Historia de la Genética. Del rebaño de Jacob a la oveja Dolly

Historia de la Genética. Primera Parte

“….Dijo Labán: ¿Y qué es lo que quieres que te dé? No quiero nada, respondió Jacob; mas si hicieres lo que voy a pedirte, proseguiré apacentando y guardando tus ganados.

Haz revista de todos ellos, y separa desde ahora para ti las ovejas todas manchadas de color y de vellón moteado; y en lo sucesivo todo lo que naciere de color oscuro, manchado y variado, tanto de las ovejas como de las cabras, eso será mi recompensa…. Génesis (30,31 y 30,32)

La genética en la Biblia

Jacob y LabánDe esta forma comienza en el Libro del Génesis el pasaje en el cual se narra el artificio ideado por Jacobpara acrecentar su rebaño.

Loading...

En dicho pasaje se puede leer cómo Jacob, gran observador y seguramente deseoso de vengar la explotación a que había sido sometido por parte de su suegro, se había dado cuenta de que un carácter determinado de las ovejas y las cabras (el color del pelo) se transmitía a la descendencia de tal manera que el número de animales manchados o rayados iría aumentando en sucesivas generaciones.

Esta es posiblemente la referencia más antigua a la genética que se puede encontrar en la historia escrita y en ella se pone claramente de manifiesto que hace cuatro mil años ya se tenía una idea intuitiva del papel de los genes que posteriormente se denominarían “dominantes” y “recesivos”.

Es fácil suponer que ya entonces se experimentaría con entrecruzamientos para obtener animales con características óptimas a partir de los ejemplares más fuertes y sanos.

Sin embargo, el modo en que los rasgos se transmitían entre una generación y la siguiente seguiría siendo un misterio durante varios miles de años.

Historia de la genética. Antiguos Chinos

Hipócrates
Hipócrates

También los antiguos chinos se acercan al estudio de la herencia cuando describen ciertas discapacidades con las que nacían algunos ratones a los que llamaron “ratones bailarines”. Dichos ratones caminaban tambaleándose en círculos generando el movimiento del baile por un defecto hereditario en el oído interno que afecta al equilibrio.

Posteriormente, en el siglo XVII, en China y Japón se criaban ratones cuyo fenotipo (manifestación observable del conjunto de genes que porta el individuo) era especial.

Se buscaban características llamativas principalmente y así las cepas obtenidas y mantenidas con fines ornamentales recibían nombres como “amarillo con ojos color rubí” o “rojo cremoso”.

Los hindúes, hacia el año 1000 a. de C. ya hablaban de ciertas enfermedades que parecían “correr en las familias”.

Además estaban convencidos de que los niños heredaban todas sus características de los padres y dejaron constancia de ello en sus textos. En la misma época, los babilonios celebraban con ritos religiosos la polinización de las palmeras y tanto ellos como los egipcios producían frutos por fecundación artificial.

La genética en la Grecia Antigua

No nos sorprende, pues, que los antiguos griegos se implicaran también en el intento de conocer la herencia. Hipócrates, por ejemplo, afirma 400 años a. de C. que el hombre aporta las características hereditarias a sus hijos a través del semen y supone que las mujeres tienen un fluido similar; como el aporte se supone aproximadamente igual, piensa que ambos fluidos lucharían para  decidir qué rasgo sería el dominante que habría de transmitirse a la descendencia.

Teofrasto y Aristóteles, teoría evolutiva

Teofrasto (371-287 a de C.), por su parte, describió diferencias entre las flores masculinas y femeninas, decía que “los machos debían ser llevados a las hembras” dado que las “hacían madurar y persistir” y Aristóteles (384 – 332 a. de C.), a quien debemos considerar el primer gran naturalista de la historia, escribió un libro titulado “De la generación de los animales” en el que hace importantes reflexiones, basadas en la observación, sobre los mecanismos de reproducción de los animales y desarrolla  teorías sobre este tema que fueron adoptadas por la mayor parte de los naturalistas que le sucedieron entre los que se encuentran Isidoro de Sevilla (560-636), el árabe Avicena (980-1037) y el bizantino Miguel Psellos (1017-1078).

En estas teorías hablaba de un “calor” natural en los machos que les permitía transformar la sangre en semen y adjudica a los machos la capacidad de aportar el alma al nuevo ser mientras la hembra aportaría la materia.

