Gregor Mendel
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2008-06-24T04:18:36Z
Ban
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/* Biographie */
{{voir homonymes|Mendel}}
{{Infobox biographie
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'''Johann Gregor Mendel''', [[moine]] et [[botanique|botaniste]] [[Autriche|Autrichien]] ([[22 juillet]] [[1822]] - [[6 janvier]] [[1884]]) est communément reconnu comme le père fondateur de la [[génétique]]. Il est à l'origine de ce qui est aujourd'hui appelé les [[lois de Mendel]], qui définissent la manière dont les [[gène]]s se transmettent de générations en générations.
== Biographie ==
Johann Mendel naît le 20 ou [[22 juillet]] [[1822]]<ref>Giannini A, ''Le rêve d'un jeune Tchèque'', Les génies de la science, 2008;35:20-23</ref> à Heinzendorf (Hynčice, district de [[Nový Jičín]]), petit village de [[Moravie]], dans une famille de paysans. Doué pour les études, mais de tendance dépressive qui lui vaudra de multiples indispositions dans la suite de sa carrière, le jeune garçon est très vite remarqué par le curé du village qui décide de l’envoyer poursuivre ses études loin de chez lui. En [[1840]], il rejoint l’Institut de philosophie d’[[Olomouc]] afin d’y suivre deux années préparatoires à l’entrée à l’Université. En septembre [[1843]], Mendel est reçu au noviciat du monastère de [[Brno]] où il prend le prénom de Gregor ; il sera ordonné prêtre en [[1847]]. Ce monastère est dirigé par Cyrill Franz Napp, un prélat scientifique et ouvert, et comporte, outre une bibliothèque fournie, un jardin botanique. Dès son arrivée au monastère, Mendel sent tout ce qu’un milieu culturel particulièrement stimulant peut apporter à ses aspirations. Il consacre tout son temps libre à l’étude des sciences naturelles. Parallèlement, il assure des enseignements scientifiques dans les collèges et lycées des environs mais rechigne aux tâches pastorales. En [[1849]], il accepte un poste d'enseignant dans une ville voisine mais échoue à deux reprises aux épreuves de l'examen d'aptitude à l'enseignement.
[[Image:StThomasAbbeyBrno.jpg|thumb|right|250px|Le monastère Saint Thomas, [[Brno]]]]Mendel part en [[1851]] pour suivre les cours, en tant qu'auditeur libre, de l’Institut de physique de [[Christian Doppler]] ; il y étudie, en plus des matières obligatoires, la [[botanique]], la physiologie végétale, l’[[entomologie]], la [[paléontologie]]. Durant deux années, il acquiert toutes les bases méthodologiques qui lui permettront de réaliser plus tard ses expériences. Au cours de son séjour à [[Vienne (Autriche)|Vienne]], Mendel est amené à s’intéresser aux théories de [[Franz Unger]], professeur de physiologie végétale. Celui-ci préconise l’étude expérimentale pour comprendre l’apparition des caractères nouveaux chez les végétaux au cours de générations successives. Il espère ainsi résoudre le problème que pose l’[[hybridation]] chez les végétaux.
De retour au monastère, Mendel installe un jardin expérimental dans la cour et dans la serre, en accord avec son abbé, et met sur pied un plan d’expériences visant à expliquer les lois de l’origine et de la formation des [[hybride]]s. Il choisit pour cela le [[pois]] qui a l'avantage d'être facilement cultivé avec de nombreuses variétés décrites. En [[1863]] une épidémie dévaste ses cultures et Mendel se tourne alors vers d'autres espèces. Il expose et publie les résultats de ces études en [[1865]] dans un article intitulé : ''[[s:Recherches sur des hybrides végétaux|Recherches sur des hybrides végétaux]]''. Après dix années de travaux minutieux, Mendel a ainsi posé les bases théoriques de la génétique et de l’hérédité moderne.
Son travail ne va pas susciter d'enthousiasme auprès de ses contemporains qui ont du mal à comprendre la formalisation mathématique de ses expériences. Très peu des scientifiques de son temps vont citer son travail et Mendel ne reçoit guère de réponses auprès des différents correspondants à qui il envoie un tiré-à-part. Parmi ces derniers, seul [[Carl Wilhem von Nägeli]], professeur de botanique à Münich, lui écrit, doutant d'ailleurs de certaines de ses conclusion.
En [[1868]], Mendel est élu supérieur de son couvent à la mort de l'abbé Napp. Obligé de consacrer beaucoup de son temps aux devoirs de sa charge, il abandonne ses recherches très poussées sur l’hybridation des végétaux. Il s’investit alors dans d’autres domaines plus compatibles avec ses obligations, notamment l’[[horticulture]] et l’[[apiculture]]. Il se passionne également pour la [[météorologie]] qui sera le domaine qu’il aura le plus longtemps étudié, de [[1856]] jusqu’à sa mort en [[1884]], faisant des relevés systématiques sur une longue durée et colligeant l'ensemble des résultats des stations météorologiques de son pays. Il sera d'ailleurs plus connu par ses contemporains pour son apport à cette matière que pour sa contribution à la génétique naissante.
