Genio, guisantes y herencia

El pasado 20 de Julio de 2011, Google me recordó con sus siempre geniales “doodles” el 189 aniversario del nacimiento de Gregor Mendel, y por tanto, no podía dejar pasar la oportunidad de hablaros algo sobre este genio que revolucionó la biología y cuyo trabajo supuso el asentamiento de los cimientos de una nueva rama de la ciencias: la genética… 

Gregor Mendel fue un monje agustino que vivió durante el siglo XIX en Brno (Reino de Austria, actual Chequia). Entorno a 1856, Mendel comenzó sus experimentos con el objetivo de mejorar las formas de cultivo de la época, y para ello tomó una planta ornamental muy valiosa, el guisante de olor o de jardín. Gracias a su trabajo y su alta capacidad de análisis, pronto descubrió que la herencia de los caracteres era menos azarosa de los que hasta entonces se pensaba… Tras el redescubrimiento de sus trabajos en 1900, se iniciaba el desarrollo de una nueva rama de la ciencia que revolucionó, revoluciona y revolucionará el mundo: la genética.

Al hablar de los trabajos y las conclusiones de Mendel, se suele comentar la mucha suerte que tuvo en su desarrollo, e incluso se ha llegado a decir que algún “ente”, extraterrestre o alguien del futuro le había contado a Mendel como debía desarrollar su experimentación… Ignorando, como buenos científicos estos argumentos esotéricos, debemos afirmar que sí, tuvo suerte, mucha suerte… pero sus conclusiones hubieran sido imposibles sin su incombustible tenacidad, sin su visión precavida y sin su mirada analítica.

Los experimentos de Mendel tuvieron éxito gracias a ciertas características llevadas a cabo en su experimentación:

-Estudió 7 caracteres sencillos y discontinuos, como el color del guisante (verde-amarillo), su forma (liso-rugoso)…

-Utilizó una especie autofecundable (autógama), evitando así el cruce con otras plantas de diferentes especies y complicando aún más sus resultados.

-Utilizó sistemas de control. Los cruzamientos se realizaban aislados en bolsitas donde encerraba a las flores, se utilizaron cruzamientos paralelos, sistemas control…

-Aplicó la aritmética matemática a sus resultados y esto resultó crucial para entender el sistema de la herencia de los caracteres.

Mendel comenzó sus cruzamientos estudiando un solo carácter, nosotros a modo de ejemplo vamos a tratar el carácter forma del guisante, lisa-rugosa. En primer lugar deseaba obtener individuos puros para ese rasgo, estos eran aquellos que al autofecundarlos produjeran el mismo carácter. Tras la obtención de individuos puros lisos y rugosos, cruzó los individuos lisos con los rugosos. La siguiente generación (F1) estaba formada sólo por individuos que presentaban un solo rasgo: liso. Posteriormente cruzó los individuos de la F1 entre sí, y obtuvo una segunda generación (F2), en la que volvía a aparecer el rasgo perdido en la generación F1, el rugoso, pero esta vez en proporción ¼ del total. Además volvió a cruzar entre sí los individuos de la F2, y observó que de la F2, ¼ eran lisos puros, ¼ rugosos puros y ½ eran híbridos lisos de la generación F1.

Además Mendel realizó los cruzamientos con el resto de caracteres e hizo los cruzamientos  recíprocos (polen-ovocélula y ovocélula-polen), y obtuvo los mismos resultados:

-Al cruzar individuos puros de diferente carácter (liso-rugoso, verde-amarillo…), TODOS los descendientes presentan la misma apariencia que uno de los parentales. A este rasgo lo denominó dominante y al rasgo parental que no aparecía recesivo.

-Al cruzar los individuos híbridos de la primera generación filiar, se recuperan el carácter perdido en la F1, en proporciones ¼. Además comprobó que de la F2 obtenida, los descendientes eran ½ híbridos con el carácter dominante, ¼ puros con el carácter dominante y ¼ puros con el carácter recesivo.

Posteriormente realizó cruzamientos fijándose en dos caracteres al mismo tiempo. Así tomo las siete características de dos en dos y repitió sus análisis. Por ejemplo obtuvo individuos puros amarillo-liso y verde-rugoso, al cruzarlos obtuvo una F1 compuesta sólo por individuos amarillos-lisos. Al cruzar los individuos híbridos de la F1 obtuvo una F2, en la que por cada 9 guisantes amarillo-liso, se obtenían 3 amarillo-rugoso, 3 verde-liso y 1 verde-rugoso. Sin embargo el total de amarillos eran 12/16 es decir ¾, y el total de verdes eran ¼. Los mismos resultados que para los experimentos de un sólo carácter.

Finalmente analizó los cruzamientos con 3 caracteres y observó unos resultados que se ajustaban a los anteriores cruzamientos. Sólo que con más variedades de caracteres combinados…

De todo su estudio, lanzó varias hipótesis:

Cada rasgo está controlado por 2 factores que no se fusionan y que segregan (separan) independientemente en la formación de gametos.

Además desarrolló paralelamente cruzamientos prueba (cruzó individuos con el individuo puro recesivo) y retrocruzamientos (descendientes con parentales) que le permitieron reforzar sus hipótesis.

En 1900, los trabajos de Mendel fueron redescubiertos e interpretados, y algunas de sus conclusiones se presentaron como  “los principios de Mendel” (que NO leyes de Mendel)¹:

1) Primer principio o principio de la uniformidad de los híbridos: al cruzar dos individuos parentales puros para un determinado carácter de diferente modalidad, TODOS los descendientes de la primera generación presentan un carácter igual a uno de los parentales, y se denomina, carácter dominante.

2) Segundo principio o principio de la segregación independiente: existen 2 “factores” por cada rasgo que no se fusionan o se mezclan en ninguna forma, que permanecen independientes a lo largo de la vida del individuo y que se separan (segregan) para formar los gametos.

3) Tercer principio o principio de la transmisión independiente: los miembros de los pares de factores diferentes se distribuyen independientemente unos de otros en los gametos.

Resultaba demostrada cualitativa y cuantitativamente, por primera vez en la historia de la humanidad, que la herencia de los caracteres podía tener una cierta lógica biológica… Este descubrimiento supuso la primera piedra angular. Los científicos se lanzaron a buscar esos “factores” de los que hablaba Mendel y que disponían de la información genética, (1) indagaron en otros caracteres y en otras especies y vieron que la herencia genética no era siempre de tipo mendeliano, esto no anulaba los resultados y las sugerencias de Mendel sino que contribuían a ampliarlos, por tanto no se debía nombrar como “leyes” sino como principios… Durante todo el siglo XX y el XXI la genética avanzó vertiginosamente, convirtiéndose en una herramienta poderosísima para el avance de la ciencia y el progreso de la humanidad, y todo ello, hubiera sido imposible sin la tenacidad de un perspicaz monje, de un genio, de Gregor Mendel.