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15 junio 2020

Mendel versus Darwin: duelo de titanes

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A lo largo de la historia las relaciones entre los grandes científicos no han estado exentas de controversias. Esto es lo que sucedió concretamente entre dos de los padres de la actual Biología, Mendel y Darwin. Aunque en la actualidad a Darwin lo asociamos con la evolución, y a Mendel con la herencia,  Darwin trató de aclarar los misterios de la herencia y Mendel se preocupó por los fenómenos evolutivos. Y en este cruce de caminos se produjeron algunos desacuerdos. Aclarar lo que sucedió tiene interés no sólo histórico sino científico para ver porqué han triunfado unas teorías y han fracasado otras.

Mendel y la evolución

Darwin publicó en 1858 “El Origen de las Especies”. Y Mendel, que leyó este texto en 1863 en su segunda edición en alemán, publicó en 1866 sus ”Experimentos sobre híbridos en plantas”1. En esta obra explicaba los trabajos llevados a cabo sobre todo en el guisante pero también en otras plantas, y además de extraer conclusiones sobre cómo heredan sus características las plantas, también de alguna forma u otra trató de exponer que sus conclusiones sobre la herencia tienen relación con la evolución. Así, en la introducción incluye una frase según la cual experimentos detallados como los suyos “parecen ser el único camino seguro por el cual se podrá alcanzar, por fin, la solución de un problema cuya importancia para la evolución de la formas orgánicas no puede ser menospreciada”. Y en el resto del texto en varios puntos vuelve a utilizar términos como ”evolucionado” o “desarrollo evolutivo”. Es significativo en este sentido que en el último capítulo de Observaciones Finales utiliza la frase “Para la evolución de las plantas tiene especial importancia este hecho, porque los híbridos constantes adquieren la importancia de nuevas especies”.

La abadía de Santo Tomás, Brno, fue el hogar del genetista y abad Gregor Mendel, que en las huertas de la abadía, sus famosos experimentos con guisantes. Fuente: Wikimedia

Podemos decir por lo tanto que Mendel aceptó las ideas sobre la evolución de Darwin. Pero Mendel no aceptó sin más todas las premisas sobre la evolución del gran naturalista inglés. Concretamente, en su texto se opone varias veces a la idea de Darwin expresada en El Origen de que las condiciones de cultivo de las plantas pueden incrementar la aparición de variación heredable (sobre la que luego actúa la selección natural). Esto era algo central en la teoría de Darwin por cuanto por analogía trataba de aplicarlo también a lo que sucede en la naturaleza cuando cambian las condiciones de vida. Por su parte, Mendel, por ejemplo, al final del penúltimo capítulo de su obra contradice, acertadamente, tales aserciones, y escribe que tal variabilidad ocurre: “según una ley determinada que halla su fórmula en la combinación de varios factores independientes” refiriéndose aquí a “sus factores”, que ahora llamamos genes, que controlan la variabilidad de los organismos, y cuyo barajamiento se propicia por el cultivo y cruzamiento de distintas variedades.

Darwin y la herencia

Como hemos dicho antes, Darwin publicó en 1858 su teoría de que los seres vivos son el resultado de procesos selectivos que han actuado sobre las variaciones hereditarias que han ido apareciendo durante la historia de nuestro planeta. Pero Darwin en ese momento no tenía una idea clara de cómo se heredan tales variaciones y así lo confiesa en El Origen. De hecho en el primer capítulo decía: “Las leyes que rigen la herencia son, en su mayor parte, desconocidas”.

Por ello siguió pensando e investigando sobre el asunto de la herencia. Así que diez años después, en el año 1868, aprovechando la publicación de otra extensa obra,” La Variación de los animales y plantas bajo domesticación”, antes de las conclusiones finales, incluyó un capítulo, el 27, que tituló “La hipótesis provisional de la Pangénesis ” que versa sobre cómo ocurre la herencia según su punto de vista. Según esta hipótesis, los distintos órganos y tejidos de los seres vivos emiten a lo largo de todas sus vidas unas especies de partículas con información de sus características, él las llamo gémulas, que viajan por el torrente circulatorio hasta los órganos y tejidos encargados de la reproducción. Y allí tras la fecundación se produciría una unión-interacción entre las gémulas de los dos progenitores, por lo que el resultado final es que los descendientes heredan una mezcla de las características de ellos en sus distintos componentes.

Esta hipótesis de la herencia es muy diferente de la propuesta por Mendel dos años antes, según la cual la herencia queda determinada por la existencia de unos “factores” (genes los llamamos ahora) en las células reproductivas que se transmiten a la descendencia sin mezcla, y de forma independiente los que están detrás de una característica de los que están detrás de las otras.

