Experiências de fertilização artificial, como a que se faz com plantas ornamentais para obter novas variações de cor, conduziram aos experimentos que serão aqui discutidos. A notável regularidade com que as mesmas formas híbridas sempre reapareciam, sempre que a fertilização ocorria entre as mesmas espécies, induziu a novos experimentos cujo objetivo era acompanhar o desenvolvimento dos híbridos em sua progênie.
A este objetivo numerosos observadores cuidadosos, como Kölreuter, Gärtner, Herbert, Lecoq, Wichura e outros, dedicaram uma parte de suas vidas com inesgotável perseverança. Gärtner especialmente, em seu trabalho "Die Bastarderzeugung im Pflanzenreiche" (A Produção de Híbridos no Reino Vegetal), registrou observações muito valiosas; e muito recentemente Wichura publicou os resultados de algumas investigações profundas sobre os híbridos do salgueiro. Nisso, até agora, nenhuma lei de aplicação geral que regule a formação e desenvolvimento de híbridos foi formulada com sucesso, o que dificilmente admira alguém que esteja familiarizado com a extensão da tarefa e que possa avaliar as dificuldades que enfrentará com os experimentos desta classe. Uma decisão final só poderá ser tomada quando tivermos, diante de nós, os resultados de experimentos detalhados feitos em plantas das mais diversas ordens.
Aqueles que examinam os trabalhos feitos nesta área chegarão à convicção de que, dentre todos os numerosos experimentos feitos, nenhum foi realizado em tal extensão e de tal maneira que permitisse determinar o número de formas diferentes sob quais aparecem os descendentes de híbridos, ou com a necessária organização de acordo com suas gerações de forma separada, ou para determinar definitivamente suas relações estatísticas. [2].
Isso requer, de fato, coragem para empreender um trabalho de tão grande alcance; parece, no entanto, ser o único caminho correto pelo qual podemos finalmente chegar à solução de uma questão cuja importância não pode ser superestimada em conexão com a história da evolução das formas orgânicas.
O artigo agora apresentado registra os resultados de um experimento tão detalhado. Este experimento foi praticamente confinado a um pequeno grupo de plantas, e está agora, após oito anos de pesquisa, concluído em todos os aspectos essenciais. Se o plano sobre o qual os experimentos separados foram conduzidos e executados era o mais adequado para atingir os fins desejados, é uma decisão amigável à ser deixada para o leitor.
O valor e a utilidade de qualquer experimento são determinados pela adequação do material ao fim a que se destina e, portanto, no caso diante de nós, não pode ser irrelevante quais plantas são submetidas a experimentos e de que maneira tais experimentos são conduzidos.
A escolha do grupo de plantas que servirá para experimentos deste tipo devem ser feitos com todo o cuidado, se for desejado evitar desde o início todos os riscos de resultados questionáveis.
As plantas experimentais devem necessariamente—
- Possuir caracteres diferenciadores constantes.
- Os híbridos dessas plantas devem, durante o período de floração, ser protegidos da influência de todo pólen estranho, ou ser facilmente passíveis de tal proteção.
Os híbridos e seus descendentes não devem sofrer nenhuma perturbação em sua fertilidade nas gerações sucessivas.
Impregnação acidental por pólen estranho, se ocorrer durante os experimentos e não foram reconhecidos, levariam a conclusões totalmente errôneas. Fertilidade reduzida ou esterilidade completa de certas formas, como ocorre em descendência de muitos híbridos, tornaria os experimentos muito difíceis ou totalmente frustrados. Para se descobrir as relações nas quais as formas híbridas se posicionam entre si e também em relação aos seus progenitores parece ser necessário que todos os membros da série desenvolvida em cada geração sucessiva devem ser, sem exceção, submetidos a observação.
Desde o início, foi dada especial atenção à Leguminosæ devido à sua peculiar estrutura floral. Experimentos que foram feitos com vários membros desta família levou ao resultado de que o gênero Pisum foi escolhido por possuir as condições necessárias.
Algumas formas completamente distintas deste gênero possuem caracteres que são constantes, reconhecíveis com facilidade e certeza, e quando seus híbridos são cruzados mutuamente eles produzem uma progênie perfeitamente fértil. Além disso, uma perturbação através de pólen estranho não ocorre facilmente, uma vez que os órgãos fertilizantes estão intimamente compactados dentro da quilha e a antera abre-se dentro do botão, de modo que o estigma fica coberto de pólen mesmo antes de a flor se abrir. Esta circunstância é de especial importância. Como vantagens adicionais dignas de menção, podem ser citadas a facilidade de cultivo destas plantas em campo aberto ou vasos e também o seu período de crescimento relativamente curto. A fertilização artificial é certamente um processo um tanto elaborado, mas quase sempre bem-sucedido. Para este propósito, o botão é aberto antes de estar perfeitamente desenvolvido, a quilha é removida e cada estame cuidadosamente extraído por meio de uma pinça, após o que o estigma pode ser imediatamente coberto com o pólen estranho.
Ao todo, 34 variedades mais ou menos distintas de ervilhas foram obtidas de vários semeadores e submetidas a um teste de dois anos. Em uma variedade foram observadas, enquanto um grande número de plantas eram todas iguais, algumas formas eram marcadamente diferentes. Estas, porém, não variaram no ano seguinte e concordaram inteiramente com outra variedade obtida dos mesmos semeadores; as sementes foram, portanto, sem dúvida, meramente misturadas acidentalmente. Todas as outras variedades produziram descendentes perfeitamente constantes e semelhantes; de qualquer forma, nenhuma diferença essencial foi observada durante dois anos de ensaio. Para a adubação, 22 destas foram selecionadas e cultivadas durante todo o período dos experimentos. Elas permaneceram constantes, sem qualquer exceção.
A sua classificação sistemática é difícil e incerta. Se adotarmos a definição mais estrita de espécie, segundo a qual apenas pertencem a uma espécie aqueles indivíduos que, precisamente nas mesmas circunstâncias, apresentam características precisamente semelhantes, duas destas variedades não poderiam ser referidas a uma espécie. Segundo a opinião dos especialistas, porém, a maioria pertence à espécie Pisum sativum; enquanto o restante é considerado e classificado, alguns como subespécies de P. sativum, e algumas como espécies independentes, como P. quadratum, P. saccharatum e P. umbellatum. As características, contudo, que lhes podem ser atribuídas num sistema classificatório são bastante inservíveis para os propósitos dos experimentos em questão. Até agora, descobriu-se que é tão impossível traçar uma linha nítida entre os híbridos de espécies e variedades como entre as próprias espécies e variedades.
Se duas plantas que diferem constantemente em um ou vários caracteres forem cruzadas, numerosos experimentos demonstraram que os caracteres comuns são transmitidos inalterados aos híbridos e à sua progênie; mas cada par de caracteres diferenciadores, por outro lado, se unem no híbrido para formar um novo carácter, que na progênie do híbrido é geralmente variável. O objetivo do experimento era observar essas variações em cada par de caracteres diferenciados e deduzir a lei segundo a qual elas aparecem nas gerações sucessivas. O experimento se resume, portanto, em tantos experimentos separados quantos forem os caracteres constantemente diferenciados apresentados nas plantas experimentais.
As diversas formas de ervilha selecionadas para cruzamento apresentaram diferenças no comprimento e na cor da haste; no tamanho e formato das folhas; na posição, cor e tamanho das flores; no comprimento do pedúnculo; na cor, forma e tamanho dos frutos; na forma e tamanho das sementes; e na cor dos tegumentos e do albúmen [dos cotilédones]. Alguns dos caracteres assinalados não permitem uma separação nítida e certa, pois a diferença é de natureza "mais ou menos", muitas vezes difícil de definir. Tais caracteres não puderam ser utilizados para experimentos separados; estes só poderiam ser confinados a caracteres que se destacam de forma clara definitiva nas plantas. Por último, o resultado deve mostrar se eles, em sua totalidade, apresentam uma característica padrão nas suas uniões híbridas, e se destes factos se pode tirar alguma conclusão sobre aqueles caracteres que possuem um significado subordinado no tipo
Os caracteres selecionados para o experimento foram:
- A diferença na forma das sementes maduras. São redondas ou arredondadas, sendo o enrugamento, quando ocorre na superfície, sempre superficial; ou são irregularmente angulares e profundamente enrugados (P. quadratum).
- A diferença na cor do albúmen da semente (endosperma)[3]. O albúmen das sementes maduras é amarelo pálido, amarelo brilhante e laranja, ou possui uma tonalidade verde mais ou menos intensa. Essa diferença de cor é facilmente percebida nas sementes, pois suas cascas são transparentes.
- A diferença na cor do tegumento. Ou é branco, com o qual as flores brancas estão constantemente correlacionadas; ou é cinza, marrom-acinzentado, marrom-couro, com ou sem manchas violetas, caso em que a cor dos estandartes é violeta, a das asas é roxa, e a haste nas axilas das folhas é de tonalidade avermelhada. Os tegumentos cinzentos tornam-se castanhos escuros em água fervente.
- A diferença na forma das vagens maduras. Estes são infladas e nunca contraídas; ou estão profundamente comprimidas entre as sementes e mais ou menos enrugadas (P. saccharatum).
- A diferença na cor das vagens verdes. Elas são verde claras a escuras ou em amarelo vivo, nas quais incluem a coloração das hastes, das nervuras das folhas e do cálice. [4].
- A diferença na posição das flores. São axiais, ou seja, distribuídos ao longo da haste principal; ou são terminais, isto é, agrupadas no topo da haste e dispostas quase em falsa umbela; neste caso, a parte superior da haste é mais ou menos alargada seccionalmente (P. umbellatum)[5].
- A diferença no comprimento da haste. O comprimento da haste[6] é muito variada em algumas formas; é, no entanto, um caráter constante para cada um, na medida em que plantas saudáveis, cultivadas no mesmo solo, estão apenas sujeitas a variações sem importância neste carácter.
Nos experimentos com esse carácter, para poder discriminar com maior certeza, as hastes longas de 6 a 7 pés sempre foram cruzadas com as hastes curtas de ¾ pé a 1½ pé.
Cada dupla de caracteres diferenciadores enumerados acima foram unidos por fertilização cruzada. Foram feitos no
| 1º | teste | 60 | fertilizações | em | 15 | plantas. |
| 2º | ❞ | 58 | ❞ | ❞ | 10 | ❞ |
| 3º | ❞ | 35 | ❞ | ❞ | 10 | ❞ |
| 4º | ❞ | 40 | ❞ | ❞ | 10 | ❞ |
| 5º | ❞ | 23 | ❞ | ❞ | 5 | ❞ |
| 6º | ❞ | 34 | ❞ | ❞ | 10 | ❞ |
| 7º | ❞ | 37 | ❞ | ❞ | 10 | ❞ |
De um maior número de plantas da mesma variedade, apenas as mais vigorosas foram escolhidas para fertilização. As plantas fracas sempre proporcionam resultados incertos, porque mesmo na primeira geração de híbridos, e ainda mais nas subsequentes, muitos dos descendentes ou não florescem totalmente ou formam apenas algumas sementes de qualidade inferior.
Além disso, em todos os experimentos foram efetuados cruzamentos recíprocos de tal forma que cada uma das duas variedades que num conjunto de fertilizações serviram como portadoras de sementes no outro conjunto foram utilizadas como plantas polinizadoras.
