孟德爾面對的難題
在 19 世紀 60 年代，多數人把遺傳想像成混合：高個親本和矮個親本應該生出中等身高的孩子，就像紅白顏料混成粉紅一樣。但混合論有個無人能解的難題——如果性狀真的會混合，變異就會一代代縮小，直到所有人都長得一樣。在布爾諾一座修道院花園裡工作的格雷戈爾·孟德爾，懷疑這幅混合的圖景根本就是錯的。
孟德爾選擇豌豆有充分理由。豌豆生長快，易於人工雜交，且具有清晰的非此即彼的性狀——種子要麼圓要麼皺，花要麼紫要麼白，幾乎沒有中間狀態。他還從純種品系入手：這些植株任其自花授粉，會一代代產生相同的性狀。這給了他一個乾淨的起點，而多數博物學家從未費心建立這樣的基礎。
消失的性狀揭示了什麼
當孟德爾把純種紫花植株與純種白花植株雜交時，後代並不是淡紫色，而是全部為紫色。白色消失了。在混合論下這說不通。但接著孟德爾讓這些紫花後代自花授粉——白色又重新出現，約每四個孫代中就有一個。一個先消失、又原樣回來的性狀不可能曾被混合過。它一定是被藏了起來，完整地攜帶並傳遞下去。
孟德爾的飛躍在於提出：每株植物對每種性狀都攜帶兩份遺傳因子，分別來自父母雙方。這些因子有不同版本——也就是我們如今所說的等位基因。一個版本可以掩蓋另一個，卻不會將其抹去。被掩蓋的版本靜靜存在，隨時可能在後代中重新顯現。這正是全部孟德爾遺傳的種子。
為什麼離散性改變了一切
把遺傳當作離散、可計數的單位，讓生物學變成了可以用算術來預測的東西。因為因子保持完整，你就能發問：會有多少比例的後代表現出每種性狀？孟德爾數了成千上萬顆豌豆，發現了穩定的比例——不是含糊的傾向，而是像三比一這樣在各次實驗中都站得住腳的數字。正是離散性，讓本系列後面的內容成為可能。
也值得誠實地說明其局限。並非每個性狀都遵循孟德爾那種清晰的非此即彼模式——比如人的身高確實是連續平滑變化的，因為許多基因同時起作用。孟德爾的高明之處，部分正在於他選擇了那些以最簡單形式展現規則的性狀。這些簡單情形是入門的恰當起點，而我們之後會遇到那些更複雜的情況。