En [[1883]], il commence à souffrir d'une probable [[insuffisance rénale]] qui va l'emporter un an plus tard.
== Les lois de Mendel ==
* Première loi : Uniformité des [[hybride|hybrides]] en première génération,
* Deuxième loi : Ségrégation indépendantes de plusieurs couples de caractères en seconde génération
<blockquote style="background: white; border: 1px solid black; padding: 1em;">
« cela correspond à la '''loi de pureté des gamètes''': chaque gamète ne contient toujours qu'un seul facteur héréditaire pour un caractère donné (une seul version de chaque gène). »<br style="clear:right;">
</blockquote>
cela s'explique par l'haploïdie des gamètes qui résulte de la méiose cellulaire spécifique à la gémétogénèse
* Troisième loi : Disjonction indépendante de caractères en F2
<blockquote style="background: white; border: 1px solid black; padding: 1em;">
« cela met l'accent sur le fait que les différentes versions d'un caractère se séparent et se réassortissent indépendamment de celle d'un autre caractère »<br style="clear:right;">
</blockquote>
=== Les connaissances antérieures ===
Les travaux, avant Mendel, pour tenter de comprendre les mécanismes de l’hérédité furent un échec. La raison en est que les hybrideurs travaillaient comme ils avaient toujours travaillé c’est-à-dire par essais et erreurs. Ils croisaient des individus présentant des caractères différents et choisissaient dans la descendance ceux qui correspondaient le mieux aux desiderata. Or ces procédures, très efficaces par ailleurs en sélection depuis l’origine préhistorique de l’élevage et de l’agriculture, ne permettaient pas une prédictivité des résultats et donc l’énoncé de lois.
L'ensemble de la communauté scientifique de l'époque soutenait le modèle de l'[[hérédité par mélange]] où les caractères possédés par un individu étaient intermédiaires entre ceux de ces deux parents (le croisement d'un parent blanc et d'un parent noir donnant par exemple un individu gris ou blanc et noir).
=== Les méthodes ===
[[Image:Mendel seven characters fr.svg|thumb|center|500px|Les caractères étudiés par Mendel]]{{clr}}
Mendel va choisir les géniteurs de façon différente. Tout d’abord il adopte comme modèle expérimental les petits pois (''[[petit pois|Pisum sativum]]''), plantes à fleurs dont la reproduction naturelle se fait par [[autofécondation]], permettant de contrôler l’[[hybridation]] et de produire rapidement un grand nombre de descendants.
* Il choisit d’étudier l’hérédité de pois comestibles présentant sept caractères dont chacun peut se retrouver sous deux formes alternatives, aisément identifiables :
** Forme et couleur de la graine, couleur de l’enveloppe, forme et couleur de la gousse, position des fleurs et longueur de la tige.
** La première expérience qu’il décrira dans son article consiste à étudier les résultats d’hybridation obtenus pour l’une des paires de caractères seulement. Par exemple, la «forme du pois» ([[phénotype|caractère phénotypique]] régit par un seul [[gène]]) qui existe selon deux variantes : graine lisse ou graine ridée (expression [[phénotype|phénotypique]] de chacun des 2 [[allèle]]s du gène que Mendel nomme facteur).
* Les pois se reproduisant naturellement par autofécondation, il arrive donc à sélectionner des [[lignées pures]] dont tous les individus possèdent toujours la même forme alternative, soit une lignée parentale à graines lisses (que l'on appellera P1, pour la suite du raisonnement) et l'autre à graines ridées (que l'on appellera P2). Il s'agit donc d'individus [[homozygote]]s pour le gène considéré, ils ne possèdent qu'un seul type d'allèle.
* Le croisement se fait en déposant du [[pollen]] d'une fleur de la lignée P1 sur le [[pistil]] d'une fleur de la lignée P2 (à laquelle il avait enlevée les [[étamine]]s pour éviter tous risques d'autofécondation). Il prend le soin de réaliser des fécondations réciproques (pollen de P2 sur pistil de P1) pour voir si les résultats sont identiques.
* Les individus obtenus par croisement de P1 et de P2 sont donc des hybrides (que l'on note habituellement [[Hybride F1|F1]]). Une deuxième génération appelée F2 est produite par reproduction naturelle (autofécondation) des F1.
* Il étudie successivement des lignées pures différant par un seul caractère ([[Hybride|monohybridisme]]) puis deux ([[Hybride|dihybridisme]]) et enfin trois ([[Hybride|trihybridisme]]).