As plantas eram cultivadas em canteiros, algumas também em vasos, e mantidas em sua posição naturalmente vertical por meio de gravetos, galhos de árvores e cordas esticadas entre eles. Para cada experimento foram colocadas várias plantas em vasos durante o período de floração numa estufa, para servirem como controle para o experimento principal ao ar livre no que diz respeito a possíveis perturbações por insetos. Entre os insetos[7] que visitam ervilhas, o besouro Bruchus pisi pode ser prejudicial aos experimentos caso apareçam em grande número. Sabe-se que a fêmea desta espécie põe os ovos na flor e, ao fazê-lo, abre a quilha; no tarso de um espécime, que foi capturado em uma flor, alguns grãos de pólen podiam ser vistos claramente sob uma lente. Deve também ser feita menção a uma circunstância que poderá eventualmente levar à introdução de pólen estranho. Ocorre, por exemplo, em alguns casos raros, que certas partes de uma flor normalmente desenvolvida murcham, resultando numa exposição parcial dos órgãos fertilizantes. Também foi observado um desenvolvimento defeituoso da quilha, devido ao qual o estigma e as anteras permaneceram parcialmente descobertos[8]. Às vezes também acontece que o pólen não atinge a perfeição total. Neste caso ocorre um alongamento gradual do pistilo durante o período de floração, até que a ponta estigmática se projete na ponta da quilha. Esta aparência notável também foi observada em híbridos de Phaseolus e Lathyrus. O risco de fecundação por pólen estranho é, no entanto, muito pequeno com Pisum e é totalmente incapaz de perturbar o resultado geral. Entre mais de 10.000 plantas que foram cuidadosamente examinadas, houve apenas alguns casos em que ocorreu inquestionavelmente uma fecundação desse tipo. Como tal caso nunca foi observado na estufa, pode-se supor que a culpa foi de Bruchus pisi, e possivelmente também das anormalidades descritas na estrutura floral.
Experimentos feitos em anos anteriores com plantas ornamentais já evidenciaram que os híbridos, via de regra, não são exatamente intermediários entre as espécies parentais. Com alguns dos caracteres mais marcantes, aqueles, por exemplo, relacionados com a forma e o tamanho das folhas, a pubescência das diversas partes, etc., o intermediário, de fato, era quase sempre visto; em outros casos, porém, um dos dois caracteres parentais era tão preponderante que era difícil, ou quase impossível, detectar o outro no híbrido.
Este é precisamente o caso dos híbridos de ervilha. No caso de cada um dos sete cruzamentos, o caráter híbrido se assemelha[10] ao de uma das formas parentais tão estreitamente que a outra escapa completamente à observação ou não pode ser detectada com certeza. Esta circunstância é de grande importância na determinação e classificação das formas sob as quais aparecem os descendentes dos híbridos. Doravante neste artigo, aqueles caracteres que são transmitidos inteiros ou quase inalterados na hibridização e, portanto, constituem em si os caracteres do híbrido, são denominados dominantes, e aqueles que se tornam latentes no processo recessivos. A expressão recessivo foi escolhida porque os caracteres assim designados se retiram ou desaparecem totalmente nos híbridos, mas reaparecem inalterados em sua progênie, como será demonstrado mais adiante. Além disso, foi demonstrado pelo conjunto dos experimentos que é perfeitamente irrelevante se o caráter dominante pertence ao portador da semente ou ao progenitor do pólen; a forma do híbrido permanece idêntica em ambos os casos. Este facto interessante também foi enfatizado por Gärtner, com a observação de que mesmo o especialista mais experiente não está em condições de determinar num híbrido qual das duas espécies parentais era a planta da semente ou do pólen[11].
Dos caracteres diferenciadores que foram usados nos experimentos, os seguintes são dominantes:
- A forma redonda ou arredondada da semente com ou sem depressões rasas.
- A baixa coloração do albúmen [dos cotilédones] da semente.
- A cor cinza, marrom-acinzentada ou marrom-couro do tegumento, em conexão com flores vermelho-violeta e manchas avermelhadas nas axilas das folhas.
- A forma inflada da vagem.
- A coloração verde da vagem verde em conexão com a mesma cor nas hastes, nas nervuras das folhas e no cálice.
- A distribuição das flores ao longo da haste.
- O comprimento maior da haste.
No que diz respeito a este último carácter, deve-se afirmar que a haste mais longa dos dois pais é geralmente ultrapassada pelo híbrido, o que possivelmente só pode ser atribuído à maior exuberância que aparece em todas as partes da planta quando plantas com hastes de comprimentos muito diferentes são cruzadas. Assim, por exemplo, em experimentos repetidos, hastes de 1 pé e 6 pés de comprimento produziram, sem exceção, híbridos que variaram em comprimento entre 6 pés e 7½ pés.
As sementes híbridas nos experimentos são frequentemente mais manchadas no tegumento, e as manchas às vezes se fundem em pequenas regiões violeta-azuladas. As manchas também aparecem com frequência mesmo quando está ausente como caráter parental.
As formas híbridas da semente e do albúmen desenvolvem-se imediatamente após a fertilização artificial pela mera influência do pólen estranho. Eles podem, portanto, ser observados mesmo no primeiro ano de experimento, enquanto todos os outros caracteres só aparecem naturalmente no ano seguinte nas plantas que foram cultivadas a partir da fertilização cruzada.
Nesta geração reaparecem junto com os caracteres dominantes também os recessivos com todas as suas peculiaridades e isso ocorre na proporção média definitivamente expressa de três para um de modo que, entre cada quatro plantas desta geração, três exibem o caráter dominante e um deles o recessivo. Isto se refere, sem exceção, a todos os caracteres que foram adotados nos experimentos. A forma angular e enrugada da semente, a cor verde do albúmen, a cor branca do tegumento e das flores, as constrições das vagens, a cor amarela da vagem verde, da haste, do cálice e da a venação foliar, a forma umbelada da inflorescência e a haste anã, todos reaparecem na proporção numérica dada, sem qualquer alteração essencial. Formas transicionais não foram observadas em nenhum experimento.
Uma vez que os híbridos resultantes de cruzamentos recíprocos estejam totalmente formados, eles não apresentam nenhuma diferença apreciável em seu desenvolvimento posterior e, consequentemente, os resultados [dos cruzamentos recíprocos] podem ser contabilizados conjuntamente em cada experimento. Os números relativos obtidos para cada par de caracteres diferenciadores são os seguintes:
Exp. 1.Forma da semente.—De 253 híbridos, 7.324 sementes foram obtidas no segundo ano do experimento. Destes, 5.474 redondos ou arredondados e 1.850 angulares enrugados. A partir daí a proporção 2⋅96 para 1 é deduzida.
Exp. 2.Cor do albúmen.—258 plantas produziram 8.023 sementes, 6.022 amarelas e 2.001 verdes; sua proporção, portanto, é de 3·01 para 1.
Nestes dois experimentos, cada vagem produziu geralmente os dois tipos de sementes. Em vagens bem desenvolvidas que continham em média seis a nove sementes, muitas vezes ocorria que todas as sementes eram redondas (Exp. 1) ou todas amarelas (Exp. 2); por outro lado nunca foram observados mais de cinco angulosas ou cinco verdes em uma vagem. Parece não fazer diferença se os frutos se desenvolvem mais cedo ou mais tarde no híbrido ou se surgem do eixo principal ou de um eixo lateral. Em algumas poucas plantas, apenas algumas sementes se desenvolveram nas primeiras vagens formadas, e estas possuíam exclusivamente um dos dois caracteres, mas nas vagens desenvolvidas posteriormente as proporções normais foram mantidas.
Assim como em vagens separadas, a distribuição dos caracteres também variou em plantas separadas. A título de ilustração, os primeiros dez indivíduos de ambas as séries de experimentos podem servir[12].
| Experimento 1. | Experimento 2. | ||||
| Forma de Semente. | Cor do Albúmen. | ||||
| Plantas. | Redondas. | Angulares. | Amarelas. | Verdes. | |
| 1 | 45 | 12 | 25 | 11 | |
| 2 | 27 | 8 | 32 | 7 | |
| 3 | 24 | 7 | 14 | 5 | |
| 4 | 19 | 10 | 70 | 27 | |
| 5 | 32 | 11 | 24 | 13 | |
| 6 | 26 | 6 | 20 | 6 | |
| 7 | 88 | 24 | 32 | 13 | |
| 8 | 22 | 10 | 44 | 9 | |
| 9 | 28 | 6 | 50 | 14 | |
| 10 | 25 | 7 | 44 | 18 | |
Como extremos na distribuição dos dois caracteres das sementes em uma planta, foram observados no Exp. 1 uma exemplar de 43 sementes redondas e apenas 2 angulares, e outro de 14 sementes redondas e 15 angulares. No Exp. 2 houve um caso de 32 sementes amarelas e apenas 1 verde, mas também um de 20 sementes amarelas e 19 verdes.
Estes dois experimentos são importantes para a determinação das proporções médias, porque com um número menor de plantas experimentais é mostrado que flutuações muito consideráveis podem ocorrer. Na contagem das sementes, também, principalmente no Exp. 2, alguns cuidados são necessários, pois em algumas sementes de muitas plantas a cor verde do albúmen é menos desenvolvida e, a princípio, pode passar facilmente despercebida. A causa do desaparecimento parcial da coloração verde não tem ligação com o caráter híbrido das plantas, pois também ocorre na variedade parental. Esta peculiaridade também está confinada ao indivíduo e não é herdada pela prole. Nas plantas luxuriantes esta aparência era frequentemente notada. As sementes que são danificadas por insetos durante o seu desenvolvimento variam frequentemente em cor e forma, mas, com um pouco de prática na classificação, erros são facilmente evitados. É quase supérfluo mencionar que as vagens devem permanecer nas plantas até que estejam completamente maduras e secas, pois só então a forma e a cor da semente estarão totalmente desenvolvidas.
Exp. 3.Cor dos tegumentos.—Entre 929 plantas, 705 apresentavam flores vermelho-violeta e tegumentos marrom-acinzentados; 224 tinham flores brancas e tegumentos brancos, dando a proporção de 3⋅15 para 1.
Exp. 4.Forma das vagens.—De 1.181 plantas, 882 as tiveram infladas e em 299 foram contraídas. Proporção resultante, 2⋅95 para 1.
Exp. 5.Cor dos frutos verdes.—O número de plantas experimentais foi 580, das quais 428 tinham frutos verdes e 152 amarelos. Consequentemente, estes estão na proporção de 2⋅82 para 1.
Exp. 6.Posição das flores.—Entre 858 casos, 651 flores eram axiais e 207 terminais. Proporção, 3⋅14 para 1.
Exp. 7.Comprimento do caule.—De 1.064 plantas, em 787 casos a haste era longa e em 277 era curta. Portanto, uma proporção mútua de 2⋅84 para 1. Neste experimento, as plantas anãs foram cuidadosamente levantadas e transferidas para um canteiro especial. Esta precaução era necessária, caso contrário eles teriam morrido por serem cobertas por suas irmãs altas. Mesmo em seu estado bastante jovem, podem ser facilmente identificadas pelo seu crescimento compacto e pela sua espessa folhagem verde-escura.
Se agora reunirmos os resultados de todos os experimentos, encontraremos, entre o número de formas com caracteres dominantes e recessivos, uma proporção média de 2⋅98 para 1, ou 3 para 1.
O caráter dominante pode ter aqui um duplo significado—ou seja, o de um caráter parental ou um caráter híbrido[13]. Em qual dos dois significados ele aparece em cada caso separado só pode ser determinado pela geração seguinte. Como caráter parental, deve passar inalterado para toda a prole; como um caráter híbrido, por outro lado, deve manter o mesmo comportamento da primeira geração.
Aquelas formas que na primeira geração mantêm o caráter recessivo não variam ainda mais na segunda geração no que diz respeito a esse carácter; eles permanecem constantes em seus descendentes.
O mesmo acontece com aqueles que possuem o caráter dominante na primeira geração [criadas a partir dos híbridos]. Nestes, dois-terços produzem descendentes que exibem os caracteres dominantes e recessivos na proporção de 3 para 1 e, portanto, mostram exatamente a mesma proporção que as formas híbridas, enquanto apenas um terço permanece com o constante de caráter dominante.
