Gregor Mendel - Gregor Mendel


Gregor Mendel

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Née
Johann Mendel

( 1822-07-20 )20 juillet 1822
Heinzendorf bei Odrau , Silésie , Empire autrichien (aujourd'hui Hynčice , République tchèque)
Décédés 6 janvier 1884 (1884-01-06)(61 ans)
Brünn , Moravie , Autriche-Hongrie (aujourd'hui Brno , République tchèque)
Nationalité autrichien
mère nourricière Université d'Olomouc
Université de Vienne
Connu pour Créer la science de la génétique
Carrière scientifique
Des champs La génétique
Établissements Abbaye Saint-Thomas
Carrière ecclésiastique
Religion Christianisme
Église église catholique
Ordonné 25 décembre 1846

Gregor Johann Mendel ( / m ɛ n d əl / ; tchèque : Řehoř Jan Mendel , 20 Juillet 1822-6 Janvier 1884) était un météorologue, mathématicien, biologiste, augustinien cordelier et abbé de l' abbaye de Saint - Thomas à Brno , Margraviate de Moravie . Mendel est né dans une famille germanophone de la partie silésienne de l' Empire autrichien (aujourd'hui République tchèque ) et a été reconnu à titre posthume comme le fondateur de la science moderne de la génétique . Bien que les agriculteurs savaient depuis des millénaires que le croisement d'animaux et de plantes pouvait favoriser certains traits souhaitables , les expériences sur les pois de Mendel menées entre 1856 et 1863 ont établi de nombreuses règles de l' hérédité , maintenant appelées lois de l'héritage mendélienne .

Mendel a travaillé avec sept caractéristiques des plants de pois : la hauteur de la plante, la forme et la couleur des gousses, la forme et la couleur des graines, et la position et la couleur des fleurs. Prenant comme exemple la couleur des graines, Mendel a montré que lorsqu'un pois jaune de race pure et un pois vert de race pure étaient croisés, leur progéniture produisait toujours des graines jaunes. Cependant, dans la génération suivante, les pois verts sont réapparus dans un rapport de 1 vert pour 3 jaune. Pour expliquer ce phénomène, Mendel a inventé les termes « récessif » et « dominant » en référence à certains traits. Dans l'exemple précédent, le trait vert, qui semble avoir disparu dans la première génération filiale, est récessif et le jaune est dominant. Il a publié son travail en 1866, démontrant les actions de "facteurs" invisibles - maintenant appelés gènes - pour déterminer de manière prévisible les traits d'un organisme.

La signification profonde de l'œuvre de Mendel n'a été reconnue qu'au tournant du 20e siècle (plus de trois décennies plus tard) avec la redécouverte de ses lois. Erich von Tschermak , Hugo de Vries et Carl Correns ont vérifié indépendamment plusieurs des découvertes expérimentales de Mendel en 1900, inaugurant l'ère moderne de la génétique.

vie et carrière

Mendel est né dans une famille tchèque germanophone à Hynčice ( Heinzendorf bei Odrau en allemand ), à la frontière entre la Moravie et la Silésie , Empire autrichien (maintenant partie de la République tchèque ). Il était le fils d'Anton et Rosine (Schwirtlich) Mendel et avait une sœur aînée, Veronika, et une cadette, Theresia. Ils vivaient et travaillaient dans une ferme qui appartenait à la famille Mendel depuis au moins 130 ans (la maison où Mendel est né est maintenant un musée consacré à Mendel). Pendant son enfance, Mendel a travaillé comme jardinier et a étudié l' apiculture . Jeune homme, il fréquente le gymnase d' Opava (appelé Troppau en allemand). Il a dû prendre quatre mois de congé pendant ses études au gymnase pour cause de maladie. De 1840 à 1843, il étudie la philosophie et la physique pratiques et théoriques à l'Institut philosophique de l' université d'Olomouc , prenant une autre année sabbatique pour cause de maladie. Il luttait également financièrement pour payer ses études, et Theresia lui donna sa dot. Plus tard, il a aidé à subvenir aux besoins de ses trois fils, dont deux sont devenus médecins.

Il est devenu moine en partie parce que cela lui a permis d'obtenir une éducation sans avoir à la payer lui-même. En tant que fils d'un fermier en difficulté, la vie monastique, selon ses mots, lui a épargné « l'angoisse perpétuelle d'un moyen de subsistance ». Né Johann Mendel, il reçut le nom de Gregor ( Řehoř en tchèque) lorsqu'il rejoignit les moines augustins .

