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DÉCOUVERTES SCIENTIFIQUES LES PLUS IMPORTANTES
Théorie chromosomique de l'hérédité. Histoire et essence de la découverte scientifique
Annuaire / Les découvertes scientifiques les plus importantes En 1900, indépendamment les uns des autres, trois botanistes - K. Korrens (Allemagne), G. de Vries (Hollande) et E. Chermak (Autriche) ont découvert des modèles précédemment découverts par Mendel dans leurs expériences. Puis, tombés sur son ouvrage, ils le rééditent en 1901. Cela a contribué à un profond intérêt pour les lois quantitatives de l'hérédité. À cette époque, les cytologistes avaient découvert des structures matérielles dont le rôle et le comportement pouvaient être uniquement liés aux modèles mendéliens. Un lien similaire a été observé en 1903 par V. Setgon. Nous avons reçu une justification des vues de Mendel sur les facteurs héréditaires, sur la présence d'un seul ensemble de facteurs chez les gamètes et d'un double ensemble chez les zygotes. Un an plus tôt, T. Boveri avait présenté des preuves en faveur de la participation des chromosomes aux processus de transmission héréditaire. Il a montré, par exemple, que le développement normal d'un oursin n'est possible que si tous les chromosomes sont présents. En établissant le fait que ce sont les chromosomes qui portent l'information héréditaire, Satton et Boveri ont jeté les bases d'une nouvelle direction en génétique : la théorie chromosomique de l'hérédité. La contribution décisive au développement de cette théorie a été apportée par le scientifique américain Morgan. Thomas Gent Morgan (1866-1945) est né à Lexington, Kentucky. Son père était Charlton Gent Morgan, consul américain en Sicile et parent du célèbre magnat J. P. Morgan. Dès l'enfance, Thomas a montré un intérêt pour l'histoire naturelle. Il entre à l'Université du Kentucky et obtient son diplôme en 1886. Au cours de l'été qui suivit immédiatement l'obtention de son diplôme, il se rendit à la station navale d'Ennisquam sur la côte atlantique, au nord de Boston. Ici, Thomas s'est d'abord familiarisé avec la faune marine. Cette connaissance le captiva, et dès lors l'étude des formes marines attira son intérêt tout au long de sa vie. Il a fait ses études supérieures sous la direction de William Keith Brooks, un biologiste marin. En 1888, Morgan a déménagé à Woods Hole et, à l'été de cette année-là, il a commencé à travailler à la State Fishing Station. Cependant, en 1890, Thomas retourna à Woods Hole à la Marine Biological Station et passa le reste de sa vie à y passer l'été. La même année, Morgan a réussi en tant que chef de département au Brian Mawr College. En 1897, il fut élu l'un des syndics de la gare maritime, et il le resta toute sa vie. C'était l'année où la station et son administration furent reprises par les Jeunes Turcs, et Morgan fut l'un des nouveaux administrateurs choisis à cette période critique. Au même moment, Wilson de l'Université de Chicago est apparu à la station. C'est Wilson qui, en 1904, le persuada d'accepter un poste de professeur à l'Université de Columbia. Pendant vingt-quatre ans, ils travaillèrent en étroite collaboration. Comme la plupart des biologistes zoologiques de son temps, Morgan a fait ses études en anatomie comparée et en particulier en embryologie descriptive. Sa thèse portait sur l'embryologie d'une espèce d'araignée de mer et était basée sur du matériel qu'il avait recueilli à Woods Hole. Ce travail était basé sur des données embryologiques descriptives avec des conclusions s'étendant dans le domaine de la phylogénie. Morgan s'est très tôt intéressé à l'embryologie expérimentale. Les problèmes que Morgan et d'autres embryologistes s'efforçaient alors de résoudre concernaient la mesure dans laquelle le développement dépend ou est influencé par des substances formatrices spécifiques supposées être présentes dans l'œuf. Comment ces substances formatrices sont impliquées dans le développement et comment elles fonctionnent. Le jeune scientifique était également engagé dans la recherche physiologique. Mais la génétique lui a valu une véritable renommée. À la fin du XIXe siècle, Morgan visita le jardin de Hugh de Vries à Amsterdam, où il vit les lignes de défriser de l'onagre. C'est alors qu'il manifeste son premier intérêt pour les mutations. Whitman, directeur de la Biostation à Woods Hole, qui était un généticien expérimental, a également joué un rôle dans la réorientation de Morgan. Il a consacré de nombreuses années à l'étude des hybrides entre différentes espèces de tourterelles et de pigeons, mais n'a pas voulu appliquer l'approche mendélienne. C'est compréhensible, car les pigeons dans ce cas obtiennent, pour le moins, un méli-mélo. Des signes étranges qui ne donnent pas un beau ratio de 3: 1 ont également déconcerté Morgan. Pour l'instant, il ne voyait pas d'issue. Ainsi, avant 1910, Morgan pouvait plutôt être considéré comme un anti-mendélien. Cette année-là, le scientifique a commencé à étudier les mutations – des changements héréditaires dans certaines caractéristiques du corps. Morgan a mené ses expériences sur la drosophile, de petites mouches des fruits. Avec sa main légère, ils sont devenus un objet de recherche génétique privilégié dans des centaines de laboratoires. Ils sont faciles à obtenir et on les trouve partout. Ils se nourrissent de la sève des plantes et de toutes sortes de loques des fruits. Leurs larves consomment des bactéries. L'énergie reproductrice des mouches des fruits est énorme : de l'œuf à l'adulte, il faut dix jours. Il est également important pour les généticiens que la drosophile soit sujette à de fréquentes modifications héréditaires. Ils ont peu de chromosomes – seulement quatre paires. Les cellules des glandes salivaires des larves de mouches contiennent des chromosomes géants, particulièrement pratiques pour la recherche. Avec l'aide de la mouche, la génétique a fait de nombreuses découvertes à ce jour. La popularité de la drosophile est telle qu'un annuaire qui lui est consacré est publié en anglais, contenant des informations abondantes et variées. Ayant commencé ses expériences, Morgan a d'abord obtenu des mouches des fruits dans les épiceries et les fruiteries, car les commerçants, agacés par les mouches, ont volontairement permis à l'excentrique de les attraper. Puis, avec ses collègues, il a commencé à élever des mouches dans son laboratoire, dans une grande salle, surnommée la "mouche". C'était une pièce de trente-cinq mètres carrés avec huit postes de travail. Il y avait un endroit où ils cuisinaient de la nourriture pour les mouches. Il y avait généralement au moins cinq ouvriers dans la pièce. "Je crains de ne pouvoir donner une idée de l'atmosphère qui régnait dans le laboratoire", se souvient l'un des associés du scientifique, Alfred Sturtevant. "Je pense que c'était quelque chose qu'il fallait vivre pour être pleinement apprécié. L'un des plus grands avantages de cet endroit était la présence à la fois de Morgan et de Wilson. Ainsi, les étudiants spécialisés dans l'un d'eux se voyaient très souvent. Ils se complétaient de nombreuses manières et étaient de grands amis. Dans les premières années de travail à Université de Columbia, nous avons nourri une mouche des fruits avec des bananes, et dans le coin, il y avait toujours un gros régime de bananes suspendu dans la pièce. La chambre de Wilson était située à quelques portes du couloir de la nôtre. Il aimait beaucoup les bananes, alors là était une autre incitation à visiter souvent la « salle des mouches ». Pendant tout ce temps, Morgan venait régulièrement à Woods Hole. Cela ne signifie toutefois pas une interruption des expériences sur les mouches des fruits. Toutes les récoltes étaient emballées dans des tonneaux - de gros tonneaux de sucre - et expédiées par bateau à vapeur express. Ce que vous avez commencé à New York, vous l'avez terminé à Hall, et vice versa. Nous