Experimentele desfasurate de W. Johannsen cu specii pure ale Phaseolus vulgaris au permis distinctia intre genotipul si efectele mediului inconjurator asupra genotipului care conduc impreuna la propagarea specifica a fenotipului unui organism. Chiar daca variatiile cauzate de mediul inconjurator pot conduce la diferente doar fenotipice ale unei "linii pure" o selectie cu astfel de linii ar trebui sa fie neafectata. Aceste experimente au fost conditii esentiale pentru evaluarea teoretica si statistica a frecventei alelelor in interiorul populatiilor.
O preconditie importanta in atingerea rezultatelor de reproductibilitate este folosirea unor surse definite de material. Linii genetice pure nu sunt intotdeauna la indemana de la inceput.
Complet independente de incercarile despre care am vorbit pana acum sunt studiile lui danezului W. Johannsen care a studiat variabilitatea fasolei frantuzesti (o varietate de Phaseolus vulgaris). Numeroase linii pure care difera in anumite caracteristici cum este diferenta de marime, exista obligatoriu in aceasta varietate ce se autopolenizeaza. Aceste diferente sunt determinate genetic si devin astfel un element al genotipului. Dar pentru un numar de motive cum ar fi, de exemplu, pozitia pastaii si diferentele rezultate din aprovizionarea cu substante asimilate si cu alte nutrimente produc fiecarei plante sa creasca in proportii diferite. Distributia aceasta este cauzata de factori externi reprezentand un element al fenotipului care este obtinut prin combinarea unor caracteristici ereditare cu factorii de mediu.
Johannsen a ales cel mai mic si cel mai mare tip de pastaie din variatia fenotipica a unei linii pure produsa prin cultivarea mai multor generatii pentru care nu a mai observat o schimbare a greutatii medii. O selectie in interiorul liniilor pure este fara efect (vezi tabelul). Bazat pe aceste descoperiri Johannsen a legat termenii genotip si fenotip.
Variatiile cauzate de mediu trebuiesc totusi luate in considerare cand intersectam valorile. Un exemplu va ilustra aceasta. E. M. East (1910) a intersectat o specie de grau cu spice lungi cu una cu spice scurte. Prima generatie a fost intermediara dar nu strict uniform. Cea de-a doua generatie a aratat variatii mai mari deoarece influenta factorilor de mediu si aparitia diferitelor genotipuri s-au suprapus. In aceste cazuri este imposibil sa identifici genotipurile direct.
Rezultatele sunt cele obtinute de W Johannsen in 1903, 1926.
Relatia dintre greutatea medie a generatiei "mama" si a generatiei "fiica" la o varietate de fasole.
greutatea boabelor "mama" greutatea boabelor "fica"
categorii de greutate
10 20 30 40 50 60 70 80 90 media
20 - 1 15 90 63 11 - - - 43,8
30 - 15 85 322 310 91 2 - - 44,5
40 5 17 175 776 956 283 24 3 - 44,2
50 - 4 57 305 521 196 51 4 - 48,9
60 - 1 23 130 230 168 46 15 2 51,9
70 - - 5 53 175 180 64 15 2 56,0
total 5 38 170 1676 2255 928 187 33 2 47,92
Echilibrul Hardy - Weinberg
Savantii Hardy (englez) si Weinberg (german) au putut demonstra ca frecventa homozigotilor si cea a heterozigotilor intr-o populatie ramane constanta timo de generatii daca anumite conditii sunt indeplinite. Legea omonima permite calculul teoretic al frecventei pe care o are un anumit in cadrul unei populatii indiferent de numarul de alele existente.
Legile mendeliene pornesc de la doi parinti individuali impreuna cu descendentii lor. Problemele despre ereditate asa cum au fost descrise pana acum pot fi intelese numai sub anumite conditii. Ratii precum 3:1 pot fi cu greu descoperite in natura deoarece fiecare specie trebuie privita ca un grup de populatii in care un anumit genotip apare in cantitati greu de determinat. Frecventa unei alele poate fi foarte mica si combinatiile genetice la care aceasta va lua parte vor fi in consecinta foarte rare.
Cei doi savanti au demonstrat independent in 1908 respectiv 1909 faptul ca frecventa homozigotilor si cea a heterozigotilor ramane constanta timp de generatii cu conditia ca:
. populatia sa fie foarte numeroasa
. indivizii sa se poata imperechea fara constrangeri (in cazul in care apartin sexelor opuse si locuiesc in acelasi loc si in acelasi timp, binenteles)
. nu exista selectia anumitor alele
. nu apare migrare de gene
. nu apar mutatii.
