Per i suoi esperimenti Mendel scelse le piante di pisello. La sua scelta fu dettata da precise ragioni: i piselli sono facili da coltivare, è possibile tenerne sotto controllo l’impollinazione e ne esistono più varietà con caratteri chiaramente riconoscibili e forme nettamente differenti nell’aspetto. Esaminiamo nei dettagli le sue scelte.

Il controllo dell’impollinazione.

Le piante di pisello studiate da Mendel producono organi sessuali e gameti di entrambi i sessi all’interno di uno stesso fiore. In assenza di interventi esterni, queste piante tendono ad autoimpollinarsi: l’organo femminile di ciascun fiore riceve il polline dagli organi maschili dello stesso fiore. L’autoimpollinazione è un fenomeno naturale di cui Mendel si avvalse in alcuni suoi esperimenti. Egli utilizzò anche una tecnica di fecondazione che si può controllare artificialmente: l’impollinazione incrociata che si ottiene trasportando manualmente il polline da una pianta all’altra (▶figura 2). L’impollinazione incrociata permetteva a Mendel di stabilire chi erano i genitori della progenie ottenuta nei suoi esperimenti.

La scelta dei caratteri.

Mendel iniziò a esaminare le diverse varietà di piselli alla ricerca di caratteri e tratti ereditari che presentassero modalità adatte allo studio: si definisce carattere una caratteristica fisica osservabile (per esempio il colore del fiore); il tratto è una forma particolare assunta da un carattere (come il viola o il bianco per il colore del fiore), mentre un tratto ereditario è quello che si trasmette da genitore a figlio. Mendel cercò caratteri con tratti alternativi ben definiti, come fiori viola o fiori bianchi. Dopo un’accurata ricerca concentrò gran parte del suo lavoro sulle sette coppie di caratteri con tratti opposti indicate nella ▶tabella 1.

La scelta della generazione parentale.

Nel suo progetto di ricerca, Mendel stabilì di non partire con incroci casuali; nelle piante che scelse come generazione di partenza, che chiamiamo generazione parentale, i caratteri dovevano essere allo stato puro: ciò significa che il tratto prescelto (per esempio il fiore bianco) dev’essere costante per molte generazioni. Mendel isolò ciascuno dei suoi ceppi puri incrociando piante sorelle dall’aspetto identico o lasciando che si autoimpollinassero. In altre parole, l’incrocio fra piselli di ceppo puro a fiori bianchi doveva dare origine per varie generazioni soltanto a progenie a fiori bianchi; quello fra piante a fusto alto soltanto a progenie alta, e così via.

L’approccio matematico.

Uno dei principali contributi di Mendel alla scienza consiste nell’analisi dell’enorme massa di dati raccolti con centinaia di incroci, che hanno prodotto migliaia di piante, facendo ricorso alle leggi della statistica e al calcolo delle probabilità. Tali analisi matematiche hanno messo in luce all’interno dei dati schemi ben definiti che gli hanno permesso di formulare le sue ipotesi. Da Mendel in poi i genetisti hanno utilizzato la stessa matematica semplice da lui elaborata.