Genética premendeliana

[Genérica clásica]

Durante miles de años, las sociedades humanas observaron que los hijos se parecen a sus padres, aunque desconocían los mecanismos que explicaban estas semejanzas. El color de los ojos, la estatura, la forma del cabello y algunas características del rostro podían repetirse de una generación a otra. Sin embargo, también aparecían diferencias entre hermanos. Estas observaciones despertaron preguntas sobre la herencia biológica mucho antes del descubrimiento de los genes, los cromosomas y el ADN.

Las explicaciones sobre el origen de los rasgos variaron de acuerdo con las creencias culturales. En ciertas sociedades, algunas enfermedades, diferencias corporales o malformaciones congénitas se interpretaban como bendiciones, castigos o señales sobrenaturales. Entre los antiguos griegos existía el concepto de hýbris, relacionado con la desmesura o arrogancia frente a los dioses. Algunos relatos mitológicos representaban castigos mediante transformaciones físicas, pero tales narraciones no constituían pruebas sobre la transmisión hereditaria.

Figura 1. [Lakshmi Tatma: sacralización de una anomalía embrionaria]. Lakshmi Tatma nació con extremidades adicionales debido a un gemelo parásito, resultado de una alteración del desarrollo embrionario. Su apariencia fue interpretada como una manifestación de la diosa hindú Lakshmi. Este caso ejemplifica la sacralización de fenómenos biológicos, cuando una anomalía congénita recibe significados religiosos. En 2007, una intervención quirúrgica permitió separar las estructuras adicionales (Sharma et al., 2010).

En otras circunstancias, las diferencias anatómicas recibían interpretaciones positivas. Un ejemplo moderno es Lakshmi Tatma, una niña nacida en la India con un gemelo parásito, condición en la cual un gemelo incompletamente desarrollado permanece unido al otro. Su apariencia fue relacionada por algunas personas con la diosa hindú Lakshmi, representada con varios brazos. Actualmente se comprende que estos casos se originan durante el desarrollo embrionario y no por causas sobrenaturales. Tampoco toda anomalía congénita es hereditaria: algunas alteraciones surgen durante la formación del embrión sin haber sido transmitidas por los progenitores.

Estas interpretaciones muestran que las ideas culturales influyeron en las primeras explicaciones sobre la reproducción humana. También recuerdan la necesidad de distinguir los hechos biológicos de los juicios morales. Una discapacidad o diferencia anatómica no establece el valor de una persona. La genética moderna investiga las causas de la variación mediante observación, comparación, experimentación y evidencia verificable.

 

Los pensadores de la antigua Grecia intentaron explicar por qué los descendientes se parecían a sus progenitores y cómo podía originarse un organismo completo a partir de materiales reproductivos aparentemente simples. Hipócrates, Empédocles y Aristóteles propusieron interpretaciones diferentes sobre la formación del embrión y la participación de cada progenitor. Sus propuestas constituyen antecedentes históricos de la biología, aunque muchas de sus explicaciones fueron corregidas posteriormente (Cobb, 2012).

Una forma de comprender aquellas discusiones consiste en distinguir las causas internas de las causas externas. Las internas corresponden a propiedades de los componentes del organismo; las externas incluyen las condiciones de su entorno. Esta distinción es una herramienta para estudiar las controversias, pero no significa que todos los filósofos griegos pertenecieran a dos escuelas científicas claramente separadas.

Actualmente sabemos que los genes contienen información hereditaria y que el ambiente participa en la expresión de numerosos rasgos. Por ejemplo, la estatura depende de diferentes variantes genéticas, pero también de la nutrición y las condiciones de salud durante el crecimiento. El genotipo es el conjunto de información genética que posee un organismo, mientras que el fenotipo comprende sus características observables, resultado de procesos biológicos en los que pueden intervenir tanto los genes como el ambiente.

