Gli esperimenti di Mendel e la scoperta delle leggi dell'ereditarietà

L'importanza del pisello odoroso

Mendel utilizzò per i suoi studi una pianta particolarmente adatta ai suoi esperimenti, il pisello odoroso (Pisum sativum): è infatti facile da coltivare, si riproduce velocemente dando origine a una prole numerosa, presenta caratteristiche facilmente riconoscibili ed è possibile controllare la sua impollinazione.

Tecniche di impollinazione

Il pisello produce sullo stesso fiore sia gameti femminili (ovuli) sia gameti maschili (polline). In natura, il loro incrocio avviene sulla stessa pianta e viene chiamato autoimpollinazione. Mendel in alcuni casi lasciava che le sue piante si riproducessero per autoimpollinazione, in altri utilizzava la tecnica dell’impollinazione incrociata, fecondando una pianta con il polline di un’altra. Questo gli permetteva di selezionare genitori con determinate caratteristiche e osservare i risultati sui figli. Il monaco decise di utilizzare per i suoi studi piante che differivano per alcuni caratteri facilmente distinguibili, che avessero solo due forme alternative. Scelse in parti-colare sette caratteristiche.

Sviluppo delle linee pure

Prima di iniziare gli esperimenti, Mendel eseguì alcune importanti operazioni. Lavorò a lungo per sviluppare piante di linea pura per un certo numero di caratteri, piante cioè che mantenessero costanti determinati caratteri di generazione in generazione: creò una linea pura di piante con i fiori bianchi, che produce, generazione dopo generazione, solo piante con fiori bianchi, una linea pura di piante con semi gialli e così via. Quindi, ogni varietà di Pisum sativum così ottenuta presentava caratteristiche proprie che venivano trasmesse inalterate alle generazioni successive.

Esperimenti e risultati di Mendel

Il passo successivo fu capire che cosa accadeva quando si incrociavano tra loro due linee pure con caratteristiche opposte, ad esempio piante nane con piante rampicanti, piante con i fiori viola e piante con i fiori bianchi. Le piante di linea pura, o generazione parentale (P), dotate di caratteri opposti e riprodotte mediante impollinazione incrociata, diedero origine a piante ibride chiamate generazione F1 (o prima generazione filiale).

Legge della dominanza

Nel suo primo esperimento Mendel incrociò una pianta a seme giallo con una a seme verde. Le piante figlie F1 risultarono tutte a seme giallo. Il carattere per il seme verde pareva del tutto scomparso! Rifece quindi l’esperimento per ognuno dei sette caratteri e ottenne sempre lo stesso risultato: la prima generazione filiale mostrava sempre una sola delle due forme alternative del carattere. Mendel chiamò dominante il carattere che compariva nella prima generazione (il giallo, in questo caso), recessivo quello che scompariva (il verde). In seguito ai risultati ottenuti da questi primi esperimenti, Mendel formulò la legge della dominanza: tutti gli individui della prima generazione filiale manifestano uno solo dei caratteri alternativi presenti nella generazione parentale. A questo punto Mendel fece riprodurre per autoimpollinazione le piante della prima generazione filiale. Nella generazione successiva (F2 o seconda generazione filiale) circa tre quarti delle piante risultarono a seme giallo e un quarto a seme verde (rapporto 3:1). Il carattere recessivo era inaspettatamente ricomparso! Questo risultato contrastava con la teoria della mescolanza dei caratteri ereditari, poiché secondo quest’ultima le particelle mescolate divenivano inscindibili e quindi sarebbe stato impossibile che il carattere recessivo ricomparisse.

Conclusioni sugli esperimenti

Mendel trasse alcune conclusioni dai suoi esperimenti:

ogni caratteristica ereditaria di un organismo è controllata da due fattori ereditari, che si comportano come particelle distinte e che vengono trasmessi dai genitori ai figli;

ogni fattore esiste in almeno due forme alternative: una di queste rimane “nascosta” nella prima generazione, per poi ricomparire nella seconda.