Diez Teorías Famosas de la Ciencia

Biografia de Mendeleiev Dimitri Historia de la Tabla Periodica

Biografía y Obra de Dimitri Mendeleiev
Historia de la Tabla de los Elementos Químicos

En 1869, un científico ruso logra por primera vez llamar la atención de sus colegas europeos. Acaba de publicar una tabla de elementos químicos que se conuertirá en la guía fundamental de la química moderna y que todauía perdura.

Dimitri Ivanovich Mendeléiev, nacido en 1834, ordenó los elementos de acuerdo a su peso atómico y favoreció con ello un mejor conocimiento de los mismos y el desarrollo de la química moderna.

Los elementos químicos son sustancias simples que no pueden descomponerse en otros más sencillos mediante recursos químicos comunes.

Biografía:

Dimitri Mendeleiev (1834-1907), natural de Tobolsk, este librepensador ruso se hace célebre par sus trabajos en química. Es el menor de catorce hermanos y se educa en la Universidad de San Petersburgo.

Posteriormente, realiza diferentes viajes por el continente.

De manera paralela al trabajo de Mayer llega a inventar la tabla periódica, que ordena los elementos químicos de acuerdo con su peso atómico y los agrupa teniendo en cuenta sus valencias.

Su trabajo adquiere notoriedad luego de ordenar los 63 elementos conocidos en su época y descubrir que algunas características de los elementos de la lista se repiten con periodicidad.

Por ejemplo, se presenta un cíclico aumento y disminución en las valencias. Al agrupar elementos de valencia similar, Mendeleiev encuentra que éstos poseen características y propiedades parecidas.

Al ordenar los elementos conocidos de acuerdo con los patrones por él enunciados, conformando la tabla periódica, quedan algunos espacios vacíos. Mendeleiev se apresura a afirmar que a esos espacios corresponden elementos que aún no se han descubierto.

Yendo más allá, se atreve a describir las diferentes características que deben tener los elementos que faltan por descubrir. Los espacios pronto son ocupados, tras el descubrimiento efectivo del galio, el escandio y el germanio.

Los nuevos elementos responden, en gran medida, a las predicciones del químico ruso. Profesor de la Universidad de San Petersburgo, muere rodeado de inmensa fama internacional, pero con la desconfianza del gobierno de su país, que no acepta sus posiciones políticas.

Historia: Ordenando los elementos:

Biografia y Obra de Dimitri MendeleievDe vez en cuando llega un científico que sugiere una nueva manera de pensar. Cuando esto ocurre, decimos que la ciencia tiene un nuevo paradigma, un nuevo modelo del mundo natural.

El paradigma que dio sentido a la química y que todavía sustenta el armazón de la ciencia es la tabla periódica, que tiene sus orígenes en el trabajo del químico ruso Dmitri Mendeleyev.

Mendeleyev nació en Tobolsk, Siberia occidental, en 1834, y era el más joven de 14 hijos. Su padre era director de la escuela secundaria local, pero quedó ciego el mismo año en que nació Mendeleyev.

Su madre era la hija de un empresario, y volvió a abrir una de las fábricas de su padre para apoyar a su familia.

El joven Dimitri no tenía ningún interés por aprender, pero un tutor privado le inspiró el amor por la ciencia.

Cuando tenía trece años murió su padre y ardió la fábrica de su madre.

Esta, al no quedarle ya ninguna razón para permanecer en Siberia y deseando mejorar la educación de su hijo, viajó 2.000 kilómetros/1.300 millas hasta Moscú con Dimitri y una hija mayor que él.

En Moscú se le negó la entrada en la universidad; así que viajaron otros 650 kilómetros/400 millas hasta San Petersburgo, donde un amigo de su padre le consiguió una beca para estudiar ciencia en el Instituto Pedagógico Central, adjunto a la universidad.

Su madre y su hermana murieron un año después, y él fue admitido en el hospital del instituto aquejado de tuberculosis.

Le dieron dos años de vida, pero sobrevivió.

Tras una larga estancia en el hospital, se convirtió en maestro y conferenciante no pagado de la Universidad de San Petersburgo, dependiendo de las cuotas de los estudiantes privados.

Cuando tenía veintidós años, obtuvo una beca para estudiar en el extranjero.

Primero fue a París y después a Heidelberg, donde tuvo la suerte de conocer a Bunsen y a Kirchhoff, directores de las investigaciones que sentarían los cimientos de la espectroscopia.

En septiembre de 1860 viajó a Karlsruhe, Alemania, para asistir al Primer Congreso Internacional de Química, que se celebró para sellar una disputa sobre qué sistema era mejor para llegar a los pesos de los elementos individuales.

A él acudieron 140 de los químicos más eminentes del mundo, y los discursos que oyó le despertaron un interés que le duró el resto de su vida.

En 1860, la química todavía estaba confusa.