Lorsque Mendel est entré à la Faculté de philosophie, le Département d'histoire naturelle et d'agriculture était dirigé par Johann Karl Nestler qui a mené des recherches approfondies sur les traits héréditaires des plantes et des animaux, en particulier des moutons. Sur la recommandation de son professeur de physique Friedrich Franz , Mendel entra à l' abbaye augustinienne Saint-Thomas de Brno (appelée Brünn en allemand) et commença sa formation de prêtre. Mendel a travaillé comme enseignant suppléant au secondaire. En 1850, il échoue à la partie orale, la dernière des trois parties, de ses examens pour devenir professeur certifié au lycée. En 1851, il a été envoyé à l' Université de Vienne pour étudier sous le parrainage de l' abbé Cyril František Napp  [ cz ] afin qu'il puisse obtenir une éducation plus formelle. A Vienne, son professeur de physique était Christian Doppler . Mendel retourna dans son abbaye en 1853 en tant que professeur, principalement de physique. En 1856, il passe l'examen pour devenir professeur certifié et échoue à nouveau à l'oral. En 1867, il remplace Napp comme abbé du monastère.

Après avoir été élevé au rang d'abbé en 1868, ses travaux scientifiques ont en grande partie pris fin, Mendel étant devenu surchargé de responsabilités administratives, en particulier un différend avec le gouvernement civil au sujet de sa tentative d'imposer des taxes spéciales aux institutions religieuses. Mendel est décédé le 6 janvier 1884, à l'âge de 61 ans, à Brno , Moravie , Autriche-Hongrie (actuelle République tchèque), d'une néphrite chronique . Le compositeur tchèque Leoš Janáček a joué de l'orgue lors de ses funérailles. Après sa mort, l'abbé successeur a brûlé tous les papiers de la collection de Mendel, pour marquer la fin des différends sur la fiscalité.

Contributions

Expériences sur l'hybridation des plantes

Phénotypes dominants et récessifs. (1) Génération parentale. (2) Génération F1. (3) Génération F2.

Gregor Mendel, connu comme le "père de la génétique moderne", a choisi d'étudier la variation des plantes dans le jardin expérimental de 2 hectares de son monastère.

Après des expériences initiales avec des plants de pois, Mendel s'est décidé à étudier sept traits qui semblaient être hérités indépendamment des autres traits : la forme des graines, la couleur des fleurs, la teinte du tégument, la forme des gousses, la couleur des gousses non mûres, l'emplacement des fleurs et la hauteur de la plante. Il s'est d'abord concentré sur la forme des graines, qui était soit angulaire, soit ronde. Entre 1856 et 1863 Mendel a cultivé et testé quelque 28 000 plantes, dont la majorité étaient des plantes de pois ( Pisum sativum ). Cette étude a montré que, lorsque différentes variétés pures étaient croisées entre elles (par exemple, des plantes hautes fertilisées par des plantes courtes), à la deuxième génération, une plante de pois sur quatre avait des traits récessifs de race pure , deux sur quatre étaient des hybrides , et un sur quatre était une race dominante . Ses expériences l'ont amené à faire deux généralisations, la loi de la ségrégation et la loi de l'assortiment indépendant , plus tard connues sous le nom de lois de Mendel sur l'héritage.

Première réception de l'œuvre de Mendel

Mendel a présenté son article, " Versuche über Pflanzenhybriden " (" Expériences sur l'hybridation des plantes "), lors de deux réunions de la Société d'histoire naturelle de Brno en Moravie les 8 février et 8 mars 1865. Il a généré quelques rapports favorables dans les journaux locaux, mais a été ignoré par la communauté scientifique. Lorsque l'article de Mendel a été publié en 1866 dans Verhandlungen des naturforschenden Vereines à Brünn , il était essentiellement considéré comme une question d'hybridation plutôt que d'héritage, avait peu d'impact et n'était cité qu'environ trois fois au cours des trente-cinq années suivantes. Son article a été critiqué à l'époque, mais est maintenant considéré comme un ouvrage fondateur. Notamment, Charles Darwin n'était pas au courant de l'article de Mendel, et il est envisagé que s'il en avait eu connaissance, la génétique telle qu'elle existe aujourd'hui aurait pu s'installer beaucoup plus tôt. La biographie scientifique de Mendel fournit ainsi un exemple de l'échec d'innovateurs obscurs et très originaux à recevoir l'attention qu'ils méritent .

Redécouverte de l'œuvre de Mendel

Une quarantaine de scientifiques ont écouté les deux conférences révolutionnaires de Mendel, mais il semblerait qu'ils n'aient pas compris son travail. Plus tard, il entretint également une correspondance avec Carl Nägeli , l'un des principaux biologistes de l'époque, mais Nägeli n'apprécia pas non plus les découvertes de Mendel. Parfois, Mendel a dû entretenir des doutes sur son travail, mais pas toujours : « Mon heure viendra », aurait-il dit à un ami, Gustav von Niessl.

