Sciences & Techniques: Les Expériences de Mendel

« ce bref succès d'estime, les deux exposés de Mendel trouvent leur place, l'année suivante, dans les Comptes rendusde cette société sous le titre : Recherches sur les hybrides végétaux .

Mendel en reçut quarante tirés à part, et les fit parvenir à quelques correspondants importants. Tel fut le destin modeste du texte universellement considéré aujourd'hui comme fondateur de la génétique.

Au débutde XXe siècle, bien après la mort de Mendel, cet article allait devenir immensément célèbre.

Traduit dans toutes leslangues, il fut alors exhumé comme la première démonstration, définitive et limpide, des principes de l'hérédité, qu'onappellera donc "lois de Mendel". Mais un regard plus attentif est tout de suite frappé par le fait que Mendel, dans son article, ne prétend nullementparler d'hérédité, au sens où on l'entendait à son époque, à savoir l'héritage global transmis des parents auxenfants.

Pourquoi sommes-nous spontanément tentés d'y reconnaître nos connaissances modernes des mécanismesde reproduction sexuée ? C'est ce que, en même temps que nous suivrons pas à pas les expériences de GregorMendel, nous tenterons d'expliquer. L'article de Mendel se présentait modestement comme une étude sur la descendance des hybrides végétaux.

Lecroisement artificiel d'espèces ou de variétés différentes est en effet relativement aisé dans le monde végétal.

Si lafécondation réussit, on obtient des hybrides souvent fertiles.

Cependant, ces derniers sont instables : quand on leslaisse se reproduire par autofécondation (ou quand on les croise entre eux), les descendants ne sont pashomogènes comme dans une espèce fixée.

On trouve des plantes très diverses, présentant toutes sortes decombinaisons de caractères ancestraux.

De plus, les hybrides abandonnés à l'état sauvage semblent "retourner"vers leurs espèces parentales.

Ce sont ces phénomènes que Gregor Mendel se proposait de décrire avec un peu plusde rigueur que ses prédécesseurs, dont Kœlreuter, Gaertner, Herbert, Lecoq et Wichura. Les expériences de Mendel commencèrent par un choix à faire : celui de la plante.

Mendel ne s'en remit passeulement à son intuition.

Avant lui, Gaertner et surtout, d'habiles sélectionneurs anglais comme Andrew Knight,Alexander Seton et John Goss avaient déjà reconnu dans le pois comestible ( Pisum sativum ) une espèce dont le croisement est assez facile à contrôler et les variétés aisées à reconnaître.

Robuste et bien connu des jardiniers, lepetit pois cultivé constitue une espèce ( sativum ) à l'intérieur d'un genre ( Pisum ) où les croisements entre variétés, voire entre sous-espèces, sont le plus souvent fertiles.

De plus, le contrôle de la reproduction y est relativementfacile.

Si on laisse la plante se développer seule, elle fructifie par autofécondation : dans la fleur hermaphrodite, lepollen tombe sur le stigmate et féconde l'ovaire, qui développe entre quatre et douze graines.

A la différence desespèces allogames, aucun échange avec une autre fleur ou une autre plante n'est nécessaire et, qui plus est, lafécondation a lieu dans le bouton, avant même que la carène de la fleur ne s'ouvre.

Seuls quelques rares insectes,comme l'abeille xylocope, sont capables de la percer et d'y importer éventuellement un pollen étranger. De la même façon un horticulteur averti pouvait, en intervenant précocement sur la fleur, réaliser des croisementscontrôlés.

Knight, par exemple, ouvrait les boutons de pois, les castrait, et déposait le pollen de la variété qu'ildésirait croiser sur le stigmate de sa plante d'expérience.

Mendel, informé de cette commodité par les écrits deGaertner, ne procèdera pas autrement.

Voici ce qu'il écrit au début de son mémoire : "La fécondation artificielle (de Pisum) est certainement assez minutieuse, mais elle réussit cependant presquetoujours.

Pour la pratiquer, on ouvre le bouton encore incomplètement développé, on écarte la carène et onenlève chaque étamine avec précaution au moyen d'une petite pince ; après quoi l'on peut aussitôt recouvrir lestigmate de pollen étranger ." Les hybrides ainsi réalisés entre différentes souches du petit pois sont parfaitement fertiles. Deuxième avantage : les différentes variétés de Pisum présentent ce que Mendel nomme des "caractères différentiels constants".

Qu'est-ce à dire ? Un "caractère constant", c'est le contraire d'un accident.

C'est unaspect observable de la plante (couleur, forme, taille) ou d'une de ses parties que l'on retrouve, en conditionsnormales, identique à lui-même chez les descendants de la plante.

Il caractérise une souche pure.

Ce caractèrepeut être utilisé de manière "différentielle" lorsqu'il s'oppose à un autre présent dans une autre variété : on dira, parexemple, qu'une gousse de petit pois est droite ou tordue.

Elle peut être plus ou moins tordue, mais difficilement lesdeux à la fois.

Or, le genre Pisum a apparemment l'avantage de présenter un assez grand nombre de variations constantes, nettes, faciles à reconnaître et localisées en des parties différentes de la plante : il y a des variétés àgraines jaunes, d'autres à graines vertes, des variétés grimpantes, d'autres très courtes, des variétés à fleurmauve, d'autres à fleur blanche etc.

Ce sont là les marqueurs que Mendel va choisir avec soin pour son travail sur ledestin des hybrides. Signalons au passage, que Mendel ne les appelle pas "variétés" mais "espèces", bien que la définition biologique del'espèce comme ensemble d'individus pouvant se croiser ne soit pas compatible avec son propos, puisqu'il s'agit,pour lui, de réaliser des hybridations fertiles.

D'un autre côté, les définitions fondées sur la ressemblance se heurtentà un autre problème : " Si l'on voulait employer dans toute sa rigueur la notion d'espèce , écrit-il, d'après laquelle n'appartiennent à une espèce que les individus qui, toutes choses égales par ailleurs, présentent des caractèresabsolument semblables, on ne pourrait ranger deux de ces individus dans la même espèce ".

Il semble qu'à l'époque, certains naturalistes admettaient l'existence de plusieurs espèces de pois domestique ( quadratum, saccharatum , etc.), ce qui n'est plus tout à fait le cas aujourd'hui.

Mendel, lui, pour résoudre la question, appelle "espèce" toutesouche pure porteuse d'un caractère constant qui l'intéresse.. »