En los cincuenta años desde que Dalton perfilase su teoría atómica, varios químicos, sobre todo Berzelio, construyeron sobre los cimientos que puso él, pero todavía no existía un consenso general sobre los aspectos más básicos de esta ciencia.

La confusión era tal que existían 20 fórmulas diferentes para describir compuestos bastante simples.

Una contribución significativa a la regularización del tema fue hecha por el químico inglés Edward Frankland.

Nacido en Lancashire, en 1825, era aprendiz de farmacéutico que había estudiado química por cuenta propia, con tan buenos resultados que logró un doctorado por la Universidad de Marburgo en Alemania, y se convirtió en profesor de química en el Owens College de Manchester.

En 1852 había introducido el concepto de valencia: la idea de que los átomos de cada elemento individual tenían una capacidad específica propia para combínarse con los átomos de otros elementos, y que esto determinaba las proporciones en las que se unían para formar compuestos.

El hidrógeno tiene una valencia 1 y el oxígeno una valencia 2, así que un átomo de oxígeno se combinará con dos átomos de hidrógeno para formar una molécula de agua, que se escribe 1120.

De forma semejante, un átomo de carbono, que tiene una valencia 4, se combinará con dos átomos de oxígeno, que tiene valencia 2, para formar una molécula de anhídrido carbónico o CO2. Por tanto, la valencia se convirtió en una herramienta útil para el trabajo diario de los químicos… pero el motivo de que los elementos poseyeran esa propiedad no quedaría claro hasta cinco décadas después.

Una contribución importante a la comprensión de los elementos fue la de otro portavoz en la conferencia, el italiano Stanislao Cannizzaro.

Hijo de un magistrado, nació en Palermo, Sicilia, en 1826.

Tuvo una carrera pintoresca, que incluía el destierro en París por su participación en una insurrección contra el rey de Nápoles en 1848. Más tarde pudo volver a Italia, y en el momento que se celebró la conferencia era profesor de química en Génova.

En 1858había publicado un folleto en el que establecía por primera vez la distinción crucial entre átomos y moléculas.

El libro de texto de Mendeleyev

Los discursos de Cannizzaro en Karlsruhe tuvieron un efecto poderoso en Mendeleyev. Este volvió a Rusia convencido de la verdad de la afirmación de Cannizzaro, de que la única medida racional del peso de un elemento era la del peso de sus átomos individuales. Esta seguridad inspiraría sus investigaciones futuras.

En su vuelta a San Petersburgo, en 1861, obtuvo un puesto de profesor en el Instituto Técnico, y rápidamente se convirtió en un evangelista de las últimas ideas en química, casi desconocidas en Rusia.

Al descubrir que no existía ningún libro de texto ruso sobre química orgánica (la química de los compuestos que forman la base de la materia viviente), decidió escribir uno… y lo terminó en dos meses.

En 1866, cuando tenía treinta y dos años, se convirtió en profesor de química de la universidad. Poco después empezó a escribir un libro de texto titulado

Los principios de la química, cuyo primer volumen apareció en 1868. Fue un libro que se traduciría a muchos idiomas y que se convirtió en el texto estándar para dos generaciones de estudiantes.

Estaba escribiendo el segundo volumen cuando hizo el descubrimiento que ordenó los elementos y aseguró su fama.

El sueño de Mendeleiev

Hacía tiempo que se sabía que ciertos elementos compartían propiedades similares, y los químicos habían empezado a preguntar-se si sería posible clasificarlos tal como Linneo había clasificado a los animales.

En 1864, el químico inglés John Newlands atrajo atención al hecho de que, silos elementos se colocan según el orden de sus pesos atómicos, la tabla resultante mostraba una periodicidad, lo que significaba que algunas características similares se repetían a intervalos regulares.

Expresó esa idea en una regla que llamó la ley de los octavos, dado que esas características similares parecían repetirse cada ocho lugares de la tabla.

Pero cuando anunció su «descubrimiento» en una reunión de químicos, fue ridiculizado.

Mendeleyev era consciente del trabajo de Newlands, pero no le gustaba la manera en que lo expresaba.

En particular, detestaba la forma en que algunos elementos parecían haber sido metidos con calzador para mantener la impresión de periodicidad.

Cuando empezó el segundo volumen de su libro de texto, intentó encontrar algo que le proporcionara un armazón para entender la relación de un elemento con otro pero que le librara de los defectos que percibía en el esquema de Newlands. Estaba convencido de que la química no podría ser una verdadera ciencia hasta que se identificasen unos principios fundamentales subyacentes en la práctica.

El principio organizativo de su libro era agrupar los elementos según sus propiedades compartidas. En febrero de 1869 ya había escrito dos capítulos del segundo volumen y estaba ponderando el siguiente grupo de elementos sobre el que debía escribir.

Se encontraba bajo una gran presión. Sus reflexiones sobre la clasificación de los elementos le daban la sensación de que el principio que buscaba estaba casi a su alcance.