Au cours de la vie de Mendel, la plupart des biologistes avaient l'idée que toutes les caractéristiques étaient transmises à la génération suivante en mélangeant l'héritage , dans lequel les traits de chaque parent sont moyennés. Des exemples de ce phénomène sont maintenant expliqués par l'action de plusieurs gènes avec des effets quantitatifs . Charles Darwin a essayé sans succès d'expliquer l'hérédité par une théorie de pangenèse . Ce n'est qu'au début du 20e siècle que l'importance des idées de Mendel a été prise en compte.

En 1900, la recherche visant à trouver une théorie réussie de l'héritage discontinu plutôt que de mélanger l'héritage a conduit à une duplication indépendante de son travail par Hugo de Vries et Carl Correns , et à la redécouverte des écrits et des lois de Mendel. Les deux ont reconnu la priorité de Mendel, et il est probable que de Vries n'a compris les résultats qu'il avait trouvés qu'après avoir lu Mendel. Bien qu'Erich von Tschermak ait été à l'origine également crédité de la redécouverte, cela n'est plus accepté car il ne comprenait pas les lois de Mendel . Bien que de Vries se soit plus tard désintéressé du mendélisme, d'autres biologistes ont commencé à établir la génétique moderne en tant que science. Ces trois chercheurs, chacun d'un pays différent, ont publié leur redécouverte des travaux de Mendel en l'espace de deux mois au printemps 1900.

Les résultats de Mendel ont été rapidement reproduits et la liaison génétique a rapidement été établie. Les biologistes ont afflué à la théorie ; même s'il n'était pas encore applicable à de nombreux phénomènes, il cherchait à donner une compréhension génotypique de l'hérédité qui, selon eux, faisait défaut dans les études antérieures sur l'hérédité, qui s'étaient concentrées sur les approches phénotypiques . La plus importante de ces approches précédentes était l' école biométrique de Karl Pearson et WFR Weldon , qui était fortement basée sur des études statistiques de variation phénotypique. L'opposition la plus forte à cette école est venue de William Bateson , qui a peut-être fait le plus dans les premiers jours de faire connaître les avantages de la théorie de Mendel (le mot « génétique », et une grande partie des autres terminologies de la discipline, provenaient de Bateson). Ce débat entre biométriciens et mendéliens fut extrêmement vigoureux dans les deux premières décennies du XXe siècle, les biométriciens revendiquant une rigueur statistique et mathématique, alors que les mendéliens revendiquaient une meilleure compréhension de la biologie. La génétique moderne montre que l'hérédité mendélienne est en fait un processus intrinsèquement biologique, bien que tous les gènes des expériences de Mendel ne soient pas encore compris.

Au final, les deux approches ont été combinées, notamment par les travaux menés par RA Fisher dès 1918. La combinaison, dans les années 1930 et 1940, de la génétique mendélienne avec la théorie de la sélection naturelle de Darwin a abouti à la synthèse moderne de la biologie évolutive .

D'autres expériences

Mendel a commencé ses études sur l'hérédité en utilisant des souris. Il était à l'abbaye Saint-Thomas mais son évêque n'aimait pas qu'un de ses frères étudie le sexe animal, alors Mendel s'est tourné vers les plantes. Mendel a également élevé des abeilles dans une maison d'abeilles qui a été construite pour lui, en utilisant des ruches qu'il a conçues. Il a également étudié l' astronomie et la météorologie , fondant la « Société météorologique autrichienne » en 1865. La majorité de ses travaux publiés étaient liés à la météorologie.

Mendel a également expérimenté l' épervière ( Hieracium ) et les abeilles mellifères . Il a publié un rapport sur ses travaux avec l'épervière, un groupe de plantes d'un grand intérêt pour les scientifiques à l'époque en raison de leur diversité. Cependant, les résultats de l'étude de l'hérédité de Mendel dans les épervières étaient différents de ses résultats pour les pois ; la première génération était très variable et nombre de leurs descendants étaient identiques au parent maternel. Dans sa correspondance avec Carl Nägeli, il a discuté de ses résultats mais n'a pas été en mesure de les expliquer. Ce n'est qu'à la fin du XIXe siècle que l'on s'est rendu compte que de nombreuses espèces d'épervière étaient apomictiques , produisant la plupart de leurs graines par un processus asexué.

Aucun de ses résultats sur les abeilles n'a survécu, à l'exception d'une mention en passant dans les rapports de la Moravian Apiculture Society. Tout ce que l'on sait avec certitude, c'est qu'il utilisait des abeilles cypriennes et carnioliennes, qui étaient particulièrement agressives pour l'agacement des autres moines et visiteurs du monastère, de sorte qu'on lui a demandé de s'en débarrasser. Mendel, quant à lui, aimait ses abeilles et les appelait « mes petits animaux les plus chers ».

