¿Por qué un niño puede tener los ojos de su abuela aunque ninguno de sus padres los tenga? La primera persona que encontró reglas claras para responder a preguntas así no fue un médico ni un catedrático, sino un fraile que cultivaba guisantes en el huerto de su monasterio. Se llamaba Gregor Mendel, y sus conclusiones se conocen hoy como las leyes de Mendel.
En este artículo verás qué dicen las tres leyes, cómo llegó Mendel a ellas, cómo se resuelve un cruce con el cuadro de Punnett, en qué casos no se cumplen y un experimento muy sencillo para comprobarlas en casa con legumbres.
Quién fue Gregor Mendel
Gregor Johann Mendel nació en 1822 en Heinzendorf, un pueblo de Silesia que hoy pertenece a la República Checa. Hijo de campesinos, entró en el monasterio agustino de Santo Tomás, en Brno, donde pudo estudiar física, matemáticas y ciencias naturales, incluida una estancia en la Universidad de Viena.
Entre 1856 y 1863 cultivó y cruzó miles de plantas de guisante (se suele hablar de unas 28.000) y anotó con paciencia cuántas salían de cada tipo. Presentó sus resultados en 1865 ante la Sociedad de Historia Natural de Brno y los publicó en 1866 con el título Experimentos sobre híbridos de plantas. Casi nadie les prestó atención. Murió en 1884 sin saber que había fundado una ciencia nueva.
En 1900, tres botánicos, Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak, llegaron por su cuenta a resultados parecidos y, al revisar la bibliografía, descubrieron que Mendel se les había adelantado 34 años. Desde entonces se le considera el padre de la genética, una palabra que acuñó William Bateson poco después.
Por qué eligió los guisantes: un ejemplo de buen método
El éxito de Mendel se debe tanto a su planteamiento como a su paciencia. Su trabajo es un ejemplo de manual de los pasos del método científico: observar, plantear una hipótesis, diseñar un experimento controlado, contar y sacar conclusiones.
- Una planta fácil de controlar. El guisante se autopoliniza, así que Mendel podía obtener líneas puras y, cuando quería cruzar dos plantas, quitaba los estambres y llevaba el polen a mano con un pincel.
- Caracteres con dos opciones claras. Estudió siete rasgos que no tienen términos medios: semilla lisa o rugosa, semilla amarilla o verde, flor morada o blanca, vaina hinchada o estrangulada, vaina verde o amarilla, flores a lo largo del tallo o en la punta, y tallo alto o enano.
- Contar en lugar de describir. Antes de él, los naturalistas hablaban de mezclas y parecidos. Mendel contó plantas y calculó proporciones, algo poco habitual en la biología de su época.
- Muchas repeticiones. Con miles de semillas, el azar se compensa y aparecen las proporciones reales, igual que al lanzar una moneda muchas veces.
Si te interesa cómo se diseña un experimento así, tienes más detalles en nuestra guía de investigación experimental.
Conceptos básicos antes de empezar
Mendel hablaba de «factores hereditarios». Hoy usamos estas palabras:
- Gen: fragmento de ADN que lleva la información de un carácter, como el color de la flor.
- Alelo: cada una de las versiones de un gen. Por ejemplo, flor morada (B) o flor blanca (b).
- Dominante y recesivo: el alelo dominante (mayúscula) se manifiesta aunque solo haya una copia; el recesivo (minúscula) solo se ve cuando hay dos copias.
- Homocigoto y heterocigoto: BB y bb son homocigotos (dos alelos iguales); Bb es heterocigoto.
- Genotipo y fenotipo: el genotipo son los alelos que tiene el individuo (Bb); el fenotipo es lo que se ve (flor morada).
Cada planta tiene dos alelos de cada gen, uno heredado de cada progenitor, y en cada gameto (polen u óvulo) solo va uno. El mecanismo físico que reparte esos alelos es la meiosis, que explicamos paso a paso en mitosis y meiosis.
Primera ley de Mendel: uniformidad de la primera generación
Mendel cruzó plantas de línea pura que se diferenciaban en un solo carácter, por ejemplo flor morada (BB) con flor blanca (bb). Esta es la generación parental, o P.
Todas las plantas hijas, la llamada generación F1, salieron con flores moradas. No hubo ninguna blanca ni ningún tono intermedio. La primera ley dice que al cruzar dos razas puras que difieren en un carácter, todos los descendientes de la primera generación son iguales entre sí. Tienen el genotipo Bb y muestran el fenotipo del alelo dominante.
Segunda ley de Mendel: segregación de los caracteres
Lo interesante llegó después. Mendel dejó que las plantas F1 (Bb) se autopolinizaran. En la segunda generación, la F2, el color blanco reapareció: aproximadamente tres de cada cuatro plantas tenían flores moradas y una de cada cuatro, blancas.
Sus recuentos reales son muy parecidos a esa proporción. Con la forma de la semilla obtuvo 5.474 lisas y 1.850 rugosas (2,96 a 1), y con el color, 6.022 amarillas y 2.001 verdes (3,01 a 1).
La segunda ley dice que los dos alelos de un gen se separan al formarse los gametos, y cada gameto recibe solo uno. El alelo recesivo no desaparece en la F1: está escondido y vuelve a verse cuando se juntan dos copias.
