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07 febrero 2022

El segundo tipo de herencia de Mendel

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Los experimentos que Mendel llev√≥ a cabo en los guisantes figuran entre los m√°s importantes de la historia de la Biolog√≠a. Pero, aunque no sean tan conocidos, Mendel tambi√©n realiz√≥ experimentos con otra planta, Hieracium. Y en ella no pudo confirmar los resultados¬† que hab√≠a obtenido en los guisantes. Por ello defendi√≥ que en la naturaleza deb√≠a de haber otro tipo de herencia diferente a la del guisante que llam√≥ precisamente ‚Äútipo Hieracium‚ÄĚ.

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Gregor Mendel (1822-1884) Crédito: Wikipedia

¬ŅEn qu√© consiste este segundo tipo de herencia? ¬ŅEn qu√© difiere de la del guisante? ¬ŅEs frecuente en la naturaleza ¬†o es un caso aislado?

A MENDEL LE ‚ÄúFALL√ď‚ÄĚ HIERACIUM

Mendel (20 de julio de 1822-6 de enero de 1884), ¬†para investigar si se cumpl√≠an las reglas ¬†sobre la herencia que hab√≠a observado en los guisantes, realiz√≥ cruzamientos en otras plantas, aunque tambi√©n realiz√≥ algunos experimentos, muy iniciales, en animales como ratones o abejas. As√≠ en m√°s de 20 especies de plantas en las que realizo experimentos como los del guisante, es decir fecundando las flores de unas variedades con el polen de otras, observ√≥ que se segu√≠an cumpliendo las reglas que hab√≠a visto en el guisante. En todas menos en una: Hieracium. Se trata de una planta del grupo de las ‚Äúmargaritas‚ÄĚ, una compuesta, que hab√≠a recibido ese nombre porque en la antig√ľedad se cre√≠a que la com√≠an los halcones para fortalecer su visi√≥n -as√≠ lo recog√≠a Plinio El Viejo, por ejemplo-, y de ah√≠ su nombre porque Hierax significa halc√≥n en griego. De hecho en ingl√©s esta planta se conoce como hawkweed (hierba halc√≥n) y en espa√Īol vellosilla (por sus ‚Äúpelillos‚ÄĚ).

En los experimentos ¬†que llev√≥ a cabo en Hieracium ¬†encontr√≥ que no se segu√≠a ni la primera regla que hab√≠a observado en el guisante, ni tampoco la segunda. Seg√ļn la primera, los h√≠bridos de la primera generaci√≥n ¬†obtenidos por cruzamientos de dos variedades distintas del guisante-y de otras plantas- eran¬† uniformes en cuanto a aspecto, pues todos¬† presentaban la¬† caracter√≠stica de una de las variedades parentales. Pero ¬†la primera generaci√≥n de los cruzamientos en Hieracium no era uniforme en cuanto a apariencia. Se observaba que muchas de las plantas ten√≠an la apariencia de las variedades que hab√≠an actuado como receptor del polen y otras la ten√≠an de las que hab√≠an actuado como donantes del polen e incluso hab√≠a otras intermedias.

Los siete caracteres que observó G. Mendel en sus experiencias genéticas con los guisantes. Fuente: Wikimedia

Los siete caracteres que observó G. Mendel en sus experiencias genéticas con los guisantes. Fuente: Wikimedia

Y tampoco se cumpl√≠a la segunda regla de los guisantes seg√ļn la cual en la segunda generaci√≥n obtenida a partir de los h√≠bridos ¬†junto a plantas con la apariencia como los de la primera generaci√≥n volv√≠an a aparecer plantas (aunque en menor frecuencia, en proporci√≥n 3:1) con la apariencia de la variedad que no se hab√≠a manifestado en la primera generaci√≥n. Era la segunda regla-ley, la de la segregaci√≥n de los ¬†variantes-alelos se llamar√≠an posteriormente-¬† existentes dentro de¬† los genes. Y en Hieracium en cambio las plantas de la segunda generaci√≥n eran uniformes en cuanto a apariencia, no hab√≠a segregaci√≥n.

Estas observaciones las public√≥ Mendel pocos a√Īos despu√©s de las del guisante (las del guisante en 1865-66 y las de Hieracium en 1869-70), y en vista de que no pudo confirmar en Hieracium las reglas que hab√≠a obtenido en el guisante y en otras plantas, ¬†lo que defendi√≥ es que ¬†en la naturaleza ¬†deb√≠an de existir dos ‚Äútipos‚ÄĚ de herencia: el tipo de los guisantes ¬†y el de los Hieracium, de forma que ambos deb√≠an de ser expresi√≥n de un fen√≥meno m√°s general. Pero ya no sigui√≥ m√°s adelante. Quiz√°s sus problemas de visi√≥n y su ‚Äúpromoci√≥n‚ÄĚ como prior del convento de agustinos en el que era sacerdote le ¬†impidieron seguir con sus experimentos.

REDESCUBRIMIENTO Y¬† EXPLICACI√ďN DEL ENIGMA HIERACIUM

Los experimentos y las ideas de Mendel permanecieron en el olvido m√°s de 30 a√Īos. Y cuando en 1900 los redescubrieron ¬†de forma independiente ¬†Correns, Tschermark, y de Vries ¬†destacaron sobre todo ¬†los experimentos del guisante, pues vieron que las reglas que de tales experimentos dedujo Mendel¬† se cumpl√≠an en diversos animales y plantas y, por ello, las pasaron a categor√≠a de leyes.