Il a également décrit de nouvelles espèces végétales , et celles-ci sont désignées par l' abréviation d'auteur botanique "Mendel".

Paradoxe mendélien

En 1936, Ronald Fisher , un éminent statisticien et généticien des populations, a reconstitué les expériences de Mendel, analysé les résultats de la génération F2 (seconde filiale) et trouvé le rapport phénotypes dominants/récessifs (par exemple pois jaunes contre verts ; pois ronds contre pois ridés) à être de manière invraisemblable et systématiquement trop proche du rapport attendu de 3 pour 1. Fisher a affirmé que "les données de la plupart, sinon de toutes, des expériences ont été falsifiées de manière à être en accord étroit avec les attentes de Mendel", les observations présumées de Mendel, selon Fisher , étaient "abominables", "choquantes" et "cuites".

D'autres chercheurs sont d'accord avec Fisher pour dire que les diverses observations de Mendel se rapprochent inconfortablement des attentes de Mendel. L'AWF Edwards , par exemple, remarque : « On peut applaudir le joueur chanceux ; mais quand il a encore de la chance demain, et le lendemain, et le jour suivant, on est en droit de devenir un peu méfiant ». Trois autres éléments de preuve appuient également l'affirmation selon laquelle les résultats de Mendel sont en effet trop beaux pour être vrais.

L'analyse de Fisher a donné naissance au paradoxe mendélien : les données rapportées par Mendel sont, statistiquement parlant, trop belles pour être vraies, mais « tout ce que nous savons sur Mendel suggère qu'il était peu probable qu'il se livre à une fraude délibérée ou à un ajustement inconscient de ses observations ». De nombreux auteurs ont tenté de résoudre ce paradoxe.

Une tentative d'explication invoque un biais de confirmation . Fisher a accusé les expériences de Mendel comme « fortement biaisées dans le sens de l'accord avec les attentes… pour donner à la théorie le bénéfice du doute ». Dans son article de 2004, JW Porteous a conclu que les observations de Mendel étaient en effet invraisemblables. Cependant, la reproduction des expériences a démontré qu'il n'y a pas de biais réel envers les données de Mendel.

Une autre tentative pour résoudre le paradoxe mendélien note qu'un conflit peut parfois survenir entre l'impératif moral d'un récit sans parti pris de ses observations factuelles et l'impératif encore plus important de faire progresser les connaissances scientifiques. Mendel s'est peut-être senti obligé de « simplifier ses données afin de répondre à des objections éditoriales réelles ou redoutées ». Une telle action pourrait être justifiée pour des raisons morales (et donc fournir une résolution au paradoxe mendélien), puisque l'alternative – refuser de se conformer – aurait pu retarder la croissance des connaissances scientifiques. De même, comme tant d'autres innovateurs obscurs de la science, Mendel, un innovateur peu connu issu de la classe ouvrière, a dû « briser les paradigmes cognitifs et les préjugés sociaux de son public. Si une telle percée « pouvait être mieux réalisée en omettant délibérément certaines observations de son rapport et en ajustant d'autres pour les rendre plus acceptables pour son auditoire, de telles actions pourraient être justifiées pour des raisons morales ».

Daniel L. Hartl et Daniel J. Fairbanks rejettent catégoriquement l'argument statistique de Fisher, suggérant que Fisher a mal interprété les expériences de Mendel. Ils estiment qu'il est probable que Mendel ait marqué plus de 10 descendants et que les résultats correspondent aux attentes. Ils concluent: "L'allégation de Fisher de falsification délibérée peut enfin être écartée, car une analyse plus approfondie s'est avérée non étayée par des preuves convaincantes." En 2008, Hartl et Fairbanks (avec Allan Franklin et AWF Edwards) ont écrit un livre complet dans lequel ils ont conclu qu'il n'y avait aucune raison d'affirmer que Mendel a fabriqué ses résultats, ni que Fisher a délibérément tenté de diminuer l'héritage de Mendel. La réévaluation de l'analyse statistique de Fisher, selon ces auteurs, réfute également la notion de biais de confirmation dans les résultats de Mendel.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires

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    • Traduit par Zasshu shokubutsu no kenkyū. Tsuketari Menderu shōden . Tōkyō : Iwanami Shoten, Shōwa 3 [1928]. 100 pp. Traduit par Yuzuru Nagashima comme Menderu no shōgai . Tōkyō : Sōgensha, Shōwa 17 [1942]. La tanière de Menderu . Tōkyō : Tōkyō Sōgensha, 1960.
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Liens externes