La epigenética estudia mecanismos que regulan la actividad de los genes sin cambiar necesariamente la secuencia del ADN. Por ello, no debe confundirse con cualquier influencia del ambiente ni considerarse lo contrario de la genética (Deichmann, 2016). Estas explicaciones actuales permiten comprender preguntas que los griegos se plantearon sin disponer todavía de microscopios, cromosomas ni técnicas de experimentación genética.

El preformacionismo

El preformacionismo fue una teoría según la cual el nuevo organismo ya existía como una estructura diminuta dentro de un elemento reproductivo. Según esta interpretación, el desarrollo consistía principalmente en aumentar de tamaño, en vez de formar progresivamente los órganos. Puede imaginarse como una colección de muñecas rusas: dentro de una figura se encuentra otra más pequeña.

Aunque hubo ideas antiguas sobre formas preexistentes, el preformacionismo clásico se difundió especialmente durante los siglos XVII y XVIII. Algunos defensores, llamados espermistas, ubicaban al futuro individuo dentro del espermatozoide; otros, denominados ovistas, lo situaban dentro del óvulo. Ambas explicaciones buscaban responder cómo se producía el desarrollo antes de que la fecundación estuviera bien comprendida.

En una famosa ilustración atribuida a Nicolaas Hartsoeker aparece un homúnculo, es decir, una figura humana diminuta dentro de un espermatozoide. La imagen representaba una hipótesis, no una estructura que hubiera sido observada realmente. Es incorrecto atribuir directamente esta versión del preformacionismo a Aristóteles: él sostuvo principalmente que las partes embrionarias se formaban de manera progresiva y desarrolló una explicación distinta del papel de cada progenitor (Goy, 2018).

La aparente sencillez de la teoría ocultaba problemas importantes. Si todo el organismo ya existía formado dentro de una sola célula reproductiva, resultaba difícil explicar las semejanzas con ambos progenitores. Asimismo, no se comprendía cómo podían surgir nuevas combinaciones de características en las generaciones siguientes. La teoría fue perdiendo aceptación cuando las observaciones del desarrollo embrionario revelaron procesos mucho más complejos.

Problemas del preformacionismo

Una dificultad fundamental era explicar por qué los hijos comparten características con la madre y con el padre. Si un organismo completo se encontraba exclusivamente dentro del espermatozoide, ¿cómo podía un niño parecerse tanto a su madre? Los defensores del preformacionismo no contaban con una explicación satisfactoria de esta combinación de rasgos.

También existían observaciones sobre características familiares que desaparecían aparentemente durante una generación y reaparecían en otra. Aristóteles mencionó un relato relativo a la semejanza con antepasados africanos que se manifestaba entre descendientes posteriores. Este relato se utilizaba para discutir la transmisión de los parecidos familiares, pero no constituye un experimento controlado ni demuestra por sí mismo un mecanismo biológico (Sowa, 2016).

En la genética actual, ciertos rasgos pueden reaparecer debido a variantes recesivas que una persona posee sin manifestarlas de la misma manera que sus descendientes. No obstante, características complejas como el color de la piel dependen de numerosos genes y no deben reducirse a una sola pareja de alelos. La herencia humana incluye patrones dominantes, recesivos, ligados al sexo y poligénicos, además de interacciones ambientales.

Otra dificultad tenía que ver con el crecimiento del embrión. Si todos los órganos estuvieran presentes desde el inicio, ¿por qué se observan cambios sucesivos en su forma y organización? Hoy conocemos la división celular, la diferenciación y la formación de tejidos. Estas observaciones apoyan que durante el desarrollo las células adquieren especializaciones y los órganos se organizan mediante procesos progresivos, no simplemente por el aumento de una miniatura inicial.

