıdaj´ı.
5
Dvoustupˇ nov´ e modely pro Mendelovy experimenty
V literatuˇre se vedou dosud diskuse o pˇr´ıˇcin´ach pˇr´ıliˇs dobr´e shody mezi Mendelov´ ymi daty a oˇcek´avan´ ymi hodnotami, kter´ ych by ˇslo dos´ahnout, kdyby experimenty mohly prob´ıhat bez jak´ ychkoli ˇskodliv´ ych extern´ıch vliv˚ u a kdyby se vliv n´ahody na v´ ysledky neprojevoval nˇejak´ ym extr´emn´ım zp˚ usobem [27, 29]. Dosud vˇsak pˇr´ıˇciny nebyly objasnˇeny, coˇz je d´ano i t´ım, ˇze nem´ame detailn´ı znalost Mendelovy organizace vˇsech pokus˚ u ani detailnˇejˇs´ı vhled do meziv´ ysledk˚ u. Mezi statistick´e pokusy o objasnˇen´ı patˇr´ı n´avrhy dvoustupˇ nov´ ych model˚ u z prac´ı [13, 28], kter´e by odpov´ıdaly tomu, ˇze Mendel se rozhodl prov´adˇet dalˇs´ı pokusy ve chv´ıli, ˇze se mu nezd´alo dost pr˚ ukazn´e potvrzen´ı teoretick´eho modelu. Nen´ı sice nic zn´amo o tom, ˇze by Mendel pˇri sv´ ych pokusech postupoval dvoustupˇ novˇe, c
2016 EuroMISE s.r.o.
cs23
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
nicm´enˇe to nen´ı vylouˇceno, t´ım sp´ıˇs vzhledem k tomu, ˇze v jeho datech nejsou odlehl´e hodnoty [22]. V t´eto kapitole navrhneme nov´ y dvoustupˇ nov´ y model spolu s metodou pro nalezen´ı optim´ aln´ı konstanty, na n´ıˇz z´avis´ı, a porovn´ame ho s modelem [28] pomoc´ı simulac´ı. Pracujeme s v´ ysledky Mendelov´ ych 84 pokus˚ u. Poˇcet rostlin hrachu, o kter´ ych Mendel nasb´ıral u ´daje v r˚ uzn´ ych pokusech, leˇz´ı mezi 19 a 8023. Konkr´etnˇe vysvˇetl´ıme dvoustupˇ nov´e modely na jednom z pokus˚ u, v nˇemˇz Mendel studoval barvu kvˇet˚ u. Mˇel hypot´ezu, ˇze fialov´e a b´ıl´e kvˇety se vyskytuj´ı v populaci pˇresnˇe v pomˇeru 3:1. To odpov´ıd´a pravdˇepodobnosti π0 = 3/4 pro fialovou. Mendel zasadil n = 8023 rostlin hrachu. N´ aslednˇe pozoroval fialov´e kvˇety (dominantn´ı znak) pr´ avˇe u X = 6022 rostlin. Na X nahl´ıˇz´ıme jako na realizaci n´ ahodn´e veliˇciny s binomick´ ym rozdˇelen´ım Bi(n, π0 ), kde v´ yskyt dominantn´ıho znaku budeme oznaˇcovat jako zdar. Stˇredn´ı (oˇcek´ avanou) hodnotou pro poˇcet zdar˚ u pak je d´ an jako nπ0 = 6017,25. Podobnˇe uvaˇzujeme ostatn´ı Mendelovy pokusy, kter´e vˇsechny vedou na binomick´e rozdˇelen´ı s r˚ uzn´ ymi hodnotami π0 , a to 1/2, 2/3 nebo 3/4. Pires a Branco [28] pˇriˇsli s myˇslenkou, ˇze Mendel mohl postupovat dvoustupˇ novˇe s vyuˇzit´ım χ2 statistiky o