Cómo se resuelve con el cuadro de Punnett
El cuadro de Punnett es una tabla que muestra todas las combinaciones posibles. Se ponen los gametos de un progenitor arriba y los del otro a la izquierda, y se rellenan las casillas:
De las cuatro casillas, una es BB, dos son Bb y una es bb. Eso da una proporción de genotipos de 1:2:1 y una de fenotipos de 3:1 (tres moradas y una blanca), justo lo que Mendel contó en su huerto.
Tercera ley de Mendel: transmisión independiente
Después, Mendel siguió dos caracteres a la vez. Cruzó plantas de semilla lisa y amarilla (RRAA) con plantas de semilla rugosa y verde (rraa). La F1 salió toda lisa y amarilla, como predecía la primera ley.
En la F2 aparecieron cuatro tipos de semilla, incluidas dos combinaciones que no existían en los padres: lisas verdes y rugosas amarillas. Sus recuentos fueron 315 lisas amarillas, 108 lisas verdes, 101 rugosas amarillas y 32 rugosas verdes, muy cerca de la proporción teórica 9:3:3:1.
La tercera ley dice que los alelos de genes distintos se reparten de forma independiente entre los gametos. Que una semilla herede el alelo «liso» no influye en que herede el alelo «amarillo» o el «verde». Si haces un cuadro de Punnett de 4 por 4 con los gametos RA, Ra, rA y ra, salen exactamente esas proporciones.
Cuándo no se cumplen las leyes de Mendel
Las leyes de Mendel siguen siendo la base de la genética, pero hoy sabemos que describen el caso más sencillo. Hay excepciones muy conocidas:
- Dominancia incompleta. En el dondiego de noche (Mirabilis jalapa), cruzar flores rojas y blancas da hijos de flor rosa. Ningún alelo domina del todo.
- Codominancia. En los grupos sanguíneos humanos, una persona con los alelos A y B tiene grupo AB: se expresan los dos a la vez. El alelo O, en cambio, es recesivo.
- Genes ligados. Si dos genes están muy cerca en el mismo cromosoma, tienden a heredarse juntos y no cumplen la tercera ley. Thomas Hunt Morgan lo demostró a principios del siglo XX con la mosca del vinagre.
- Herencia poligénica. La estatura o el color de la piel dependen de muchos genes y del ambiente, por eso hay una gama continua y no dos opciones.
Experimento casero: comprueba la segunda ley con legumbres
No hace falta un huerto para ver la proporción 3:1. Basta con simular el cruce de dos plantas heterocigotas.
Qué necesitas
- Dos bolsas opacas o dos vasos.
- 40 judías blancas y 40 lentejas o judías de otro color (o dos tipos de botones).
- Papel y bolígrafo para apuntar.
Cómo se hace
- Cada bolsa es un progenitor Bb. Pon en cada una 20 legumbres oscuras (alelo B, dominante) y 20 blancas (alelo b, recesivo) y mézclalas bien.
- Sin mirar, saca una legumbre de cada bolsa. Esa pareja es el genotipo de un hijo.
- Apunta el resultado (BB, Bb o bb) y devuelve cada legumbre a su bolsa para que las proporciones no cambien.
- Repite al menos 100 veces. Si sois varios, sumad los resultados de todos.
Qué deberías ver
Con pocas extracciones los números bailan mucho, pero a medida que sumas tiradas te acercarás a una cuarta parte de BB, la mitad de Bb y una cuarta parte de bb. Si cuentas como «morados» todos los que tienen al menos una B, verás aparecer el famoso 3:1. Es una buena forma de entender por qué Mendel necesitaba tantas plantas: el azar solo se ordena con muestras grandes.
Preguntas frecuentes sobre las leyes de Mendel
¿Cuántas leyes de Mendel hay?
Normalmente se enseñan tres: uniformidad de la primera generación, segregación de los caracteres y transmisión independiente. Algunos libros cuentan solo dos, porque consideran que la uniformidad es una consecuencia de la segregación.
¿Se cumplen las leyes de Mendel en las personas?
Sí, en los caracteres que dependen de un solo gen. Por ejemplo, el albinismo y la fibrosis quística siguen un patrón recesivo: dos padres sanos portadores (heterocigotos) tienen una probabilidad de una entre cuatro de tener un hijo afectado en cada embarazo.
¿Por qué se ignoró a Mendel durante tanto tiempo?
Publicó en una revista local poco leída, usó un enfoque matemático extraño para los botánicos de su época y todavía no se conocían los cromosomas ni la meiosis, así que no había un mecanismo físico que explicara sus «factores».
¿Es verdad que sus datos eran demasiado perfectos?
El estadístico Ronald Fisher señaló en 1936 que los resultados de Mendel se ajustaban a la teoría mejor de lo esperable por azar. Se ha debatido mucho si fue por un sesgo al clasificar, por una selección de los datos o por casualidad, pero nadie discute que sus leyes son correctas: se han confirmado millones de veces.
¿Qué relación tienen las leyes de Mendel con el ADN?
Los «factores» de Mendel son los genes, que son tramos de ADN situados en los cromosomas. Si quieres ir un paso más allá, te lo contamos en descifrando el código genético.
En resumen
Las leyes de Mendel explican que heredamos los caracteres en unidades separadas, una de cada progenitor, que esas unidades no se mezclan sino que se reparten en los gametos y que, en genes independientes, se combinan al azar. Con guisantes, paciencia y un poco de aritmética, un fraile de Brno descubrió las reglas básicas de la herencia, y son las mismas que hoy se usan en medicina, en agricultura y en cualquier laboratorio de genética.