Había escrito los nombres y los pesos de los elementos conocidos en una serie de tarjetas que reestructuraba una y otra vez, poniendo a prueba su paciencia.

Las circunstancias le obligaban a realizar un viaje y temió que si no encontraba la solución antes de partir, perdería la concentración y

perdería su oportunidad.

Durante tres días y gran parte de sus respectivas noches luchó con el problema, hasta quedar atontado por la falta de sueño.

El día en que se suponía que debía partir, se durmió sobre su escritorio. Mientras dormía, su cerebro continuó barajando las tarjetas y, cuando despertó, comprendió que tenía lasolución.

La tabla periódica

El secreto que el inconsciente de Mendeleyev había vislumbrado mientras dormía, era que los elementos podían colocarse en filas horizontales en orden ascendente según su peso atómico, y en columnas verticales según sus características químicas… dejando huecos allí donde las pautas parecían requerirlos.

Publicó estas ideas en un escrito titulado Relación entre las propiedades de los elementos y su peso atómico.Este contenía su ley periódica, que señalaba que si los elementos conocidos se listaran según un orden de peso atómico ascendente:

1. Mostrarían una pauta repetitiva de valencias ascendentes y descendentes (la proporción en que se combinan con otros elementos).

2. Formarían grupos que muestran una pauta recurrente de otras características.

Una consecuencia del descubrimiento de Mendeleyev fue que pudo recolocar 17 elementos en la tabla basándose en sus propiedades químicas, implicando que sus pesos atómicos aceptados eran incorrectos.

También fue capaz, gracias a los huecos de su tabla, de postular la existencia de tres elementos hasta entonces desconocidos e incluso prever sus propiedades.

La reacción inicial al escrito de Mendeleyev fue tan precavida como la que habían recibido los anteriores intentos de ordenar los elementos, pero cuando se descubrió que los pesos atómicos aceptados de algunos elementos eran realmente incorrectos, sus ideas comenzaron a ser tomadas en serio.

Y quince años después, los tres huecos de su tabla se rellenaron gracias al descubrimiento del galio (1875), el escandio (1879) y el germanio (1886), y todos ellos poseían las características que había predicho.

Mendeléiev ordenó los 53 elementos entonces conocidos, a partir del hidrógeno, cuyo número atómico es 1, y dejó espacios en blanco donde caerían elementos aún no descubiertos, pero que debían existir según la ley periódica. En 2004 se incorporó a la Tabla el elemento número 111, llamado Roentgenio (Rg), en honor de W. K. Róntgen, descubridor de los rayos X.

Aunque no fue el primero en sugerir que era posible colocar los elementos en un orden que mostrara su periodicidad, Mendeleyev, a diferencia de sus predecesores, demostró que había una lógica subyacente que dictaba su tabla.

En 1876, tras muchos años de matrimonio infeliz, se divorció de su primera esposa. Según la ley rusa no podía volver a casarse durante siete años, pero se había enamorado de una preciosa estudiante de arte de origen cosaco.

Incapaz de esperar, se casó con ella y fue acusado de bigamia, pero el zar se negó a castigarlo, diciendo: «Mendeleyev tiene dos esposas, pero Rusia sólo tiene un Mendeleyev».

Este segundo matrimonio fue feliz.

Tuvieron dos hijas y dos hijos a los que amó, y años de trabajo productivo en un estudio amueblado con los dibujos de sus héroes hechos por su esposa: Newton, Faraday y Lavoisier.

La física tras la química:

Desde que fue creada, la tabla de Mendeleyev se ha visto modificada. La versión moderna (véase la página 146) refleja el conocimiento adquirido desde su época.

También contiene 109 elementos, comparados con los 63 que él conocía. Pero su tabla sigue siendo reconocible porque descubrió la relación fundamental entre los elementos, aunque no tenía la más mínima idea de cómo se unían sus átomos.

Los elementos del 1 (hidrógeno) al 92 (uranio) son naturales, ingredientes básicos de los que está hecho el mundo, el resto es creación del hombre. Todos los elementos están formados por unas partículas elementales sumamente pequeñas llamadas protones, neutrones y electrones.

Todos los átomos de todos los elementos tienen un núcleo compuesto de protones y neutrones, y alrededor de éste giran los electrones como los planetas giran alrededor del Sol.

Así como el Sol contiene la mayoría de la masa del sistema solar, el núcleo contiene la mayoría de la masa del átomo.

Y así como los planetas están separados del Sol por inmensos espacios vacíos, las órbitas de los electrones están separadas del núcleo central por inmensos espacios vacíos.

Lo que determina el peso atómico de un elemento es el número de neutrones y protones que contiene el núcleo (un protón pesa 1,836 veces más que un electrón), pero son el número y la disposición de los electrones los que determinan las propiedades químicas de un elemento, porque cuando los átomos se combinan, los que se unen son sus electrones.