Influencia del externalismo al preformacionismo

Aristóteles explicaba la reproducción mediante una diferencia entre las contribuciones de ambos progenitores. Consideraba que el padre proporcionaba un principio organizador y que la madre aportaba la materia necesaria para el desarrollo del nuevo ser. Comparaba esa relación con el trabajo de un artesano que confiere una forma determinada a un material. Esta propuesta no era idéntica al preformacionismo de los homúnculos, desarrollado muchos siglos después (Goy, 2018).

Su interpretación también concedía importancia a determinadas condiciones del organismo materno, aunque estaba condicionada por los conocimientos limitados de la época. Hoy sabemos que el óvulo no es simplemente un recipiente o una reserva de materiales: contiene ADN, estructuras celulares y componentes indispensables para las primeras etapas del desarrollo. El espermatozoide también aporta material genético y otros componentes que participan en la fecundación.

La antigua discusión sobre naturaleza y ambiente puede conectarse, con cautela, con las actuales investigaciones sobre herencia y desarrollo. Por ejemplo, las variantes genéticas pueden influir en la predisposición a ciertas enfermedades, mientras que la nutrición, la actividad física y otros factores modifican algunos riesgos. No significa que todos los rasgos puedan separarse en una parte puramente genética y otra puramente ambiental.

 Figura 2. [Diversidad humana y prejuicios en la antigua Grecia]. Los griegos reconocían la diversidad física humana, pero sus interpretaciones estaban influidas por el etnocentrismo y los prejuicios culturales. Aunque desconocían el concepto moderno de raza biológica, establecían diferencias entre pueblos, géneros y condiciones sociales. Actualmente, la genética de poblaciones demuestra que la variación genética humana no establece razas biológicas claramente delimitadas ni jerarquías naturales entre personas.

Los griegos empleaban el término Aithiops para referirse a determinadas poblaciones africanas de piel oscura. En su mitología aparecen personajes como Memnón y Andrómeda vinculados con Etiopía, nombre cuyo significado geográfico antiguo no coincide exactamente con el del Estado actual. Los relatos míticos muestran la mezcla de observaciones humanas e interpretaciones culturales. En biología, las diferencias entre poblaciones se estudian mediante genética de poblaciones, sin establecer jerarquías de valor entre seres humanos.

Las dos semillas

Otros autores griegos consideraron que tanto la madre como el padre contribuían a la formación del descendiente. Empédocles de Agrigento, del siglo V antes de nuestra era, aparece entre los filósofos asociados a ideas sobre una participación reproductiva de ambos progenitores. Algunas tradiciones médicas hipocráticas y, posteriormente, Galeno también propusieron distintas versiones de la teoría de las dos semillas.

Esta explicación permitía comprender de manera intuitiva por qué un niño podía presentar rasgos familiares de ambos lados. Sin embargo, las semillas eran conceptos filosóficos y médicos, no células observadas con instrumentos científicos. No deben identificarse sin más con el óvulo y el espermatozoide modernos. Sus defensores carecían de conocimientos sobre cromosomas, ADN, meiosis y fecundación (Cobb, 2012).

En la reproducción sexual humana, el óvulo y el espermatozoide aportan normalmente 23 cromosomas cada uno. Durante la fecundación, sus materiales genéticos se reúnen para formar el cigoto, que por lo general contiene 46 cromosomas. Esta primera célula da origen a numerosas células mediante divisiones sucesivas. Posteriormente, esas células se especializan para formar tejidos y órganos.

Los mecanismos de transmisión de la información hereditaria explican por qué los descendientes reciben combinaciones diferentes de variantes genéticas. La meiosis y la fecundación producen diversidad genética entre hermanos, incluso cuando tienen los mismos progenitores. Este conocimiento no estaba disponible en la Grecia antigua y solo fue posible gracias a investigaciones realizadas a lo largo de muchos siglos.

Resumen de la herencia en la Grecia antigua

En la Grecia antigua se debatieron tres problemas relacionados: el origen de las semejanzas familiares, las contribuciones de los progenitores y el modo en que se formaban los embriones. Algunos autores atribuían al padre el papel organizador principal, mientras otros admitían una contribución reproductiva de ambos progenitores. Las distintas propuestas intentaban responder preguntas biológicas sin disponer todavía de una teoría celular o genética.

