3.7: Plantas de Guisantes

¿Qué tienen de interesante las plantas de guisantes?

Estas plantas de flores púrpuras no solo son bonitas a la vista. Plantas como estas llevaron a un gran salto adelante en biología. Las plantas son plantas comunes de guisantes de jardín, y fueron estudiadas a mediados del siglo XIX por un monje austriaco llamado Gregor Mendel. Con sus cuidadosos experimentos, Mendel destapó los secretos de la herencia, o cómo los padres le pasan características a sus crías.

Puede que no te importe mucho la herencia en las plantas de guisantes, pero probablemente te importe tu propia herencia. Los descubrimientos de Mendel se aplican tanto a ti como a los campesinos y a todos los demás seres vivos que se reproducen sexualmente.

Mendel y sus plantas de guisantes

La gente sabe desde hace tiempo que las características de los seres vivos son similares en los padres y sus crías. Ya sea el color de la flor en las plantas de guisantes o la forma de la nariz en las personas, es obvio que las crías se parecen a sus padres. No obstante, no fue sino hasta los experimentos de Gregor Mendel que los científicos entendieron cómo se heredan las características. Los descubrimientos de Mendel formaron la base de la genética, la ciencia de la herencia. Por eso Mendel suele ser llamado el “padre de la genética”. No es común que un solo investigador tenga un impacto tan importante en la ciencia. La importancia del trabajo de Mendel se debió a tres cosas: una mente curiosa, métodos científicos sólidos y buena suerte. Verás por qué cuando leas sobre los experimentos de Mendel.

Gregor Mendel nació en 1822 y creció en la granja de sus padres en Austria. Le fue bien en la escuela y se convirtió en monje. También fue a la Universidad de Viena, donde estudió ciencias y matemáticas. Sus profesores le animaron a aprender ciencias a través de la experimentación y a utilizar las matemáticas para darle sentido a sus resultados. Mendel es mejor conocido por sus experimentos con la planta de guisante Pisum sativum (ver Figura abajo).

Gregor Mendel. El monje austriaco Gregor Mendel experimentó con plantas de guisante. Hizo todas sus investigaciones en el jardín del monasterio donde vivía.

Teoría de la Herencia

Durante la época de Mendel, la teoría de mezcla de la herencia era popular. Esta es la teoría de que la descendencia tiene una mezcla, o mezcla, de las características de sus padres. Mendel notó plantas en su propio jardín que no eran una mezcla de los padres. Por ejemplo, una planta alta y una planta corta tenían descendencia que eran altas o cortas pero no de altura media. Observaciones como estas llevaron a Mendel a cuestionar la teoría de la mezcla. Se preguntó si había un principio subyacente diferente que pudiera explicar cómo se heredan las características. Decidió experimentar con plantas de guisante para averiguarlo. De hecho, ¡Mendel experimentó con casi 30 mil plantas de guisantes en los próximos años!

¿Por qué estudiar las plantas de guisantes?

¿Por qué Mendel eligió plantas comunes de guisantes de variedad jardín para sus experimentos? Las plantas de guisante son una buena opción porque son de rápido crecimiento y fáciles de cultivar. También tienen varias características visibles que pueden variar. Estas características, que se muestran en la Figura siguiente, incluyen la forma y color de la semilla, el color de la flor, la forma y el color de las vainas, la colocación de vainas y flores en los tallos y la longitud del tallo Cada característica tiene dos valores comunes. Por ejemplo, la forma de la semilla puede ser redonda o arrugada, y el color de la flor puede ser blanco o morado (violeta).

Mendel investigó siete características diferentes en plantas de guisante. En esta tabla, los cotiledones se refieren a las diminutas hojas dentro de las semillas. Las vainas axiales se encuentran a lo largo de los tallos. Las vainas terminales se encuentran en los extremos de los tallos.

Controlar la polinización

Para investigar cómo se pasan las características de padres a crías, Mendel necesitaba controlar la polinización. La polinización es el paso de fertilización en la reproducción sexual de las plantas. El polen consiste en pequeños granos que son los gametos masculinos de las plantas. Son producidos por una parte de flor masculina llamada la antera (ver Figura abajo). La polinización ocurre cuando el polen se transfiere de la antera al estigma de la misma u otra flor. El estigma es una parte femenina de una flor. Pasa los granos de polen a gametos femeninos en el ovario.

Las flores son los órganos reproductivos de las plantas. Cada flor de planta de guisante tiene partes masculinas y femeninas. La antera forma parte del estambre, la estructura masculina que produce gametos masculinos (polen). El estigma es parte del pistilo, la estructura femenina que produce gametos femeninos y guía los granos de polen hacia ellos. El estigma recibe los granos de polen y los pasa al ovario, que contiene gametos femeninos.

Las plantas de guisante son naturalmente autopolinizantes. En la autopolinización, los granos de polen de las anteras de una planta se transfieren a estigmas de flores en la misma planta. Mendel estaba interesado en la descendencia de dos plantas progenitoras distintas, por lo que tuvo que evitar la autopolinización. Se quitó las anteras de las flores de algunas de las plantas en sus experimentos. Después los polinizó a mano con polen de otras plantas parentales de su elección. Cuando el polen de una planta fertiliza otra planta de la misma especie, se llama polinización cruzada. A las crías que resultan de tal cruce se les llama híbridos.

Resumen

• Gregor Mendel experimentó con plantas de guisante para aprender cómo se pasan las características de padres a crías.
• Los descubrimientos de Mendel formaron la base de la genética, la ciencia de la herencia.
• La polinización cruzada produce híbridos.

Revisar

1. ¿Cuál es la teoría de mezcla de la herencia? ¿Por qué Mendel cuestionó esta teoría?
2. Enumerar las siete características que Mendel investigó en plantas de guisante.
3. ¿Cómo controló Mendel la polinización en plantas de guisante?
4. ¿Qué son los híbridos?

Imagen	Referencia	Atribuciones
	[Figura 1]	Crédito: Mariana Ruiz Villarreal (LadyOFHats) para Fundación CK-12 Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0
	[Figura 2]	Crédito: William Bateson; Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats) para Fundación CK-12 Fuente: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Gregor_Mendel_Monk.jpg; CK-12 Licencia de Fundación: Dominio Público; CC BY-NC 3.0
	[Figura 3]	Crédito: Rupali Raju; Mariana Ruiz Villarreal (LadyOFHats) para Fundación CK-12 Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0
	[Figura 4]	Crédito: Mariana Ruiz Villarreal (LadyOFHats) para Fundación CK-12 Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0