Así, el nuevo ser provendría de la unión de un principio pasivo (materia aportada por la hembra) con un principio activo (alma aportada por el macho a través del semen que la hembra es incapaz de fabricar). El alma transmitida a través del semen dotaría al cuerpo con forma y movimiento.

Existían también teorías que aseguraban que estas mezclas eran innecesarias para dar lugar a formas de vida más simple como los gusanos o las moscas ya que se tenía asumido que surgían por generación espontánea.

William Harvey y la Teoría: ‘De un huevo, todo’

Siglos después, William Harvey (1578-1657), eminente científico inglés, además de ser pionero en el estudio de la circulación de la sangre, escribió “Ex ovo omnia” (De un huevo, todo) y afirmó que “omni vivium ex vivo” (todo ser vivo procede de otro), lo que iba en contra de la teoría de la generación espontánea.

Pero no se pudo dar respuesta a alguno de los problemas fundamentales de cómo funciona realmente la herencia hasta la invención del microscopio por el holandés Anton van Leeuwenhoek (1632-1723).

Anton van Leeuwenhoek
Anton van Leeuwenhoek

Lo que hizo singular a este personaje fue una curiosa afición: pulía lentes diminutas consiguiendo lentes biconvexas de calidad excelente para su época y a través de ellas observaba objetos que montaba sobre la cabeza de un alfiler, ampliándolos hasta 300 veces. Los dibujaba y describía con una gran precisión.

Entre otras muchas cosas, observó la fecundación en peces y anfibios, describió los espermatozoides de insectos, hallazgo absolutamente contrario a la idea generalizada de que los insectos surgían por generación espontánea, describió el ciclo vital de las hormigas mostrando que las larvas y pupas proceden de huevos.

También observó los espermatozoides humanos, creyendo que cada uno portaba un organismo completo en miniatura (teoría conocida como preformacionismo).

Incluso experimentó con cruces entre ratones blancos y grises, lo que se puede considerar un antecedente de los experimentos de Mendel.

A partir de 1800, empiezan a sucederse descubrimientos que irán allanando el camino para que a principios del siglo siguiente surja una nueva rama de la Biología que se conocerá como Genética. La construcción de esta ciencia es una de las aventuras intelectuales más apasionantes y prodigiosas de la mente humana.

Darwin
Darwin

En el siglo XIX emerge una nueva visión de la Biología que la llevaría a desligarse definitivamente de los últimos vestigios medievales y aristotélicos.

Concretamente en 1838 se establece la teoría celular al descubrir que todos los organismos vivos están constituidos por células que son básicamente iguales, y veinte años después se añadiría un nuevo pilar a dicha teoría celular cuando el fisiólogo alemán R. Virchow introduce el principio de la continuidad de la vida mediante la división celular.

Se establece así la célula como unidad de reproducción y por tanto se abandonan totalmente la teoría de la generación espontánea y el preformacionismo. Se establece que la célula contiene las potencialidades de generar un organismo completo, lo cual lleva a una búsqueda casi compulsiva de la base material de la herencia.

La Teoría de la Evolución, El Origen de las Especies de Darwin

En 1859, el naturalista británico Charles Darwin hace pública su teoría de la evolución biológica en su libro “El origen de las especies”. Esta sería la segunda gran unificación del siglo después de la teoría celular.

La teoría de la evolución por selección natural se basa en que las crías de cualquier especie compiten por la supervivencia. Las que logran sobrevivir, tienden a incorporar variaciones naturales favorables que se pasan por herencia a la siguiente generación. De esta forma se consigue que cada generación mejore su adaptabilidad respecto a las generaciones precedentes, y este proceso gradual y continuo es la causa de la evolución de las especies.

A lo largo de varias décadas hubo dudas entre la comunidad científica sobre las teorías de Darwin, pero los ataques más severos no vinieron de los científicos, sino de los opositores religiosos. En 1875, el teólogo Charles Hodge acusó a Darwin de negar la existencia de Dios al afirmar que el hombre era resultado de un proceso de evolución natural y no de la creación divina.

De Darwin se hicieron burlas y se llegaron a publicar caricaturas ridiculizándole. En la imagen podemos ver que se le representa con las características propias de los simios (el mentón, las cejas y la forma de su cabeza) como burla a su observación de la evolución del simio al hombre actual.

