Gregor Mendel es considerado el padre de la genética moderna. Fue un monje austriaco que trabajó con plantas de guisantes para explicar cómo los niños heredan rasgos de sus padres. Su trabajo se convirtió en la base de cómo los científicos entienden la herencia y se le considera un pionero en el campo de la genética.
Plantas de guisantes y genética mendeliana
En los famosos experimentos con plantas de guisantes de Mendel, deliberadamente cruzó plantas de guisantes con características obviamente diferentes para descubrir algunas cosas importantes sobre cómo los descendientes heredan rasgos de sus padres.
Los Experimentos
Mendel midió siete características específicas de las plantas de guisantes:
- Semilla madura lisa o arrugada
- Albúmina de semilla amarilla o verde
- Flor morada o blanca
- Vaina madura inflada o constreñida
- Vainas inmaduras verdes o amarillas
- Posición axial o terminal de las flores
- Longitud de tallo alto o enano
Lo que descubrió
Entre 1856 y 1863 Mendel experimentó con la especie Pisum sativum, o planta de guisante. Sus experimentos lo llevaron a hacer tres generalizaciones:
- La descendencia adquiere un factor hereditario de cada padre. Esto se conoce como la ley de la segregación.
- Los diferentes rasgos tienen la misma oportunidad de ocurrir juntos. Esto se conoce como la ley de la distribución independiente, y los científicos de hoy entienden que esto es en gran medida inexacto. De hecho, algunos genes están vinculados entre sí y aparecen más a menudo juntos.
- La descendencia heredará el rasgo dominante y solo puede heredar el rasgo recesivo si hereda ambos factores recesivos. Esto se conoce como la ley del dominio.
La mayoría de los científicos de su época rechazaron el trabajo de Mendel. No fue ampliamente aceptado hasta después de su muerte. Durante su vida, la mayoría de los científicos creían que la descendencia heredaba rasgos mediante la mezcla, es decir, la descendencia heredaba un "promedio" de los rasgos de los padres.
Demostración de la genética mendeliana
Se dice que Mendel probó más de 28.000 plantas para llegar a su conclusión. Si bien el alcance de su proyecto probablemente no sea realista para que lo recrees, puedes estudiar la genética usando plantas.
¿Quién es el Padre?
Who's the Father es un experimento en el que los estudiantes experimentarán con plantas para predecir rasgos observables. Puede recrear el experimento usando Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa), que están diseñadas específicamente para que los estudiantes puedan usarlas para estudiar genética. También crecen más rápido:un ciclo de vida completo dura entre 28 y 30 días. Este experimento tomará aproximadamente seis semanas de observaciones diarias para completarse. Es más adecuado para estudiantes mayores de secundaria o preparatoria que estén estudiando genética.
Materiales
- Wisconsin Fast Plants® Seed, Non-Purple Stem, Hairless (paquete de 200)
- Wisconsin Fast Plants® Seed, Yellow-Green Leaf (paquete de 200)
- Semillas Wisconsin Fast Plants®, tallo no morado, hoja amarillo-verde (paquete de 200)
- Mezcla para macetas
- Gránulos de fertilizante de liberación lenta
- Sistema de iluminación fluorescente casero o sistema de iluminación comprado
- Sistema de cultivo casero (alternativamente, puede comprar un sistema de riego)
- Etiquetas para plantas
- Apuestas y lazos
- Q-tips o palitos para abejas (solo necesitas unos cuantos)
Instrucciones
- Construya primero sus sistemas de iluminación y riego. Wisconsin Fast Plants® necesita luz fluorescente continua y un suministro continuo de fertilizante y agua. Puede crear versiones caseras de estos, o puede comprar kits prefabricados a través de Carolina Biological. Ambas opciones están vinculadas arriba en la lista de materiales.
- Plante las semillas (no es necesario que las use todas) de acuerdo con las instrucciones de cultivo. Querrá comenzar plantando las semillas de hojas de color amarillo verdoso que no sean moradas (esto se denominará descendencia de primera generación u O1). También plante las semillas sin pelo de tallo no morado. (Estas semillas son las semillas madre, denominadas P1). ¡Asegúrate de etiquetar cuál es cuál!