Os experimentos separados produziram os seguintes resultados:—
Exp. 1.—Entre 565 plantas que foram cultivadas a partir de sementes redondas da primeira geração, 193 produziram apenas sementes redondas e, portanto, permaneceram constantes neste carácter; 372, entretanto, deram sementes redondas e angulares, na proporção de 3 para 1. O número de híbridos, portanto, em comparação com as constantes é de 1⋅93 para 1.
Exp. 2.—De 519 plantas cultivadas a partir de sementes cujo albúmen era de cor amarela na primeira geração, 166 produziram exclusivamente sementes amarelas enquanto 353 produziram sementes amarelas e verdes na proporção de 3 para 1. Resultou, portanto, uma divisão em formas híbridas e constantes na proporção de 2⋅13 para 1.
Para cada ensaio separado nos experimentos seguintes foram selecionadas 100 plantas que apresentavam o caráter dominante na primeira geração e, para verificar a importância disso, foram cultivadas dez sementes de cada.
Exp. 3.—Os descendentes de 36 plantas produziram tegumentos exclusivamente marrom-acinzentados, enquanto os descendentes de 64 plantas alguns tinham tegumentos marrom-acinzentados e outros brancos.
Exp. 4.—As descendentes de 29 plantas tinham apenas vagens infladas; das descendentes de 71, por outro lado, algumas inflaram e outras contraíram.
Exp. 5.—A prole de 40 plantas tinha apenas vagens verdes; das descendentes de 60 plantas, alguns eram verdes, outras amarelas.
Exp. 6.—A prole de 33 plantas tinha apenas flores axiais; das descendentes de 67, por outro lado, algumas tinham flores axiais e outras terminais.
Exp. 7.—As descendentes de 28 plantas herdaram a haste longa e as de 72 plantas, algumas do haste longa e outras de haste curta.
Em cada um desses experimentos, um certo número de plantas manteve-se constante com o caráter dominante. Para a determinação da proporção em que resulta a separação das formas com caráter constantemente persistente, os dois primeiros experimentos são de especial importância, pois nestes pode-se comparar um maior número de plantas. As proporções 1⋅93 para 1 e 2⋅13 para 1 deram juntas quase exatamente a proporção média de 2 para 1. O sexto experimento tem um resultado bastante concordante; nos restantes, a proporção varia para mais ou para menos, como era de esperar tendo em conta o número reduzido de 100 plantas experimentais. O experimento 5, que mostra o maior desvio, foi repetido e, em seguida, em vez da proporção de 60 e 40, resultou a de 65 e 35. A proporção média de 2 para 1 parece, portanto, fixada com certeza. Fica assim demonstrado que, daquelas formas que possuem o caráter dominante na primeira geração, o caráter híbrido está incorporado em dois terços enquanto um terço permanece constante com o caráter dominante.
A proporção de 3 para 1, de acordo com a qual resulta a distribuição dos caracteres dominantes e recessivos na primeira geração resolve-se, portanto, em todos os experimentos na proporção de 2 : 1 : 1 se o caráter dominante for diferenciado de acordo com seu significado como um caráter híbrido ou parental. Como os membros da primeira geração brotaram diretamente da semente dos híbridos, fica claro que os híbridos formam sementes com um ou outro dos dois caracteres diferenciadores e, destes, metade desenvolve novamente a forma híbrida enquanto a outra metade produz plantas que permanecem constantes e recebem os caracteres dominantes ou recessivos [respectivamente] em números iguais.
As proporções nas quais os descendentes dos híbridos se desenvolvem e se dividem na primeira e na segunda geração presumivelmente são válidas para toda a progênie subsequente. Os experimentos 1 e 2 já foram realizados por seis gerações, 3 e 7 até cinco, e 4, 5 e 6 até quatro, sendo esses experimentos continuados a partir da terceira geração com um pequeno número de plantas e nenhum desvio da regra foi encontrado. A prole dos híbridos separou-se em cada geração na proporção de 2 : 1 : 1 entre híbridos e formas constantes.
Sendo A um dos dois caracteres constantes — por exemplo, o dominante —, a o recessivo e Aa a forma híbrida em que ambos estão unidos, a expressão
mostra os termos na série para a progênie dos híbridos de dois caracteres diferenciadores.
A observação feita por Gärtner, Kölreuter e outros, de que os híbridos tendem a reverter às formas parentais, também é confirmada pelos experimentos descritos. Vê-se que o número de híbridos que surgem de uma fertilização — em comparação com o número de formas que se tornam constantes e a sua descendência de geração em geração — diminui continuamente mas que, no entanto, eles não desaparecem completamente.
Se for assumida uma média constante de fertilidade em todas as plantas em todas as gerações e se, além disso, cada híbrido forma sementes das quais metade produz híbridos novamente, enquanto a outra metade é constante para ambos os caracteres em proporções iguais, a proporção de números para a prole em cada geração é vista pelo resumo a seguir, no qual A e a denotam novamente os dois caracteres parentais e Aa as formas híbridas. Por uma questão de brevidade, pode-se supor que cada planta em cada geração fornece apenas 4 sementes.
| Proporções. | |||||||||
| Geração | A | Aa | a | A | ∶ | Aa | ∶ | a | |
| 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | ∶ | 2 | ∶ | 1 | |
| 2 | 6 | 4 | 6 | 3 | ∶ | 2 | ∶ | 3 | |
| 3 | 28 | 8 | 28 | 7 | ∶ | 2 | ∶ | 7 | |
| 4 | 120 | 16 | 120 | 15 | ∶ | 2 | ∶ | 15 | |
| 5 | 496 | 32 | 496 | 31 | ∶ | 2 | ∶ | 31 | |
| n | 2ⁿ - 1 | ∶ | 2 | ∶ | 2ⁿ - 1 | ||||
Na décima geração, por exemplo, 2ⁿ - 1 = 1023. Resultam, portanto, em cada 2.048 plantas que surgem nesta geração, 1.023 com caráter dominante constante, 1.023 com caráter recessivo e apenas dois híbridos.
Nos experimentos acima descritos foram utilizadas plantas que diferiam apenas em um único caráter essencial[14]. A tarefa seguinte consistiu em verificar se a lei do desenvolvimento descoberta nestas se aplicava a cada par de caracteres diferenciadores quando vários caracteres são unidos no híbrido por cruzamento. No que diz respeito à forma dos híbridos nestes casos, os experimentos mostraram ao longo do tempo que estes se aproximam invariavelmente mais da planta parental que possuía o maior número de caracteres dominantes. Se, por exemplo, a planta sementeira tem haste curta, flores brancas terminais e vagens infladas; a planta polínica, por outro lado, tem haste longa, flores vermelho-violetas distribuídas ao longo da haste e vagens contraídas; o híbrido se assemelha ao progenitor da semente apenas na forma da vagem; nos outros caracteres se assemelha com o progenitor do pólen. Se um dos dois tipos parentais possuir apenas caracteres dominantes, então o híbrido dificilmente ou nada será distinguível dele. Foram realizados dois experimentos com maior número de plantas. No primeiro experimento as plantas parentais diferiram na forma da semente e na cor do albúmen; no segundo, na forma da semente, na cor do albúmen e na cor do tegumento. Experimentos com caracteres das sementes dão o resultado da maneira mais simples e segura.
Para facilitar o estudo de dados nestes experimentos, os diferentes caracteres da planta sementeira serão indicados por A, B, C, os da planta polínica por a , b, c e as formas híbridas dos caracteres de Aa, Bb e Cc.
| Exp. 1.—AB, | sementeira; | ab, | polinizadora; |
| A, | redonda; | a, | angular; |
| B, | albúmen amarelo. | b, | albúmen verde. |
As sementes fertilizadas eram redondas e amarelas como as das plantas sementeiras. As plantas cultivadas a partir destas produziram sementes de quatro tipos, que frequentemente se apresentavam em uma única vagem. Ao todo, 556 sementes foram produzidas por 15 plantas, e destas haviam :—
| 315 | redondas e amarelas, |
| 101 | angulares e amarelas, |
| 108 | redondas e verdes, |
| 32 | angulares e verdes. |
Todas foram semeadas no ano seguinte. Onze das sementes amarelas redondas não produziram plantas e três plantas não formaram sementes. Entre as restantes:
| 38 | tinham sementes amarelas redondas | AB |
| 65 | sementes redondas, amarelas e verdes | ABb |
| 60 | sementes amarelas redondas e amarelas angulares | AaB |
| 138 | sementes redondas amarelas e verdes, sementes angulares amarelas e verdes | AaBb. |
Das sementes amarelas angulares, 96 plantas resultantes produziram sementes, das quais:
| 28 | tinha apenas sementes amarelas angulares | aB |
| 68 | sementes angulares amarelas e verdes | aBb. |
Das 108 sementes verdes redondas frutificaram 102 plantas resultantes, das quais:
| 35 | tinha apenas sementes verdes redondas | Ab |
| 67 | sementes verdes redondas e angulares | Aab. |
As sementes verdes angulares produziram 30 plantas que produziram sementes de características semelhantes; eles permaneceram consistentemente em ab.
A descendência dos híbridos apareceu, portanto, sob nove formas diferentes, algumas delas em números muito desiguais. Quando estes são coletados e coordenados, encontramos:
| 38 | plantas com o sinal | AB |
| 35 | ❞❞❞ | Ab |
| 28 | ❞❞❞ | aB |
| 30 | ❞❞❞ | ab |
| 65 | ❞❞❞ | ABb |
| 68 | ❞❞❞ | aBb |
| 60 | ❞❞❞ | AaB |
| 67 | ❞❞❞ | Aab |
| 138 | ❞❞❞ | AaBb |
O conjunto das formas pode ser classificado em três grupos essencialmente diferentes. O primeiro abrange aquelas com os sinais AB, Ab, aB e ab: elas possuem apenas caracteres constantes e não variam novamente na próxima geração. Cada uma dessas formas é representada, em média, trinta e três vezes. O segundo grupo abrange os sinais ABb, aBb, AaB, Aab: estes são constantes em um caráter e híbridos em outro, e variam na próxima geração apenas no que diz respeito ao caráter híbrido. Cada um destes aparece em média sessenta e cinco vezes. A forma AaBb ocorre 138 vezes: é híbrida em ambos os caracteres e se comporta exatamente como os híbridos dos quais é derivada.
Se compararmos os números em que aparecem as formas pertencentes a essas classes, as proporções de 1, 2, 4 são inequivocamente evidentes. Os números 32, 65, 138 apresentam aproximações muito justas para os números da proporção de 33, 66, 132.
