Los hechos de la herencia
Los hechos de la herencia comienzan a ser tomados en consideración
hacia finales del siglo XVII, para apoyar, según los casos, la teoría
de los animalculistas o de los ovistas.
En 1683, Leeuwenhoek realiza una observación interesante:
cuando se cruzan conejos machos de color gris con hembras blancas, se obtienen
crías de color gris, parecidas al padre (argumento en favor del animalculismo).
En 1745, en la Venus física, Maupertuis matiza más:
"El niño nace unas veces con los rasgos del padre,
y otras, con los de la madre, y parece retener de ellos incluso las inclinaciones
y las cualidades espirituales(...). El asno y la yegua forman un animal
que no es ni caballo ni asno, pero que visiblemente es un compuesto de los
dos(...). Si el feto fuera el gusano que nada en el licor seminal del padre,
¿por qué, a veces, se parecería a su madre? Si sólo
fuera el huevo de la madre, ¿qué tendría su rostro
de común con el del padre?"
De este modo, el siglo XVIII termina en la incertidumbre: la tesis de la
preformación en el huevo prevalece, en apariencia, sobre el animalculismo,
pero los argumentos derivados de la existencia de los gusanos espermáticos
y de algunos hechos de la herencia, la hacen tambalear.
A principios del siglo XIX, las posiciones son menos absolutas.
Las experiencias y las observaciones se multiplican, y progresivamente se
pasa a una visión más relativa de las cosas.
En particular, se llega a las dos consideraciones siguientes:
1) El feto no se encuentra preformado (en el huevo o en el
espermatozoide), sino que es resultado de un desarrollo embriológico.
2) El huevo y el espermatozoide contribuyen en igual medida
a la formación del embrión, gracias al proceso de la fecundación.
Las experiencias decisivas fueron las que mencionamos a continuación:
- Descubrimiento del poder fecundante de los espermatozoides
de la rana (Prévost y Dumas, en 1824);
- Descubrimiento de los óvulos en los mamíferos
(perro), por Karl von Bare (1827);
- Descubrimiento de la fecundación en los vegetales
(En el alga Fucus vesiculosus), por Thuret (1854);
- Descubrimiento de la fecundación en el erizo de mar,
por O.Hertwing (1875);
- Experimentos de Mendel sobre la transmisión de ciertos
caracteres hereditarios en el guisante cultivado (Pisum sativum, 1856-1863);
- Descubrimiento de la existencia de los ácidos nucleicos,
por Altmann (1868);
- Creación del término gen para designar el
factor hereditario mendeliano, por Johannsen (1902-1903);
- Definición de la mutación, por H. De Vries
(1901);
- Enunciado de la ley fundamental de la genética de
poblaciones, por Hardy y Weinberg (1908);
- Trabajos de Morgan y su equipo sobre la Drosofila (a partir
de 1909-1910);
- Localización de los genes en los cromosomas, por
A. H. Sturtevant (1913);
- Descubrimiento de mutaciones artificiales, por Müller
(1927);
- Distinción entre el ADN y el ARN (1929);
- Identificación del material genético con el
ADN, por Avery, MacLeod y McCarty (1944);
- Determinación de la estructura del ADN (doble hélice),
por Watson y Crick (1953);
- Trabajos de F. Jacob, Monod y Lwoff (1951-1965).
El ADN
El material genético de una célula está,
por tanto, constituido por la larga cadena de ADN contenida en el núcleo.
En el momento de la mitosis, esta cadena se desdobla. La segunda cadena
así creada es la réplica rigurosa de la primera y, por consiguiente,
las dos células producidas por la mitosis tienen un material genético
idéntico al de la célula madre.
Esta duplicación del ADN, que se funda esencialmente
en el emparejamiento de las bases púricas y pirimídicas (la
adenina emparejada siempre con la timina, y la guanina, con la citosina),
constituye lo que se denomina función autocatalítica del genotipo.
Vamos a precisar algunos puntos relativos a la organización genética
del ADN, para lo cual utilizaremos las abreviaturas clásicas:
A = adenina
G = guanina
T = timina
C = citosina
Existe paralelismo entre la secuencia de los pares de bases
del ADN celular de un organismo y la estructura de su genotipo. Una de las
actividades esenciales de una célula consiste en sintetizar proteínas,
es decir, en construir cadenas de aminoácidos en un orden perfectamente
determinado.