pravdˇepodobnosti binomick´eho rozdˇelen´ı. Cel´ y postup nyn´ı pop´ıˇseme ponˇekud sloˇzitˇeji z toho d˚ uvodu, abychom mohli n´aslednˇe porovn´ avat r˚ uzn´e modely mezi sebou. Zaved’me nejprve znaˇcen´ı (X, n, π0 ) pro trojici hodnot, kde X oznaˇcuje n´ahodnou veliˇcinu s binomick´ ym rozdˇelen´ım Bi(n, π0 ). Model nyn´ı popiˇsme Algoritmem 1, v nˇemˇz znaˇc´ıme pomoc´ı χ2 (X, n, π0 ) hodnotu χ2 statistiky pro test nulov´e hypot´ezy H0 : π = π0 proti alternativn´ı hypot´eze H1 : π 6= π0 , kter´ a je rovna χ2 =
(X − nπ0 )2 . nπ0 (1 − π0 )
rovn´an´ı oznaˇcovat jako jednostupˇ nov´ y. Alternativn´ı dvoustupˇ nov´ y algoritmus jsme navrhli v ˇcl´anku [13], v nˇemˇz se ale v pˇr´ıpadˇe dodateˇcn´ ych mˇeˇren´ı braly v u ´vahu jen hodnoty z tˇechto mˇeˇren´ı, zat´ımco sada p˚ uvodn´ıch mˇeˇren´ı pˇriˇsla vniveˇc. Nov´ y model navrhujeme v Algoritmu 2, pˇriˇcemˇz vyuˇzijeme znaˇcen´ı Z=
|X − nπ0 | . n
(2)
Pro samotn´e proveden´ı pokus˚ u podle Algoritmu 2 nen´ı potˇreba v´ ypoˇcet χ2 statistiky ani p-hodnoty, kter´e nebyly v Mendelovˇe dobˇe ani zn´am´e. Proto p˚ usob´ı intuitivnˇeji neˇz postup zaloˇzen´ y na Algoritmu 1. V´ ypoˇcty phodnot jsme pˇridali jen umˇele, abychom mohli nyn´ı porovnat, kter´ y z model˚ u nejl´epe vyhovuje pro popis Mendelov´ ych dat. Budeme generovat n´ahodn´a data z Algoritmu (1) 1 s r˚ uzn´ ymi c1 a tak´e z Algoritmu 2 s r˚ uzn´ ymi c2 . Simulovan´a data vytvoˇr´ıme vˇzdy z binomick´eho rozdˇelen´ı s hodnotami n a π0 stejn´ ymi jako v Mendelov´ ych pokusech. Potˇrebujeme mˇeˇrit vzd´alenosti mezi Mendelov´ ymi daty a simulovan´ ymi daty podle Algoritmu 1 a 2. Jednotliv´e p-hodnoty jsou vlastnˇe n´ahodn´e veliˇciny a nen´ı c´ılem porovnat je samotn´e, ale celou sadu 84 phodnot. Vˇsimnˇeme si, ˇze samotn´a hodnota χ2 nebo Z z´avis´ı na poˇctu pozorov´an´ı a nehod´ı se jako takov´a m´ıra vzd´alenosti. Je tˇreba vlastnˇe hledat vhodn´e m´ıry vzd´alenosti dvou rozdˇelen´ı nebo hodnoty ztr´aty dvoustupˇ nov´ ych model˚ u oproti Mendelov´ ym pozorovan´ ym dat˚ um. Za vhodn´e m´ıry povaˇzujeme M1 =
84 X i=1
|p1(i) − pM (i) |
a M2 =
84 X
|p2(i) − pM (i) |,
(3)
i=1
kde
Takov´ y postup, kdy se mˇeˇren´ı prov´ adˇelo bud’ jednou nebo dvakr´at m˚ uˇzeme oznaˇcit jako dvoustupˇ nov´ y. Klasick´ y postup, pˇri nˇemˇz se vˇsechny pokusy provedou najednou s pevn´ ym poˇctem pozorov´ an´ı, budeme pro poc
