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Rechazó la propuesta hipocrática al observar que los niños parecen a menudo heredar características de sus abuelos o de sus bisabuelos más que de sus padres, identificando el fenómeno hoy conocido como recesividad.
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Propuso que ciertas partículas específicas o semillas producidas por todas o cada una de las partes del cuerpo, eran transmitidas a la descendencia en el momento de la concepción haciendo que ciertas partes de los hijos se asemejan a las mismas partes de los progenitores.
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El médico Holándes, en su libro Ortus Medicinae sostenía haber realizado un experimento por el cual con una camisa sucia puesta durante 21 días en un recipiente con granos de trigo se producían ratones; mejor conocida como teoría de la “Generación espontánea”.
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Durante la misma época, el anatomista holandés, descubrió el folículo ovárico, la estructura en la cual se forma el óvulo. Si bien fueron necesarios 150 años más para visualizar al huevo humano real, su existencia fue rápidamente aceptada en esa época.
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Primeros golpes experimentales a la teoría de la generación espontánea. Preocupado por el origen de los gusanos que infestaban la carne logró demostrar que éstos no eran sino larvas que provenían de los huevecillos depositados por las moscas en la misma carne.
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Observó espermatozoides en el líquido seminal de diversos animales, incluyendo el hombre, y los denominó animálculos. Los que observaban estos animálculos del semen humano creían ver en su interior una criatura diminuta, el homúnculo (figura de la derecha), que no era más que el futuro ser en miniatura.
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Intentó demostrar la existencia de una fuerza vital mediante cientos de experimentos en los cuales llenaba botellas con caldos nutritivos, los hervía durante dos minutos aproximadamente, y luego las sellaba. Inevitablemente, y a pesar de todas sus precauciones, los caldos se infestaban de microorganismos. Needham concluyó que la generación espontánea de microorganismos era el resultado obligado de la materia orgánica en descomposición.
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El anatomista y fisiólogo alemán, demostró que distintas estructuras propias de los individuos adultos, tanto animales como vegetales, se desarrollaban a partir de tejidos embrionarios uniformes que no revelan ningún indicio de su destino ulterior.
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Tras llevar a cabo cuidadosos experimentos, confirmó la sexualidad de la planta de tabaco.
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Realizó un meticuloso estudio de los componentes de la flor y de la función de los insectos en la polinización.
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El zoólogo y embriólogo de origen estonio, propuso que los órganos surgían a partir de la transformación gradual de tejidos progresivamente especializados.
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Hizo la teoría de Pangénesis, hizo una prueba experimental, transfundió sangre de un conejo oscuro a uno blanco razonando que si las gémulas estaban presentes en el torrente circulatorio podían ser transferidas con la sangre. Al cruzar el conejo blanco con la transfusión con otro blanco y no conseguir una descendencia más oscura; llevó a la conclusión de proponer que las unidades hereditarias se encontraban en las gónadas pero que no eran transportadas hasta allí desde otras partes del cuerpo.
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Llevó a cabo una serie de experimentos que generarían una nueva visión del mecanismo involucrado en los procesos de la herencia. Fue el primero en concluir que los caracteres de los progenitores son heredados por los descendientes según unas leyes comprensibles.
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Publicó la teoría de la “Pangénesis” en su obra Variaciones de los animales y plantas domesticadas, la cual explicaba cómo podían producirse cambios hereditarios que podían conducir, a su vez, a la aparición de nuevas especies.