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Mendel (leggi
di)
Mendel
(leggi
di), leggi naturali che regolano l'ibridazione, così denominate agli inizi del XX sec. in onore dell'abate
Gregor Mendel, che le descrisse nel 1865. La
migliore esemplificazione dei fenomeni interpretati da Mendel è data dall'incrocio fra piante di pisello a semi verdi e altre a semi gialli. I
piselli derivati da questo incrocio sono gialli, e non di colore intermedio fra
quello delle piante parenti, poichè il carattere “giallo” domina sul carattere “verde”;
questa dominanza si manifesta qualunque sia il senso dell'incrocio, cioè sia nel
caso che il polline provenga da un genitore giallo, sia che provenga da un
genitore verde. Si dice perciò che il giallo è un carattere dominante.
Autofecondando le piante nate da questi semi ibridi si ottengono, mescolati fra
loro, semi gialli e semi verdi, simili a quelli di partenza. Riappare cioè il
carattere “semi verdi” (recessivo), celato nella precedente generazione.
Questo carattere verde recessivo riappare con una proporzione assai costante:
infatti, se l'esperimento è avvenuto su un numero sufficientemente grande di
semi, se ne contano tre gialli per ogni verde. (Così, su 8.023 semi prodotti da
258 piante ibride, Mendel contò 6.022 semi gialli e 2.001 semi verdi, nella
proporzione di 3,01 a 1.) Questa costanza di dati colpì Mendel, e lo portò a
scoprire il meccanismo che ne sta alla base. La pianta ibrida riceve dalla
generazione parentale il carattere “semi verdi” e il carattere “semi gialli”;
quando si formano le cellule riproduttrici, i due caratteri si disgiungono e si
segregano in esse, nel senso che ciascuna cellula ne riceve soltanto uno, il
giallo oppure il verde, con uguali probabilità; infatti la metà circa delle
ovocellule o dei grani di polline porterà il carattere verde, mentre l'altra
metà porterà il carattere giallo. Al momento della fecondazione saranno quindi
possibili quattro combinazioni: un ovulo “verde” fecondato da un grano di
polline “verde” produrrà semi verdi; un ovulo “verde” fecondato da un polline
“giallo” produrrà semi gialli; e così pure un ovulo “giallo” fecondato da
polline “verde”; infine un ovulo “giallo” fecondato da polline uguale produrrà
ancora semi gialli. Si hanno quindi tre semi gialli per ogni seme verde. E' questa la legge della segregazione dei caratteri, che in alcune
trattazioni fa seguito a una prima legge della dominanza.
I semi verdi della seconda generazione nascono dall'unione di due gameti “verdi”
e per autofecondazione generano sempre semi verdi. I semi gialli sono invece di
due tipi, potendo provenire da due cellule “gialle” oppure da una cellula
“gialla” e da una “verde”; questi ultimi sono in proporzione doppia dei primi. I
gialli puri (derivati da due gialli) per autofecondazione danno sempre semi
gialli, mentre gli altri producono semi verdi e semi gialli, nella proporzione
di uno a tre. L'esperienza verifica perfettamente questa ipotesi. (Di 519 piante
gialle provenienti dalla seconda generazione 116 producevano solo semi gialli,
mentre 353 producevano semi gialli e semi verdi commisti.)
Mendel constatò che questi fatti si verificavano anche quando i semi differivano per più di un carattere. Per es. l'incrocio di piselli a semi gialli e lisci con altri a semi verdi e rugosi produce in prima generazione solo semi gialli e lisci, poichè questi caratteri sono dominanti sugli altri due; in seconda generazione si ottengono invece diverse combinazioni, ossia semi gialli alcuni lisci e altri rugosi, semi verdi lisci e semi verdi rugosi, nelle proporzioni di 9: 3: 3: 1. Mendel spiegò questo fatto con la seconda ipotesi, ovvero la legge sull'indipendenza dei caratteri: il carattere della buccia liscia o rugosa si trasmette in modo indipendente dal colore di essa, in modo che nel nostro caso gli ibridi di prima generazione possono formare quattro diversi tipi di gameti, contenenti le possibili combinazioni del carattere giallo- verde con il carattere liscio-rugoso; i quattro tipi di spermatozoi hanno la possibilità di unirsi con altrettanti tipi di ovocellule, dando luogo a sedici combinazioni, ripartite nelle proporzioni sopra menzionate (9+3+3+1 = 16). Mendel verificò questo su tre caratteri indipendenti, ottenendo 64 combinazioni, come risultato previsto dell'incontro di 8 tipi di spermii con altrettanti tipi di uova. Mendel preconizzava che i caratteri dovevano essere “portati” da particelle fisiche autonome e indipendenti, quali poi si rivelarono i cromosomi e le loro subunità. La descrizione dei cromosomi avvenne verso la fine del XIX sec., quella dei processi di mitosi e di meiosi agli inizi del XX a opera del Sutton; la localizzazione dei geni nei cromosomi è stato il risultato dei noti lavori del Morgan sulla drosofila (Drosophila melanogaster).
Mendel comunicò le sue ricerche in un articolo del 1866 dal titolo Versuche über Pflanzenhybriden e in uno posteriore di quattro anni. Tuttavia la loro esatta valutazione avvenne soltanto agli inizi del XX sec. a opera dei botanici H. De Vries, olandese, K. Correns, tedesco, ed E. Tschermak, ungherese, i quali riscoprirono i fatti descritti.
Le leggi di Mendel sulla segregazione e sulla indipendenza dei caratteri segnano una svolta decisiva nello studio dell'ereditarietà e costituiscono le basi della genetica; esse diedero una teorizzazione rigorosa di fatti e problemi fino allora molto confusi; misero inoltre in evidenza la natura discontinua ovvero discreta del patrimonio ereditario. Più in generale il lavoro del Mendel rappresenta un'applicazione esemplare del metodo sperimentale, e, con l'ipotesi darwiniana pubblicata pochi anni prima, costituisce uno dei punti di partenza della biologia moderna, ampiamente verificato dalle recenti scoperte sulla struttura chimica dei cromosomi e dei geni.