2016 EuroMISE s.r.o.
M T • pM = vektor p-hodnot χ2 testu pro 84 1 , . . . , p84 Mendelov´ ych pokus˚ u, T = vektor p-hodnot χ2 testu pro n´a• pj1 , . . . , pj84 hodnˇe vygenerovan´a data podle Algoritmu j, kde j ∈ {1, 2} a cj je d´ano, EJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
cs24
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
• pM ≤ ... (1) M p1 , . . . , p M 84 ,
≤
pM r´ adan´e hodnoty (84) = uspoˇ
adan´e hodnoty pj1 , . . . , pj84 • pj(1) ≤ . . . ≤ pj(84) = uspoˇr´ pro j ∈ {1, 2}. Pˇrirozenˇe M1 z´avis´ı na zvolen´em c1 a M2 na c2 . Ve skuteˇcnosti budeme n´ahodn´e generov´ an´ı prov´ adˇet 1000-kr´at a uvaˇzujeme pak zpr˚ umˇerovan´e hodnoty mˇer M1 a M2 . Obr´azek 2 ukazuje vypoˇcten´e hodnoty m´ıry M1 v z´avislosti na volbˇe c1 . Pro c1 = 0 jde vˇzdy o jednostupˇ nov´ y model. Pro c1 = 1 jde vˇzdy o maximum ze dvou p-hodnot. Je vidˇet, a ukazuj´ı to i podrobnˇejˇs´ı v´ ypoˇcty, ˇze Algoritmus 1 je nejbl´ıˇz Mendelov´ ym dat˚ um pro c = 0,2, coˇz odpov´ıd´ a optim´ aln´ı hodnotˇe c = 0,201, kterou naˇsli autoˇri [28]. Vid´ıme vˇsak, ˇze vylepˇsen´ı oproti jednostupˇ nov´emu modelu je v´ yrazn´e. Obr´ azek 2: Srovn´ an´ı dat generovan´ ych podle Algoritmu 1 Obr´azek 3 ukazuje vypoˇcten´e hodnoty m´ıry M2 v s Mendelov´ymi daty, a to v z´avislosti na volbˇe c . Srovn´an´ı 1 z´avislosti na volbˇe c2 . Interpretace obr´ azku je odliˇsn´a od je provedeno pomoc´ı m´ıry M1 . Obr´azku 2. Nyn´ı jde pro c2 = 0 vˇzdy o minimum ze dvou hodnot Z, kdeˇzto pro dostateˇcnˇe velk´e c2 , kter´e nen´ı shora omezen´e, jde o jednostupˇ nov´ y model. Optim´ aln´ı hodnotou c2 v Algoritmu 2 je c2 = 0,08. Dalˇs´ı v´ ypoˇcty jsme provedli i pro jin´e moˇzn´e dvoustupˇ nov´e modely, kter´e vedly jen k menˇs´ımu zlepˇsen´ı v˚ uˇci jednostupˇ nov´emu modelu. Mezi nˇe patˇr´ı Algoritmus 3, kter´ y se liˇs´ı od Algoritmu 2 pouze t´ım, ˇze v pˇr´ıpadˇe Z < c2 bere X := X1 + X2 . Algoritmus 4 se liˇs´ı od Algoritmu 2 pouze t´ım, ˇze za v´ ysledek v pˇr´ıpadˇe Z < c2 bere X := X2 . Tabulka 1 ukazuje relativn´ı pod´ıl, o kolik se jednotliv´e modely liˇs´ı oproti jednostupˇ nov´emu. Napˇr´ıklad u Algoritmu 1 pˇredstavuje nejniˇzˇs´ı hodnota M1 (s optim´ aln´ı hodnotou c1 ) pˇribliˇznˇe 42 % hodnoty M1 dosaˇzen´e pro jednostupˇ nov´ y model (pˇri c = 0). K podobn´ ym v´ ysledk˚ um dojdeme i pˇri pouˇzit´ı kvadratick´e m´ıry vzd´ alenosti mezi dvˇema vektory na m´ısto (3).
