Thomas Hunt Morgan: biografía, teoría cromosómica, experimentos
Thomas Hunt Morgan (1866-1945) fue un científico estadounidense especializado en el estudio de los genes. Nacido en septiembre de 1866, su mayor contribución fue demostrar la veracidad de la teoría cromosómica de los genes desarrollada por Sutton y Boveri. Su trabajo demostró que existían los cromosomas sexuales, así como la llamada “herencia ligada al sexo”.
Para poder confirmar esa teoría, el genetista realizó varios experimentos con la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Su intención principal era comprobar si las teorías de Gregor Mendel eran ciertas y si podían aplicarse a los animales.
Morgan, que había pasado una infancia y juventud bastante duras, mostró desde muy temprano su interés por la ciencia, especialmente por la historia natural. Durante su carrera profesional participó en varios de los debates científicos más candentes de la época, desde la teoría de Darwin hasta la formación de embriones.
Incluso estado jubilado, Morgan continuó realizando investigaciones sobre diversos temas. Tras fallecer, la Genetics Society of America instauró en su honor un premio anual para reconocer las investigaciones más importantes sobre el tema: la Medalla Thomas Hunt Morgan.
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Thomas Hunt Morgan nació el 25 de septiembre de 1866 en Lexington, Kentucky (EE.UU). De acuerdo a alguno de sus biógrafos, el joven Thomas tuvo una juventud muy dura.
Cuando Thomas contaba con 16 años comenzó a estudiar en el State College de Kentucky, hoy universidad estatal. Su formación durante este periodo estuvo centraba en la ciencia, sobre todo en la historia natural. En los periodos vacacionales trabajaba en el Servicio Geológico de los Estados Unidos.
En 1866, Morgan acabó esta fase de sus estudios con el título de Bachillerato de Ciencias. Ese mismo año, en verano, se trasladó a Massachusetts para asistir a la Biology School. Fue en ese centro, que pertenecía a la Universidad John Hopkins, donde comenzó a mostrar interés en la zoología.
Durante los siguientes dos años Morgan publicó varios trabajos. Su inteligencia le permitió ser seleccionado para recibir un máster de ciencias en su antiguo centro de Kentucky, el State College. Igualmente, le ofreció un puesto de profesor. Sin embargo, Morgan prefirió permanecer en la John Hopkins.
El joven Morgan realizó su tesis sobre la embriología de las arañas de mar. Este trabajo, que fue publicado, hizo que obtuviera su doctorado en 1890.
El científico utilizó el dinero obtenido por la publicación de su tesis para realizar un viaje al Caribe y Europa. Durante el mismo continuó investigando diversos temas zoológicos.
cEl mismo año en el que Morgan obtuvo el doctorado recibió una oferta para trabajar como profesor de morfología en la escuela Bryn Mawr, un centro hermanado con la John Hopkins. Su labor consistía en dar ponencias cinco días a la semana, dos veces cada día. Esto le dejaba poco tiempo para investigar, actividad en la que quería centrarse.
Esa oportunidad de investigar le llegó en 1894, cuando se trasladó a Nápoles para realizar una serie de estudios sobre la embriología de los ctenóforos, una forma de vida de tamaña casi microscopio.
En la ciudad italiana entró en contacto con científicos alemanes. Estos le explicaron las nuevas teorías acerca de la mecánica del desarrollo, que suponían una superación de las vigentes en el siglo XIX.
Uno de los debates científicos de la época estaba centrado en el desarrollo de los embriones. Una de las teorías mantenía que el material hereditario se encontraba dividido entre las células embrionarias y que estas se convertían después en partes concretas del organismo.
Otros expertos, sin embargo, afirmaban que el desarrollo era causado por factores epigenéticos. Morgan era partidario de esta segunda hipótesis.
Una vez que Morgan regresó a Bryn Mawr, en 1895, empezó a trabajar como tiempo completo. Esta situación se prolongó hasta 1904, cuando recibió una oferta para incorporarse a la Universidad de Columbia como investigador, sin tener que dar clases.
Morgan, que el año anterior había publicado Evolution and Adaptation en el que se mostraba contrario a algunas de las tesis de Darwin sobre los mecanismos de selección nacional, aceptó la oferta.
Unos años más tarde, en 1908, Morgan comenzó sus experimentos con la mosca de la fruta. Usando la química y la radiación provocó mutaciones a algunos ejemplares. Los resultados confirmaron la teoría establecida por Sutton y Boveri.
Al finalizar sus trabajos con la mosca de la fruta, el científico retomó los estudios sobre embriología. Además, también investigó sobre como se heredan los genes.
En 1915 participó en un nuevo debate científico que estaba desarrollándose: la eugenesia y la defensa del racismo desde la ciencia. Morgan se mostró contrario a esas ideas.
Años después, en 1928, Morgan se hizo cargo del departamento de biología del California Institute of Technology. En este nuevo puesto realizó investigaciones sobre genética, fisiología, evolución, embriología o biofísica.
Morgan permaneció trabajando en esa institución hasta 1942, año en que se retiró. No obstante, mantuvo su puesto como profesor emérito y, además, continuó investigando en algunos campos.
Thomas Hunt Morgan falleció de un ataque al corazón el 4 de diciembre de 1945, cuando tenía 79 años.
Aunque la teoría cromosómica de la herencia no fue obra de Morgan, sí fueron sus estudios los que confirmaron sus postulados.
