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Le leggi di Mendel: approccio storico.
Gregor Johann Mendel [I16] [E16] [F16] [ES16], considerato il padre fondatore della genetica, effettuò un gran numero di esperimenti (circa 30000) sulle piante di pisello per osservare le modalità di trasmissione dei caratteri ereditari dalle generazioni parentali alle generazioni figliali.
Mendel arrivò alla formulazione di tre leggi sull’ereditarietà dei caratteri adottando una metodologia scientifico-sperimentale.
Le piante di pisello hanno la particolarità di riprodursi per mezzo dell’autoimpollinazione [I17] [E17] [F17] [ES17]
[I18] [E18] [F18] [ES18]
e quindi di mantenere intatte le caratteristiche attraverso le generazioni a meno di incroci accidentali con piante della stessa specie ma con differenti caratteristiche visibili, come ad esempio il colore del fiore, l'altezza del fusto, ecc.; sfruttando questa particolarità Mendel condusse i suoi esperimenti osservando, in particolare, le modalità di trasmissione dei seguenti caratteri: colore del fiore, colore del seme, tegumento [I19] [E19] [F19] [ES19],
altezza del fusto.
Mendel procedeva nel modo seguente: toglieva gli stami [I20] [E20] [F20] [ES20] dai fiori delle piante di pisello lasciando il pistillo [I21] [E21] [F21] [ES21], che impollinava artificialmente, utilizzando un pennellino, con pollini di altre piante di pisello da lui scelte. In questo modo era sicuro che non avvenissero incroci accidentali che avrebbero potuto confondere i risultati degli esperimenti. Procedette quindi impollinando piante a fiore rosso con piante a fiore bianco, e, osservando che, nella prima generazione figliale, le piante erano tutte a fiori rossi. Per gli altri caratteri, ottenne solo a piante con seme giallo, e piante con tegumento liscio.
Mendel chiamò “dominanti” i caratteri che si manifestavano visivamente nella prima generazione figliale e chiamo “recessivi” quelli che invece non si manifestavano. Formulò così la
legge della dominanza, detta anche prima legge di Mendel [I16] [E16] [F16] [ES16].
Che fine aveva fatto il carattere recessivo? Per soddisfare la sua curiosità Mendel procedette lasciando che le piante della prima generazione figliale di autoimpollinassero. I risultati furono sorprendenti: nei tre quarti delle piante della seconda generazione figliale si manifestava il colore dominante rosso mentre nel restante quarto ricompariva quello recessivo bianco. Mendel ottenne risultati analoghi anche per gli altri caratteri (colore del seme, tegumento e altezza del fusto). Mendel ipotizzò che ogni carattere fosse determinato da una coppia di fattori, uno ereditato dalla cellula sessuale paterna e uno da quella materna [I22] [E22] [F22] [ES22]; le piante della generazione parentale di origine possiedono una coppia di fattori uguali, quelli dominanti, mentre le piante della generazione parentale a fiori bianchi, allo stesso modo, possiedono una coppia di fattori recessivi; lo studioso chiamò queste tipologie di individui omozigoti [I23] [E23] [F23] [ES23] per il particolare carattere studiato. Mendel ipotizzò poi che i due fattori si separassero durante la formazione delle cellule sessuali, ciascuna delle quali conterrà un solo fattore; considerando il “carattere colore del fiore” le piante della prima generazione figliale, pur avendo un aspetto esterno a fiori rossi dovranno possedere, nel loro corredo ereditario, entrambi i fattori, quello dominante e quello recessivo, ereditati ognuno da un genitore; questi individui, possessori di una coppia di caratteri differenti per un determinato carattere furono chiamati eterozigoti [I24] [E24] [F24] [ES24]. Le cellule sessuali di questi individui hanno il 50% di probabilità [I10] [E10] [F10]
[ES10]
di contenere il fattore dominante ed il 50% di probabilità di contenere il fattore recessivo. Schematizzando i risultati con i quadrati di Punnet [I25] [E25] [F25] [ES25] si ottengono alcune tabelle, dalle cui letture è possibile interpretare i meccanismi della trasmissione dei caratteri dalla prima alla seconda generazione figliale. Questi risultati sono alla base della
legge della disgiunzione, detta anche seconda legge di Mendel [I16] [E16] [F16] [ES16].
Nel passaggio successivo, Mendel studiò piante di pisello che differivano per due caratteri (ad esempio colore e tegumento). Come prevedibile nella prima generazione di manifestarono solo i caratteri dominanti, anche se gli individui erano eterozigoti per i due caratteri. Mendel lasciò che gli individui di questa generazione si autoimpollinassero, ottenendo i seguenti risultati: nove sedicesimi degli individui si manifestarono con semi-gialli lisci, tre sedicesimi con semi gialli rugosi, tre sedicesimi con semi verdi lisci ed, infine, un sedicesimo con seme verde rugoso. Con i quadrati di Punnet si possono osservare agevolmente questi risultati che costituiscono i fondamenti della legge dell’indipendenza dei caratteri detta anche terza legge di Mendel [I16][E16] [F16] [ES16].
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