Aniversario del nacimiento de Gregor Mendel, el padre de la genética

Las disciplinas científicas y especialidades actuales son ramificaciones inflacionarias de muy reciente aparición, la historia de la ciencia nos muestra que las principales disciplinas científicas y también muchas ramas definidas de las disciplinas sociales y en humanidades se han estructurado decisivamente en la modernidad, avanzada la Ilustración y a partir del siglo XIX. Antes incluso de que la biología se constituyese como disciplina científica autónoma, los naturalistas modernos enfocaban su investigación en las taxonomías de los reinos minerales, vegetales y animales, clasificando la vida en la Tierra a la par que la aparición de la geología en la historia natural esclarecía una datación realista del planeta, avances en el conocimiento patrimonio de la humanidad que el infantilismo crónico por la lectura del libro del Génesis no podía proporcionar. Antes de llegar a las conclusiones obtenidas por Charles Lyell, Alfred Russell Wallace y Charles Darwin, una figura clave entre los naturalistas de este periodo histórico es Alexander von Humbolt, naturalista ilustrado que realizó viajes transatlánticos antes de la salida de Darwin en el conocido H.M.S. Beagle.

Las conclusiones sobre la teoría de la evolución de las especies eran bastante claras y movieron cimientos sociológicos que por escrúpulos ante el rechazo social, no se habían publicado con anterioridad. En la obra de 1859, ‘Sobre el origen de las especies por medio de selección natural, o la preservación de especies favorecidas en la lucha por la vida’, Darwin definió el principio de selección natural o la supervivencia de los más adaptados al estudiar cómo en la enorme variabilidad de la vida en la naturaleza, en constante lucha por la existencia, con condiciones naturales cambiantes y modificaciones de influencia humana, los seres vivientes con ligeras ventajas en diferentes generaciones tenían más probabilidades de sobrevivir y procrear, transmitiendo esos caracteres ventajosos seleccionados naturalmente a favor, mientras que los individuos con variaciones perjudiciales no lograban sobrevivir sin mecanismos de influencia proteccionista humana. La conservación de las diferencias y variaciones individualmente favorables y la eliminación de las perjudiciales es la selección natural, con la consecuente desaparición de millones de especies en diferentes momentos de la historia del planeta. La teoría de la evolución con variaciones biológicas de cambio extremadamente gradual en la continuidad de la vida igual que en la actividad geológica y en la formación de rocas, refutó la interpretación fijista, catastrofista, creacionista y esencialista ajenas al conocimiento científico, también explicó el origen común de la vida en la Tierra, de todos los organismos vivos sin establecer escisiones ónticas para vanidad de la especie humana.

Sin embargo, el mecanismo explicativo en el que se basó Darwin no incluía aclaraciones de temas clave en biología como la localización de la transmisión de los caracteres hereditarios y en antropología, como la aparición de la conciencia en el hombre desde las especies del género Homo y los antecesores prehumanos, que sí fueron investigados a partir de la segunda mitad del siglo XIX y de manera accelerada en el siglo XX. Gregor Mendel, reconocido como padre de la genética décadas después de su obra clave, ‘Experimentos sobre la hibridación de plantas’ publicada en 1865 en Brno, no fue valorado en las décadas de 1870-1880 debido a la atención centrada en los debates sociológicos surgidos de las ideas evolucionistas: el programa político conservador llamado darwinismo social que desenbocó en la eugenesia, aunque en el pensamiento griego clásico ya existieron ideas políticas sobre eugenesia, controlando los nacimientos en la población.

Gregor MendelGregor Johann Mendel (20 de julio de 1822 – 6 de enero de 1884) fue un monje agustino católico y naturalista nacido en Heinzendorf, Austria (actual Hynčice, distrito Nový Jičín, en República Checa) que describió, por medio de los trabajos que llevó a cabo con diferentes variedades del guisante (Pisum sativum), las leyes que rigen la herencia genética. Inicialmente realizó cruces de semillas, estudiando de forma analítica caracteres hereditarios observables a nivel macroscópico como el color de las semillas, el tipo de flor, la longitud del tallo, el aspecto de las vainas de legumbres. En sus resultados encontró caracteres dominantes que se caracterizan por determinar el efecto de un gen y los recesivos por no tener efecto genético, expresión sobre un caracter determinado, sobre un fenotipo heterocigótico. Su trabajo no fue valorado aunque sí que fue difundido en bibliotecas institucionales y citado en otros estudios botánicos pero no tuvo reconocimiento hasta que autores como Hugo de Vries, botánico neerlandés, el alemán Carl Correns y también Erich von Tschermak redescubrieron por separado las leyes de Mendel en el año 1900. Hoy día 20 de julio de 2011 puede verse en el buscador Google un logotipo diseñado para conmemorar los trabajos experimentales de Mendel en el 189 aniversario de su nacimiento.