Los autores de la teoría fueron Theodor Boveri y Walter Sutton. Los dos investigadores, trabajando por separado, llegaron a las mismas conclusiones en 1902.
Sin embargo, la teoría encontró bastante oposición entre la comunidad científica. La aceptación se produjo en 1915, cuando Thomas Hunt Morgan realizó unos experimentos que demostraron que Sutton y Boveri tenían razón.
En resumen, la teoría cromosómica de la herencia afirma que los genes están ubicados en lugares específicos en el interior de los cromosomas. El comportamiento de estos durante la meiosis (una de las formas de reproducción de las células) explica las leyes de la herencia de Mendel.
Los autores de la teoría analizaron los genes, es decir, aquellos fragmentos de ADN que contienen los factores hereditarios. Antes de esos estudios ya se había podido probar la existencia de los cromosomas y que estos se replicaban durante la división celular. Sin embargo, gracias a Boveri y Sutton, vieron la luz muchos otros detalles.
Entre otros aspectos, descubrieron que los cromosomas van en pares homólogos, uno proveniente de la madre y otro del padre. Cada gameto, por lo tanto, aporta a la persona la mitad del material genético.
La teoría aumentó la comprensión de por qué se heredan algunos aspectos y otros no. Así, por ejemplo, se sabe que un cromosoma contiene la información sobre el sexo distinto, mientras que otro aporta la información sobre el color de los ojos. La independencia de cada rasgo hace que algunos se transmitan y otros no lo hagan.
Como se ha señalado, la teoría cromosómica no fue aceptada en un primer momento. Morgan, con sus experimentos con la mosca de la fruta, pudo aportar las evidencias necesarias para demostrar su veracidad.
Morgan advirtió que al producirse la meiosis había parejas de cromosomas que podían intercambiar entre sí algunos fragmentos equivalentes. Así, se intercambiaban fragmentos de ADN y, por lo tanto, se producía la llamada recombinación genética.
E.B. Wilson, director del departamento de zoología de la Universidad de Columbia, convenció en 1904 a su amigo Thomas Hunt Morgan para que ocupara un puesto recién creado y que debía ocuparse de la zoología experimental.
El argumento de Wilson fue que era necesario comprender como se produce la herencia genética para poder entender el desarrollo de un individuo completo.
Morgan aceptó la oferta y comenzó experimentando con ratas y ratones. Sin embargo, las características de estos animales no resultaban adecuadas. En su lugar, el científico se decantó por la Drosophlia melanogaster, la mosca de la fruta.
Las ventajas de este insecto eran múltiples: su reducido tamaño, que permitía mantener miles en el laboratorio; su fertilidad durante todo el año; y su enorme capacidad reproductiva. Además, resultaba muy sencillo distinguir entre machos y hembras y su desarrollo embrionario se produce en el exterior. Esto último facilitaba el estudio de las mutaciones.
El último motivo para elegir a la mosca de la fruta fue su simplicidad: solo tiene cuatro pares de cromosomas.
Morgan comenzó su experimento en 1907. En un principio, pretendía mantener la colonia de moscas solo durante varias generaciones, hasta que se produjera una mutación. Sin embargo, en los dos años siguientes no se produjeron resultados.
En 1909, tras dos años de trabajo, los esfuerzos de Morgan y su equipo dieron sus primeros frutos. El científico observó que una de las moscas del laboratorio tenía una mutación extraña que denominó “ojos blancos” debido a que sus ojos tenían esa coloración en lugar de la rojiza propia de la especie.
El insecto era macho y Morgan lo usó para inseminar a varias hembras. Su propósito era comprobar si la mutación pasaba a las nuevas generaciones. Sin embargo, toda la descendencia mantuvo los ojos rojos.
Esto hizo pensar a Morgan que algo extraño había pasado. Su siguiente paso fue cruzar a un par de las moscas hijas para ver qué ocurría. En esta ocasión, ante la sorpresa del científico, varios de los ejemplares resultantes tenían los ojos blancos de su “abuelo”. Ante este resultado, Morgan se puso a trabajar para intentar explicar lo sucedido.
El resultado de las investigaciones llevó a Morgan a proponer la hipótesis de que la herencia iba ligada al sexo. Así, el científico afirmó que existían caracteres ligados al cromosoma X de la madre.
Más adelante, Morgan halló otras características que se heredaban por la misma vía, confirmando su teoría. Fue entonces cuando comenzó a utilizar la palabra gen o genes para describir los factores que pasaban de generación en generación junto al cromosoma X.
Para Morgan, todos esos genes formaban parte de los cromosomas. Estos, en conjunto, configuraban la herencia genética individual y dela especie.
Thomas H. Morgan continuó trabajando con los cromosomas para intentar comprender aún mejor como se producía la herencia genética. Para ello trazó mapas cromosómicos lineales, con cada gen en una posición específica. Esto terminó de demostrar que los genes responsables de la transmisión de características se alineaban dentro de cada cromosoma.
Esta investigación fue presentada en un libro que se convirtió en referencia para la genética moderna: El mecanismo de la herencia mendeliana.
En 1926, Morgan presentó su teoría de los genes. Esta afirmaba que los genes estaban unidos en grupos diferentes de encadenamiento. Los alelos (pares de genes relacionados con la misma característica genética) se intercambiaban o cruzaban siempre dentro del mismo grupo. Este descubrimiento le valió el Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1933.