A série de desenvolvimento consiste, portanto, em nove classes das quais quatro aparecem sempre uma vez e são constantes em ambos os caracteres; as formas AB e ab assemelham-se às formas parentais, as outras duas apresentam combinações entre os caracteres conjuntos A, a, B e b, cujas combinações também são possivelmente constantes. Quatro classes aparecem sempre duas vezes e são constantes em um caráter e híbridas no outro. Uma classe aparece quatro vezes e é híbrida em ambos os caracteres. Consequentemente, os descendentes dos híbridos onde dois tipos de caracteres diferenciadores forem combinados neles, são representáveis pela expressão
Esta expressão é indiscutivelmente uma combinação em que as duas expressões para os caracteres A e a, B e b, são combinadas. Chegamos ao número total de classes da série pela combinação das expressões:
| Exp. 2—ABC, | planta sementeira; | abc, | planta polinizadora; |
| A, | forma redonda; | a, | forma angular; |
| B, | albúmen amarelo; | b, | albúmen gerde; |
| C, | tegumento marrom-acinzentado. | c, | tegumento branco. |
Este experimento foi feito exatamente da mesma maneira que o anterior. Entre todos os experimentos, foi o que exigiu mais tempo e trabalho. De 24 híbridos foram obtidas 687 sementes, todas manchadas, marrom-acinzentadas ou verde-acinzentadas, redondas ou angulares[15]. Destas, no ano seguinte, 639 plantas frutificaram e, como uma investigação mais aprofundada mostrou, havia entre elas:
| 8 | plantas | ABC. | 22 | plantas | ABCc. | 45 | plantas | ABbCc. | ||
| 14 | ❞ | ABc. | 17 | ❞ | AbCc. | 36 | ❞ | aBbCc. | ||
| 9 | ❞ | AbC. | 25 | ❞ | aBCc. | 38 | ❞ | AaBCc. | ||
| 11 | ❞ | Abc. | 20 | ❞ | abCc. | 40 | ❞ | AabCc. | ||
| 8 | ❞ | aBC. | 15 | ❞ | ABbC. | 49 | ❞ | AaBbC. | ||
| 10 | ❞ | aBc. | 18 | ❞ | ABbc. | 48 | ❞ | AaBbc. | ||
| 10 | ❞ | abC. | 19 | ❞ | aBbC. | |||||
| 7 | ❞ | abc. | 24 | ❞ | aBbc. | |||||
| 14 | ❞ | AaBC. | 78 | ❞ | AaBbCc. | |||||
| 18 | ❞ | AaBc. | ||||||||
| 20 | ❞ | AabC. | ||||||||
| 16 | ❞ | Aabc. |
A expressão inteira contém 27 termos. Destes, 8 são constantes em todos os caracteres e cada um aparece em média 10 vezes; 12 são constantes em dois caracteres e híbridos no terceiro, cada um aparece em média 19 vezes; 6 são constantes em um caráter e híbridos nos outros dois, cada um aparece em média 43 vezes. Uma forma aparece 78 vezes e é híbrida em todos os caracteres. As razões 10, 19, 43 e 78 se aproximam tão estreitamente com as razões 10, 20, 40 e 80 ou 1, 2, 4 e 8 que estes últimos representam indubitavelmente os valores verdadeiros.
O desenvolvimento dos híbridos quando os parentais originais se diferem em três caracteres resulta, portanto, na seguinte expressão:
Aqui também está envolvida uma combinação nas quais as expressões para os caracteres A e a, B e b, C e c, estão unidos. As expressões
fornecem todas as classes da série. As constantes combinatórias que ocorrem nele correspondem à todas as combinações possíveis entre os caracteres A, B, C, a, b, c; dois deles, ABC e abc, assemelham-se às linhagens dos parentais originais.
Além disso, outros experimentos foram feitos com um número menor de plantas experimentais, nas quais os caracteres restantes, em pares e em trios, foram unidos como híbridos: todos produziram aproximadamente os mesmos resultados. Não há, portanto, dúvida de que para todos os caracteres envolvidos nos experimentos se aplica o princípio de que os descendentes dos híbridos nos quais vários caracteres essenciais diferentes são combinados representam os termos de uma série de combinações, nas quais a série de desenvolvimento para cada par de caracteres diferenciadores está associado. É demonstrado também que a relação de cada par de caracteres diferentes na união híbrida é independente dos outros caracteres das duas linhagens parentais originais.
Se n representa o número de caracteres diferenciadores nas duas linhagens originais, 3ⁿ fornece o número de termos da série combinatória, 4ⁿ o número de indivíduos que pertencem à série e 2ⁿ o número de uniões que permanecem constantes. A série compreende, portanto, que as linhagens parentais originais diferem em quatro caracteres, 3⁴ = 81 classes, 4⁴ = 256 indivíduos e 2⁴ = 16 formas constantes; ou, do mesmo modo, que entre cada 256 descendentes dos híbridos há 81 combinações diferentes, 16 das quais são constantes.
Todas as combinações constantes que nas ervilhas são possíveis pela combinação dos referidos sete caracteres diferenciadores foram, na verdade, obtidas por cruzamentos repetidos. Seu número é dado por 2⁷ = 128. Assim é dada simultaneamente a prova prática de que os caracteres constantes que aparecem nas diversas variedades de um grupo de plantas podem ser obtidos em todas as associações possíveis de acordo com as leis [matemáticas] de combinação por meio de repetidas fertilizações artificiais.
Quanto à época de floração dos híbridos, os experimentos ainda não foram concluídos. Já se pode afirmar, entretanto, que o período se situa quase exatamente entre os dos pais da semente e do pólen, e que a constituição dos híbridos com relação a esse caráter provavelmente ocorre da mesma forma que no caso dos demais caracteres. As formas selecionadas para experimentos desta classe devem ter uma diferença de pelo menos vinte dias entre o período médio de floração de uma e a da outra; além disso, as sementes quando semeadas devem ser todas colocadas na mesma profundidade da terra, para que possam germinar simultaneamente. Além disso, durante todo o período de floração, devem ser levadas em consideração as variações importantes de temperatura e a aceleração ou atraso parcial da floração que daí pode resultar. É evidente que este experimento apresenta muitas dificuldades a serem superadas e necessita de muita atenção.
Se tentarmos comparar de forma breve os resultados alcançados, descobriremos que aqueles caracteres diferenciadores que possuem identificação fácil e segura nas plantas experimentais, comportam-se todos exatamente da mesma forma em suas associações híbridas. Os descendentes dos híbridos de cada par de caracteres diferenciados são, pela metade, híbridos novamente, enquanto a outra metade são constantes em proporções iguais, possuindo os caracteres dos pais da semente e do pólen, respectivamente. Se vários caracteres diferenciadores são combinados por fertilização cruzada em um híbrido, a descendência resultante forma os termos de uma série combinatória na qual são unidas as séries de permutação para cada par de caracteres diferenciadores.
A uniformidade de comportamento demonstrada pelo conjunto dos caracteres submetidos ao experimento permite, e justifica plenamente, a aceitação do princípio de que existe uma relação semelhante nos outros caracteres que aparecem menos nitidamente definidos nas plantas e, portanto, não poderiam ser incluídos no experimentos separados. Um experimento com pedúnculos de diferentes comprimentos deu, em geral, um resultado bastante satisfatório, embora a diferenciação e a disposição serial das formas não pudessem ser efetuadas com a confiabilidade indispensável para um correto experimento.
Os resultados dos experimentos anteriormente descritos induziram novos experimentos, cujos resultados parecem adequados para permitir algumas conclusões no que diz respeito à composição dos células de ovo e das células polínicas dos híbridos. Uma questão proporcionada em Pisum e importante para ser considerada é que entre a progênie dos híbridos aparecem formas constantes e que isso ocorre, também, em todas as combinações dos caracteres associados. No que diz respeito à experiência, é confirmado em todos os casos que uma prole constante só pode ser formada quando o ovo e o pólen fertilizante têm características semelhantes, de modo que ambos recebem o material para criar indivíduos bastante semelhantes, como é o caso caso da fertilização normal de espécies puras[16]. Devemos, portanto, considerar essencial que fatores exatamente semelhantes estejam em ação também na produção das formas constantes nas plantas híbridas. Uma vez que as várias formas constantes são produzidas em uma planta, ou mesmo em uma flor de uma planta, a conclusão parece lógica de que nas células de ovo dos híbridos são formados diversos tipos de ovos e nas anteras diversos tipos de células polínicas, tantas quanto forem as possíveis combinações, e que essas células de ovo e células polínicas correspondem às formas individuais de acordo com sua composição interna.
Na verdade, é possível demonstrar teoricamente que esta hipótese seria plenamente suficiente para explicar o desenvolvimento dos híbridos nas gerações individuais, se pudéssemos ao mesmo tempo assumir que os vários tipos de células de ovo e pólen foram formadas no híbridos, em média, em números iguais.[17]
A fim de trazer essas suposições para uma prova experimental, os seguintes experimentos foram projetados. Duas formas que eram constantemente diferentes na forma da semente e na cor da albumina foram unidas pela fertilização.
Se os caracteres diferenciadores forem novamente indicados como A, B, a, b, temos:
| AB, | planta sementeira; | ab, | planta polinizadora; | |
| A, | forma redonda; | a, | forma angular; | |
| B, | albúmen amarelo. | b, | albúmen verde. |
As sementes fertilizadas artificialmente foram semeadas juntamente com diversas sementes de ambas as linhagens parentais originais, e os exemplares mais vigorosos foram escolhidos para o cruzamento recíproco. Foram fertilizados:
- Os híbridos com o pólen de AB.
- Os híbridos ❞❞ ab.
- AB ❞❞ dos híbridos.
- ab ❞❞ dos híbridos.
Para cada um destes quatro experimentos, todas as flores de três plantas foram fertilizadas. Se a teoria acima estiver correta, devem ser desenvolvidas nos híbridos células de ovo e células de pólen das formas AB, Ab, aB, ab e seriam combinadas: —
- As células de ovo AB, Ab, aB, ab com as células de pólen AB.
- As células de ovo AB, Ab, aB, ab com as células de pólen ab.
- As células de ovo AB com as células de pólen AB, Ab, aB, ab.
- As células de ovo ab com as células de pólen AB, Ab, aB, ab.
De cada um desses experimentos só poderiam resultar as seguintes formas: —
- AB, ABb, AaB, AaBb.
- AaBb, Aab, aBb, ab.
- AB, ABb, AaB, AaBb.
- AaBb, Aab, aBb, ab.
Se, além disso, as diversas formas de células de ovo e células polínicas dos híbridos fossem produzidas em média em números iguais, então em cada experimento as referidas quatro combinações deveriam estar na mesma proporção entre si. Contudo, não era de esperar uma concordância perfeita nas relações numéricas, uma vez que em cada fertilização, mesmo em casos normais, algumas células de ovo permanecem subdesenvolvidas ou subsequentemente morrem e até mesmo muitas das sementes bem formadas não germinam quando semeadas. A suposição acima também é limitada na medida em que, embora exija a formação de um número igual de vários tipos de células de ovo e células polínicas, não exige que isto se aplique separadamente a cada híbrido com exatidão matemática.
O primeiro e o segundo experimento tiveram principalmente o objetivo de provar a composição dos células híbridas de ovo, enquanto o terceiro e o quarto experimento tiveram como objetivo provar a composição das células polínicas.[18]. Como mostra a demonstração acima, o primeiro e o segundo experimento e o terceiro e o quarto experimento deveriam produzir precisamente as mesmas combinações, e mesmo no segundo ano o resultado deveria ser parcialmente visível na forma e na cor da semente fertilizada artificialmente. No primeiro e no terceiro experimento os caracteres dominantes de forma e cor, A e B, aparecem em cada união e também são parcialmente constantes e parcialmente em união híbrida com os caracteres recessivos a e b, razão pela qual devem imprimir sua peculiaridade no conjunto das sementes. Todas as sementes deveriam, portanto, serem redondas e amarelas, se a teoria fosse justificada. No segundo e no quarto experimento, por outro lado, uma união é híbrida na forma e na cor e, consequentemente, as sementes são redondas e amarelas; outra é de forma híbrida, mas constante no caráter recessivo da cor, de onde as sementes são redondas e verdes; a terceira é constante no caráter recessivo da forma, mas híbrida na cor, consequentemente as sementes são angulares e amarelas; a quarta é constante em ambos os caracteres recessivos, de modo que as sementes são angulares e verdes. Consequentemente, em ambos os experimentos, quatro tipos de sementes eram esperados—ou seja, redondo e amarelo, redondo e verde, angular e amarelo, angular e verde.
A colheita atendeu perfeitamente a essas expectativas. Foram obtidos no
| 1º | Experimento, | 98 | exclusivamente sementes amarelas e redondas | ; |
| 3º | ❞ | 94 | ❞❞❞❞ | ; |
No 2º Experimento foram: 31 sementes redondas e amarelas, 26 redondas e verdes, 27 angulares e amarelas, 26 angulares e verdes.
