19세기까지는 유전에 관한 엉터리 설명들이 유행했다. 정자 속 유전자가 자손에게 전달되고 어머니는 단순히 정자를 키우는 역할만 한다고 생각했다. 정자 속에 이미 자손이 만들어져 있다는 주장이다. 또 아버지와 어머니의 유전적 특징이 섞여서 그 중간이 자손에게 나타난다는 주장도 있었다.어려서부터 과학에 관심이 많았던 멘델은 수도원 교사로 활동하던 중 수도원장의 권유로 빈 대학에서 석사 과정을 밟았다. 이때 배운 물리학 덕분에 멘델은 수많은 자연현상에는 법칙이 있고 아무리 복잡한 자연현상이라도 작게 나누어 살펴보면 쉽게 그 법칙을 알 수 있으며, 실험을 잘 계획하면 자연법칙을 알게 되는 데에 유리하고, 확률과 통계를 사용해 실험 결과를 정리할 수 있음을 알았다.

멘델은 수도원 정원에 있는 길이 30m, 폭 6m 남짓의 텃밭에서 완두콩으로 8년간 유전학 실험을 수행하면서 수많은 생물학자들에게 과학적 방법론의 모범을 보였고 올바른 유전법칙을 찾아냈다.

첫째, 탁월한 실험 재료를 선택했다. 멘델이 선택한 완두는 한 세대 기간이 짧고, 교배한 하나의 개체에서 얻는 자손 수가 많다. 그래서 비교적 짧은 시간 내에 여러 세대를 살펴볼 수 있고 통계 자료를 만들 수 있다. 완두는 다양한 변종이 있어서 유전 현상들을 비교 분석하는 데 도움이 된다. 실험 재료를 선택할 때 이 기준은 아직도 통용된다.

둘째, 세심한 관찰력이다. 멘델은 관찰을 통해 완두의 꽃 색깔, 씨의 색깔과 모양, 콩깍지 모양과 색깔, 꽃의 위치, 키 등 유전 현상마다 서로 대립되는 두 가지 특징이 있다는 것을 알게 됐다.

셋째, 유전학 실험 방법이 모범적이다. 멘델은 보라색과 흰색 꽃과 같은 두 가지 특징이 어떻게 자손에게 전달되는지 보려고 했다. 이를 위해서는 보라색 꽃과 흰색 꽃을 교배시키는 실험을 해야 하므로 한쪽의 꽃가루를 다른 쪽의 암술에 묻혀야 한다. 그런데 완두는 꽃 하나에 꽃가루를 만드는 수술과 밑씨를 지닌 암술이 함께 있어서 보라색 유전물질이 있는 꽃가루가 같은 꽃의 암술에 결합할 수 있다. 그래서 멘델은 성숙하기 전에 보라색 꽃의 수술을 제거하고 흰색 꽃 수술에서 만든 꽃가루를 붓에 묻혀 수술이 없는 보라색 꽃의 암술머리로 옮겼다. 이렇게 함으로써 정확하게 흰색 꽃과 보라색 꽃의 교배에 의한 자손을 얻을 수가 있었다. 이 실험법은 아직도 식물 유전학자들이 사용하고 있다.

넷째, 끈질긴 시도와 분석 능력이다. 멘델은 실험과 관찰을 첫 번째 자손 세대에서 그치지 않고 2대, 3대를 대상으로 수행했고 드물게는 자손 4대, 5대까지도 관찰했고 그 결과를 양적으로 분석했다. 그 결과 열성 유전자가 사라지지 않고 우성 유전자에 의해 가려진다는 사실을 알게 됐다.

다섯째, 실험 결과에 근거해 추론하는 능력이다. 실험 결과를 바탕으로 완두의 여러 유전 현상을 담당하는 실체(유전자)가 있고 이것들이 자손으로 전달된다고 판단했다. 이를 통해 멘델은 앞에서 언급한 두 엉터리 유전법칙을 논박한 셈이다.

학문적 배경, 연구 준비, 성실한 실험, 추론 능력을 활용한 덕분에 멘델은 유전 기본 법칙을 발견했다. 현대인들은 스스로 과학적 사고를 한다고 생각하고 있다. 그러나 코로나19 백신과 관련해 영국에서만 2000만명 이상이 접종한 아스트라제네카 백신을 독극물처럼 취급하는 일부 언론기사와 수많은 댓글을 보면서 21세기를 살아가는 우리들의 과학적 사고 능력에 대해 짙은 아쉬움이 남는다.