Experimento De Mendel Com Ervilhas

O que realmente aconteceu com as ervilhas de Mendel

O experimento de Mendel com ervilhas não é nada do outro mundo quando você para para pensar. Um padre austríaco cruzou plantas, anotou números e descobriu padrões que hoje chamamos de leis da hereditariedade. Pronto. Foi isso. O que muita gente não conta é que o trabalho dele foi ignorado por décadas depois de publicado em 1866. Só em 1900 é que três pesquisadores diferentes, de países distintos, chegaram às mesmas conclusões de forma independente e aí sim o crédito foi reconhecidamente dele. As ervilhas (Pisum sativum) foram escolhidas porque são fáceis de cultivar, têm ciclos curtos e produzem muitas sementes por cruzamento. Isso é prático, não mágica. Mendel precisava de dados estatísticos confiáveis e ervilhas entregavam isso. Se ele tivesse trabalhado com animais ou árvores frutíferas, o projeto teria levado cinquenta anos para dar um resultado.

Como executar um experimento de mendel com ervilhas no seu laboratório ou horta

Vou ser direto sobre o processo. Você vai precisar de sementes de ervilha de linhas puras, isto é, plantas que, ao autofecundarem, produzam sempre a mesma característica. Isso é fundamental. Se partir de sementes comerciais comuns, você vai ter variabilidade genética desconhecida e seus resultados vão ser lixo. O primeiro passo é identificar os caracteres que quer estudar. Mendel escolheu sete: cor da semente (amarela ou verde), forma da semente (lisa ou rugosa), cor da vagem, forma da vagem, cor da flor, posição da flor e altura do caule. Cada um desses caracteres tem duas formas alelomórficas bem definidas e se comportam de maneira dominante ou recessiva de forma previsível. Na prática, o procedimento é o seguinte. Você começa cruzando plantas homozigotas para caracteres opostos. Uma planta de sementes amarelas homozigota dominante (YY) com uma de sementes verdes homozigota recessiva (yy). A cruzação manual requer castração: você remove as anteras da flor que vai receber o pólen antes que elas amadureçam, evitando autofecundação. Depois coleta o pólen da planta doadora e aplica sobre o estigma da planta receptora. Etiqueta a flor, anota a data, a combinação parental e espera.

A geração F1 resultante será toda heterozigota (Yy) e expressará o fenótipo dominante. Isso acontece em praticamente 100% dos casos quando se trabalha com linhagens puras. O problema é que muita gente subestima a necessidade de usar múltiplas flores por cruzamento. Uma única flor pode falhar por questões ambientais, pragas ou incompatibilidade. Recomendo trabalhar com pelo menos quinze a vinte flores por combinação parental para ter margem estatística. Quando as vagens da F1 amadurecem, você coleta as sementes e planta para obter a F2. É aqui que a proporção mendeliana de 3:1 para monohibridismo aparece na prática. Dos frutos da F1 (Yy x Yy), esperam-se aproximadamente três quartos com fenótipo dominante e um quarto com fenótipo recessivo. Em termos numéricos, se você plantar duzentas sementes da F2, deve observar cerca de cento e cinquenta com sementes amarelas e cinquenta com sementes verdes. O desvio natural em relação a esse número é normal e esperado. Um detalhe que poucos mencionam: o tempo entre cada geração é de aproximadamente três meses em condições controladas. Um ciclo completo, da parental até a análise estatística da F2, leva cerca de seis a oito meses. Se você está planejando isso para um trabalho escolar ou projeto próprio, considere desde já.

Análise estatística e Armênia das proporções

Depois de coletar os dados da F2, o passo seguinte é testar se a proporção observada se encaixa no modelo mendeliano. O teste qui-quadrado é o padrão. Você calcula o valor esperado para cada fenótipo, subtrai do valor observado, eleva ao quadrado, divide pelo esperado e soma os resultados. Com um grau de liberdade para um cruzamento monohíbrido, o valor crítico na probabilidade de 0,05 é 3,84. Se o seu qui-quadrado calculado for menor que isso, a hipótese nula não é rejeitada e os dados são compatíveis com a herança mendeliana. Não tente escapar disso com cálculos mentais. A primeira vez que fiz esse experimento, contei os fenótipos manualmente e declarei que os dados "pareciam" seguir o padrão. Meu orientador apontou que "parecer" não é método científico. Desde então uso planilha com fórmula de qui-quadrado integrada e salgo com os valores exatos antes de qualquer conclusão. Um erro comum é aplicar o teste qui-quadrado com amostras pequenas demais. Com menos de trinta indivíduos na F2, a potência estatística é insuficiente e desvios normais podem fazer o teste rejeitar uma hipótese verdadeira. Mantenha pelo menos cinquenta sementes avaliadas por cruzamento para ter confiança razoável nos resultados.