No 4º Experimento foram: 24 sementes redondas e amarelas, 25 redondas e verdes, 22 angulares e amarelas, 27 angulares e verdes.
Há agora poucas dúvidas de que um resultado favorável seja alcançado; a próxima geração deve arcar com a prova final. Das sementes cultivadas resultaram para o primeiro experimento 90 plantas, e para o terceiro 87 plantas que frutificaram: estas renderam para o—
| 1º Exp. | 3º Exp. | ||
| 20 | 25 | sementes amarelas e redondas | AB |
| 23 | 19 | sementes redondas amarelas e verdes | ABb |
| 25 | 22 | sementes amarelas redondas e angulares | AaB |
| 22 | 21 | sementes verdes e amarelas redondas e angulares | AaBb |
No segundo e quarto experimentos as sementes redondas e amarelas produziram plantas com sementes redondas e angulares amarelas e verdes, AaBb.
Das sementes verdes redondas resultaram plantas com sementes verdes redondas e angulares, Aab.
As sementes amarelas angulares deram plantas com sementes angulares amarelas e verdes, aBb.
A partir das sementes verdes angulares foram cultivadas plantas que produziram novamente apenas sementes angulares e verdes, ab.
Embora também nestes dois experimentos algumas sementes não tenham germinado, os números alcançados já no ano anterior não foram afetados por isso, uma vez que cada tipo de semente deu origem a plantas que, no que diz respeito à sua semente, eram semelhantes entre si e diferentes das outras. Resultou, portanto, do:
| 2º Exp. | 4º Exp. | ||
| 31 | 24 | plantas de forma | AaBb |
| 26 | 25 | ❞❞ | Aab |
| 27 | 22 | ❞❞ | aBb |
| 26 | 27 | ❞❞ | ab |
Em todos os experimentos, portanto, apareceram todas as formas exigidas pela teoria proposta e também em números quase iguais.
Em um experimento posterior, os caracteres de cor floral e comprimento da haste foram testados e a seleção foi feita de modo que, no terceiro ano do experimento, cada caráter deveria aparecer em metade de todas as plantas se a teoria acima estivesse correta. A, B, a, b servem novamente como indicação dos vários caracteres.
| A, flores vermelho-violeta. | a, flores brancas. | |
| B, haste longa. | b, haste curta. |
A forma Ab foi fertilizada com ab, que produziu o híbrido Aab. Além disso, aB também foi fertilizado com ab, gerando o híbrido aBb. No segundo ano, para posterior fertilização, o híbrido Aab foi utilizado como progenitor do ovo, e o híbrido aBb como progenitor do pólen.
| Progenitor do ovo, Aab. | Progenitor do polén, aBb. | |
| Possíveis ovos, Abab. | Células polínicas, aBab. |
Da fertilização entre os possíveis ovos e células polínicas devem resultar quatro combinações, isto é:—
A partir disso percebe-se que, de acordo com a teoria acima, no terceiro ano do experimento, dentre todas as plantas,
| Metade devem produzir | flores vermelho-violeta (Aa), | Classes | 1, 3 |
| ❞❞❞ | flores brancas (a) | ❞ | 2, 4 |
| ❞❞❞ | uma haste longa (Bb) | ❞ | 1, 2 |
| ❞❞❞ | uma haste curta (b) | ❞ | 3, 4 |
Das 45 fertilizações do segundo ano resultaram 187 sementes, das quais apenas 166 atingiram a fase de floração no terceiro ano. Entre estas, as classes separadas apareceram nos seguintes números:—
| Classe. | Cor da flor. | Haste. | ||
| 1 | vermelho-violeta | longa | 47 | vezes |
| 2 | branca | longa | 40 | ❞ |
| 3 | vermelho-violeta | curta | 38 | ❞ |
| 4 | branca | curta | 41 | ❞ |
Consequentemente, apareceu—
| A | flor de cor | vermelho-violeta | (Aa) | em 85 | plantas. | |
| ❞ | ❞❞ | branca | (a) | em 81 | ❞ | |
| ❞ | haste | longa | (Bb) | em 87 | ❞ | |
| ❞ | ❞ | curta | (b) | em 79 | ❞ | |
A teoria apresentada é, portanto, satisfatoriamente confirmada também neste experimento.
Para os caracteres da forma da vagem, cor da vagem e posição das flores, também foram feitos experimentos em pequena escala e os resultados foram obtidos em perfeita concordância. Todas as combinações possíveis pela união dos caracteres diferenciadores apareceram devidamente e em números quase iguais.
Experimentalmente, portanto, justifica-se a teoria de que os híbridos de ervilha formam células de ovo e células de pólen que, em sua constituição, representam em números iguais todas as formas constantes que resultam da combinação dos caracteres quando unidos na fertilização.
A diferença das formas entre a progênie dos híbridos, bem como as respectivas proporções dos números em que são observadas, encontram explicação suficiente no princípio acima deduzido. O caso mais simples é proporcionado pela série de desenvolvimento de cada par de caracteres diferenciados. Esta série é representada pela expressão A + 2Aa + a, em que A e a significam as formas constante da diferenciação de caracteres e Aa a forma híbrida de ambos. Quatro indivíduos se incluem em três classes diferentes. Na formação destes, as células de pólen e de ovos das formas A e a participam, em média, igualmente na fertilização; portanto, cada forma [ocorre] duas vezes, já que quatro indivíduos são formados. Participam, consequentemente, da fertilização—
Permanece, portanto, puramente uma questão de sorte qual dos dois tipos de pólen se unirá a cada ovo separado. De acordo, no entanto, com a lei da probabilidade, sempre acontecerá, na média de muitos casos, que cada forma de pólen A e a se unirá com igual frequência com cada forma de óvulo A e a e, consequentemente, uma das duas células de pólen A na fertilização se encontrará com o ovo A e a outra com um ovo a e, da mesma forma, uma célula de pólen a se unirá a um ovo A, e a outra com um ovo a.
| Células de pólen | A | Aa | a |
| ↓ | ⤩ | ↓ | |
| Células de ovo | A | Aa | a |
O resultado da fertilização pode ser esclarecido colocando os sinais para as células conjuntas de pólen e de ovo na forma de frações, aqueles para as células polínicas acima e aqueles para células de ovo abaixo da linha. Temos então
No primeiro e no quarto termo as células de ovo e de pólen são do mesmo tipo, consequentemente o produto de sua união deve ser constante, isto é, A e a; no segundo e no terceiro, por outro lado, resulta novamente em uma união dos dois caracteres diferenciadores da linhagem, consequentemente as formas resultantes dessas fertilizações são idênticas às do híbrido do qual surgiram. Ocorre, portanto, uma hibridização repetida. Isto explica o fato surpreendente de que os híbridos sejam capazes de produzir, além das duas formas parentais, descendentes semelhantes a eles; ambos A⁄a e a⁄A dão a mesma união Aa, pois, como já foi observado acima, não faz diferença no resultado da fertilização a qual dos dois caracteres pertencem o pólen ou o ovo. Podemos escrever então—
Isto representa o resultado médio da autofecundação dos híbridos quando neles se unem dois caracteres diferenciadores. Nas flores solitárias e nas plantas solitárias, entretanto, as proporções nas quais as formas da série são produzidas podem sofrer flutuações não negligenciáveis.[19]. Além do fato de que os números em que ambos os tipos de ovos ocorrem no ovário só podem ser considerados iguais em média, permanece puramente uma questão de acaso qual dos dois tipos de pólen pode fertilizar cada ovo separado. Por esta razão, os valores separados devem necessariamente estar sujeitos a flutuações, e há até casos extremos possíveis, como foram descritos anteriormente em conexão com os experimentos sobre a forma da semente e a cor do albúmen. As verdadeiras proporções dos números só podem ser determinadas por uma média deduzida da soma de tantos valores individuais quanto possível; quanto maior o número, mais elementos meramente aleatórios serão eliminados. A série de desenvolvimento para híbridos em que dois tipos de caracteres diferenciadores são unidos contém, entre dezesseis indivíduos, nove formas diferentes, a saber,
Entre os caracteres diferenciadores das linhagens originais Aa e Bb quatro combinações constantes são possíveis e, consequentemente, os híbridos produzem as quatro formas correspondentes de células de ovo e pólen AB, Ab, aB, ab, e cada um deles figurará em média quatro vezes na fertilização, uma vez que dezesseis indivíduos estão incluídos na série. Portanto, os participantes da fertilização são—
| Células de pólen | AB + AB + AB + AB + Ab + Ab + Ab + Ab + aB + aB + aB + aB + ab + ab + ab + ab. |
| Células de ovo | AB + AB + AB + AB + Ab + Ab + Ab + Ab + aB + aB + aB + aB + ab + ab + ab + ab. |
No processo de fertilização, cada pólen une-se, em média, com igual frequência a cada ovo, de modo que cada uma das quatro células de pólen AB se une uma vez com uma das células de ovo AB, Ab, aB, ab. Exatamente da mesma maneira, o resto das células polínicas das formas Ab, aB, ab unem-se com todos os outros ovos. Obtemos, portanto —
AB⁄AB + AB⁄Ab + AB⁄aB + AB⁄ab + Ab⁄AB + Ab⁄Ab + Ab⁄aB + Ab⁄ab + aB⁄AB + aB⁄Ab + aB⁄aB + aB⁄ab + ab⁄AB + ab⁄Ab + ab⁄aB +
ab⁄ab,ou
De maneira precisamente semelhante é a série de desenvolvimento dos híbridos exibida quando três tipos de caracteres diferenciadores são unidos neles. Os híbridos formam oito tipos diferentes de células de ovo e pólen — ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc — e cada pólen se une novamente, em média, uma vez com cada ovo.
A lei da combinação dos diferentes caracteres que rege o desenvolvimento dos híbridos encontra portanto o seu fundamento e explicação no princípio enunciado, onde os híbridos produzem células de ovo e pólen que em números iguais representam todas as formas constantes que resultam das combinações dos caracteres reunidos na fertilização.
Deve ser objeto de novos experimentos se a lei do desenvolvimento descoberta para Pisum se aplica também aos híbridos de outras plantas. Para este fim, vários experimentos foram iniciados recentemente. Dois pequenos experimentos com espécies de Phaseolus foram concluídos e podem ser mencionados aqui.
Um experimento com Phaseolus vulgaris e Phaseolus nanus deu resultados em perfeita concordância. Ph. nanus tinha, junto com uma haste anã, vagens verdes infladas. Ph. vulgaris tinha, por outro lado, uma haste de 10 a 12 pés de altura e vagens de cor amarela, contraídas quando maduras. As proporções dos números em que as diferentes formas apareceram em gerações separadas eram as mesmas de Pisum. O desenvolvimento das combinações constantes também resultou, de acordo com a lei da combinação simples de caracteres, exatamente como Pisum. Foram obtidos—
| Combinações constantes |
Haste | Cor das vagens imaturas. |
Forma das vagens maduras. |
| 1 | longa | verde | inflada |
| 2 | ❞ | ❞ | contraída |
| 3 | ❞ | amarela | inflada |
| 4 | ❞ | ❞ | contraída |
| 5 | curta | verde | inflada |
| 6 | ❞ | ❞ | contraída |
| 7 | ❞ | amarela | inflada |
| 8 | ❞ | ❞ | contraída |
A cor verde da vagem, suas formas infladas e a haste longa eram, como em Pisum, caracteres dominantes.
