Teorías y métodos: Mendel y la genética

Conocimientos previos

Frente a las preguntas sobre cómo y por qué se trasmiten los rasgos físicos, de los padres a los hijos, luego a los hijos de los hijos y así en las sucesivas generaciones, nace en el siglo XIX una propuesta teórica para explicar “la herencia” que finalmente cristalizará en lo que hoy llamamos, en el área de la biología, la genética clásica.

El surgimiento de la teoría de la herencia mendeliana nos servirá para comenzar a discutir una serie de cuestiones que se plantean desde la filosofía de la ciencia. Para abordar esta unidad, un camino posible es el de zambullirse en la teoría y su contexto histórico directamente, sin embargo, para obtener una mayor profundidad en la comprensión del tema recomendamos empezar por aquel que retoma algunas cuestiones vinculadas: el cambio hacia una ciencia moderna.

Teorías

Si bien las preguntas anteriores son preguntas que cualquiera de nosotros pudo haberse hecho en algún momento o a lo largo de su vida, lo cierto es que el siglo XIX éstas iban acompañadas por otros interrogantes de carácter más abarcativo. Pues no sólo era necesario explicar la genealogía, lo que estaba por detrás de aquello llamado “relación de sangre” o vínculos de parentesco, también había una necesidad de explicar fenómenos tan diversos como las enfermedades hereditarias (de allí surge el sustantivo “herencia”), el surgimiento de la variación o las características nuevas que aparecen en una especie sea animal o vegetal, y si tenía lugar el surgimiento de nuevas especies por apareamiento de dos especies distintas, entonces cómo acontecía.

Por tanto las preguntas de las cuales partimos se vinculan con la necesidad médica de explicar la trasmisión seminal de una enfermedad, relacionada con los lazos de sangre o la genealogía, de la que pretende dar cuenta la teoría de herencia por mezcla. En el ámbito de lo económico, con la necesidad de explicar cómo se obtiene una raza deseada o el mejoramiento artificial de especies animales y vegetales, es decir cuál es la manera en que se obtiene ciertas características requeridas, por ejemplo mayor cantidad de carne en el ganado, intereses abordados por la tradición de los criadores o agricultores. Y en la insipiente área del conocimiento que hoy llamamos biología evolutiva, con la factibilidad de que, mediante la reproducción, se generaran nuevas especies, discusiones que tenían lugar en el ámbito de la tradición hibridista.

En el marco de este panorama es que tiene lugar el trabajo de Gregor Mendel (1822-1884), fruto de varios años de experimentación con plantas en la abadía de Bünn en Moravia (hoy Checoslovaquia), que culminó en la publicación en 1866 de una teoría de la herencia. La historia oficial de la genética cuenta que la publicación de Mendel, aquella que fundará este campo de la biología, permaneció desconocida, sepultada en las bibliotecas por 34 años hasta que en 1900 tres científicos, los “redescubridores”, sin conocer el trabajo de Mendel llegaron independientemente a los mismos resultados por él expuestos. Sin meternos por momento en las discusiones que se han dado en el ámbito de la historia de la biología y la genética nos concentraremos aquí en el desarrollo de su propuesta teórica.

La teoría de la herencia de Mendel

Las inquietudes de Mendel estuvieron siempre dirigidas a aquellas que se daban en el ámbito de la tradición hibridista, es decir le interesaba entender cuál era el mecanismo por el cuál se generaban especies hibridas o nuevas especies. Se embarco entonces en la búsqueda de regularidades, leyes, que le permitieran explicar el surgimiento de los organismos híbridos. Para tal fin llevo a cabo una serie de experimentos pero, a diferencia de los hibridistas, lo hizo al modo en que lo hacían los criadores: tomando variedades que diferían en pocas características. Es necesario aclarar que para Mendel no había una distinción tajante entre variedades e híbridos, pues decía que la diferencia entre ellos era una cuestión de grado. Eso le permitió llevar a cabo sus experimentos con variedades de organismos para tratar de dar cuenta del problema de los híbridos. Así eligió distintas variedades de Pisum, una especie de planta de arvejas, para efectuar una serie determinada de cruzamientos cuyo resultados analizó, diferenciándose nuevamente de los hibridistas, mediante la herramienta proporcionada por el instrumental matemático aportado por la estadística.

A su vez Mendel tomó como marco referencial para integrar los experimentos y sus resultados, matemáticamente analizados, la teoría celular en plantas propuesta por Schleiden (cofundador de la teoría celular). Entre las máximas de ésta teoría se afirma que todos los organismos están constituidos por células, la mínima unidad de vida, y que una célula proviene de otra célula, contra la propuesta de la generación espontánea. Por ello Mendel se guió en el trascurso de su investigación con la afirmación de que todo cambio (heredable) que se de en una plantas se da a nivel celular.