Los números de la tabla periódica son números atómicos y representan el número de protones del núcleo.

También corresponden al número de electrones que giran en torno al núcleo, porque cada átomo contiene el mismo número de protones que de electrones.

Los electrones tienen una carga negativa, que es equilibrada por la carga positiva de los protones.

El peso atómico de un elemento depende del número total de protones y neutrones en el núcleo, y tiende a aumentar a medida que crece el número atómico, pero algunos elementos tienen versiones múltiples, los llamados isótopos.

Por ejemplo, el uranio natural (de número atómico 92) tiene dos versiones: el uranio 235, con 92 protones y 143 neutrones, por tanto con un peso atómico de 235; y el uranio 238, con 92 protones y 146 neutrones, y un peso atómico de 238 (igual a 238 átomos de hidrógeno).

Las columnas verticales son llamadas «grupos»: son familias de elementos con propiedades similares.

Así, la columna de la derecha contiene los gases «nobles» o «inertes»: el helio, el neón, etc. También suelen ser llamados gases «perezosos» (argos es «perezoso» en griego), porque son lentos para combinarse con otros elementos.

Esto los hace útiles para llenar globos aerostáticos (el helio es más seguro que el hidrógeno) y lámparas fluorescentes (el argón).

LOS ÁTOMOS Y LA ORDENACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
La idea de que la materia estaba constituida por unos noventa tipos de unidades fundamentales no acababa de convencer a los científicos.

Hemos visto cómo durante el siglo XIX se iban acumulando pruebas, procedentes de varias fuentes, de que el átomo no era tan simple como una minúscula bola de billar, y que para explicar las interacciones entre los átomos, era necesario que éstos tuvieran una estructura más complicada.

En 1815, William Prout sugirió que todos los átomos estaban formados por átomos de hidrógeno, y como prueba de su hipótesis adujo el hecho de que todos los pesos atómicos conocidos hasta entonces eran, aproximadamente, números enteros.

La hipótesis de Prout ganó inmediatamente muchos adeptos, cuyo entusiasmo disminuyó cuando Jean Seats demostró, con exactas medidas, que el cloro tenia un peso atómico de 35,46.

Los intentos de relacionar las propiedades químicas de los elementos con sus. pesos atómicos prosiguieron entonces con renovado ardor, pero no tuvieron éxito hasta después de 1860, cuando John Newlands tabuló los elementos, ordenándolos según sus pesos atómicos, y observó que existía cierta regularidad en las propiedades químicas de los elementos, que se repetían por octavas.

De este modo, enunció su ley, denominada Ley de las octavas y la relacionó con la escala musical, proporción que los científicos de su época acogieron con ironía.

Entre 1868 y 1870, una serie de trabajos de J. L. Meyer y D. Mendeleiev establecieron claramente los principios del «sistema periódico de los elementos».

La Tabla Periódica sistematizó inmediatamente la química inorgánica, hizo posible la predicción de las propiedades de elementos aún desconocidos, y puso de manifiesto la existencia de una regularidad estructural de la constitución atómica.

Estudios más finos revelaron ciertas anomalías en la disposición de los elementos, según sus pesos atómicos. Por ejemplo, cuando William Ramsay descubrió los gases nobles (1894-1897), encontró que el argón tenía un peso atómico de 39,88, que era evidentemente mayor que el del potasio (39,10), mientras éste ocupaba un lugar posterior al argón en la Tabla Periódica.

Tales excepciones indicaban que se desconocían ciertos hechos fundamentales, relativos a la estructura atómica. La respuesta iba a ser encontrada como resultado de experimentos realizados en un campo ajeno a la química: las descargas eléctricas a través de gases.

Ver: Naturaleza de la Materia

Teoria Herencia Genética Leyes de Mendel Fenotipo Genotipo Historia

Teoría de la Herencia Genética – Leyes de Mendel- Conceptos Fenotipo y Genotipo

Los principios establecidos por Mendel fueron los siguientes:

— Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad.

— Segunda ley de Mendel o ley de la segregación.

Tercera ley de Mendel o ley de la independencia de caracteres.

BIOGRAFÍA Y EXPLICACIÓN DE LA TEORÍA:

Gregor Mendel, considerado el padre de la genética, fue un monje austriaco cuyos experimentos sobre la transmisión de los caracteres hereditarios se han convertido en el fundamento de la actual teoría de la herencia. Las leyes de Mendel explican los rasgos de los descendientes, a partir del conocimiento de las características de sus progenitores.

Teoria Herencia Genética

 Suele pasar en muchas oportunidades que un acontecimiento, en el momento en que se produce, no es considerado relevante y sólo logra serlo con el paso del tiempo.

Éste es el caso del monje Gregor Mendel, un adelantado que descubrió de qué forma se heredan los caracteres.

