Emmy Stein, la botánica que ayudó a entender qué cambios se pasan a las siguientes generaciones

Una planta puede crecer torcida si recibe poca luz. También puede desarrollar hojas más pequeñas cuando le falta agua o sufrir deformaciones después de una enfermedad. Sin embargo, normalmente ninguna de esas características pasa a la siguiente generación. Otras, en cambio, sí pueden heredarse y aparecer después en los descendientes.

Hoy sabemos que la diferencia está en si el cambio afecta o no al material genético. Pero a comienzos del siglo XX nadie sabía todavía dónde residía exactamente la información hereditaria ni qué podía modificarla. Esa era una de las grandes preguntas de la nueva genética. Emmy Stein dedicó buena parte de su carrera a intentar responderla exponiendo plantas a fuentes de radiación para observar qué cambios sufrían y, sobre todo, cuáles de ellos aparecían también en la siguiente generación.

Una botánica en los inicios de la genética

Emmy Stein nació en Düsseldorf, Alemania, el 21 de junio de 1879. En una época en la que las universidades alemanas apenas comenzaban a admitir mujeres, inició su formación en la Escuela de Horticultura para Mujeres de Berlin-Marienfelde y posteriormente completó los estudios que le permitieron acceder a la Universidad de Jena, donde obtuvo el doctorado en Botánica en 1913.

Antes incluso de doctorarse realizó un viaje científico a las entonces Indias Orientales Neerlandesas, hoy Indonesia, para estudiar la flora tropical del lugar. Tras participar como voluntaria de la Cruz Roja en la Primera Guerra Mundial, en 1919 se incorporó al Instituto Kaiser Wilhelm de Biología donde trabajó junto al genetista Erwin Baur, uno de los principales impulsores de la genética experimental en Alemania.

La genética era entonces una disciplina muy joven. Las leyes de Mendel acababan de consolidarse y los investigadores empezaban a comprender cómo se transmitían muchas características de una especie entre una generación y la siguiente, pero habiendo muchas cosas aún desconocidas. Por ejemplo, seguía sin saberse dónde residía esa herencia, esto es, qué era exactamente aquello que se heredaba ni de qué manera podía eso cambiar y por tanto aparecer características nuevas.

¿Podía la radiación cambiar una planta… y a sus descendientes?

A finales del siglo XIX el descubrimiento del radio había abierto un campo completamente nuevo de investigación. Los físicos sabían que emitía una radiación invisible capaz de atravesar distintos materiales, impresionar placas fotográficas y provocar cambios físicos y químicos sin necesidad de calor ni luz. Sus efectos sobre los organismos vivos, sin embargo, apenas empezaban a explorarse.

Stein decidió utilizar esa nueva herramienta para intentar dar respuesta a esas preguntas fundamentales para la genética que aún no tenían respuesta. Trabajó con plantas del género Antirrhinum, popularmente llamadas bocas de dragón, muy convenientes para esta rama científica ya que muchas de las características hereditarias son visibles a simple vista. Las expuso a radiación y observó cuidadosamente su desarrollo. El objetivo no consistía únicamente en comprobar si las plantas cambiaban por efecto de la radiación, sino si los cambios que se observaban se limitaban a esa planta o si se transmitían también a sus descendientes.

Un resultado correcto pero aún sin explicación

En 1921 Stein presentó sus resultados ante la Sociedad Alemana de Genética. Las plantas irradiadas desarrollaban características nuevas que permanecían estables y reaparecían cuando se obtenían nuevas generaciones a partir de ellas. Pero para Stein la pregunta decisiva seguía abierta. ¿Qué era exactamente lo que había cambiado dentro de la planta para que esa nueva característica pudiera heredarse?

En la actualidad responderíamos que la radiación había alterado el ADN contenido en el núcleo de algunas células reproductoras y que esa modificación genética pasó después a la descendencia. Sin embargo, en la década de 1920 nadie sabía todavía que el ADN era lo que contenía la herencia genética de los seres vivos (en este caso, de la planta) y por eso ella interpretó inicialmente sus resultados como modificaciones permanentes de las células de la planta, en general, más que como alteraciones del material hereditario en concreto.

Es decir, Stein había observado esos cambios estables y heredables de una generación a otra, pero todavía no sabía, porque no lo sabía nadie por entonces, era qué parte de la célula conservaba y transmitía esa información.

Nuevas interpretaciones para experimentos antiguos

En 1927 Hermann Joseph Muller demostró que los rayos X podían inducir mutaciones hereditarias en la mosca de la fruta (otra especie muy utilizada en el campo de la genética, en este caso porque debido a sus cortos ciclos de vida se pueden observar distintas generaciones en poco tiempo). Aquellos experimentos confirmarían definitivamente que la radiación podía modificar el material biológico responsable de la herencia y abrirían una nueva etapa en la genética experimental.

Las investigaciones de Stein pudieron ser interpretadas entonces bajo otro prisma distinto, uno con mucha más información. Sus observaciones seguían siendo las mismas, pero ahora podían interpretarse dentro de un marco teórico mucho más sólido. En los años siguientes continuó trabajando sobre los efectos biológicos de la radiación y acuñó el término fitocarcinoma para describir determinados crecimientos extraños y en ocasiones malignos provocados experimentalmente en las plantas.

Desarrolló prácticamente toda su carrera en el Instituto Kaiser Wilhelm de Biología, donde también investigó sobre hormonas vegetales e injertos, permaneciendo vinculada a la institución incluso después de su reorganización tras la Segunda Guerra Mundial como parte de la Sociedad Max Planck.

Referencias

• Emmy Stein, Wikipedia
• Mathilde Schmitt und Heide Inhetveen, Emmy Stein, Neue Deutsche Biographie 25 (2013)
• Emmy Stein, Über den Einfluß von Radiumbestrahlung auf Antirrhinum. Z.Ver-erbungslehre 29 (1922) 1–15
• Emmy Stein, Untersuchungen über die Radiomorphosen von Antirrhinum, Z.Ver-erbungslehre 43 (1927) 1–87
• Farid E. Ahmed, The combined action of chemical carcinogens on DNA repair in human cells. Radiat Environ Biophys 18 (1980) 57-64
• Ida H. Stamhuis and Annette B. Vogt, Discipline building in Germany: women and genetics at the Berlin Institute for Heredity Research, The British Journal for the History of Science 50(2) (2017) 267-295
• Ute Deichmann, Women and Genetics in Germany: Research and Careers until 1950. En Nürnberg, Reiner; Höxtermann, Ekkehard; Voigt, Martina (eds.). Elisabeth Schiemann 1881–1972: Vom AufBruch der Genetik und der Frauen in den UmBrüchen des 20. Jahrhunderts (2016) 26–53
• Ute Deichmann, Biologists under Hitler, Harvard University Press, 1996
• Jonathan Harwood, Styles of Scientific Thought: The German Genetics Community, 1900–1933, University of Chicago Press, 1993
• Staffan Müller-Wille & Hans-Jörg Rheinberge, A Cultural History of Heredity, University of Chicago Press, 2012