Diseño Google por el 189 aniversario del nacimiento de Gregor Mendel

Para poder estudiar en un nivel académico superior a la enseñanza obligatoria, Johann Mendel, que perteneció a una familia de campesinos donde su padre le enseñó a cultivar árboles frutales, ingresó como sacerdote en 1843 en el monasterio agustino de San Pablo en Brno, tomando el nombre de Gregor. Otros religiosos del monasterio eran estudiosos de ciencias naturales y profesores en Brno en colaboración con instituciones de Moravia para la mejora de la agricultura. El clima intelectual del monasterio fue muy favorable a Mendel: un compañero entre los monjes agustinos, Matthew Klácel, tenía un jardín experimental donde se trabajaba con plantas pero no como agricultura de subsistencia, sino como investigación sobre botánica, caracteres variables y protección de las plantaciones frente a sus agresores naturales. Además de beneficiarse de esta ayuda en el monasterio donde cursó Teología hasta 1851, Mendel estudió ciencias naturales en Viena siendo admitido en la Sociedad de Zoología y Botánica de Viena, hasta que regresó a Brno como profesor en 1856. Además de impartir clases en la Escuela Técnica empezó sus famosos experimentos con guisantes en el jardín experimental, donde trabajó con los caracteres heredados por la descendencia híbrida de varias cepas, sobre treinta y cuatro variedades. Según la preponderencia de los caracteres en la progenie, Mendel concluyó que los caracteres dominantes o recesivos dependían de dos conjuntos de determinantes hereditarios cada uno de un progenitor, que aportaba la mitad de la información genética, aunque Mendel no sabía nada de la localización a nivel microscópico de la información, que llamamos genes por ser de transmisión biológica, frente a memes de transmisión en la experiencia social ya que los estudios genéticos de secuenciación del ADN a partir de los cromosomas son posteriores, avanzada la segunda mitad del siglo XX.

Hay una controversia epistemológica sobre el método científico empleado por Mendel para obtener las leyes de herencia de factores o caracteres, tradicionalmente se ha mantenido que su trabajo fue empírico inductivista, al observar de forma general sin excepciones los fenotipos obtenidos a nivel macrocópico de siete caracteres. Pero muy posteriormente en el siglo XX y XXI se ha pensado más en un contexto hipotético-deductivo de planteamiento de hipótesis en el contexto heurístico y la planificación de experimentos en el contexto de justificación. Pisum sativum es una planta autógama, es decir, se autofecunda. Mendel lo evitó emasculándo la planta (eliminando las anteras para evitar la autofertilización). Así pudo cruzar exclusivamente las variedades deseadas. También embolsó las flores para proteger a los híbridos de polen no controlado durante la floración. Llevó a cabo un experimento control realizando cruzamientos durante dos generaciones sucesivas mediante autofecundación para obtener líneas puras para cada carácter.

caracteres experimentos guisantes Gregor Mendel

Mendel llevó a cabo la misma serie de cruzamientos en todos sus experimentos. Cruzó dos variedades o líneas puras diferentes respecto de uno o más caracteres. Como resultado obtenía la primera generación filial (F1), en la cuál observó la uniformidad fenotípica de los híbridos. Posteriormente, la autofecundación de los híbridos de F1 dio lugar a la segunda generación filial (F2), y así sucesivamente. También realizó cruzamientos recíprocos, es decir, alternaba los fenotipos de las plantas parentales.

Las leyes de Mendel explican y predicen cómo van a ser los caracteres físicos (fenotipo) de un nuevo individuo. Frecuentemente se han descrito como «leyes para explicar la transmisión de caracteres» (herencia genética) a la descendencia. Desde este punto de vista, de transmisión de caracteres, estrictamente hablando no correspondería considerar la primera ley de Mendel (Ley de la uniformidad). La uniformidad de los híbridos que Mendel observó en sus experimentos es consecuencia de la dominancia de determinados alelos sobre los recesivos, no se considera una ley de transmisión sino de la expresión del genotipo. Hay tres leyes de Mendel que explican los caracteres de la descendencia de dos individuos, pero solo son dos las leyes mendelianas de transmisión: la Ley de segregación de caracteres independientes y la Ley de la herencia independiente de caracteres.

La ley de la uniformidad establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) a uno de los progenitores.

La ley de la segregación equitativa o disyunción de los alelos establece que durante la formación de los gametos cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial. Mendel obtuvo esta ley al cruzar diferentes variedades de individuos heterocigotos (diploides con dos variantes alélicas del mismo gen: Aa), y pudo observar en sus experimentos que obtenía muchos guisantes con características de piel amarilla y otros (menos) con características de piel verde, comprobó que la proporción era de 3:4 de color amarilla y 1:4 de color verde (3:1).

diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de un caracter

diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de un caracter

Explicación en diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de un caracter, en la página de la Universidad Pontificia de Chile.

Según la interpretación actual, los dos alelos, que codifican para cada caracter hereditario, son segregados durante la producción de gametos mediante una división celular meiótica. Esto significa que cada gameto va a contener un solo alelo para cada gen. Lo cual permite que los alelos materno y paterno se combinen en el descendiente, asegurando la variación. Para cada característica, un organismo hereda dos alelos, uno de cada pariente. Esto significa que en las células somáticas, un alelo proviene de la madre y otro del padre. Éstos pueden ser homocigotos o heterocigotos.

«Resulta ahora claro que los híbridos forman semillas que tienen el uno o el otro de los dos caracteres diferenciales, y de éstos la mitad vuelven a desarrollar la forma híbrida, mientras que la otra mitad produce plantas que permanecen constantes y reciben el carácter dominante o el recesivo en igual número.»

Gregor Mendel

diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de doble caracter

diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de doble caracter

Explicación en diagrama de la Ley de Mendel para la transmisión de un caracter, en la página de la Universidad Pontificia de Chile.

La ley de la segregación independiente concluye que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma.

«Por tanto, no hay duda de que a todos los caracteres que intervinieron en los experimentos se aplica el principio de que la descendencia de los híbridos en que se combinan varios caracteres esenciales diferentes, presenta los términos de una serie de combinaciones, que resulta de la reunión de las series de desarrollo de cada pareja de caracteres diferenciales.»

Gregor Mendel

– Historia de la genética.
– Biografía y experimentos de Mendel.
Leyes de Mendel.
Traducción al inglés de la obra publicada en 1865 con los experimentos sobre hibridación de plantas en Mendelweb.
– En Youtube se pueden ver episodios animados de la serie ‘Érase una vez…’ donde aparecen los experimentos con guisantes de Mendel.

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