Realizadas a mediados del 1800, sus investigaciones a partir de la hibridación de plantas de arveja mediante la polinización artificial recién fueron valoradas a comienzos del siglo XX. Hoy, las leyes de Mendel son el fundamento de la genética moderna.

Gregor Mendel nació el 22 de julio de 1822,

en Heizendorf (hoy Hyncice, República Checa), en el seno de una familia campesina.

Dificultades familiares y económicas le obligaron a retrasar sus estudios. Fue un hombre de contextura enfermiza y carácter humilde y retraído.

El entorno sociocultural influyó en su personalidad científica, principalmente el contacto directo con la naturaleza, las enseñanzas de su padre sobre los cultivos de frutales y la relación con diferentes profesores a lo largo de su vida, en especial el profesor J. Scheider, experto en pomología.

El 9 de octubre de 1843 ingresó como novicio en el convento de Brünn, conocido en la época por su gran reputación como centro de estudios y de trabajos científicos.

Después de tres años, al finalizar su formación en teología, fue ordenado sacerdote, el 6 de agosto de 1847.

En un principio fue inducido por su superior a dedicarse al campo de la pedagogía, pero él eligió un camino bien distinto.

► Formación Académica

En 1851 ingresó en la Universidad de Viena, donde estudió historia, botánica, física, química y matemáticas, para graduarse y ejercer como profesor de biología y matemáticas.

Durante su estancia allí llegó a dar numerosas clases como suplente, en las materias de matemáticas, ciencias naturales y ciencias generales, con excelente aprobación entre los estudiantes.

Sin embargo, una vez finalizados sus estudios, no logró graduarse, por lo que decidió regresar al monasterio de Abbot en 1854.

De naturaleza sosegada y mentalidad matemática, llevó una vida aislada, consagrado a su trabajo.

Más adelante fue nombrado profesor de la Escuela Técnica de Brünn, donde dedicó la mayor parte de su tiempo a investigar la variedad, herencia y evolución de las plantas, especialmente de los guisantes, en un jardín del monasterio destinado a los experimentos.

Sus aportaciones al mundo de la ciencia son consideradas hoy como fundamentales para el desarrollo de la genética.

Hacia el final de su vida, en 1868, Mendel fue nombrado abad de su monasterio, donde murió el 6 de enero de 1884 a causa de una afección renal y cardiaca.

Mendel tuvo la fortuna de contar, en su propio monasterio, con el material necesario para sus experimentos.

Comenzó sus trabajos estudiando las abejas, coleccionando reinas de todas las razas, con las que llevaba a cabo distintos tipos de cruces. Entre 1856 y 1863 realizó experimentos sobre la hibridación de plantas.

A partir de 1856  y después de nueve años de trabajo, en que estudió la reproducción en 28.000 plantas de guisantes, Mendel presentó en 1865 sus resultados a la citada sociedad de historia natural.

La comunicación, en la que establecía las leyes de la herencia, fue publicada al año siguiente en los anales de la sociedad. ¿Cómo pudo pasar inadvertida durante treinta y cuatro años?.

Es un enigma de la historia de la ciencia. Una de las razones pudo consistir en que Mendel no se preocupó de publicar sus trabajos en alguna revista científica de amplia difusión.

Pero también hay que tener en cuenta, sobre todo, que sus descubrimientos contradecían radicalmente las ideas que entonces se tenían sobre la herencia: según Mendel, los determinantes genéticos de los caracteres provenientes de los padres no se «mezclaban» en sus descendientes, cuando la teoría más común era la de la herencia por mezcla.

En otras palabras: la obra de Mendel era prematura en relación a los conocimientos prácticos y teóricos de su época.

► Su Trabajo Cientifico

Trabajó con más de 28.000 plantas de distintas variantes del guisante oloroso, analizando con detalle siete pares de características de la semilla y la planta: la forma de la semilla, el color de los cotiledones, la forma de la vaina, el color de la vaina inmadura, la posición de las flores, el color de las flores y la longitud del tallo.

Sus exhaustivos experimentos tuvieron como resultado el enunciado de dos principios que más tarde serían conocidos como «leyes de la herencia».

Sus observaciones le permitieron acuñar dos términos que siguen empleándose en la genética de nuestros días: dominante y recesivo. Factor e hibrido son, asimismo, dos de los conceptos establecidos por Mendel de absoluta vigencia en la actualidad.

En 1865 Mendel expuso ante la Sociedad de Historia Natural de Brünn una extensa y detallada descripción de los experimentos que había llevado a cabo y de los resultados obtenidos.

A pesar de su importancia, y de que su trabajo fue distribuido entre las principales sociedades científicas de sutiempo, pasó totalmente inadvertido.

►Publicación de sus Leyes

Al año siguiente, en 1866, publicó su obra fundamental en un pequeño boletín divulgativo de su ciudad, bajo el título Ensayo sobre los híbridos vegetales.

En ella expuso la formulación de las leyes que llevan su nombre.