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Mendel investigó con mas de 20 especies de plantas realizando experimentos como los del guisante y en todas se cumplían las reglas que había visto en el guisante salvo una: Hieracium

Tambi√©n algunos de estos investigadores ¬†‚Äúdesempolvaron‚ÄĚ y mencionaron ¬†los experimentos con¬† Hieracium, pero no les dieron mucha importancia porque no pudieron encontrarles ¬†explicaci√≥n. Sin embargo,¬† un poco despu√©s ¬†se comenz√≥ a aclarar el ‚Äúenigma‚ÄĚ de Hieracium y porqu√© no se segu√≠an en estas plantas las leyes de Mendel. Concretamente dos investigadores (Ostenfeld y Rosenberg) de 1904¬† a 1910 llevaron a cabo diversos experimentos en Hieracium e incluso repitieron los experimentos de Mendel. Y observaron que Hieracium era un g√©nero de plantas en el que algunas especies y plantas se reproduc√≠an de forma sexual normal. Es decir que las semillas se formaban por la uni√≥n de gametos masculinos y femeninos, tal como hab√≠a supuesto Mendel¬† en todas las plantas en la que hab√≠a investigado y es lo m√°s ‚Äúnormal‚ÄĚ en la naturaleza. Pero que luego hab√≠a otras especies de Hieracium que se reproduc√≠an total o parcialmente de forma asexual mediante un fen√≥meno por ¬†¬†el que las semillas se formaban o bien ¬†a partir de c√©lulas som√°ticas no reproductivas cercanas a los gametos femeninos, o a partir de gametos femeninos que no necesitan ser fecundados por los masculinos. Es decir que estas semillas y plantas son como clones de las plantas femeninas. A este fen√≥meno se le llama apomixis (apo-falta, mixis-mezcla). Y precisamente las plantas de Hieracium que escogi√≥ Mendel para sus experimentos ¬†eran apom√≠cticas totales, unas, o parciales otras.

Al no intervenir ¬†los gametos masculinos en la formaci√≥n de algunas semillas se ¬†explicaba por qu√©, por ejemplo, a diferencia del guisante, la primera generaci√≥n de h√≠bridos en Hieracium no era uniforme. Muchas¬† de estas ¬†plantas h√≠bridas ¬†heredaban los¬† caracteres de los progenitores femeninos que utiliz√≥ Mendel, que eran los ¬†que hab√≠an intervenido en la formaci√≥n de la semilla mediante la apomixis. Y las¬† que presentaban la apariencia de los progenitores masculinos o una mezcla de ambos progenitores se formaron por algunos fen√≥menos de reproducci√≥n sexual ‚Äúnormal‚ÄĚ.

BBVA-OpenMind-Heteronotia binoei-partogenesis - Heteronotia binoei, especie de lagarto de la familia Gekkonidae de Australia, que presenta poblaciones partenogenéticas con un amplio rango geográfico y poblaciones bisexuales de distribución más restringida
Heteronotia binoei, especie de lagarto de la familia Gekkonidae de Australia, que presenta poblaciones partenogenéticas con un amplio rango geográfico y poblaciones bisexuales de distribución más restringida

En definitiva, que lo que podemos llamar herencia tipo Hieracium se debe a que en esta planta se forman  dos clases de semillas y plantas. Unas que se originan por procesos de reproducción sexual con intervención de gametos femeninos y masculinos. Y una segunda clase de semillas y plantas que  se originan  por procesos de reproducción asexual a partir sólo de gametos o células somáticas femeninas. En las primeras se cumplen las leyes de Mendel y en las segundas no. La producción de ambas clases de semillas y plantas en los cruzamientos realizados por Mendel  determina que globalmente Hieracium no siga las leyes canónicas de la herencia.

¬†Pero, ¬Ņes frecuente este tipo de herencia en la naturaleza?

LA HERENCIA TIPO HIERACIUM EN LA NATURALEZA

Desde Mendel y sus redescubridores se ha visto que la herencia tipo Hieracium es un fenómeno raro pero extendido en la naturaleza. Así se da en muchas plantas de la familia de las Compuestas, por ejemplo en los dientes de león (Taraxacum). Y también es frecuente en plantas de las Rosáceas, como en las moras, Rubus. En conjunto se ha detectado este fenómeno en cerca de 50 familias  y 150 géneros de plantas.

En el caso de los  animales, a la apomixis se le denomina más bien partenogénesis (engendrar virginalmente-parteno-las hembras).  Y ocurre desde gusanos e insectos a reptiles  y aves pasando por peces y anfibios. Por ejemplo, es frecuente en algunas  especies de lagartijas y peces. En aves, por ejemplo, se han descrito casos  en poblaciones naturales cuando las hembras no tienen acceso a los machos. Pero  muy recientemente  se ha mencionado un caso de varias hembras de cóndores que en cautividad han engendrado descendencia partenogenética  pese a existir  machos disponibles. En el caso de los mamíferos no está demostrada la producción en la naturaleza de organismos partenogenéticos, aunque se ha conseguido de forma experimental en ratones y conejos. 

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La partenogénesis es un tipo de reproducción sexual que consiste en el desarrollo de una célula reproductora hasta llegar a formarse un nuevo individuo, sin que se produzca fecundación.

Al final habr√≠a que decir que Mendel acert√≥ al darse cuenta de que Hieracium¬† constitu√≠a una excepci√≥n interesante a las reglas de la herencia que hab√≠a observado en el guisante y en otras plantas. Y que posteriormente se descubri√≥ que la excepci√≥n se deb√≠a a su modo particular de reproducci√≥n con mezcla de la sexual ‚Äúnormal‚ÄĚ y ¬†de un tipo especial de reproducci√≥n asexual. Asimismo en la actualidad se sabe que en la naturaleza existen diversos animales y plantas que presentan este tipo peculiar de herencia.

Manuel Rejón 

 

 

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