La teoría de la selección natural tendría que esperar hasta la tercera década del siglo siguiente para ser totalmente aceptada, y ello ocurrió en parte gracias a que Darwin siguió realizando un intenso trabajo de recopilación e interpretación de gran número de observaciones y experimentos.

Él sabía que su teoría carecía de una explicación para el origen y el mantenimiento de la variación genética sobre la que opera la selección. Para solucionar este problema, sostuvo la teoría de la pangénesis según la cual, cada órgano y estructura del cuerpo produce unas pequeñas partículas de reproducción llamadas gémulas que por vía sanguínea llegaban a los gametos.

En los gametos se encontrarían gémulas procedentes de cada órgano y por tanto, las células reproductoras tendrían la potencialidad de desarrollar un organismo completo.

Sin embargo, esta hipótesis acerca de la herencia, al contrario que su teoría sobre la evolución, resultó errónea, como demostró Francis Galton realizando transfusiones de sangre recíprocas entre dos cepas de conejos de que tenían diferente color. De cualquier modo, el trabajo de Darwin estimuló enormemente el pensamiento en el campo de la genética.

Mendel y los Experimentos de hibridación en plantas

Mendel
Mendel

No obstante, sería Gregor Mendel (1822-1884), un monje austriaco que en su tiempo libre criaba plantas de guisante en el monasterio, quien propondría la idea original de lo que hoy llamamos gen. Él lo llamó “factor” y éste vendría a ser el responsable de la transmisión de los caracteres de padres a hijos.

  • En el año 1865, Mendel publicó en el Boletín de la Sociedad de Ciencias Naturales de Brünn (Moravia, actualmente en la República Checa) su trabajo “Experimentos de hibridación en plantas”, donde se resumían los experimentos que había llevado a cabo durante 8 años en el guisante Pisum sativum.

Había basado el éxito de su trabajo en un diseño experimental sencillo y en un análisis cuantitativo de los datos y así logró demostrar que la herencia se transmite por  partículas (no mediante mezclas) y que la transmisión de dichas partículas sigue normas estadísticas sencillas. La gran importancia de este trabajo no sería reconocida hasta varias décadas después.

  • En el año 1866, el biólogo y filósofo alemán Ernst Haeckel anticipó el hecho de que la clave de los factores hereditarios reside en el núcleo de la célula.
  • A finales del siglo, surgen nuevas técnicas de estudio de la célula, se desarrolla el micrótomo (dispositivo mecánico que permite realizar cortes extremadamente finos en las muestras de materiales para poder observarlos al microscopio) y las lentes de inmersión en aceite, lo que permitió descubrir la fusión de los núcleos del óvulo y el esperma (fecundación) y la mitosis (proceso de división que se lleva a cabo en las células eucariotas, es decir , las que tienen su material genético encerrado en un núcleo, repartiendo equitativamente dicho material hereditario).
  • El biólogo alemán Oscar Hertwig, trabajando con huevos de erizo de mar, describe la meiosis (proceso de división celular que consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética).
  • En 1871, Friedrich Miescher publicó su descubrimiento del ADN. Dos años antes, había aislado varias moléculas ricas en fosfatos a las que llamó nucleínas (actualmente conocidas como ácidos nucleicos) a partir del núcleo de glóbulos blancos, preparando así el camino para su identificación como portadoras de la información genética.
  • Con una intuición realmente prodigiosa, August Weismann (1834-1914), biólogo alemán,  desarrolló su teoría sobre la herencia basada en la inmortalidad del plasma germinal. Según esta teoría, el plasma germinativo es la sustancia alrededor de la cual se desarrollan las nuevas células.

Esta sustancia está constituida por la unión del esperma y el óvulo y establece una continuidad que no se interrumpe a través de las generaciones, propuso que las partículas hereditarias eran autorreplicativas, estaban asociadas a los cromosomas de forma lineal y cada una de ellas estaba implicada en la determinación de una característica.

Aunque aún quedaba mucho por hacer, todos estos avances supondrían el punto de apoyo para el  desarrollo de la Genética, campo de la Biología que aportará a la humanidad los descubrimientos más transcendentes y polémicos de su historia evolucionando a ritmo creciente a lo largo del siglo XX.

Para saber más:
“Del Big Bang al Homo Sapiens”.  Antonio Vélez Montoya. Villegas Editores
“Origen de la Vida sobre la Tierra”. A. I. Oparín. Tecnos.

Leer la segunda parte:

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *