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GÉNÉTIQUE LOIS OUBLIÉES Le XXe siècle s'ouvre sur un événement qui marqua une transformation profonde de toutes les branches des sciences biologiques.

Publié le 04/04/2015

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GÉNÉTIQUE LOIS OUBLIÉES Le XXe siècle s'ouvre sur un événement qui marqua une transformation profonde de toutes les branches des sciences biologiques. De façon indépendante et simultanée, Hugo de Vries (1848-1935), Karl Correns (1864-1933) et Erich Tschermak von Seysenegg (1871-1972), trois botanistes qui travaillaient sur le croisement de différentes variétés végétales (hybridation), découvrent le travail sur les lois de l'hérédité qu'un moine bohême, Gregor J. Mendel (1822-1884), a élaboré depuis environ trente ans, exposé à la Société de sciences naturelles de Brno et publié en 1865, en restant presque totalement ignoré. Ces lois simples et rigoureuses (hérédité) décrivent la façon dont, à travers les croisements, les caractères héréditaires se distribuent à partir d'un couple de « parents » dans les générations suivantes et établissent quelques faits importants : la contribution égale des deux parents, la conservation de la séparation des caractères parentaux, qui ne se mélangent pas entre eux, et l'existence de caractères dominants et récessifs. La connaissance des lois de Mendel donne une explication à la conservation de variétés individuelles à l'intérieur des populations, qui, dans l'hypothèse où les caractères se mélangeraient, devraient disparaître au cours des générations successives de croisements. Les lois de Mendel permettaient de donner un nouveau cadre théorique à un grand nombre de connaissances accumulées au cours des décennies précédentes. Pourtant, elles ne furent pas acceptées immédiatement, ni sans difficultés. Initialement et jusqu'à 1910 environ, elles commencèrent à se diffuser au sein de la communauté scientifique grâce à ceux qui, comme le biologiste anglais William Bateson (1861-1926), qui les défendaient contre d'autres qui n'acceptaient pas la vision discontinue et « particulaire » invoquée par Mendel pour expliquer les mécanismes génétiques, surtout en l'absence de preuves concrètes de l'existence de « facteurs » héréditaires. Cette première période est aussi définie comme celle de la « génétique formelle », parce que les facteurs héréditaires étaient considérés comme de pures entités abstraites, nécessaires pour établir les lois de distribution des caractères, et non comme des entités réelles, associées à une structure cellulaire spécifique. L'embryologiste américain Thomas H. Morgan (1866-1945), qui devait par la suite recevoir le prix Nobel en 1933 pour avoir démontré la valeur du schéma mendélien comme théorie générale de l'hérédité, qualifiait, dans un écrit de 1909, les explications mendéliennes d'« acrobaties conceptuelles hasardeuses », mettant l'accent sur « la nature purement formelle et arbitraire des formulations » et rappelant que les facteurs de Mendel ont seulement « une nature hypothétique ». Cette aversion était également due à une confusion fondamentale entre la particule héréditaire et le caractère qui lui était associé, qui se manifeste dans l'individu adulte. La distinction entre ce qui est aujourd'hui appelé phénotype, c'est-à-dire l'ensemble des caractères d'un organisme, et le génotype, c'est-à-dire l'ensemble des facteurs héréditaires qui sous-tendent ces caractères, fut révélée en 1911 par le botaniste danois Wilhelm Johannsen. Cette distinction amena à concevoir le gène (terme introduit par Johannsen en 1909) uniquement comme un facteur potentiellement producteur du caractère chez l'adulte, et éclaircit les concepts de récessivité et de dominance, rendant plus facilement acceptable la théorie de Mendel dans le contexte scientifique. 1 LA THÉORIE CHROMOSOMIQUE DE L'HÉRÉDITÉ La distinction établie par Wilhelm Johannsen entre gène et caractère posait des questions essentielles : quelle est la relation de l'un à l'autre ? De quelle façon les gènes contrôlent-ils la réalisation des caractères ? Les gènes ont-ils une réalité matérielle en vertu de laquelle cette relation pourrait être expliquée comme une interaction chimique ? Mendel lui-même, et après lui Johannsen et plusieurs autres chercheurs, s'était abstenu de toute hypothèse sur la nature physique du gène, considéré très souvent comme une pure notion théorique, utile pour faire des calculs, mais sans consistance matérielle. Il était nécessaire de dépasser cette phase de la génétique formelle pour ouvrir la voie aux grandes découvertes de notre siècle. Le passage de la génétique formelle à la localisation du gène à l'intérieur de structures matérielles se fit en vertu d'influences multiples. Il fut lié en particulier au développement de la théorie cellulaire, qui identifia dans la cellule l'unité structurale de la vie et le centre de l'ensemble des fonctions biologiques. Le tournant pour la génétique eut lieu quand commença l'étude des chromosomes à l'intérieur du noyau de la cellule. Les études sur la divi...

