Le piante di pisello di Mendel

Nel 1865 un monaco di Brno presentò i risultati di incroci fra quasi 30 000 piante di pisello: continuava a comparire lo stesso rapporto di 3 a 1.

Perché i piselli

Ai tempi di Mendel, la maggior parte degli scienziati credeva nell'ereditarietà per mescolamento: si pensava che i figli fossero una miscela uniforme dei genitori, come il rosa ottenuto mescolando vernice rossa e bianca. Se fosse stato così, un carattere non avrebbe potuto scomparire e poi ricomparire. Mendel scelse un organismo che gli permetteva di verificare chiaramente questa idea. I piselli normalmente si autofecondano all'interno del fiore chiuso: è quindi facile mantenere una linea pura, cioè una linea di piante che produce sempre lo stesso colore dei fiori o la stessa forma dei semi. I piselli maturano in una stagione e Mendel poteva coltivarne migliaia insieme, così da escludere che i risultati fossero dovuti al caso.

Scelse inoltre caratteri con due forme ben distinte: fiori viola o bianchi, semi lisci o rugosi, semi gialli o verdi, piante alte o nane. In tutto, sette caratteri. Per incrociare due piante, toglieva da un fiore le parti che producono polline prima che maturassero, poi vi trasferiva a mano il polline dell'altra varietà. Le piante genitrici costituiscono la generazione P, i loro discendenti la generazione F1 e i discendenti delle piante F1 lasciate autofecondare la generazione F2.

Un carattere che si nasconde e ricompare

Quando Mendel incrociò piante a fiori viola di linea pura con piante a fiori bianchi di linea pura, tutte le piante F1 avevano fiori viola. Il mescolamento avrebbe invece prodotto un viola chiaro. Lasciò poi autofecondare le piante F1 e i fiori bianchi ricomparvero: nella F2 contò 705 piante a fiori viola e 224 a fiori bianchi, con un rapporto di 705 ÷ 224 ≈ 3.15 a 1. Gli altri sei caratteri si comportarono allo stesso modo. Una forma scompariva nella F1 e ricompariva in circa un quarto della F2. Chiamò dominante la forma visibile nella F1 e recessiva quella nascosta.

La tabella, tratta da OpenStax Biology, riporta i conteggi F2 di Mendel, per un totale di 19 959 osservazioni. Nessun rapporto è esattamente 3:1: è normale nei dati reali. Più grande è il campione, più il rapporto tende ad avvicinarsi a 3. I caratteri dei semi, osservati su migliaia di semi, danno 2.96 e 3.01; il colore dei baccelli, osservato su 580 piante, dà 2.82.

La spiegazione di Mendel

Mendel propose che ogni pianta possedesse due copie di un «fattore unitario» per ciascun carattere, che ogni genitore trasmettesse casualmente una delle due copie e che queste restassero separate senza mescolarsi. Una pianta F1 ottenuta da viola × bianco possiede un fattore viola e uno bianco; quello viola maschera quello bianco. Incrociando due di queste piante, ciascuna trasmette il fattore viola o quello bianco con uguale probabilità: un quarto dei discendenti riceve quindi due fattori bianchi e presenta fiori bianchi. Oggi chiamiamo geni i fattori unitari e alleli le diverse versioni di un gene. Usa il quadrato qui sotto per verificare il rapporto 3:1, poi premi Coltiva e confronta un conteggio casuale con quello di Mendel.