Este ensayo contenía una descripción del gran número de cruzamientos experimentales gracias a los cuales habla conseguido expresar numéricamente los resultados obtenidos y someterlos a un análisis estadístico.

A pesar de esta detallada descripción, o quizás por ese mismo motivo, su obra no tuvo respuesta alguna entre la comunidad científica de su época.

De hecho, Mendel Intercambió correspondencia con uno de los más eminentes botánicos del momento, Carl Nágeli, aunque éste no pareció muy impresionado por su trabajo.

Sugirió a Mendel que estudiara otras plantas, como la vellosina Hieracium, en la cual Nágeli estaba muy interesado.

Mendel siguió su consejo, pero los experimentos con Hieracium no fueron concluyentes, dado que no encontró normas consistentes en la segregación de sus caracteres, y empezó a creer que sus resultados eran de aplicación limitada.

Su fe y su entusiasmo disminuyeron, y debido a la presión de otras ocupaciones, en la década de 1870 abandonó sus experimentos sobre la herencia.

No fue hasta mucho después de la muerte de Mendel, en 1903, cuando se descubrió que en Hieracium se da un tipo especial de partenogénesis, que produce desviaciones de las proporciones fenotípicas y genotípicas esperadas.

Tuvieron que pasar treinta y cinco años para que la olvidada monografía de Mendel saliera a la luz.

► Otros Descubrimientos Paralelos

En 1900 se produjo el redescubrimiento, de forma prácticamente simultánea, de las leyes de Mendel por parte de tres botánicos: el holandés Hugo de Vries en Alemania, Eric Von Tschermak en Austria y Karl Erich Correns en Inglaterra.

Asombrados por el sencillo planteamiento experimental y el análisis cuantitativo de sus datos, repitieron sus experimentos y comprobaron la regularidad matemática de los fenómenos de la herencia, al obtener resultados similares.

Al conocer de forma fortuita que Mendel les había precedido en sus estudios, estuvieron de acuerdo en reconocerle como el descubridor de las leyes que llevan su nombre.

El británico William Bateson otorgó un gran impulso a dichas leyes, considerándolas como base de la genética (hoy llamada genética clásica o mendeliana), término que acuñó en 1905 para designar la «ciencia dedicada al estudio de los fenómenos de la herencia y de la variación de los seres».

En 1902, Boyen y Sutton descubrieron, de forma independiente, la existencia de un comportamiento similar entre los principios mendelianos y los cromosomas en la meiosis.

En 1909 el danés Wilhelm Johannsen introdujo el término «gen» definiéndolo como «una palabrita.., útil como expresión para los factores únitarios… que se ha demostrado que está en los gametos por los investigadores modernos del mendelismo».

Sin embargo, no fue hasta finales de la década de 1920 y comienzos de 1930 cuando se comprendió el verdadero alcance del trabajo de Mendel, en especial en lo que se refiere a la teoría evolutiva.

Mendel desconocía por completo la naturaleza de los «factores hereditarios». Años más tarde, el descubrimientode los cromosomas y del mecanismo de la división célula» arrojó luz sobre cómo se produce la herencia
de los caracteres.

► Los cruces de arvejas:

Para observar la existencia de reglas en la transmisión de las características de una generación a la siguiente, eligió hacer sus famosos cruzamientos a partir de la especie Pisum sativum por diversos motivos: su costo era muy bajo, tenía diferentes variedades dentro de la misma especie y, lo más importante, le permitiría realizar muchos experimentos en poco tiempo, ya que esta planta tiene un período de generación muy corto y un alto índice de descendencia.

En total, hizo 287 cruces mediante la polinización artificial entre 70 diferentes variedades puras.

En total, utilizó unas 28 mil plantas.

El esquema consistió en cruzar dos variedades puras diferentes en uno o más caracteres para autofecundar luego esta primera generación de vastagos, y así sucesivamente.

De esa forma, notó que al mezclar dos guisantes, un carácter o variación propia de uno de ellos -lo que se conoce como alelo- no aparecía en la siguiente generación.

Además, al cruzar a esos híbridos resultantes en la primera generación, es decir, los descendientes, corroboró que el carácter antes citado volvía a aparecer.

Así pues, las plantas hijas nuevas mostraban una distribución regular: la cuarta parte heredaba la característica de la variedad pura que había actuado como «abuela»; la otra cuarta parte, la de la planta «abuelo», y la mitad adquiría la característica común de los «padres».

La ventaja de Mendel para plantear sus leyes de herencia fue aplicar las matemáticas a la biología.

Al expresar mediante relaciones numéricas las reglas de transmisión de las características de una generación a otra, pudo predecir con precisión los resultados de los distintos cruzamientos.

► Las Leyes de Mendel

Las leyes de Mendel explican y predicen cómo van a ser las características de un nuevo individuo, partiendo de los rasgos presentes en sus padres y abuelos.

Los caracteres se heredan de padres a hijos, pero no siempre de forma directa, puesto que pueden ser dominantes o recesivos.

