Como resultado de sus investigaciones con la planta de arveja (guisante), Mendel propone la teoría de la herencia particulada; con la que afirma que los caracteres están determinados por unidades genéticas discretas que se transmiten de forma intacta a través de las generaciones.
Los estudios de Mendel sentaron las bases en el sentido de que se centró en un solo carácter, en un solo fenotipo y en un modelo que además tenia varias propiedades que facilitaron explicar muchas de las observaciones que no lo eran por la teoría de la herencia mezclada, siendo muy fructífera en la comprensión del mecanismo de la herencia, tanto que se convirtieron en el prototipo del análisis genético y en los cimientos de una aproximación lógica experimental a la herencia todavía en uso.
Mendel inició sus experimentos con plantas puras de arveja, en las cuales identifico siete características distintas y contrastantes, cruzó una variedad de planta que producía semillas amarillas con otra que producía semillas verdes, estas plantas forman la Generación Parental (P).
Como resultado de este cruce salieron plantas que producían nada más que semillas amarillas, repitió los cruces con otras plantas de guisante que diferían en otros caracteres y el resultado era el mismo, salía un carácter de los dos en la generación filial. Al carácter que aparecía le llamo Dominante y al que no, Recesivo. En este caso el color amarillo es dominante frente al color verde.
Las plantas obtenidas de la Generación Parental se denominan Primera Generación Filial (F1).
Para explicarlo, Mendel concibió la idea de unas unidades hereditarias, que en la actualidad llamamos genes, los cuales expresan, a menudo, caracteres dominantes o recesivos. Al formular su primer principio (La ley de la segregación), Mendel planteó que los genes se encuentran agrupados en parejas en las células somáticas y que se segregan durante la formación de las células sexuales (gametos femeninos o masculinos). Cada miembro del par pasa a formar parte de células sexuales distintas. Cuando un gameto femenino y otro masculino se unen, se forma de nuevo una pareja de genes en la que el gen dominante (color amarillo) oculta al gen recesivo (color verde).
Para comprobar la existencia de tales unidades hereditarias Mendel dejó que se autofecundaran las plantas de la Primera Generación Filial y obtuvo la Segunda Generación Filial (F2) compuesta por plantas que producían semillas amarillas y plantas que producían semillas verdes en una proporción 3:1 (3 de semillas amarillas y 1 de semillas verdes).Repitió el experimento con otros caracteres diferenciados y obtuvo resultados similares en una proporción 3:1. Dedujo, con acierto, que los genes se agrupan en pares de los tipos AA, Aa, y aa («A» representa dominante y «a» representa recesivo).
Tras posteriores experimentos de cruzamiento, descubrió que cuando se polinizaban entre sí ejemplares AA, se producían solamente plantas de tallo alto, y que cuando los cruces se realizaban entre ejemplares aa, se obtenían sólo plantas de tallo enano. Así mismo, los cruces entre híbridos altos Aa generaban una descendencia de plantas de tallo alto y de tallo enano, en una proporción de tres a uno respectivamente. Más adelante Mendel decidió comprobar si estas leyes funcionaban en plantas diferenciadas en dos o más caracteres, eligió como Generación Parental plantas de semillas amarillas y lisas y plantas de semillas verdes y rugosas. Las cruzó y obtuvo la Primera Generacion Filial compuesta por Plantas de semillas amarillas y lisas, la primera ley se cumplía, en la F1 aparecían los caracteres dominantes (Amarillos y lisos) y no los recesivos ( Verde y rugosos ).
Obtuvo la Segunda Generación Filial autofecundando la Primera Generación Filial y obtuvo semillas de todos los estilos posibles, plantas que producían semillas amarillas y lisas, amarillas y rugosas, verdes y lisas y verdes y rugosas, las contó y probó con otras variedades y siempre salían en una proporción 9:3:3:1 ( 9 plantas de semillas amarillas y lisas, 3 de semillas amarillas y rugosas, 3 de semillas verdes y lisas y una planta de semillas verdes y rugosas).
Desde entonces, Mendel pudo comprender que las unidades hereditarias no se mezclan entre sí, como creían sus predecesores, sino que permanecen inalterables en el transcurso de las sucesivas generaciones. Apoyándose en esto, Mendel formuló su segundo principio (la Ley de la segregación independiente). En él se afirma que la expresión de un gen, para dar una característica física simple, no está influida, generalmente, por la expresión de otras características.
La segunda Ley o principio de la segregación resulta muy importante para el Fitomejoramiento, por que después de realizar un cruce entre dos líneas puras, en la F2 se pueden identificar caracteres que habían quedado enmascarados en la F1 y que pueden resultar provechosos para el mejoramiento y que reafirman características dominadas por genes como unidades independientes que pueden ser pasados de generación en generación. En la figura 5 se representa algunos de los resultados obtenidos por Mendel en sus experimentos con la arveja.
Figura 5 .Dihibridismo, caso de cruzamiento entre dos líneas puras o natural que difieren en 2 caracteres, segregación encontrada por Gregory Mendel. 9:3:3:1.
Las siete características con que Mendel experimento fueron:
- Forma de la semilla.
- Color interno de la semilla: amarillo o verde.
- Color de la cubierta o tegumento de la semilla: blanco o gris.
- Color de la vaina de la semilla inmadura: verde o amarilla.
- Forma de la vaina de la semilla madura: Inflada o apretada.
- Largo del tallo: corto (23 a 45 cm) o largo (1.50 m a 2 m)
- Posición de las flores: axial (a lo largo del tallo) o Terminal (en la extremidad del tallo).
El éxito del trabajo de Mendel se debe a:
- Acierto al escoger la especie: especie autogama con la que se puede obtener «individuos puros», con alta variabilidad, de diferentes colores y formas fáciles de distinguir, de ciclo corto y alta producción de semilla.
- A la aplicación del método científico, que incluye observar, pensar, analizar y volver a replicar. Observación de los caracteres contrastantes, diseño cuidadoso de los experimentos y utilización del análisis estadístico, para demostrar que los resultados eran coherentes con una hipótesis explicatoria. A partir de la inferencia estadística se da una primera definición de gen y de constitución génica, para llegar a la brillante idea que los caracteres están determinados por pares de genes.