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

Darwin en su hipótesis sobre la herencia no citó en ningún momento los experimentos y conclusiones de Mendel. Se ha dicho que Mendel le envío una separata de su artículo. Pero en su archivo no se ha encontrado tal documento. Así que “nos quedamos con las ganas” de saber lo que pensaba Darwin de los experimentos y conclusiones de Mendel sobre la herencia, ni tampoco sobre sus objeciones con respecto al origen de las variaciones. En cambio, sí tenemos pruebas de las opiniones de Mendel sobre la pangénesis de Darwin, y no eran muy favorables.

Las (poco favorables y acertadas) opiniones de Mendel sobre la hipótesis de la herencia de Darwin

Las opiniones y objeciones de Mendel a la hipótesis de la pangénesis de Darwin, recordemos que la calificó como “provisional”,  se encuentran en las diez cartas que dirigió al famoso botánico suizo Nägeli ,y también en las muchas anotaciones que hizo en el capítulo 27 antes mencionado de su ejemplar del libro de Darwin sobre La Variación2.

Ante todo Mendel anotó y subrayó pasajes de dicho capítulo en los que el propio Darwin reconocía que la existencia de “gémulas libres es una asunción gratuita” y era una hipótesis típica de ciencia “inductiva-descriptiva”. En cambio, la de Mendel era una teoría hipotética- deductiva basada en experimentos y, sobre todo, con rigor matemático3. E insistiendo en este último problema en la hipótesis de Darwin, Mendel marcó un pasaje en el que Darwin describía los resultados de un experimento en el que había cruzado plantas con flores blancas con otras de flores amarillas, y en la descendencia había observado que no salían descendencia con colores mezclados, sino que sus flores eran o blancas o amarillas, estando las primeras en “mayor proporción”, sin más. Curiosamente si las hubiera contado, habría podido observar que estaban próximas a una proporción tipícamente mendeliana 3:1.

O siguiendo con que las ideas de Darwin sobre la herencia eran meras hipótesis inductivas-descriptivas, Mendel investigó experimentalmente la idea del naturalista inglés de que los machos contribuyen a la descendencia con más gémulas que las hembras, por lo que se necesitaba que en la fecundación actuaran varios-muchos granos de polen. Mendel realizó cruzamientos a mano con un solo grano de polen en el dondiego de noche y demostró que era suficiente para producir semilla. Y así se lo comunicó a Nägeli en una de sus cartas. Pero Nägeli, que al mismo tiempo que mantenía correspondencia con Mendel la mantenía con Darwin, nunca comunicó este dato al insigne inglés. Como tampoco le comunicó la hipótesis de Mendel sobre la herencia. Quizás todo ello se debió a que Nägeli consideraba que las ideas de Mendel estaban basadas en unas pocas plantas. Y que debía de confirmarlos en más plantas, algo en lo que tuvo problemas porque la que le sugirió para que siguiera investigando, Hieracium parecida a los dientes de león, tenía un sistema reproductivo raro con reproducción sexual y asexual mezcladas.

Mirabilis jalapa, también llamada Dondiego de noche, Donpedros, Periquitos. Fuente: Wikimedia

Al final, y lapidariamente, la idea de Mendel sobre la pangénesis de Darwin queda reflejada en una anotación que hizo a mano después de un pasaje del capítulo 27 de La Variación en el que describía cómo las gémulas viajan hasta los órganos reproductivos: “vista indulgentemente una impresión sin reflexión”.

Por lo tanto, tras este análisis histórico-conceptual de las relaciones que existieron entre dos de los principales científicos en cuyas ideas está basada en gran parte la Biología en la actualidad, queda claro que Mendel aceptó con matices las ideas de Darwin sobre la evolución. Pero que éste aunque “triunfó” totalmente con su teoría evolutiva, “fracasó” con sus ideas sobre la herencia. Y que Mendel “triunfó” en esta investigación-aunque sólo fue reconocido a principios del siglo XX – porque quizás por primera vez en Biología aplicó el método hipotético-deductivo de forma experimental y con herramientas matemáticas, yendo en este sentido sus críticas a la hipótesis de Darwin sobre la herencia.

Para saber más

  1. Los “Experimentos sobre Híbridos en Plantas “de Mendel se pueden leer en inglés buscando en la red Mendel Experiments in hybrids. Asimismo, tanto “El Origen de las Especies” como “La Variación de los Animales y Plantas bajo domesticación” se pueden leer en inglés en Darwin online. Y en papel existen diversas ediciones en castellano.

  2. De la relaciones entre Mendel y Darwin existe bastante bibliografía. Toda ella se ha recogido, actualizado y ampliado en el reciente artículo de D.J. Fairbanks. Heredity, 2019-20. Mendel and Darwin: Untangling a Persistant Enigma. 124: 263-273

  3. Ruiz Rejón:  Mendel: un científico paradigmático

Manuel Ruiz Rejón

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