La genética: soporte de la biología moderna y de la teoría de la evolución

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El 20 de julio de 2022 la comunidad científica mundial recordó el bicentenario del nacimiento de Gregorio Mendel que estableció los principios básicos de la herencia biológica. Con sólida formación en matemáticas y ciencias, Mendel fue el primer científico en analizar con base matemática la herencia de los caracteres del guisante o chícharo: el color amarillo o verde de la semilla, el tallo alto o corto, entre otros, y elaborar un modelo científico de la herencia, según el cual cada carácter de las plantas estudiadas está determinado por un par de factores o unidades hereditarias (genes), el uno procedente del progenitor  masculino y el otro, del progenitor femenino, que se unen en la fecundación y en la formación de la semilla. Los experimentos de Mendel fueron un ejemplo de cómo aplicar el método hipotético deductivo en la investigación científica.

Gregorio Mendel

Gregorio Mendel formuló los principios fundamentales sobre los cuales se desarrolló la ciencia de la genética, que tuvo un efecto trascendental en los estudios científicos de plantas, animales y seres humanos a la vez que múltiples aplicaciones en agricultura, ganadería y medicina, con lo cual la genética contribuyó al bienestar de la humanidad.

Aparte del impulso que dio la genética a la biología teórica, la interpretación mendeliana de la herencia fue un soporte de la teoría de la evolución formulada por Charles Darwin. Este ensayo tiene por objeto recuperar  y valorar  el aporte de la genética a la sustentación de  la teoría de la evolución biológica.

Breve visión histórica

En el capítulo IV del libro: ¨El Origen de las Especies¨, Charles Darwin destacó la importancia de la variación y la selección natural en los procesos evolutivos, como se evidencia en esta expresión textual:  “Si alguna vez se producen variaciones útiles para cualquier ser orgánico, seguramente los organismos así caracterizados tendrán la mayor posibilidad de ser conservados en la lucha por la vida; y  debido al fuerte principio de la herencia, tenderán a producir descendencia caracterizada de un modo parecido. A este principio de conservación y supervivencia de los más aptos, yo he dado el nombre de Selección Natural”.

En esta conclusión Darwin introdujo el concepto de heredabilidad y lo relacionó con  la evolución de los organismos, sin embargo más adelante  reconoció lo limitado del conocimiento sobre los mecanismos de la transmisión de la herencia, al punto que llegó a sostener la hipótesis de la herencia mezclada y la herencia de los caracteres adquiridos, aspectos en los cuales Darwin estaba equivocado. El estudio de la teoría de la evolución en los años posteriores a su formulación, en 1858), puso en evidencia este “talón de Aquiles” de la teoría darwiniana; pues a pesar de ser contemporáneos Darwin y Mendel, Darwin desconocía los trabajos de Mendel, que fueron publicados  en 1865.

Los trabajos experimentales de Mendel  además de descartar la hipótesis de la herencia como una mezcla de caracteres, permitieron abrir el camino a  la comprensión de la herencia mediante unidades o factores hereditarios mendelianos, que más tarde se les denominó genes.

Breve perfil de Mendel

Johann Mendel nació en 1822 en un hogar campesino de un pequeño pueblo del norte del entonces Imperio Austro-Húngaro, que años más tarde formó la República Checa.  En 1843 ingresó a un monasterio de Agustinos en la localidad de Bruenn donde tomó el nombre de Gregor Mendel. Estudió matemáticas y ciencias en la Universidad de Viena hasta alcanzar el doctorado. Más tarde entre 1856 y 1866 se dedicó al estudio de hibridización de plantas, llegando a obtener más de 10.000 ejemplares híbridos. El resultado de sus experimentos los resumió en el artículo: “Experiments on Plant Hibridization” que fue leído ante un grupo de investigadores y estudiantes de la Sociedad de Ciencias Naturales de Bruenn, sin que despertara mayor interés. El artículo de Mendel fue enviado a sociedades de ciencias, universidades  y especialistas en hibridización de Europa; empero sus investigaciones no fueron entendidas ni valoradas. Mendel murió en 1884 sin ningún reconocimiento por su aporte a la ciencia. Sin embargo Mendel tuvo conciencia del valor y trascendencia de su contribución científica; en el ocaso de su vida expresó: “Mi tiempo vendrá”.