Outro experimento com duas espécies muito diferentes de Phaseolus teve apenas um resultado parcial. Phaseolus nanus, L., serviu como progenitor do ovo, uma espécie perfeitamente constante com flores brancas em racemos curtos e pequenas sementes brancas em vagens retas, infladas e lisas; como progenitor do pólen foi usado Ph. multiflorus, W., com caule alto e sinuoso, flores vermelho-púrpura em racemos muito longos, vagens ásperas e tortas em forma de foice e sementes grandes que apresentavam manchas pretas e salpicos em um fundo vermelho-sangue-pêssego.
Os híbridos tinham a maior semelhança com o progenitor do pólen, mas as flores pareciam menos intensamente coloridas. A sua fertilidade era muito limitada; de dezessete plantas, que juntas desenvolveram muitas centenas de flores, apenas quarenta e nove sementes foram obtidas. Estes eram de tamanho médio e estavam pintados e manchados de forma semelhante aos do Ph. multiflorus, enquanto a cor de fundo não era materialmente diferente. No ano seguinte, quarenta e quatro plantas foram cultivadas a partir dessas sementes, das quais apenas trinta e uma atingiram a fase de floração. Os caracteres de Ph. nanus, que estava totalmente latente nos híbridos, reapareceram em várias combinações; sua proporção, entretanto, em relação aos caracteres dominantes foi necessariamente muito flutuante devido ao pequeno número de plantas experimentais. Com certos caracteres, como os da haste e da forma da vagem eram, no entanto, como no caso de Pisum, quase exatamente 1 ∶ 3.
Por mais insignificantes que sejam os resultados deste experimento no que diz respeito à determinação dos números relativos em que as diversas formas apareceram, ela apresenta, por outro lado, o fenômeno de uma notável mudança de cor nas flores e sementes dos híbridos. Sabe-se que os caracteres da cor da flor e da semente de Pisum apresentam-se inalterados na primeira e nas gerações seguintes, e que os descendentes dos híbridos apresentam exclusivamente um ou outro dos caracteres da linhagens originais [21]. É, entretanto, diferente no experimento que estamos considerando. As flores brancas e a cor da semente de Ph. nanus apareceu, é verdade, imediatamente na primeira geração [a partir dos híbridos] em um exemplo bastante fértil, mas as trinta plantas restantes desenvolveram flores com vários tons de cores, de vermelho-púrpura a violeta pálido. A coloração do tegumento não era menos variada que a das flores. Nenhuma planta poderia ser considerada totalmente fértil; muitos não produziram fruto algum; outros produziram apenas frutos das últimas flores produzidas, que não amadureceram. De apenas quinze plantas foram obtidas sementes bem desenvolvidas. A maior predisposição à infertilidade foi observada nas formas com flores preponderantemente vermelhas, pois de dezesseis delas apenas quatro produziram sementes maduras. Três delas tinham um padrão de semente semelhante ao Ph. multiflorus, mas com uma cor de fundo mais ou menos pálida; a quarta planta produziu apenas uma semente de tonalidade marrom clara. As formas com flores predominantemente violetas apresentavam sementes marrom-escuras, preto-amarronzadas e bem pretas. O experimento continuou por mais duas gerações sob circunstâncias semelhantemente desfavoráveis, uma vez que mesmo entre os descendentes de plantas bastante férteis ainda havia algumas que eram menos férteis ou mesmo bastante estéreis. Outras cores de flores e sementes além das citadas não se apresentaram posteriormente. As formas que na primeira geração [criadas a partir dos híbridos] continham um ou mais dos caracteres recessivos permaneceram, no que diz respeito a estes, constantes, sem exceção. Também daquelas plantas que possuíam flores violetas e sementes marrons ou pretas, algumas não variaram novamente nestes aspectos na geração seguinte; a maioria, entretanto, produziu, junto com descendentes exatamente iguais a eles, alguns que exibiam flores e tegumentos brancos. As plantas com flores vermelhas permaneceram tão ligeiramente férteis que nada pode ser dito com certeza quanto ao seu desenvolvimento posterior.
Apesar das muitas dificuldades que as observações tiveram de enfrentar, este experimento mostra, no entanto, que o desenvolvimento dos híbridos, no que diz respeito aos caracteres que dizem respeito à forma das plantas, segue as mesmas leis de Pisum. No que diz respeito aos caracteres de cor, parece certamente difícil perceber uma concordância substancial. Além do fato de que da união de uma coloração branca e de um vermelho-púrpura resulta toda uma série de cores, do roxo ao violeta pálido e ao branco, é surpreendente a circunstância de que entre trinta e uma plantas com flores apenas uma recebeu o recessivo caráter da cor branca, enquanto em Pisum isso ocorre em média em cada quarta planta.
Mesmo estes resultados enigmáticos, no entanto, poderiam provavelmente ser explicados pela lei que rege Pisum se pudéssemos assumir que a cor das flores e sementes de Ph. multiflorus é uma combinação de duas ou mais cores totalmente independentes, que atuam individualmente como qualquer outro caráter constante na planta. Se a cor da flor A fosse uma combinação dos caracteres individuais A₁ + A₂ +… que produzem a impressão total de uma coloração roxa, então pela fertilização com o caráter diferenciador, cor branca, a, seriam produzidas as uniões híbridas A₁a + A₂a +… e o mesmo aconteceria com a coloração correspondente dos tegumentos[22]. De acordo com a suposição acima, cada uma destas uniões de cores híbridas seriam independentes e, consequentemente, desenvolver-se-ia de forma bastante independente das outras. É então facilmente visto que, da combinação das séries de desenvolvimento separadas, deve resultar uma série perfeita de cores. Se, por exemplo, A = A₁ + A₂, então os híbridos A₁a e A₂a formam a série de desenvolvimento—
Os membros desta série podem entrar em nove combinações diferentes, e cada uma delas denota outra cor[23]—
| 1 | A₁A₂ | 2 | A₁aA₂ | 1 | A₂a |
| 2 | A₁A₂a | 4 | A₁aA₂a | 2 | A₂aa |
| 1 | A₁a | 2 | A₁aa | 1 | aa. |
Os números prescritos para as combinações separadas também indicam quantas plantas com a coloração correspondente pertencem à série. Como o total é dezesseis, o conjunto das cores está distribuído em média por cada dezesseis plantas, mas, como a própria série indica, em proporções desiguais.
Se o desenvolvimento da cor realmente acontecesse dessa forma, poderíamos oferecer uma explicação para o caso acima descrito, a saber, que as flores brancas e a cor do tegumento só apareceram uma vez entre trinta e uma plantas da primeira geração. Essa coloração aparece apenas uma vez na série e, portanto, também só poderia ser desenvolvida uma vez em média a cada dezesseis, e com três caracteres de cores apenas uma vez em sessenta e quatro plantas.
Não se deve, contudo, esquecer que a explicação aqui tentada se baseia numa mera hipótese, apenas apoiada pelo resultado muito imperfeito do experimento que acabamos de descrever. Contudo, valeria a pena acompanhar o desenvolvimento da cor nos híbridos através de experimentos semelhantes, uma vez que é provável que desta forma pudéssemos aprender o significado da extraordinária variedade na coloração das nossas flores ornamentais.
Até agora, pouco se sabe com certeza além do fato de que a cor das flores na maioria das plantas ornamentais é um caráter extremamente variável. Tem sido frequentemente expressa a opinião de que a estabilidade das espécies é grandemente perturbada ou totalmente perturbada pelo cultivo e, consequentemente, há uma tendência a considerar o desenvolvimento das formas cultivadas como uma questão de acaso desprovida de regras; a coloração das plantas ornamentais costuma ser citada como exemplo de grande instabilidade. Contudo, não está claro por que a simples transferência para o solo de jardim resultaria numa revolução tão completa e persistente no organismo vegetal. Ninguém sustentará seriamente que no campo aberto o desenvolvimento das plantas é regido por outras leis que não no canteiro de jardim. Aqui, tanto quanto lá, devem ocorrer mudanças de tipo se as condições de vida forem alteradas, e a espécie possui a capacidade de adaptar-se ao seu novo ambiente. É bem admitido que a origem de novas variedades é favorecida pelo cultivo e que são adquiridas muitas variedades pelo trabalho do homem que, em condições naturais, seriam perdidas; mas nada justifica a suposição de que a tendência para a formação de variedades é tão extraordinariamente aumentada que as espécies perdem rapidamente toda a estabilidade e os seus descendentes divergem numa série interminável de formas extremamente variáveis. Se a mudança nas condições da vegetação fosse a única causa da variabilidade, poderíamos esperar que as plantas domesticadas que são cultivadas durante séculos sob condições quase idênticas alcançariam novamente a constância. Isto, como se sabe, não é o caso, pois é precisamente nessas circunstâncias que se encontram não só as formas mais variadas, mas também as mais variáveis. São apenas as Leguminosæ, como Pisum, Phaseolus, Lens, cujos órgãos de fecundação são protegidos pela quilha, que constituem uma exceção notável. Mesmo aqui surgiram numerosas variedades durante um período cultural de mais de 1000 anos; estes mantêm, contudo, em ambientes imutáveis, uma estabilidade tão grande quanto a das espécies que crescem selvagens.
É mais do que provável que no que diz respeito à variabilidade das plantas cultivadas exista um factor que até agora tem recebido pouca atenção. Vários experimentos obrigam-nos a concluir que as nossas plantas cultivadas, com poucas exceções, são membros de várias séries híbridas, cujo desenvolvimento posterior em conformidade com a lei é alterado e dificultado por cruzamentos frequentes inter se. Não se deve esquecer que as plantas domesticadas são majoritariamente cultivadas em grande número e próximas umas das outras, proporcionando as condições mais favoráveis para a fertilização recíproca entre as variedades presentes e a própria espécie. A probabilidade disto é apoiada pelo fato de que, entre a grande variedade de formas variáveis, são sempre encontrados exemplos solitários que, de uma forma ou de outra, permaneceriam constantes apenas se a influência estranha for cuidadosamente excluída. Estas formas desenvolvem-se precisamente como aquelas que são conhecidas como membros da série híbrida composta. Também no caso do mais suscetível de todos os caracteres, o da cor, não pode escapar ao observador atento que, nas formas separadas, a inclinação para variar se manifesta em graus muito diferentes. Entre as plantas que surgem de uma fertilização espontânea, muitas vezes há algumas cujos descendentes variam amplamente na constituição e disposição das cores, enquanto outras fornecem formas de pouco desvio, e entre um maior número ocorrem exemplos isolados que transmitem a cor das flores inalterada aos seus descendentes. As espécies domesticadas de Dianthus oferecem um exemplo instrutivo disso. Um exemplar de Dianthus caryophyllus de flor branca, que por sua vez era derivado de uma variedade de flor branca, foi mantido durante seu período de floração em uma estufa fechada; as numerosas sementes obtidas a partir dele produziram plantas inteiramente de flores brancas como ele próprio. Resultado semelhante foi obtido de uma subespécie, com flores vermelhas levemente tingidas de violeta, e outra com flores brancas listradas de vermelho. Muitos outros exemplares, por outro lado, que foram protegidos de forma semelhante, produziram descendentes com cores e marcas mais ou menos variadas.
Quem estuda a coloração resultante de plantas ornamentais por fertilização dificilmente pode escapar à convicção de que também aqui o desenvolvimento segue uma lei definida que possivelmente encontra a sua expressão na combinação de vários caracteres de cor independentes.