Los caracteres dominantes se manifiestan siempre en todas las generaciones, pero los caracteres recesivos pueden permanecer latentes, sin desaparecer, para surgir y manifestarse en generaciones posteriores.

Los principios establecidos por Mendel fueron los siguientes:

— Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad.

Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores.

— Segunda ley de Mendel o ley de la segregación.

Establece que los caracteres recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación, reaparecen en la segunda en proporción de uno a tres respecto a los caracteres dominantes.

Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes fenotipicamente unos de otros; esta variación se explica por la segregación de los alelos responsables de estos caracteres, que en un primer momento se encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los distintos gametos.

— Tercera ley de Mendel o ley de la independencia de caracteres.

Establece que los caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres, cada par de alelas que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles.

LO ESENCIAL DE SU TEORÍA:

PRINCIPIO DE LA UNIFORMIDAD Cuando se cruzan dos razas puras, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí e iguales a uno de los progenitores.

PRINCIPIO DE LA SEGREGACIÓN Dice que los individuos de la segunda generación no son uniformes porque los caracteres de los padres segregan, y se dan estas proporciones: 1/4 de los descendientes manifiesta el carácter de un progenitor; 1/4 el de otro y la mitad restante se compone por híbridos.

PRINCIPIO DE LA COMBINACIÓN INDEPENDIENTE Cuando se cruzan dos individuos que difieren en dos caracteres, los genes se heredan independientemente unos de otros y se combinan de todas las maneras posibles.

► Después de Mendel

Los trabajos de Mendel, si bien se publicaron en 1865, fueron completamente olvidados durante 35 años.

En 1900, tres investigadores, Correns, De Vries y Tschermack llegaron, de forma independiente, a las mismas conclusiones que Mendel.

En un ejemplo de honradez científica, decidieron que el honor del descubrimiento corresponde a su predecesor.

De no ser asi, probablemente Mendel hubiera desaparecido de la historia de la Ciencia.

Los genetistas actuales reconocen que Mendel, además de escoger el material biológico más adecuado, supo concentrar su atención en los fenómenos parciales y no en la totalidad de los caracteres (lo que le habría confundido), así con clasificar los caracteres y establecer relaciones entre ellos.

El hecho de que Mendel realizase todos sus descubrimientos sin conocer la existencia del ADN y los cromosomas, ni el proceso de la división celular, ni qué sucede durante la fecundación con el material hereditario, agrega mérito a sus logros.

• Los cromosomas y su papel en la herencia

En 1902, Sutton y Bovery observaron la relación entre los cromosomas y la herencia y propusieron que las partículas hereditarias (hoy llamadas genes) se encuentran en los cromosomas, dispuestas una a continuación de otra. E

sta fue la primera forma  de la teoría cromosómica de la herencia, demostrada por Morgan en los años veinte pasado siglo.

Treinta años más tarde se descubrió que el material hereditario está formado exclusivamente por ácido desoxirribonucleico o ADN (excepto en algunos virus, en los que es ARN).

Este material hereditario se encuentra localizado dentro del núcleo de las células asociado a proteínas, formando la cromatina. Solo en el momento de la división celular, la cromatina se condensa y se empaqueta, permitiendo entonces la observación de los cromosomas.

Se denomina gen a una porción más o menos larga de ADN (de un determinado cromosoma) que contiene la información para sintetizar una determinada proteína responsable de un carácter.

En el núcleo de cada una de nuestras células hay aproximadamente 25.000 genes.

En una célula díploide, como las que forman el organismo humano, hay dos juegos de cromosomas idénticos: los cromosomas de cada pareja se denominan cromosomas homólogos.

¿ Cómo comprobar las leyes de Mendel ?

1. Consigue agar o gelatina sin sabor, 1 banano, 4 frascos de boca ancha (del mismo tamaño), 1 caja de petri, gasa, 1 gotero, algodón, horno u olla de presión, alcohol, agua, pincel delgado y suave, estereoscopio o lupa.

2. Esteriliza tres frascos lavándolos e introduciéndolos en un horno o en una olla a presión en seco —o en un autoclave— a una temperatura de 350°C durante 40 minutos.

3. Preparación del tapón: se elabora con algodón envuelto en gasa, de tal manera que se ajuste bien a la tapa del frasco; se amarra y se esteriliza con el frasco.

4. Disuelve 3 ml de agar en 40 ml de agua o 1 paquete de gelatina sin sabor en 40 mi de agua. Macera un banano en 40 mi de agua. Agita las preparaciones en un recipiente y caliéntalas hasta hervir.

5. A la mezcla se le agrega un fungicida para eliminar los hongos; suele utilizarse ácido propiónico al 94% en cantidad de 1 ml, o en su defecto, puede remplazarse por 1 mi de ácido acético (vinagre).

Luego la mezcla se coloca en los frascos esterilizados (a una altura aproximada de 2 cm), teniendo la precaución de evitar al máximo la contaminación. Se tapona y se deja enfriar durante 36 horas.

El frasco está listo para recibir las moscas.

Para conseguir las moscas, se deja una fruta como banano o naranja en la ventana de cualquier habitación.

Allí llegará la Drosophila melanogaster atraída por el olor.

• Enumera las razones por las cuales se prefiere a la mosca de la fruta para las experiencias de genética.

6. Para examinar apropiadamente las moscas que has conseguido, deben estar anestesiadas con éter y ubicadas en el recipiente para su observación. Sigue con atención el siguiente procedimiento, teniendo en cuenta estas precauciones:

• Cerciórate de que no haya ninguna llama en el cuarto, pues el éter es muy inflamable.

• El cuarto debe estar ventilado.

7. Golpea suavemente el fondo del frasco que contiene las moscas, para obligarlas a ir al fondo, quitando rápidamente el tapón del frasco de cultivo e invierte éste sobre el extremo abierto del frasco para eterizar.

Golpeas suavemente, sobre la mesa de trabajo, el fondo del frasco para eterizar, así obligas a pasar las moscas a este último recipiente.

Tu compañero o compañera de trabajo debe impregnar el algodón, que servirá de tapón, con unas gotas de éter.

Fuente Consultada: Enciclopedia Investigemos – Ciencia Integrada Tomo 3

► SOBRE LAS LEYES DE MENDEL:

La validez de las leyes de Mendel sólo se confirmó hacia 1900 (16 años después de la muerte de Mendel).

Varios botánicos obtuvieron resultados similares con experimentos de hibridación de plantas.

Sin embargo, aunque las leyes de Mendel quedaron confirmadas, en un gran número de casos aparecieron excepciones.

En aquel momento, la técnica del microscopio hizo grandes progresos y, estudiando la división de las células, se descubrieron los cromosomas.

Éstos tienen una estructura filiforme y se encuentran presentes en el núcleo de las células.

Cada célula tiene un número fijo de cromosomas, y cada cromosoma puede aparearse con otro semejante.

Las células del cuerpo humano contienen 23 pares; las células de una mata de guisantes, 7 pares.

En los cromosomas pueden residir los factores de Mendel, y de hecho se ha demostrado experimentalmente.

Los factores que llamamos «genes» son unas nucleoproteínas muy complicadas.

Un cambio químico de poca importancia puede trasformar el factor grande en pequeño al modificar una nucleoproteína.

Cada gen se encuentra en un punto determinado de un cromosoma.

En cada célula tenemos dos cromosomas apareados y, por tanto, dos genes para controlar un carácter.

Si se trata de dos factores pequeños, o de dos grandes, el carácter es homozigótico (puro); si los factores son distintos, el carácter será heterozigótico (impuro).

Al formarse las células sexuales, los cromosomas sufren un fenómeno llamado «miosis».

Durante la miosis, los pares de cromosomas se separan; a cada una de las células sexuales (gametos) corresponde uno de los cromosomas del par.

Esto es, exactamente, lo que estableció Mendel en su Segunda Ley: sólo uno de los factores de un determinado par puede encontrarse en un gameto. Son iguales todos los gametos de un individuohomozigótico; pero los de un individuo heterozigótico son de los dos tipos, en número igual.

Mendel tuvo la suerte de elegir caracteres como la forma y el color de las semillas, que se encontraban localizados en distintos cromosomas.

Con «genes» ligados (es decir, que se encuentran en el mismo cromosoma) los resultados hubieran sido distintos.

Al obtener, únicamente, semillas lisas y amarillas, o rugosas y verdes, porque LA y rv no se hubieran separado, Mendel no hubiese podido establecer su Tercera Ley.

Esto ocurre con muchos caracteres, debido al enorme número de genes que hay en cada cromosoma.

Los genes ligados son la causa de una excepción importante a la tercera Ley de Mendel.

Los genes ligados pueden, sin embargo, separarse y esto ocurre con cierta frecuencia en el llamado entrecruzamiento.

Este fenómeno consiste en la ruptura de dos cromosomas (durante la miosis), que se vuelven a unir por distinto sitio.

Como se observa en la figura, cuanto más separados están dos genes en un cromosoma, más probabilidades hay de que se separen por entrecruzamiento.

Haciendo un estudio estadístico de la frecuencia con que se separan dos genes, que normalmente se encuentran en un mismo cromosoma, se diseña un «mapa genético» de un cromosoma determinado.

El entrecruzamiento es un importante origen de la variación en los seres vivos.

cromosomas

Si «L» y «A» (y «r» y «v») están ligados normalmente, al separarse los cromosomas aparecerán juntos.

mendel y las leyes

Si los cromosomas se rompen y se vuelven a unir, «L» y «A» y «r» y «v» pueden separarse cuando los cromosomas se dividen para producir gametos.