La epigénesis se relaciona con la formación progresiva de estructuras durante el desarrollo. El preformacionismo clásico, en cambio, postuló que el organismo ya estaba representado en miniatura. Estos términos no deben utilizarse para convertir las diferentes opiniones de la Grecia clásica en dos bandos idénticos a los que aparecieron en la ciencia moderna. Su significado histórico fue cambiando de acuerdo con las observaciones y discusiones de cada época (Goy, 2018).

Figura 3. [Aristóteles] (384–322 a. C.) nació en Estagira, Grecia. Estudió en la Academia de Platón y fue tutor de Alejandro Magno. Posteriormente fundó el Liceo en Atenas. Investigó filosofía, lógica, anatomía comparada, reproducción y clasificación de los seres vivos. Sus observaciones de la naturaleza contribuyeron al desarrollo de la biología antigua. Murió en Calcis, dejando una profunda influencia en el pensamiento científico occidental.

Los filósofos griegos sí realizaron observaciones importantes. Aristóteles describió organismos, comparó estructuras y examinó el desarrollo de animales. Sin embargo, sus métodos carecían de herramientas como el microscopio, las técnicas celulares y los ensayos genéticos. Por esta razón, algunas hipótesis sobrevivieron durante siglos sin pruebas capaces de confirmarlas o rechazarlas con claridad.

Durante el mundo romano y la Edad Media circularon diversas explicaciones procedentes de autores griegos, latinos, judíos e islámicos. No existió una aceptación única e invariable de una sola teoría. Posteriormente, el desarrollo de instrumentos de observación y de experimentos permitió investigar la reproducción de forma diferente. El descubrimiento de las células reproductivas y de su participación en la fecundación transformó profundamente el estudio de la herencia (Cobb, 2012).

La ley mosaica y la herencia premendeliana

Uno de los testimonios históricos más interesantes sobre la repetición familiar de una enfermedad aparece en los textos jurídicos judíos. Se relaciona con una condición que hoy reconocemos como compatible con ciertos trastornos hereditarios de la coagulación, entre ellos la hemofilia. Esta enfermedad puede dificultar la detención de las hemorragias debido a la ausencia o actividad insuficiente de proteínas fundamentales para la formación de coágulos.

Cuando se produce una lesión, las plaquetas participan en la formación de un tapón inicial y se activa una secuencia de reacciones conocida como cascada de coagulación. En la hemofilia A existe una alteración del factor VIII; en la hemofilia B, del factor IX. Algunas personas presentan sangrados importantes después de lesiones o procedimientos médicos, mientras que los casos más graves pueden experimentar hemorragias espontáneas en músculos y articulaciones (CDC, 2024).

La ley religiosa judía establece que los niños varones sean circuncidados tradicionalmente al octavo día de su nacimiento. La circuncisión consiste en retirar una parte o la totalidad del prepucio, el tejido que recubre el extremo del pene. Para un niño con un trastorno grave de la coagulación, este procedimiento puede representar un riesgo considerable si no se adoptan precauciones médicas.

 Figura 4. [Circuncisión]. La circuncisión consiste en retirar el prepucio que recubre el glande. Durante el procedimiento, los vasos sanguíneos lesionados producen sangrado, normalmente detenido mediante la coagulación. Los pacientes con hemofilia presentan deficiencias de factores de coagulación, aumentando el riesgo de hemorragias graves. Los antiguos rabinos reconocieron antecedentes familiares y establecieron excepciones para prevenir muertes por desangramiento (Krill et al., 2011).

