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05 enero 2016

Mendel: un científico paradigmático

Ciencia | Grandes Personajes
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En 2016 se cumplen 150 años de la publicación de los trabajos de Mendel. Llegada esta fecha se renuevan algunas de las críticas ya hechas a Mendel durante el siglo XX. Por ejemplo, se le acusa de que “maquilló” demasiado los resultados de sus experimentos, llegando a sugerirse incluso que pudiera falsificarlos. Sin embargo, de Mendel hay que destacar que fue uno de los primeros biólogos -si así se le puede llamar- que utilizó el método científico experimental moderno de forma paradigmática.

Fase 1 : los experimentos

Mendel, para resolver el problema complejo de la herencia de las plantas híbridas, siguió la primera “receta” del método científico: simplificar al máximo. Concretamente realizó siete experimentos de hibridación entre variedades puras de guisantes que diferían sólo en un aspecto de su morfología. Es decir, realizó los llamados cruzamientos monohíbridos. Así, cruzó una variedad que tiene las semillas lisas con otra que las tiene rugosas; un segundo experimento se hizo con una variedad que tiene las semillas amarillas y otra que las tiene verdes; y cinco experimentos más relacionados con el tamaño de las plantas, el color de las flores etc. Además, llevó a cabo estos experimentos durante al menos dos generaciones, y en ellas no se limitó a describir cualitativamente los resultados (como en general se había hecho anteriormente), sino que hizo un recuento cuantitativo de las variantes que aparecen en cada generación.

Así pudo observar que en la primera generación los híbridos tenían el aspecto de una de las líneas parentales y en la segunda generación (obtenida a partir de los híbridos de la primera), observaba que aproximadamente el 75% de las plantas tenían la misma característica que las de la primera generación (semillas amarillas, lisas…) y el 25 % restante presentaba las características de la variación que, aparentemente, se había perdido (rugosas, verdes…).

Ejemplo de un cruzamiento dihíbrido con dos variedades de guisantes que se diferencian en el color de la semilla y en la forma /Wikimedia

También llevó a cabo cruzamientos entre líneas puras de guisantes que diferían en dos aspectos de su morfología (cruzamientos dihíbridos). Por ejemplo, cruzó una línea pura con semillas lisas y de color amarillo con otra de semillas rugosas y de color verde, observando en la primera generación como, de acuerdo con los experimentos anteriores, todas las plantas híbridas tenían semillas lisas y amarillas, y que al obtener la siguiente generación, a partir de ellas aparecían las cuatro combinaciones posibles con las siguientes proporciones: 9 lisas y amarillas, 3 lisas y verdes, 3 rugosas y amarillas y 1 rugosa y verde.

Fase 2: la hipótesis (de los caracteres-genes)

Tras obtener estos resultados, Mendel siguió con la segunda fase del método científico-experimental: emitir una hipótesis que pudiese explicar dichos resultados. Concretamente, propuso que las variaciones que presentan las diferentes líneas de los guisantes son debidas a diferentes “caracteres” o “factores” (lo que posteriormente se conocería como genes) existentes en las plantas. Para cada uno de estos caracteres existirían dos alternativas ( alelos). Por ejemplo, dentro del carácter para el tipo de semilla habría una alternativa para semilla lisa y otra para rugosa.

Por ello, al hibridar una línea pura con otra, por ejemplo una con semillas lisas con otra de semillas rugosas, se formarían plantas que tendrían un carácter para semillas lisas (que habían heredado por los gametos de esa línea pura), y otro para semillas rugosas (heredado de la línea pura rugosa). Estas plantas híbridas de la primera generación presentan sólo el aspecto de una de las líneas puras. En este caso, tienen solo semillas lisas, porque dentro de las dos alternativas de cada carácter o gen una (en este caso la alternativa lisa) sería dominante sobre la otra (la rugosa), que sería recesiva.

Pero la alternativa recesiva no se perdería ni se “contaminaría” de ningún modo en los híbridos de la primera generación. Así, en el ejemplo del cruzamiento entre una línea pura con semillas lisas y otra con semillas rugosa, las plantas hibridas darían unos gametos con la alternativa para semilla lisa y otros con el carácter con la alternativa rugosa. Por ello, al cruzarse entre sí al azar estos gametos dan plantas de la segunda generación con semillas lisas y otras con semillas rugosas. Con la adición de que cada carácter se transmite a las siguientes generaciones de forma independiente de los otros caracteres.

Fase 3: la falsación

En tercer lugar, Mendel trató de probar su hipótesis de los caracteres que hay detrás de las variaciones de las plantas. Concretamente, pensó que si los híbridos de la primera generación de los cruzamientos entre líneas puras llevaban las dos alternativas -una dominante y otra recesiva-,  pero sin perderse ni mezclarse la alternativa recesiva, al cruzar estos híbridos con plantas de la línea pura portadora de la alternativa recesiva, se originarían plantas que serían la mitad del tipo dominante y la mitad del tipo recesivo.

Y esto es lo que observaba efectivamente al cruzar, por ejemplo, con la línea pura de semillas rugosas las hibridas de primera generación del cruzamiento entre las líneas puras lisa y rugosa (en realidad este experimento lo llevó a cabo con plantas híbridas de cruzamientos dihíbridos).

Fase 4: La generalización de la hipótesis

Finalmente, y dentro de un pensamiento totalmente científico-moderno que trata de indagar en la universalidad de las teorías científicas, Mendel intentó probar que su hipótesis se cumplía en otras plantas, e incluso en animales. De hecho, obtuvo resultados similares a los obtenidos en guisantes con otras leguminosas como el Phaseolus. Pero al seguir adelante falló. Eligió plantas (Hieracium, una planta de la familia de las margaritas llamada vulgarmente vellosilla) o animales (abejas) que, ahora se sabe, no tienen sistemas normales de reproducción sexual.

Quizás por ello su genial hipótesis de los caracteres o genes no fue aceptada cuando la publicó en 1856. Hubo que esperar 34 años para que en un contexto científico propicio (una vez establecida la teoría cromosómica de la herencia) se redescubrieran sus experimentos y para que su hipótesis se confirmara y extendiera, sentando las bases para el nacimiento de la Genética.

Todo lo anterior reivindica la figura de Mendel como gran científico, tal vez el primero moderno en el campo de la Biología, por encima del posible y discutible “maquillaje” que pudo realizar, algo que nunca se ha probado, en los números concretos de sus experimentos.

Manuel Ruiz Rejón

Universidad de Granada, Universidad Autónoma de Madrid

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