Después de 34 años de la publicación de los experimentos de Gregorio Mendel, en forma independiente, los investigadores: Hugo de Vries, en Holanda, Correns en Alemania, y Tschermark en Austria, redescubrieron  en 1900 sus trabajos y confirmaron sus conclusiones; pero sobre todo W. Bateson, quien en 1902 publicó “Los principios Mendelianos de la herencia” que se expresan en las tres leyes de la herencia: ley de la uniformidad, de segregación y de la segregación independiente de los caracteres.  Así, el redescubrimiento de sus trabajos de Mendel marcaron el inicio de la ciencia de la herencia biológica: la genética, que alcanzó un gran desarrollo durante todo el siglo XX.

Para la teoría evolutiva las leyes mendelianas de la herencia tuvieron un significado especial ya que se revelaron como el elemento teórico que Darwin carecía y el vacío que tuvo  la teoría darwiniana por varias décadas.

No obstante la ausencia de una teoría de la herencia fuerte en esa época, Darwin estructuró y defendió su teoría de la descendencia con modificaciones, sustentada en  las ciencias naturales: geología, paleontología, biogeografía, anatomía y embriología comparadas. Todo esto fue articulado en una estructura lógica y una síntesis sorprendente. Ernest Mayr reconoce cinco subteorías: evolución de los organismos en el tiempo, ascendencia común,  gradualismo, multiplicación de las especies y selección natural.

 

El aporte real de la genética a la teoría de la evolución se dio entre  1909  y 1950; pero, cabe anotar que la teoría evolutiva no se benefició  de inmediato de los  principios mendelianos de la herencia. En la primera década de de 1900 el mendelismo naciente llegó a disminuir el prestigio que había ganado el darwinismo, ya que se llegó a afirmar que el mendelismo era la negación de la teoría darwiniana. Pero además, el mutacionismo que fuera iniciado por Hugo de Vries y Thomas H. Morgan se convirtió en el concepto generalmente aceptado y como el único mecanismo operativo de la evolución biológica. Thomas H. Morgan aportó en forma notable al conocimiento de los cromosomas, los genes y la herencia, con lo cual  estableció las bases de la  citogenética, empero llegó a afirmar en forma errónea que la selección natural no es más que la purificación de plasma germinal y que la mutación es el único factor de cambios evolutivos.

La genética y  su aporte a la Teoría Sintética de la Evolución

Años más tarde la genética se constituyó en el soporte de la teoría evolutiva darwiniana, con lo cual recuperó su prestigio;  se aceptó en forma general que  la selección natural es el mecanismo principal de la evolución, lo que fue demostrado por la genética mendeliana aplicada a las poblaciones a partir de las contribuciones de Chetverikov, Fisher, Wright, y Haldane, y por  el surgimiento de la  Teoría  Sintética de la Evolución o Síntesis Moderna entre 1930 y 1950 gracias a los apartes de eminentes neodarwinistas como Theodosius Dobzhannky, genetista, Ernest Mayr, sistemático, George G. Simpson, paleontólogo; y otros reconocidos científicos como Julian Huxley, Ledyard Stebbins,  Francisco Ayala y James W. Valentine.

Por otra parte la citogenética al estudiar los cromosomas como las estructuras que contienen  los genes y su relación con la herencia biológica, reveló la base material de la herencia y de los procesos de variación genética: mutaciones génicas y cromosómicas, reordenamientos cromosómicos…, lo que contribuyó a complementar y confirmar los principios de la genética mendeliana. Años más tarde surgió la biología molecular y la genética molecular con lo cual la genética se consolidó como una de las ciencias de vanguardia en las últimas décadas.

Luego de un largo período de gestación  la genética se constituyó como una rama fundamental de la biología moderna. El tiempo de la genética llegó, Mendel lo anunció en su profética expresión: ¨Mi tiempo vendrá¨.

Bibliografía

  • Darwin, C. 1970. El Origen de las Especies. Barcelona: Ediciones Zeus.
  • Dobzhansky, T., Ayala, F., Stebbins, L., Valentine, J. 1990. Evolución. Barcelona: Ediciones Omega, S. A.
  • Mayr, E. 1978. La Evolución. En: Ciencia e Investigación. Edición en español de Scientific American. Barcelona.
  • Mayr, E. 2006. Por qué es única la Biología. Buenos Aires: Katz Editores.
Oswaldo Baez