Las fuentes rabínicas describieron circunstancias en las que dos hermanos habían fallecido por hemorragias asociadas a la circuncisión. Ante un antecedente de esta gravedad, se permitió que un tercer hijo no fuera sometido al procedimiento. También se reconoció la importancia de antecedentes observados entre hijos de distintas hermanas. Estas disposiciones pretendían proteger la vida de los niños, aunque sus autores desconocían los mecanismos cromosómicos de transmisión (Rosner, 1984).

Muchos siglos después, Maimónides, médico y filósofo judío nacido en Córdoba en 1138, examinó y organizó numerosas disposiciones jurídicas sobre salud y práctica religiosa. Sus comentarios conservaron la importancia de considerar los antecedentes familiares de sangrado al valorar los riesgos de la circuncisión. No obstante, sería incorrecto atribuirle el descubrimiento de la hemofilia o afirmar que todas las mujeres de una familia transmiten inevitablemente el trastorno a todos sus hijos.

Figura 5. [Maimónides] Maimónides (1138-1204) nació en Córdoba y ejerció la medicina en Egipto. Estudió anatomía, enfermedades y prevención sanitaria. Sus escritos recogieron observaciones sobre hemorragias hereditarias asociadas con la circuncisión. Aunque desconocía los genes y cromosomas, contribuyó al reconocimiento de patrones familiares de enfermedades posiblemente relacionadas con la hemofilia, anticipando observaciones fundamentales para la genética médica (Rosner, 1984).

Actualmente sabemos que las formas habituales de hemofilia A y B siguen una herencia recesiva ligada al cromosoma X. Las personas con un patrón cromosómico XY generalmente poseen una sola copia de este cromosoma. Si esa copia contiene una variante que afecta gravemente a un factor de coagulación, pueden desarrollar la enfermedad. Las personas con patrón XX poseen habitualmente dos cromosomas X y pueden portar una variante sin presentar el mismo grado de síntomas, aunque algunas también experimentan hemorragias (CDC, 2024).

Si la madre es portadora heterocigota y el padre no tiene hemofilia, cada hijo varón presenta una probabilidad del 50 % de heredar la variante causante de la enfermedad. Cada hija tiene un 50 % de probabilidad de heredarla. Estas probabilidades corresponden a cada embarazo independientemente del resultado de los anteriores. También pueden aparecer casos originados por variantes genéticas nuevas, sin antecedentes familiares conocidos.

La hemofilia puede identificarse mediante análisis de factores de coagulación y pruebas genéticas. Los tratamientos actuales permiten reemplazar o favorecer la función de los factores afectados y prevenir complicaciones. Las antiguas normas sobre circuncisión constituyen un antecedente de la observación de patrones familiares de enfermedad: sus autores reconocieron un riesgo repetido entre parientes, aunque todavía no podían explicar qué era un gen ni cómo se transmitía un cromosoma (Rosner, 1984).

Referencias bibliográficas

Centers for Disease Control and Prevention. (2024). How hemophilia is inherited. https://www.cdc.gov/hemophilia/testing/how-hemophilia-is-inherited.html

Cobb, M. (2012). An amazing 10 years: The discovery of egg and sperm in the 17th century. Reproduction in Domestic Animals, 47(Suppl. 4), 2–6. https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2012.02105.x

Deichmann, U. (2016). Epigenetics: The origins and evolution of a fashionable topic. Developmental Biology, 416(1), 249–254. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2016.06.005

Goy, I. (2018). Was Aristotle the “father” of the epigenesis doctrine? History and Philosophy of the Life Sciences, 40, Article 28. https://doi.org/10.1007/s40656-018-0193-2

Rosner, F. (1984). Ancient descriptions of hemophilia and preconception gender selection. JAMA, 252(7), 900. https://doi.org/10.1001/jama.1984.03350070018013

Sowa, J. (2016). The mysterious “movements” in De generatione animalium IV 3, or the female in Aristotle’s theory of inheritance. Roczniki Humanistyczne, 64(3). https://doi.org/10.18290/rh.2016.64.3-3