Tabulka 1: Porovn´ an´ı pˇridan´e hodnoty dvoustupˇ nov´ ych moˇ ısla pˇredstavuj´ı vˇzdy m´ıru del˚ u v˚ uˇci jednostupˇ nov´emu. C´ vzd´ alenosti mezi dvoustupˇ nov´ ym modelem a Mendelov´ ymi daty vydˇelenou m´ırou vzd´ alenosti mezi jednostupˇ nov´ ym modelem a Mendelov´ ymi daty.
Algoritmus 1 2 3 4
Pomˇer 0.42 0.45 0.51 0.70
Celkovˇe se z v´ ypoˇct˚ u a obr´ azk˚ u zd´ a, ˇze myˇslenka dvoustupˇ nov´eho postupu pro popis Mendelov´ ych pokus˚ u nemus´ı b´ yt v˚ ubec nesmysln´ a. Algoritmus 1 odpov´ıd´ a Mendelov´ ym dat˚ um l´epe neˇz Algoritmus 2, ale jde jen o zanedbatelnou pˇrevahu. Naopak Algoritmus 2 p˚ usob´ı vˇerohodnˇeji pro svou myˇslenkovou i v´ ypoˇcetn´ı jednoduchost. Algoritmy 3 a 4 pak m´enˇe vyhovuj´ı pro popis Mendelov´ ych dat. EJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
Obr´ azek 3: Srovn´ an´ı dat generovan´ ych podle Algoritmu 2 s Mendelov´ ymi daty, a to v z´ avislosti na volbˇe c2 . Srovn´ an´ı je provedeno pomoc´ı m´ıry M2 .
6
Mendel˚ uv v´ yznam oˇ cima biostatistika
Mendel jako prvn´ı vysvˇetlil podstatu dˇediˇcnosti a zjistil, ˇze se nedˇed´ı znaky, ale vlohy. Podaˇrilo se mu nejen vybudovat dodnes pouˇz´ıvanou metodiku pro studium dˇediˇcnosti ˇci silnˇe ovlivnit dneˇsn´ı genov´e inˇzen´ yrstv´ı [32]. Jako zakladatel genetiky se ˇrad´ı i mezi v´ yznamn´e teoretick´e biology. V jeho dobˇe nikdo neˇcekal, ˇze by ˇslo obecn´e genetick´e v´ ysledky odvodit (tˇreba i rozs´ahl´ ymi) experimenty na jedin´e rostlinˇe, t´ım sp´ıˇs na obyˇcejn´em hrachu. Genetick´e z´akony jsou dnes oznaˇceny jeho jm´enem a jejich spr´avnost byla teoreticky dok´az´ana aˇz po objevu c
2016 EuroMISE s.r.o.
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
cs25
DNA. Mendel byl d´ıky objevu podstaty dˇediˇcn´e bioin- hadu instrument´aln´ıch promˇenn´ ych, kter´ y je obl´ıben´ ym formace oznaˇcen i jako zakladatel bioinformatiky a jeho postupem pˇredevˇs´ım v ekonometrii. pojet´ı genu jako algebraick´e jednotky jako skok do 21. stoDnes jiˇz nelze zcela pr˚ ukaznˇe rozhodnout ani pomoc´ı let´ı [30]. statistick´ ych anal´ yz, zda Mendel neeticky upravoval sv´a Mendel jako prvn´ı vyuˇzil kombinatoriku, teorii pravdˇe- experiment´aln´ı data. Tento ˇcl´anek nicm´enˇe pˇredstavuje ˇ o revoluˇcn´ı pˇr´ıspˇevek do diskuse o tom, jak mohla jeho data vzniknout podobnosti a v˚ ubec matematiku v biologii. Slo ych u ´prav ˇci dokonce falˇsov´an´ı. V posledn´ı poˇcin uˇz jen t´ım, ˇze pochopil v´ yznam n´ ahody v dˇediˇcnosti. bez jeho vˇedom´ dobˇ e se ˇ r ada odborn´ ych prac´ı snaˇz´ı Mendela rehabilitoVysvˇetlil