Problemas reais que aparecem no caminho

Vou contar uma situação específica que enfrentei e que raramente aparece em manuais didáticos. Durante o cultivo da F2 em casa de vegetação, observei que cerca de oito por cento das plantas apresentavam sementes com coloração intermediária entre amarelo e verde, um fenótipo que não se encaixava nem no dominante nem no recessivo esperado. A princípio pensei em erro de anotação, mas confirmei repetindo a contagem três vezes. A solução foi verificar a pureza das linhagens parentais. Ao fazer autofecundação de controle das plantas parentais originais, identifiquei que uma das linhagens não era homozigota para a cor da semente. Havia um alelo segregando escondido. O workaround foi descarta-la e trocar por uma linhagem certificada de fornecedor diferente, confirmando a homozigosidade antes de iniciar novos cruzamentos. Isso adicionou cerca de dois meses ao projeto, mas salvou a validade dos dados finais. Outro problema recorrente é a virose em ervilhas. Pulgões transmitem o Vírus da Mozaico da Ervilha e plantas infectadas podem ter redução significativa na produção de sementes. Em um experimento onde o número de sementes por vagem caiu para metade do esperado, a mais provável era infecção viral. A medida foi remover as plantas sintomáticas e aumentar o controle de pragas com armadilhas adesivas e irrigação por gotejamento para não molhar as folhas, o que reduz a dispersão do patógeno.

Limitações e quando o modelo mendeliano não funciona

O experimento de Mendel com ervilhas funciona perfeitamente para caracteres controlados por um único gene com alelos completamente dominantes. Mas a genética real é muito mais complicada. Pleiotropia, ligacao gênica, herança poligênica, expressividade variável e penetrância incompleta são fenômenos que Mendel simplesmente não encontrou nas sete características que escolheu. E não foi coincidência. Pesquisadores posteriores mostraram que os genes estudados por ele estavam em cromossomos diferentes ou distantes o suficiente no mesmo cromossomo para não demonstrarem ligacao significativa. Se você tentar replicar o experimento com caracteres ligados, como cor e forma de semente em algumas espécies vegetais, as proporções esperadas da F2 vão distorcer. A proporção 9:3:3:1 do dihibridismo vira algo como 7:5:5:1 ou pior, dependendo da distância de recombinação entre os locos. Isso não significa que o modelo de Mendel está errado. Significa que ele descreve um caso particular, não a regra geral. Para trabalhos introdutórios, ervilhas continuam sendo a melhor escolha. São baratas, fáceis de manejar e os resultados aparecem de forma clara. Mas se o objetivo é estudar herança mais complexa, considere plantas como Arabidopsis thaliana para trabalhos moleculares ou milho (Zea mays) para análises de ligacao e crossing-over, já que o milho tem grande número de sementes por espiga e ciclos semelhantes.

Questões práticas que todo mundo esquece de mencionar

Primeiro: ervilhas são plantas de clima frio. A temperatura ideal de crescimento fica entre 15 e 20 graus Celsius. Acima de 25 graus, a taxa de germinação cai e a floração pode ser prejudicada. Se você mora em região quente, considere cultivar em estufa com controle térmico ou no período de inverno. Segundo: o solo deve ser bem drenado. Ervilhas não toleram encharcamento. Um substrato com 60% de terra vegetal, 30% de areia e 10% de composto orgânico funciona bem. Adube com fosfato e potássio na floração para garantir produção adequada de vagens. Terceiro: a autofecundação natural das ervilhas é quase infalível. Por isso a castração manual é tão crítica. Se deixar a planta se autofecundar sem controle, você perde o cruzamento planejado e toda a geração seguinte fica comprometida. Marque cada flor castrada com etiqueta impermeável e anote no caderno de campo o horário da castração, a planta doadora e a receptora. Sem registro, a bagunça é certa.

Quarto: colha as vagens apenas quando estiverem secas e marrons na planta. Vagens verdes ainda em desenvolvimento contêm sementes imaturas que podem não germinar ou ter viabilidade reduzida. Aguarde cerca de quatro a seis semanas após a polinização para colheita adequada. Por fim, a contagem dos fenótipos deve ser feita nas sementes, não nas vagens. A cor e a forma da semente são características do embrião, herdam do zigoto e não do tecido materno da vagem. Confundir isso já vi gente errar a análise inteira porque contou a cor da vagem em vez da cor da semente dentro dela.