- En aproximadamente cuatro a siete días, sus plantas deberían crecer. Observe los colores del tallo y las hojas de ambos conjuntos de plantas y registre sus observaciones en su cuaderno de laboratorio. La mejor manera de cuantificar sus observaciones es contar los fenotipos (contar la cantidad de plantas que no tienen tallos morados, la cantidad de plantas que tienen hojas de color amarillo verdoso, etc.)
- Deseche las plantas madre, pero conserve las plantas descendientes.
- Escribe una hipótesis sobre cómo las plantas descendientes heredaron sus rasgos genéticos observables. Por ejemplo, si observa que la mayoría de sus plantas descendientes no tienen tallos morados sino hojas amarillas, puede asignarlos como rasgos dominantes. Si observa que algunas de sus plantas descendientes tienen tallos morados y hojas verdes, puede suponer que se trata de rasgos recesivos. Con base en sus observaciones, cree una hipótesis comprobable. Querrá tratar de adivinar los colores del tallo y las hojas de la planta madre según su hipótesis.
- Intermate las plantas con un palito de abeja o un hisopo. Para hacer esto, cambie suavemente el palo de abeja en una planta, asegurándose de que la planta tenga polen y luego compártalo con otra planta. Haga esto varias veces para asegurarse de que cada planta reciba polen de varias otras plantas, tanto con rasgos observables similares como diferentes. Haga esto una vez al día durante tres días.
- Una vez que hayan pasado los tres días, corte los botones florales que no hayan sido polinizados.
- Deje de regar las plantas y déjelas secar.
- Coseche las semillas y vuelva a plantarlas, esencialmente comenzando el proceso nuevamente. Estas semillas son la segunda generación de descendientes, u O2.
- Haz observaciones sobre el color del tallo y las hojas de la próxima generación de plantas. ¿Crees que tu hipótesis fue correcta?
- Plante las semillas de hojas de color amarillo verdoso. Estos serán conocidos como el 'padre' o P2.
- Después de unos días, observe los colores del tallo y las hojas de las plantas P2. ¿Sus observaciones apoyan su hipótesis?
Direcciones de vídeo
Este vídeo muestra cómo hacer laboratorios de genética y te ayudará a abordar el procedimiento para estudiar la genética de tus plantas.
Laboratorios en línea
Vale la pena señalar que si cultivar guisantes y hacer aparatos caseros es un poco más de lo que esperabas, hay algunos excelentes laboratorios interactivos en línea.
Guisantes de Mendel
Este laboratorio en línea es una réplica de los experimentos con guisantes de Mendel. El laboratorio tiene un menú útil para que pueda explorar el laboratorio antes de hacer nada. El laboratorio lo lleva a través de varios pasos, incluida la plantación de los guisantes, la observación de sus características y luego la polinización cruzada de las primeras plantas que cultivó. Esto es exactamente lo que hizo Mendel para que los estudiantes puedan tener una idea del tedioso proceso por el que pasó para llegar a sus observaciones.
Sopa de guisantes
Si bien gráficamente no es tan emocionante, la sopa de guisantes es otra opción en línea que ayuda a los estudiantes a observar dos rasgos en las plantas de guisantes. Para comenzar, haga clic en el botón 'comenzar experimento'. Luego se le lleva a una página en la que puede elegir 'aparear' dos guisantes diferentes. Sus genotipos están escritos para ti. Luego, la página le mostrará todas las opciones disponibles para los 'padres' que seleccionó. La página avanza rápidamente y puede perderla si no está escribiendo todo.
STAR Genetics del MIT
El laboratorio STAR Genetics del MIT es una especie de "juego" descargable donde los estudiantes pueden mezclar y combinar genotipos de una variedad de especies, incluidas plantas de guisantes, moscas de la fruta e incluso vacas. El programa es más adecuado para estudiantes de secundaria que tienen una sólida comprensión de la biología.
La genética es divertida
Ya sea que estudies plantas de guisantes o moscas de la fruta, o simplemente vayas a casa y observes los rasgos de tus padres y trates de descubrir cómo obtuviste los tuyos propios, estudiar genética puede ser muy divertido. Si bien la genética moderna identifica algunas cosas en las que Mendel se equivocó, sus teorías aún se aplican donde los rasgos no están vinculados o no están influenciados por otros factores.