vliv n´ahody pˇri dˇediˇcnosti a diskr´etn´ı charakvat od obvinˇ e n´ ı z upravov´ an´ı v´ ysledk˚ u a jejich argumenty ter jej´ı variability. Odtud odvodil pravdˇepodobnosti znak˚ u poch´ a zej´ ı z r˚ u zn´ y ch obor˚ u vˇ c etnˇ e genetiky, ˇslechtitelstv´ı, pro potomstvo. Tehdejˇs´ı botanici to sice povaˇzovali za historie, etiky a dokonce i psychologie, filozofie ˇci teolopoˇspinˇen´ı sv´e vˇedy, ale Mendel stavˇel modern´ı biologii gie [21, 24]. Podle tˇ e chto prac´ ı se na z´ a kladˇ e vˇ seho, co na statistick´em uvaˇzov´ an´ı dˇr´ıve, neˇz matematick´a statisv´ ıme o Mendelovi, ukazuje za nepravdˇ e podobn´ e , ˇze by tika v˚ ubec vznikla. Pˇri konkr´etn´ım statistick´em srovn´an´ı u ´ myslnˇ e upravoval v´ y sledky [21]. Ve skuteˇ c nosti to byli v´ ysledk˚ u sv´ ych experiment˚ u s oˇcek´ avan´ ymi hodnotami sp´ ıˇ s e Mendelovi odp˚ u rci, kteˇ r ´ ı se zapletli s neetick´ y mi popostaˇcila Mendelovi jen naivn´ı definice pravdˇepodobnosti kusy nebo ned˚ u vˇ e ryhodn´ y mi pokusy, jako napˇ r . eugenici a intuitivn´ı induktivn´ı uvaˇzov´ an´ı [5]. Dnes povaˇzujeme y biolog T.D. Lysenko (1898–1976) [8]. biostatistiku dokonce za neodmyslitelnou souˇc´ast biolo- anebo i sovˇetsk´ A tak se zd´ a , ˇ z e Gregor Mendel, v´aˇzen´ y a pˇr´ıkladn´ y knˇez, gie ˇci biomedic´ınsk´eho v´ yzkumu, ale Mendel pˇresto nen´ı m˚ u ˇ z e nakonec vyj´ ıt ze vˇ s ech kontroverz´ ı i obvinˇ e n´ı jako pˇres sv´e z´asluhy o jej´ı rozvoj obecnˇe uzn´ av´ an jako jej´ı mor´ a ln´ ı autorita a muˇ z nejˇ c istˇ s ´ ıho charakteru [10]. zakladatel. Mendel se stal i pr˚ ukopn´ıkem sofistikovan´eho navrekov´ an´ı hov´an´ı experiment˚ u, kter´e tvoˇr´ı d˚ uleˇzitou souˇc´ast stati- Podˇ stiky. Sv´e pokusy zorganizoval na svou dobu nev´ıdan´ ym Autor dˇekuje dvˇema anonymn´ım recenzent˚ um za zp˚ usobem, i kdyˇz p˚ usobily nesrozumitelnˇe a jejich proveden´ı vyˇzadovalo vypˇestovat a vyhodnotit enormn´ı poˇcet zaj´ımav´e podnˇety. rostlin. Fisher [6] odvodil statistick´e vzorce pro jejich anal´ yzu a cel´ y postup, kter´ y se dnes oznaˇcuje za fakReference tori´alov´ y design, dnes povaˇzujeme za pˇrirozen´ y, intuitivn´ı a standardn´ı. Stoj´ı za povˇsimnut´ı, ˇze tento statistick´ y [1] Corcos, A.F., Monaghan, F.V.: Gregor Mendel’s experiterm´ın se odvozuje od Mendelova pojmu die Faktoren, ments on plant hybrids: A guided study. Rutgers University Press, New Brunswick, 1993. kter´ ym znaˇcil geny a kter´ y n´ aslednˇe pˇrevzal Fisher pro zkouman´e promˇenn´e v libovoln´em (nejen genetick´em) ex[2] Edelson, E.: Gregor Mendel and the roots