venions toujours par eau : c'était l'époque où la Fall River Line était en service, et Morgan était toujours engagé dans toutes sortes d'expériences qui n'avaient rien à voir avec avec des travaux sur la drosophile. Il élevait des poulets, des rats et des souris et cultivait diverses plantes. Et tout cela a été transporté à la main, chargé sur le navire de la Fall River Line, puis ramené à New York. Et quand Morgan est arrivé ici, il s'est plongé à corps perdu dans le travail sur les formes marines, sur l'embryologie de telle ou telle variété, même si le travail sur la drosophile avançait activement entre-temps. C'était le style de travail de Morgan - il ne se sentait pas heureux s'il ne forgeait pas plusieurs choses à partir de quelque chose de chaud en même temps. " Le succès du scientifique a été largement contribué par le fait qu'il a tout d'abord formulé clairement le hypothèse initiale : maintenant qu’on savait déjà que les héréditaires sont localisés dans les chromosomes, il a été possible de répondre à la question de savoir si les modèles numériques établis Mendel? Mendel croyait à juste titre que de telles régularités seraient vraies si et seulement si les facteurs étudiés se combinaient indépendamment les uns des autres dans la formation des zygotes. Maintenant, sur la base de la théorie chromosomique de l'hérédité, il faut reconnaître que cela n'est possible que lorsque les gènes sont situés sur des chromosomes différents. Mais comme le nombre de ces derniers est faible par rapport au nombre de gènes, il fallait s'attendre à ce que des gènes situés sur un même chromosome passent ensemble des gamètes aux zygotes. Par conséquent, les traits correspondants seront hérités par des groupes. Cette hypothèse a été vérifiée par Morgan et ses collaborateurs K. Bridges et A. Sturtevant. Bientôt, un grand nombre de mutations diverses ont été découvertes chez la drosophile, c'est-à-dire des formes caractérisées par diverses caractéristiques héréditaires. Chez les mouches des fruits normales ou, comme le disent les généticiens, les mouches des fruits de type sauvage, la couleur du corps est gris-jaunâtre, les ailes sont grises, les yeux sont rouge brique foncé, les soies recouvrant le corps et les veines des ailes ont un disposition définie. Chez les mouches mutantes que l'on trouvait de temps à autre, ces signes étaient modifiés : le corps, par exemple, était noir, les yeux étaient blancs ou autrement colorés, les ailes étaient rudimentaires, etc. Certains individus portaient non pas une, mais plusieurs mutations immédiatement : par exemple, une mouche au corps noir pourrait, de plus, posséder des ailes rudimentaires. La variété des mutations a permis à Morgan de commencer des expériences génétiques. Tout d'abord, il a prouvé que les gènes situés sur le même chromosome se transmettent lorsqu'ils se croisent, c'est-à-dire qu'ils sont liés les uns aux autres. Un groupe de liaison de gènes est situé sur un chromosome. Morgan a également reçu une forte confirmation de l'hypothèse de la liaison des gènes dans les chromosomes dans l'étude de l'héritage dit lié au sexe. En déterminant que le gène de la couleur des yeux de Drosophila est situé sur le chromosome X et en suivant le comportement des gènes chez la progéniture de certains mâles et femelles, Morgan et ses collaborateurs ont obtenu un soutien solide à l'hypothèse de la liaison génétique. Pour ses travaux exceptionnels dans le domaine de la génétique, Morgan a reçu le prix Nobel en 1933. Dans les années XNUMX Vavilov a écrit: "Les lois de Mendel et Morgan ont formé la base des idées scientifiques modernes sur l'hérédité, sur lesquelles se fonde le travail de sélection, à la fois avec des organismes végétaux et animaux ... Parmi les biologistes du XNUMXe siècle, Morgan se distingue comme un brillant généticien expérimental , en tant que chercheur d'une portée exceptionnelle ». Auteur : Samin D.K.
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