Dificilmente pode deixar de ser interessante comparar as observações feitas sobre Pisum com os resultados alcançados pelas duas autoridades neste ramo do conhecimento, Kölreuter e Gärtner, nas suas investigações. Segundo a opinião de ambos, os híbridos na apresentam externamente ou uma forma intermediária entre as espécies originais, ou se assemelham muito a um ou outro tipo, e às vezes dificilmente podem ser discriminados dele. De suas sementes geralmente surgem, se a fecundação foi efetuada pelo seu próprio pólen, diversas formas que diferem do tipo normal. Via de regra, a maioria dos indivíduos obtidos por uma fertilização mantém a forma híbrida, enquanto alguns outros se assemelham mais ao progenitor do ovo, e um ou outro indivíduo se aproxima do progenitor do pólen. Este, entretanto, não é o caso de todos os híbridos, sem exceção. Com alguns a prole se aproximou mais da linhagem original, alguns de um e outros de outro, ou todos se inclinam mais para um ou outro lado; enquanto com outros eles permanecem perfeitamente como o híbrido e continuam constantes em seus descendentes. Os híbridos de variedades comportam-se como híbridos de espécies, mas possuem maior variabilidade de forma e uma tendência mais pronunciada de reversão ao tipo original.
No que diz respeito à forma dos híbridos e ao seu desenvolvimento, via de regra é inequívoca a concordância com as observações feitas em Pisum. O mesmo acontece com os casos excepcionais citados. Gärtner confessa até que a determinação exata se uma forma tem maior semelhança com uma ou outra das duas espécies originais envolveu muitas vezes grande dificuldade, dependendo do ponto de vista subjetivo do observador. Outra circunstância poderia, no entanto, contribuir para tornar os resultados flutuantes e incertos, apesar da mais cuidadosa observação e diferenciação; para os experimentos foram utilizadas principalmente plantas classificadas como boas espécies e diferenciadas por um grande número de caracteres. Além dos caracteres bem definidos, quando se trata de maior ou menor semelhança, também devem ser levados em conta aqueles caracteres que muitas vezes são difíceis de definir em palavras, mas que são suficientes, como todo especialista em plantas sabe, para dar as formas uma aparência estranha. Se for aceito que o desenvolvimento de híbridos segue a lei válida para Pisum, a série em cada experimento separado deve abranger muitas formas, uma vez que o número dos componentes, como se sabe, aumenta com o número de os caracteres diferenciadores em uma razão cúbica. Com um número relativamente pequeno de plantas experimentais, o resultado só poderia ser aproximadamente correto e, em casos isolados, poderia flutuar consideravelmente. Se, por exemplo, as duas linhagens originais diferem em sete caracteres, e 100 e 200 plantas forem cultivadas a partir das sementes de seus híbridos para determinar o grau de parentesco da prole, podemos ver facilmente quão incerta a decisão deve se tornar, já que para sete caracteres diferenciados a série de combinações contém 16.384 indivíduos sob 2.187 formas diversas; ora uma e outra relação poderiam afirmar a sua predominância, tal como o acaso apresentasse esta ou aquela forma ao observador na maioria dos casos.
Se, além disso, aparecerem entre os caracteres diferenciadores, ao mesmo tempo, caracteres dominantes que são transferidos inteiros ou quase inalterados para os híbridos, então, nos termos da série de desenvolvimento, uma das duas linhagens originais que possui a maioria dos caracteres dominantes deve sempre ser predominante. No experimento descrito em relação a Pisum, no qual estavam envolvidos três tipos de caracteres diferenciadores, todos os caracteres dominantes pertenciam ao progenitor do ovo. Embora os termos da série em sua composição interna se aproximem igualmente de ambas as plantas originais, neste experimento o tipo de progenitor do ovo obteve uma preponderância tão grande que de cada sessenta e quatro plantas da primeira geração cinquenta e quatro se assemelhavam exatamente a ele, ou diferia apenas em um caractere. Vê-se quão precipitado pode ser, em tais circunstâncias, tirar conclusões das semelhanças externas dos híbridos quanto à sua natureza interna.
Gärtner menciona que nos casos em que o desenvolvimento foi regular entre os descendentes dos híbridos, as duas espécies originais não foram reproduzidas, mas apenas alguns indivíduos muito próximos. Com séries de desenvolvimento muito extensas, não poderia ser de outra forma. Para sete caracteres diferenciadores, por exemplo, entre mais de 16.000 indivíduos – descendentes dos híbridos – cada uma das duas espécies originais ocorreria apenas uma vez. Portanto, é dificilmente possível que estes apareçam entre um pequeno número de plantas experimentais; com alguma probabilidade, entretanto, poderíamos contar com o aparecimento na série de algumas formas que se aproximam deles.
Encontramos uma diferença essencial naqueles híbridos que permanecem constantes em sua progênie e se propagam tão fielmente quanto as espécies puras. Segundo Gärtner, a esta classe pertencem os híbridos notavelmente férteis Aquilegia atropurpurea canadensis, Lavatera pseudolbia thuringiaca, Geum urbano-rivale e alguns híbridos de Dianthus; e, segundo Wichura, os híbridos de espécies de salgueiro. Para a história da evolução das plantas esta circunstância é de especial importância, uma vez que os híbridos constantes adquirem o estatuto de novas espécies. A exatidão disto é evidenciada pelos mais excelentes observadores e não pode ser posta em dúvida. Gärtner teve a oportunidade de acompanhar Dianthus Armeria deltoides até a décima geração, uma vez que se propagava regularmente em jardim.
Com Pisum, foi demonstrado experimentalmente que os híbridos formam ovos e pólen de tipos diferentes, e é aí que reside a razão da variabilidade de sua prole. Da mesma forma, em outros híbridos, cujos descendentes se comportam de maneira semelhante, podemos assumir uma causa semelhante; para aqueles, por outro lado, que permanecem constantes, parece justificável a suposição de que suas células fertilizantes são todas iguais e correspondem com a célula-base [do ovo fertilizado] do híbrido. Na opinião de fisiologistas renomados, para fins de propagação, uma célula de pólen e uma célula de ovo se unem em Fanerógamas[24] em uma única célula, que é capaz, por assimilação e formação de novas células, de tornar-se um organismo independente. Este desenvolvimento segue uma lei constante, que se baseia na composição material e na disposição dos elementos que se encontram na célula em uma união vivificante. Se as células reprodutivas forem do mesmo tipo e concordarem com a célula fundamental [do ovo fertilizado] da planta-mãe, então o desenvolvimento do novo indivíduo seguirá a mesma lei que rege a planta-mãe. Se acontecer de uma célula de ovo se unir a uma célula polínica diferente, devemos então assumir que entre os elementos de ambas as células que determinam as diferenças mútuas, algum tipo de compromisso é efetuado. A célula composta resultante torna-se a base do organismo híbrido, cujo desenvolvimento segue necessariamente um esquema diferente daquele obtido em cada uma das duas espécies originais. Se o compromisso for considerado completo, no sentido, nomeadamente, de que o embrião híbrido é formado a partir de células do mesmo tipo, nas quais as diferenças estão total e permanentemente acomodadas juntas, o resultado adicional é que os híbridos, como qualquer outra espécie de planta estável, permanecem fiéis a si mesmos em seus descendentes. As células reprodutivas que são formadas em seus ovários e anteras são do mesmo tipo e correspondem com a célula composta fundamental [do ovo fertilizado]. No que diz respeito aos híbridos cuja descendência é variável, talvez possamos supor que entre os elementos diferenciadores das células do ovo e do pólen também ocorre um compromisso, na medida em que a formação de uma célula como base do híbrido se torna possível; mas, no entanto, o arranjo entre os elementos conflitantes é apenas temporário e não perdura durante toda a vida da planta híbrida. Dado que no hábito da planta não são perceptíveis alterações durante todo o período de vegetação, devemos ainda assumir que só é possível aos elementos diferenciadores libertarem-se da união forçada quando as células fertilizantes estão desenvolvidas. Na formação destas células todos os elementos existentes participam num arranjo inteiramente livre e igualitário, no qual apenas os diferenciadores se separam mutuamente. Desta forma, seria possível a produção de tantos tipos de células de ovo e de pólen quantas combinações possíveis dos elementos formadores.
A atribuição aqui tentada da diferença essencial no desenvolvimento dos híbridos a uma união permanente ou temporária dos diferentes elementos celulares pode, é claro, apenas reivindicar o valor de uma hipótese para a qual a falta de dados definitivos oferece um amplo campo. Alguma justificativa para a opinião expressa reside na evidência fornecida por Pisum de que o comportamento de cada par de caracteres diferenciadores na união híbrida é independente das outras diferenças entre as duas plantas originais e, além disso, que o híbrido produz tantos tipos de células de ovo e de pólen quantas forem as formas possíveis de combinação constantes. As características diferenciadoras de duas plantas podem, finalmente, contudo, depender apenas de diferenças na composição e agrupamento dos elementos que existem nas células fundamentais [dos ovos fertilizados] das mesmas em uma interação vital[25].
Mesmo a validade da lei formulada para Pisum ainda precisa ser confirmada, e uma repetição dos experimentos mais importantes é, consequentemente, muito desejável, como, por exemplo, os relativos à composição das células fertilizadoras híbridas. Um [elemento] diferencial pode facilmente escapar ao único observador,[26] o qual, embora inicialmente possa parecer sem importância, pode ainda assim acumular-se a tal ponto que não deve ser ignorado no resultado total. Se os híbridos variáveis de outras espécies de plantas também observam um acordo completo, isso deve primeiro ser decidido experimentalmente. Entretanto, podemos assumir que, em questões materiais, dificilmente poderá ocorrer uma diferença de princípio, uma vez que a unidade no plano de desenvolvimento da vida orgânica está fora de questão.
Concluindo, os experimentos realizados por Kölrenter, Gärtner e outros com respeito à transformação de uma espécie em outra por fertilização artificial merece menção especial. Foi dada uma importância especial a estes experimentos, e Gärtner considera-as entre os mais difíceis de todos na hibridização.
Se uma espécie A for transformada em uma espécie B, ambas devem ser unidas por fertilização e os híbridos resultantes serão então fertilizados com o pólen de B; então, dentre os vários descendentes resultantes, seria selecionada aquela forma que estivesse mais próxima de B e mais uma vez seria fertilizada com pólen B, e assim continuamente até que finalmente se chegar a uma forma que é como B e constante em sua descendência. Por este processo a espécie A se transformaria na espécie B. Gärtner sozinho realizou trinta experimentos desse tipo com plantas dos gêneros Aquilegia, Dianthus, Geum, Lavatera, Lychnis, Malva, Nicotiana e Œnothera. O período de transformação não foi igual para todas as espécies. Enquanto para alguns uma fertilização tripla era suficiente, para outros isso tinha que ser repetido cinco ou seis vezes, e mesmo na mesma espécie foram observadas flutuações em vários experimentos. Gärtner atribui essa diferença à circunstância de que "a força específica [typische] pela qual uma espécie, durante a reprodução, efetua a mudança e transformação do tipo materno varia consideravelmente em diferentes plantas, e que, consequentemente, os períodos dentro dos quais uma espécie se transforma em outra também devem variar, assim como o número de gerações, de modo que a transformação em algumas espécies seja aperfeiçoada em mais e em outras em menos gerações." Além disso, o mesmo observador nota "que nestes experimentos de transformação depende muito do tipo e do indivíduo escolhido para transformação posterior".
Se se pudesse presumir que nestes experimentos a constituição das formas resultou de forma semelhante à de Pisum, todo o processo de transformação encontraria uma explicação bastante simples. O híbrido forma tantos tipos de células de ovo quantas forem as combinações constantes possíveis dos caracteres a ele unidos, e um deles é sempre do mesmo tipo que as células polínicas fertilizantes. Consequentemente, sempre existe a possibilidade, em todos esses experimentos, de que mesmo a partir da segunda fertilização possa resultar uma forma constante idêntica à do pólen parental. Se isto será realmente obtido depende, em cada caso individual, do número de plantas experimentais, bem como do número de caracteres diferenciadores que são unidos pela fertilização.