De esta manera Mendel plantea una teoría de la herencia compatible con las teorías más modernas de su época, aquella acerca de la vida y aquella que pretendían dar cuenta de la evolución de los organismos vivos.

Propuestas de análisis

La teoría mendeliana y sus orígenes nos permiten abordar distintas problemáticas pertinentes al área de la filosofía de la ciencia. Un recorrido posible es el de trabajar tales temas como ejemplos históricos que ejemplifican el cambio de una ciencia antigua, puramente observacional, a una experimental o ciencia moderna. Otro camino posible es aquel que nos permite abrir el debate acerca de, si lo hay, ¿cuál es el método científico? Así se puede abordar las características del método inductivo como el método hipotético- deductivo y a su vez, relacionarlo con otro problema: el de la carga teórica de la observación y, dando un paso más, las hipótesis subyacentes. Si bien hemos tomado como eje central para esta unidad tales temas, esta propuesta no agota en absoluto otros posibles, como ser el de la estructura de las teorías y los distintos tipos de leyes en ciencias.

Actividades

Actividad 1

Intentemos ahora reconstruir la teoría de Mendel con el objetivo de explicar los resultados obtenidos por él.

Partiendo de sus experimentos, supongamos un primer cruzamiento de una planta de flor blanca y una de flor violeta: ¿Qué se obtienen como 1º generación? Si se repite el experimento 50 veces ¿qué resultado esperaría obtener de ellos?

Teniendo en cuenta la discusión sobre el método, imagine cómo pudo haber llegado Mendel a enunciar que:

- E1- Cuando se cruzan dos variedades que difieren en un rasgo se obtiene una primera generación (G1) de descendientes que son todos idénticos.

Trate ahora de armar el argumento por el cuál llega Mendel a E1, discrimine premisas y conclusión. ¿Se aplica el mismo método para obtener E2?

- E2- Si se hacen reproducir por autofecundación G1 (estos primeros descendientes), G2 (los descendientes de la segunda generación que se obtienen) presenta el rasgo de G1 (la primera generación) en una proporción 3 a 1 respecto del otro rasgo.

Actividad 2

¿E1 y E2 explican el por qué se heredan los caracteres? ¿Cuál es la función de los “elementos celulares”, llamémoslos “factores”? Esos factores ¿“se ven” en los experimentos así como se ve el color de la flor? Entonces ¿qué clase de entidades son los "factores"?

Tratemos de pensar cómo se le ocurrió a Mendel la herencia de los factores. Para lo cual, teniendo en cuenta el esquema de cruzamiento en el experimento, empiece a probar cuántos factores y cuáles tendrían que heredarse para explicar el enunciado E1.

¿Lo logró? No fue tarea fácil la de Mendel...

Actividad 3

Mira atentamente la figura de los cruzamientos y piensa si es un resultado posible según la teoría de Mendel ¿Para qué teoría esos resultados serían un apoyo?

Suponga ahora que R es el factor dominante y B el recesivo ¿qué color de flor se tendría que haber obtenido en G1 (en la figura F1)? ¿Y en G2 (en la figura F2)?

Si logró responder estas preguntas seguramente podrá responder aquellas de la Actividad 2.

Orientación bibliográfica

DIEZ, A.J. Y MOULINES, C. (1997) Fundamentos de filosofía de la ciencia, Barcelona: Ariel.

LÓPEZ BELTRÁN, C. (2005) “Por una nueva historiografía de los conceptos. El caso de la herencia biológica”, en Martínez, S. y G. Guillaumin (eds.), Historia, filosofía y enseñanza de la ciencia, México:UNAM, pp. 307-346.

LORENZANO, P. (2002) “Max Wichura, Gregor Mendel y los híbridos de sauce”, Epistemología e Historia de la Ciencia, vol. 8, nº 8: 210-217.

LORENZANO, P (1997) “Hacia una nueva interpretación de la obra de Mendel”, en Ahumada, J. y P. Morey (eds.), Epistemología e Historia de la Ciencia, Córdoba: Facultad de Filosofía y Humanidades, Universidad Nacional de Córdoba, pp. 220-231.

MENDEL, G. (1865) Versuche über Plflanzenhybriden, Brünn Natural History Society. Disponible en Internet la traducción al ingles (EXPERIMENTS IN PLANT HYBRIDIZATION) en http://www.netspace.org./MendelWeb/.