El orden en el que estos aminoácidos son introducidos
en la cadena polipeptídica es controlado por la secuencia de las
bases en el ADN.
Supongamos ahora que se produce un "accidente" en
la autoduplicación del ADN, por ejemplo, que un par de bases sea
reemplazado por otro.
En este caso, el aminoácido introducido en la proteína,
conforme al nuevo codon, es "incorrecto" y puede suceder una de
estas dos cosas:
1) O bien el producto de la síntesis es inutilizable
por la célula (= no tiene actividad biológica)
2) O bien posee una actividad biológica.
En el primer caso, la célula está "enferma".
En el segundo, funciona de manera diferente a una célula normal (salvaje),
y el organismo es un mutante.
Mensaje genético. Cada grupo de tres pares de nucleótidos
es un codon. Los aminoácidos, representados por los circulos verdes,
son introducidos en la cadena polipeptídica, según el orden
de los codones.
La cadena de ADN contiene un mensaje genético que es
transmitido del núcleo (donde se encuentra el ADN) a un lugar de
la célula donde se sitúa la síntesis proteica.
A la izquierda, ADN normal (salvaje). A la derecha, ADN mutado.
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Introducción
En nuestros días, todo estudiante sabe que el núcleo del cigoto
(huevo fecundado) contiene "n" cromosomas paternos y "n"
cromosomas maternos, que estos cromosomas contienen cadenas de ADN de estructura
característica y que los eslabones de estas cadenas determinan la aparición
de los caracteres hereditarios en el individuo producto del cigoto.
Esta enseñanza dogmática, que parece caer por su propio peso,
traduce la concepción mendeliana del mundo vivo.
Pero antes de Mendel, ¿cómo era imaginado el orden de las
cosas?
Nos ha parecido que volver a los errores del pasado en lo que concierne a
los problemas de reproducción y genética sería instructivo
y haría comprender a nuestros lectores los largos caminos del progreso
científico.
.
La teoría de la generación espontánea
Los antiguos, con Hipócrates y Aristóteles en cabeza, creyeron
en la generación espontánea de seres vivos, en una forma más
o menos concurrente con la reproducción mediante huevos.
Aristóteles escribía en su tratado De la generación
de los animales: "Todo cuerpo seco que se humedece, o todo cuerpo húmedo
que se seca, produce animales con tal que sea capaz de nutrirlos."
Estas creencias persistieron durante la Edad Media, y estaban muy extendidas
en tiempos de Molière y Descartes.
Van Helmont (1577-1644), discípulo de Paracelso, admitía -como
Aristóteles- dos modos de reproducción de los animales: la generación
regular, según la cual los animales provienen de una simiente que "contiene
en sí misma su propio fermento y la imagen de la cosa que debe engendrar",
y la generación irregular, a partir de las "cosas pútridas",
cuyo olor desempeñaría el papel de fermento. Así, Van
Helmont pretendía que si una camisa sucia se juntaba con trigo provocaba
el nacimiento de ratones.
Los primeros experimentos que intentaron echar por tierra esta
creencia en la generación espontánea se debieron al naturalista
Francesco Redi (1626-1698), que demostró (1668) que los "gusanos"
de la carne putrefacta provenían, simplemente, de huevos depositados
por las moscas.
Veinte años más tarde, el sabio flamenco Leeuwenhoek afirmaba
a su vez, apoyándose en diversos experimentos, que "ninguna criatura
puede nacer sin generación". Pero la disputa entre partidarios
y adversarios de la generación espontánea iba a durar mucho
tiempo.
Swammerdam, Malpighi y, principalmente, Vallisneri (1661-1730) se dedicaron
a demostrar que los "gusanos" que se encuentran en las agallas de
los frutos o en el intestino de los animales, eran también producto
de simientes de seres vivos y no producidos por generación espontánea.
A mediados del siglo XVIII, el debate se recrudeció a propósito
de los "animálculos" que el empleo del microscopio había
revelado (infusorios, microbios).
Buffon y Needham, apoyándose en experimentos incorrectos, volvieron
a lanzar la idea de la generación espontánea, combatida por
Haller (Tratado de fisiología, 1756-1766) y, principalmente, por Spallanzani
(1729-1799), quien, por otra parte, fue el primero en hacer distinción
entre los animálculos "de orden superior", como los infusorios,
que morían sometidos a ebullición, y los animálculos
"del último orden", extremadamente pequeños, capaces
de afrontar la ebullición, es decir, los microbios.