of genetics. Oxford perimentu. University Press, New York, 1999. Mendel je tak´e oznaˇcov´ an jako praotec Mendelovsk´e randomizace, kter´ a z´ıskav´ a st´ ale vˇetˇs´ı popularitu v analytick´ ych epidemiologick´ ych studi´ıch [23, 31]. Studuje-li se vliv r˚ uzn´ ych faktor˚ u (ovlivnˇen´ ych prostˇred´ım i geneticky) na l´eˇcbu pacienta, pot´ ykaj´ı se randomizovan´e kontroln´ı studie s ˇradou praktick´ ych omezen´ı. Napˇr´ıklad nelze prov´est randomizaci genotypu, kter´ y je sice u dan´eho pacienta d´an n´ahodnou kombinac´ı gen˚ u jeho rodiˇc˚ u, avˇsak v okamˇziku proveden´ı studie je pevnˇe dan´ y, protoˇze randomizaci alel provedla sama pˇr´ıroda v okamˇziku poˇcet´ı. Jin´ ym tˇeˇzko realizovateln´ ym poˇzadavkem na d˚ uslednou randomizaci by bylo donutit pacienta, aby se kv˚ uli studii stal kuˇr´akem nebo alkoholikem. Mendelovskou randomizac´ı pak rozum´ıme postup pˇr´ımo vych´azej´ıc´ı z druh´eho Mendelova z´ akona, kter´ y dok´aˇze pˇr´ımo nahradit randomizovan´e klinick´e studie. Ze statistick´eho hlediska pˇredstavuje korekci na systematickou chybu (tzv. maten´ı) pˇri n´ avrhu studie. Je totiˇz obvykl´e, ˇze pacienti vybran´ı pro klinickou studii m´ıvaj´ı lepˇs´ı (nebo naopak horˇs´ı) progn´ ozu oproti pacient˚ um, kteˇr´ı jsou l´eˇceni konvenˇcn´ımi postupy. Princip metody je statistick´ y a spoˇc´ıv´a v pr´ aci s konkr´etn´ı genetickou variantou jako pˇrirozenou instrument´ aln´ı promˇennou, pˇriˇcemˇz se testov´an´ı hypot´ez ˇci odhad efektu prov´ ad´ı pomoc´ı odc
2016 EuroMISE s.r.o.
[3] Fairbanks, D.J., Rytting, B.: Mendelian controversies: A botanical and historical review. American Journal of Botany 88 (2001), 737 – 752. [4] Fisher, R.A.: Statistical methods in genetics. Heredity 6 (1952), 1 – 12. [5] Fisher, R.A.: Has Mendel’s work been rediscovered? Annals of Science 1 (1936), 115 – 137. [6] Fisher, R.A.: The design of experiments. Oliver & Boyd, Edinburgh, 1935. [7] Fisher, R.A.: The correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance. Transactions of the Royal Society of Edinburgh 52 (1918), 399 – 433. ´gr, J.: Lysenkizmus trochu jinak. Vesm´ır 78 (1999), 16 – [8] Fle 21. [9] Franklin, A., Edwards, A.W.F., Fairbanks, D.J., Hartl, D.L., Seidenfeld, T.: Ending the Mendel-Fisher Controversy. University of Pittsburgh Press, Pittsburgh, 2008. [10] Gustaffson, A.: The life of Gregor Johann Mendel —Tragic or not? Hereditas 62 (1969), 239 – 258. [11] Henig, R.M.: The monk in the garden: The lost and found genius of Gregor Mendel, the father of genetics. Houghton Mifflin Harcourt, Boston, 2000.
EJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
cs26
Kalina J. – Genetick´e experimenty Gregora Mendela: Statistick´a anal´yza po 150 letech
[12] Iltis, H.: Johann Gregor Mendel, Leben, Werk und Wirkung. Springer, Berlin, 1924. [13] Kalina, J.: Gregor Mendel’s experiments and their statistical evaluation. Acta Musei Moraviae, Scientiae Biologicae 99 (2014), 87 – 99. [14] Kalina, J.: Ronald Fisher, otec biostatistiky. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie 57 (2012), 186 – 190. [15] Kalina, J.: K v´ yroˇ c´ı u ´mrt´ı zakladatele biometrie. BiologieChemie-Zemˇ epis 20 (2011), 123 – 127. [16] Klein, J., Klein, N.: Solitude of a humble genius Gregor Johann Mendel. Volume 1. Springer, Berlin, 2013. ˇ ´ , M.: Biometrika stolet´ [17] Maly a. Informaˇ cn´ı bulletin Cesk´ e statistick´ e spoleˇ cnosti 14 (2003), 4 – 9. [18] Mawer, S.: Mendel˚ uv trpasl´ık. Kniha Zl´ın, Zl´ın, 2010. [19] Mendel, G.: Versuche u ¨ber Pflanzen-Hybriden. Verhandlungen des Naturforschenden Vereines in Br¨ unn 4 (1866), 3 – 47. (Prvn´ı anglick´ y pˇreklad: Journal of the Royal Horticultural Society 26 (1901), 1 – 32.) ˇ [20] Munzar, J.: Gregor Mendel—meteorolog. Ceskoslovensk´ y ˇ casopis pro fyziku A 31 (1981), 63 – 67. [21] Nissani, M.: Psychological, historical, and ethical reflections on the Mendelian paradox. Perspectives in Biology and Medicine 37 (1994), 182 – 196. [22] Novitski, E.: On Fisher’s criticism of Mendel’s results with the garden pea. Genetics 166 (2004), 1133 – 1136. ´ , L., Bencko, V.: Asociace genotypu s nemoc´ı a od[23] Novotny halovan´ı jejich prostˇred´ım ovlivniteln´ ych pˇ r´ıˇ cin: Vyuˇzit´ı prinˇ cipu mendelovsk´ e randomizace. Casopis l´ ekaˇr˚u ˇ cesk´ ych 146 (2007), 343 – 350.
EJBI – Volume 12 (2016), Issue 2
[24] Orel, V.: Science studies v hodnocen´ı Mendlova v´ yzkumu. Informaˇ cn´ı listy Genetick´ e spoleˇ cnosti Gregora Mendela 32, 2007, 20 – 27. [25] Orel, V.: Gregor Mendel a poˇ c´ atky genetiky. Academia, Praha, 2003. ˇ´ık, M.: Svˇ [26] Petr etci a svˇ edci: Gregor Johann Mendel. Televizn´ı poˇrad, 2008. Dostupn´ e z: http:// www. ceskatelevize.cz/porady/10123417216-svetci-asvedci/208562211000012-gregor-johann-mendel. [27] Piegorsch, W.W.: Fisher’s contributions to genetics and heredity, with special emphasis on the Gregor Mendel controversy. Biometrics 46 (1990), 915 – 924. [28] Pires, A.M., Branco, J.A.: A statistical model to explain the Mendel-Fisher controversy. Statistical Science 25 (2010), 545 – 565. ´ k, J.: Mendel v ˇ [29] Sekera cern´ e skˇ r´ıˇ nce. Moravsk´ e zemsk´ e muzeum, Brno, 2008. ´ k, J.: Probl´ [30] Sekera em filosofick´ e interpretace pˇ r´ırodovˇ edn´ eho textu: G.J. Mendel. Dizertaˇ cn´ı pr´ ace, Masarykova Univerzita v Brnˇ e, Brno, 2007. [31] Smith, G.D., Ebrahim, S.: Mendelian randomization: Can genetic epidemiology contribute to understanding environmental determinants of disease? International Journal of Epidemiology 32 (2003), 1 – 22. [32] Vondrejs, V.: Otazn´ıky kolem genov´ eho inˇzen´ yrstv´ı. Academia, Praha, 2010.
c
2016 EuroMISE s.r.o.