Suponhamos, por exemplo, que as plantas selecionadas para o experimento difiram em três caracteres, e que a espécie ABC seja transformada na outra espécie abc por fertilização repetida com o pólen desta última; os híbridos resultantes do primeiro cruzamento formam oito tipos diferentes de células de ovo, a saber:
Estas no segundo ano de experimento são novamente unidas às células polínicas abc, e obtemos a série
Como a forma abc ocorre uma vez na série de oito componentes, é consequentemente pouco provável que ela esteja faltando entre as plantas experimentais, mesmo que estas sejam criadas em menor número, e a transformação já seria aperfeiçoada por uma segunda fertilização. Se por acaso não apareceu, então a fecundação deve ser repetida com uma das formas mais próximas, Aabc, aBbc, abCc. Percebe-se que tal experimento deve se estender tanto mais quanto menor o número de plantas experimentais e maior o número de caracteres diferenciadores nas duas espécies originais; e que, além disso, na mesma espécie pode facilmente ocorrer um atraso de uma ou mesmo de duas gerações, como observou Gärtner. A transformação de espécies amplamente divergentes geralmente só poderia ser concluída em cinco ou seis anos de experimento, uma vez que o número de diferentes células de ovo formadas no híbrido aumenta em proporção quadrada com o número de caracteres diferenciadores.
Gärtner descobriu, por meio de experimentos repetidos, que o respectivo período de transformação varia em muitas espécies, de modo que frequentemente uma espécie A pode ser transformada em uma espécie B uma geração mais cedo do que a espécie B em espécie A. Ele deduz daí que dificilmente pode ser mantida a opinião de Kölreuter de que "as duas naturezas nos híbridos estão perfeitamente em equilíbrio". Parece, no entanto, que Kölreuter não merece esta crítica, mas que Gärtner ignorou um ponto material, para o qual ele próprio chama a atenção em outro lugar, a saber, que "depende de qual indivíduo é escolhido para transformação posterior". Experimentos realizados neste contexto com duas espécies de Pisum demonstraram que, no que diz respeito à escolha dos indivíduos mais aptos para fins de fertilização posterior, pode fazer uma grande diferença qual das duas espécies é transformada na outra. As duas plantas experimentais diferiam em cinco caracteres, enquanto ao mesmo tempo as da espécie A eram todas dominantes e as da espécie B todas recessivas. Para transformação mútua, A foi fertilizado com pólen de B, e B com pólen de A, e isso foi repetido com ambos os híbridos no ano seguinte. Com o primeiro experimento B⁄A haviam oitenta e sete plantas disponíveis no terceiro ano de experimento para a seleção de indivíduos para posterior cruzamento, e estas eram das trinta e duas formas possíveis; com o segundo experimento A⁄B resultaram setenta e três plantas, que concordaram perfeitamente em hábitos com o progenitor do pólen; em sua composição interna, entretanto, devem ter sido tão variadas quanto as formas do outro experimento. Consequentemente, uma seleção definitiva só foi possível com o primeiro experimento; com o segundo, algumas plantas selecionadas aleatoriamente tiveram que ser excluídas. Destas últimas, apenas uma parte das flores foi cruzada com o pólen “A”, as demais foram deixadas para se fertilizarem. Entre cada cinco plantas selecionadas em ambos os experimentos para fertilização, concordavam, como mostrou a cultura do ano seguinte, com o progenitor do pólen:—
| 1º experimento | 2º experimento | |
| 2 plantas | — | com todos os caracteres |
| 3❞ | — | ❞ 4 caracteres |
| — | 2 plantas | ❞ 3 ❞ |
| — | 2❞ | ❞ 2 ❞ |
| — | 1 planta | ❞ 1 caráter |
No primeiro experimento, portanto, a transformação foi completada; no segundo, que não foi continuado, provavelmente teriam sido necessárias mais duas fertilizações.
Embora não seja frequente ocorrer que os caracteres dominantes pertençam exclusivamente a uma ou outra das plantas parentais originais, sempre fará diferença qual das duas possui a maioria. Se o progenitor polínico apresentar a maioria, então a seleção das formas para posterior cruzamento proporcionará um menor grau de segurança do que no caso inverso, o que deve implicar um atraso no período de transformação, desde que o experimento só seja considerado concluído quando for alcançada uma forma que não apenas se assemelhe exatamente à forma do progenitor do pólen, mas também permaneça constante em sua progênie.
Gärtner, pelos resultados destes experimentos de transformação, foi levado a opor-se à opinião daqueles naturalistas que contestam a estabilidade das espécies vegetais e acreditam numa evolução contínua da vegetação. Ele percebe na transformação completa de uma espécie em outra uma prova indubitável de que as espécies estão fixadas dentro de limites além dos quais não podem mudar. Embora esta opinião não possa ser aceita incondicionalmente, encontramos, por outro lado, nos experimentos de Gärtner, uma confirmação notável daquela suposição relativa à variabilidade das plantas cultivadas que já foram expressas.
Entre as espécies experimentais estavam plantas cultivadas, como Aquilegia atropurpurea e canadensis, Dianthus caryophyllus, chinensis, e japonicus, Nicotiana rustica e paniculate, e os híbridos entre essas espécies não perderam nada de suas estabilidades após quatro ou cinco gerações[27].
- ↑ [Esta tradução foi feita pela Royal Horticultural Society, e é reimpressa com modificações e correções, com permissão. O artigo original foi publicado em Verh. naturf. Ver. in Brünn, Abhandlungen, iv. 1865, onde apareceu em 1866.]
- ↑ [É da concepção clara dessas três necessidades primárias que se deve todo o sucesso do trabalho de Mendel. Pelo que sei, essa concepção era absolutamente nova em sua época.]
- ↑ [Mendel usa os termos "albúmen" e "endosperma" de forma um tanto vaga para denotar os cotilédones, contendo material alimentar, dentro da semente.]
- ↑ Uma espécie possui uma vagem linda de cor vermelho-acastanhada, que quando amadurece se transforma em violeta e azul. Os testes com esse caráter só começaram no ano passado. [Desses experimentos adicionais, parece que nenhum relato foi publicado. Desde então, Correns trabalhou com essa variedade.]
- ↑ [Isto é frequentemente chamado de Mummy Pea. Apresenta leve fasciação. A forma que conheço tem padrão branco e asas vermelho-salmão.]
- ↑ [Em meu relato desses experimentos (R.H.S. Journal, vol. xxv. p. 54) eu entendi mal este parágrafo e considerei "haste" como a haste floral, em vez da haste principal da planta. A unidade de medida, indicada no original por uma aspa (´), tomei descuidadamente como sendo uma polegada, mas a tradução aqui dada está evidentemente correta.]
- ↑ [É um tanto surpreendente que nenhuma menção seja feita aos tripes, que enxameiam nas flores de ervilha. Cheguei à conclusão de que esta é uma fonte real de erro e vejo que Laxton tinha a mesma opinião.]
- ↑ [Isso também acontece em Sweet Peas.]
- ↑ [Mendel sempre fala de suas ervilhas cruzadas como "híbridos", um termo que muitos restringem à descendência de duas espécies distintas. Ele, conforme explica, considerou que isso era apenas uma questão de magnitude.]
- ↑ [Observe que Mendel, com verdadeiro esforço, evita falar do caráter híbrido como "transmitido" por qualquer um dos pais, escapando assim ao erro que permeia as visões modernas de hereditariedade.]
- ↑ [Gärtner, p. 223.]
- ↑ [É muito lamentável que Mendel não forneça a série completa individualmente. Ninguém que repita tais experimentos deverá deixar de registrar os números individuais, que na seriação certamente seriam muito interessantes.]
- ↑ [Este parágrafo apresenta a visão do caráter híbrido como algo incidental ao híbrido, e não "transmitido" a ele - uma concepção verdadeira e fundamental aqui expressa provavelmente pela primeira vez.]
- ↑ [Esta afirmação de Mendel, à luz do conhecimento atual, está sujeita a alguns equívocos. Embora o seu trabalho torne evidente que tais variedades possam existir, é muito improvável que Mendel pudesse ter tido sete pares de variedades tais que os membros de cada par diferiam uns dos outros em apenas um caráter essencial (wesentliches Merkmal). A questão provavelmente tem poucas consequências teóricas ou práticas, mas uma ênfase bastante pesada é colocada em wesentlich.]
- ↑ [Observe que Mendel não indica a cor do cotilédone dos primeiros cruzamentos neste caso; pois como as camadas eram grossas, não poderia ser visto sem abrir ou descascar as sementes.]
- ↑ ["Falso hibridismo" era obviamente desconhecido para Mendel.]
- ↑ [Este e o parágrafo anterior contêm a essência dos princípios mendelianos de hereditariedade.]
- ↑ [Para provar, nomeadamente, que ambos eram igualmente diferenciados, e não apenas um ou outro.]
- ↑ [Se a segregação por tais unidades é mais do que puramente fortuita, provavelmente poderia ser determinado pela seriação.]
- ↑ [No original o sinal de igualdade (=) é aqui representado por +, o que foi evidentemente um erro de impressão.]
- ↑ [Esta é a única passagem onde Mendel pode ser interpretado como afirmando a dominância universal em Pisum; e mesmo aqui, tendo em conta o resto do artigo, é claramente injusto representá-lo como predicando mais do que tinha observado em seus próprios experimentos. Além disso, na cor da flores e do tegumento (o que é aqui mencionado), usando esses caracteres, a dominância deve ser quase, se não totalmente, universal.]
- ↑ [Parece-me claro que esta expressão é dada incorretamente e, consequentemente, o argumento sobre caracteres compostos não é legitimamente desenvolvido. O caractere composto original deve ser representado como A₁A₂A… que quando fertilizado por a₁ dá A₁A₂' 'A₃…a como o híbrido da primeira geração. Mendel praticamente nos diz que eram todos iguais e não há nada que sugira que fossem diversos. Quando em autofecundação, eles se dividem e produzem os gametas que ele especifica; mas eles também podem produzir A₁A₁ e A₂A₂, A₁A₂a, etc..., introduzindo assim termos de natureza diferentes dos indicados por ele. Que este ponto é da maior importância, tanto prático quanto teórico, é imediatamente evidente.]
- ↑ [Parece muito duvidoso que os zigotos sejam corretamente representados pelos termos A₁aA₂a, A₂aa, A₁aa; pois nos híbridos A₁a, etc... os alelomorfos A₁ e a, etc... deveriam por hipótese serem separados nos gametas.]
- ↑ Em Pisum não há dúvida de que, para a formação do novo embrião, deve ocorrer uma união perfeita dos elementos de ambas as células fecundantes. Como poderíamos explicar de outra forma que, entre os descendentes dos híbridos, ambos os tipos originais reaparecem em números iguais e com todas as suas peculiaridades? Se a influência do óvulo sobre a célula polínica fosse apenas externa, se ela cumprisse apenas o papel de cuidadora, então o resultado de cada fertilização artificial não poderia ser outro senão que o híbrido desenvolvido se assemelharia exatamente ao progenitor do pólen, ou pelo menos o faria muito próximo. Isto os experimentos até agora não confirmaram de forma alguma. Uma prova evidente da união completa do conteúdo de ambas as células é fornecida pela experiência adquirida por todos os lados de que é irrelevante, no que diz respeito à forma do híbrido, qual das espécies originais é o progenitor do ovo ou qual e o progenitor do pólen.
- ↑ "Welche in den Grundzellen derselben in lebendiger Wechselwirkung stehen."
- ↑ "Dem einzelnen Beobachter kann leicht ein Differenziale entgehen."
- ↑ [O argumento destes dois últimos parágrafos parece ser que, embora a mutabilidade geral das espécies naturais possa ser duvidosa, entre plantas domesticadas a transferência de caracteres pode ser realizada, e pode ocorrer em etapas integrais até que uma espécie seja definitivamente "transformada" na outra.]