« 2 LA THÉORIE CHROMOSOMIQUE DE L’HÉRÉDITÉ La distinction établie par Wilhelm Johannsen entre gène et caractère posait des questions essentielles : quelle est la relation de l’un à l’autre ? De quelle façon les gènes contrôlent-ils la réalisation des caractères ? Les gènes ont-ils une réalité matérielle en vertu de laquelle cette relation pourrait être expliquée comme une interaction chimique ? Mendel lui-même, et après lui Johannsen et plusieurs autres chercheurs, s’était abstenu de toute hypothèse sur la nature physique du gène, considéré très souvent comme une pure notion théorique, utile pour faire des calculs, mais sans consistance matérielle.

Il était nécessaire de dépasser cette phase de la génétique formelle pour ouvrir la voie aux grandes découvertes de notre siècle.

Le passage de la génétique formelle à la localisation du gène à l’intérieur de structures matérielles se fit en vertu d’influences multiples.

Il fut lié en particulier au développement de la théorie cellulaire, qui identifia dans la cellule l’unité structurale de la vie et le centre de l’ensemble des fonctions biologiques.

Le tournant pour la génétique eut lieu quand commença l’étude des chromosomes à l’intérieur du noyau de la cellule. Les études sur la division cellulaire (cycle cellulaire) et, en particulier, la découverte des mécanismes de la mitose, jetaient une lumière nouvelle sur le rapport entre chromosomes et lois mendéliennes, mais on ne savait encore rien de la fonction des chromosomes.

Un certain nombre de recherches menées au tournant des XIX e et XX esiècles, comme celles de l’embryologiste Theodor Boveri et de Walter Sutton, à la Columbia University, laissaient penser que les chromosomes étaient les structures cellulaires chargées de la transmission héréditaire, mais tous les chercheurs ne souscrivaient pas à cette interprétation. LA GÉNÉTIQUE CHROMOSOMIQUE À partir de 1910, la recherche concernant les liens entre les expériences de croisement et le rôle des organismes fut dominée par les chercheurs américains, qui prenaient place dans la tradition de recherche en biologie cellulaire inaugurée par E.

B.

Wilson, à la Columbia University et par Thomas H.

Morgan (1866-1945) en particulier, qui avait été l’un des premiers critiques de Mendel. Les études de Morgan influencèrent une grande partie de la génétique dans les premières décennies du XX esiècle.

Sa première découverte, qui remonte aux années 10, montra qu’un caractère particulier, la couleur blanche des yeux de Drosophilia melanogaster , le moucheron du fruit, était toujours légué aux seuls mâles, et qu’il était donc lié au chromosome impliqué dans la détermination du sexe.

Cette découverte initiale fut suivie par de nombreuses confirmations expérimentales et la mise au point des cartes chromosomiques, c'est-à-dire de représentations graphiques de la localisation sur un certain chromosome des gènes qui régissent des caractères déterminés.

Les succès de Morgan furent favorisés aussi par le choix d’un organisme de laboratoire, la drosophile ou mouche du vinaigre, qui se reproduisait avec une rapidité extrême et permettait de recueillir dans un laps de temps très court, à chaque génération, de nouvelles données à analyser.

Entre-temps, s’étaient réunis autour de Morgan, qui travaillait dans le laboratoire dirigé par Wilson, à la Columbia University, d’autres brillants chercheurs, tels A.

H.

Sturtevant, Hermann J.

Muller et C.

B.

Bridges, qui en quelques années. »

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