Hay que recordar, por último, que en el siglo XIX, la causa de la
generación espontánea volverá a cobrar actualidad, y
que Pouchet -el adversario de Pasteur- tuvo, durante largo tiempo, numerosos
defensores.
Teoría de las dos simientes
La teoría de las dos simientes también se remonta a la Antigüedad
(Empédocles de Agrigento, Hipócrates, Aristóteles, Epicuro,
Galeno).
Galeno fue quien dio a esta teoría la forma más explícita
(siglo II d. de J.C.): supuso que los ovarios -llamados dídimos o testículos
femeninos- secretaban una simiente "menos cálida y más
húmeda que la simiente masculina", que se mezclaba con ésta
tras el apareamiento.
La teoría de la doble simiente fue reanudada por Ambroise Paré
(1517-1590), Bacon (1561-1626), Van Helmont (1577-1644), Descartes (1596-1650),
y después, en el siglo XVIII, por Buffon y Maupertuis (en 1745, en
Venus física, exposición crítica de las teorías
de la generación).
Todos estos autores -muchos de los cuales también creían en
la generación espontánea- supusieron, por tanto, que ambos progenitores
de un animal desempeñaban un papel en la reproducción.
Ovistas y animalculistas
Desdichadamente para la biología, la teoría de la aportación
bilateral (paterna y materna) quedó abandonada hasta finales del siglo
XIX.
Desde los trabajos de Harvey, a principios del siglo XVII, hasta el descubrimiento
de la fecundación por Thuret (en 1854, en el alga Fucus) y Hertwig
(en 1875, en el erizo de mar), la mayoría de los naturalistas trataron
de demostrar el papel esencial de una u otra de las dos simientes en el desarrollo
del organismo.
- Unos pretendían que solamente la simiente femenina (el huevo) contribuía
a la formación del embrión. Éstos eran los ovistas.
- Otros, en cambio, sostenían que el elemento fundamental estaba representado
por los espermatozoides proporcionados por el macho, o -como se decía
entonces- por los animálculos espermáticos: eran los animalculistas.
La disputa entre ovistas y animalculistas fue muy fecunda, puesto que obligó
a los científicos a reflexionar sobre ciertos problemas, como los de
la herencia, y les hizo buscar una solución de síntesis, es
decir, descubrir el verdadero sentido de la fecundación.
Los ovistas desarrollan la tesis siguiente: los animales hembras ponen huevos
(en el exterior del cuerpo, como las aves y los ovíparos, o en el interior,
como los mamíferos vivíparos).
En estos huevos preexiste un feto completamente organizado (preformado).
En el momento de efectuar la cópula, el macho introduce su simiente
(esperma) en las vías genitales de la hembra, y de este esperma se
desprende una especie de vapor seminal (aura seminalis), que se eleva hasta
el huevo y saca el germen del "torpor" en el que vivía, provocando
así su crecimiento y desarrollo.
Esta teoría de la preformación en el huevo fue sostenida por
los experimentadores más eminentes de los siglos XVII y XVIII: Swammerdam,
Malpighi, Spallanzani, Haller, Bonnet, De Graaf.
La teoría de los animalculistas descansa en el descubrimiento de los
espermatozoides por Leeuwenhoek, en 1677. Éste, en una carta dirigida
a la Royal Society de Londres, describía así lo que había
observado en el esperma humano, inmediatamente después de la emisión:
"He visto una tal multitud de animálculos viviendo en él,
que más de 1.000 se movían en el espacio de un grano de arena
(...)
Estos animálculos eran más pequeños que los glóbulos
rojos de la sangre. Tenían cuerpos redondeados, romos en la parte anterior,
terminados en punta en la posterior, y estaban dotados de una cola que tenía
cinco o seis veces la longitud del cuerpo. Avanzaban mediante un movimiento
serpentiforme de la cola, nadando como una anguila."
Estos animálculos -que en aquella época también se llamaban
gusanos espermáticos- fueron reconocidos a continuación en el
perro, el conejo, la liebre, el lirón, algunos peces, etc. A su vez,
también fueron observados por otros científicos, como Homberg,
Lister y Vallisneri.
Este descubrimiento condujo a los partidarios de los "gusanos espermáticos"
a afirmar que el feto no se hallaba preformado en el huevo, sino en el espermatozoide,
y que el huevo sólo desempeñaba un simple papel nutricio.