=== Les résultats ===
* Pour la totalité des caractères étudiés, 100 % des hybrides obtenus sont identiques. Par exemple, le croisement d'un pois à graines lisses (P1) et d'un pois à graines ridées (P2) donne toujours une génération F1 où tous les individus sont des pois à graines lisses. Le facteur « graines ridées » est donc [[Transmission autosomique récessive|récessif]] par rapport au facteur « graines lisses » (qui est qualifié de [[Transmission autosomique dominante|dominant]]). C'est la '''première loi de Mendel''' dite d'''uniformité des hybrides de première génération''.
* En F2 (génération obtenue par autofécondation de F1), on peut démontrer par des expériences de [[croisement-test]], l'existence de trois génotypes différents :
** 50 % d'hétérozygotes (un allèle dominant associé à un allèle récessif) identiques aux parents (F1 = hybride),
** 25 % d'homozygotes dominants, de phénotype identique à celui des F1,
** 25 % d'homozygotes récessifs de phénotype différent de celui des F1.
C'est la '''deuxième loi de Mendel''' ou ''loi de disjonction'' des allèles qui est le résultat de la [[méiose]].
[[image:MendelShema.jpg|left|270 px|thumb|Schéma d'hybridation]]
* En dihybridisme, la distribution composite des 2 caractères (quatre phénotypes) est la combinaison de deux distributions monohybridiques indépendantes 3/4 '''[A]''' et 1/4 '''[a]'''
soit 9/16 '''[AB]''' 3/16 '''[Ab]''' 3/16 '''[aB]''' 1/16 '''[ab]'''.
C’est '''la troisième loi de Mendel''' dite d'''indépendance des caractères'' qui n'est pas applicables aux gènes liés.
Les résultats de trihybridismes (8 phénotypes) se prédisent aisément : 27 '''[ABC]''' 9 '''[ABc]''' 9 '''[AbC]''' 3 '''[Abc]''' 9 '''[aBC]''' 3 '''[aBc]''' 3 '''[abC]''' 1 '''[abc]'''.
En conclusion, Mendel propose que les caractéristiques héréditaires des vivants sont gouvernées chacune par une double commande (une paire d'allèles) et que seule une sur deux est transmise au descendant par chaque parent. C’est le fondement de la [[génétique]] qui va démarrer au début du {{XXe siècle}}. Du même coup, avec les premiers pas d’une biologie quantitative se développeront les [[statistique]]s . Il publie ses travaux en [[1865]] dans « Experiments in Plant Hybridization ».
== Redécouverte des lois de Mendel ==
L'ensemble de ses archives est brulé par l'abbé Anselm Rambousek, le successeur de Mendel au monastère, quelques jours à peine après sa mort.
Au début du {{s-|XX|e}}, le Néerlandais [[Hugo de Vries]], l'Allemand [[Carl Erich Correns]] et l'Autrichien [[Erich von Tschermak-Seysenegg|Erich von Tschermak]] redécouvrent de façon indépendante les lois de l'hérédité, et reconnaissent en Mendel leur découvreur. Cette reconnaissance tardive (près de 35 ans après la publication de Mendel) aurait été mise en avant afin de n'accorder aucune prééminence à l'un des trois botanistes qui ont publié presque simultanément sur le même sujet<ref>Giannini A, ''Trente-cinq ans plus tard'', Les génies de la science, 2008;35:72-78</ref>. Spécialisé dans les recherches sur l'hérédité, Gregor Mendel (1822-1884) avait énoncé, après une série d'expériences sur l'hybridation du pois, un certain nombre de lois sur la transmission des caractères distinctifs. Ses résultats sont rapidement répliqués et validés.
Cependant une période de [[controverse scientifique]] initiée principalement par [[William Bateson]] et [[Karl Pearson]] s'est ensuivie à propos de l'importance de la théorie mendélienne.
En 1918, [[Ronald Fisher]] utilise la génétique mendélienne pour établir la base théorique de la synthèse moderne de la biologie évolutive, mais critique néanmoins les méthodes : particulièrement les résultats des F2 (deuxième génération) qui ne peuvent pas être exactement de 3 pour 1. Il accuse Mendel d'avoir enjolivé ses résultats (en ne connaissant pas l'importance du test en aveugle) mais ce désaccord sur les méthodes ne peut nier l'importance du phénomène mis en évidence par Mendel : la disjonction des allèles lors de la méiose et leurs recombinaisons lors de la fécondation.
==Notes et références==
<references />
== Sources ==
{{Autres projets|s=Gregor Mendel|q=|commons=Gregor Mendel}}
*Giannini A, ''Mendel'', Les génies de la science, 2008;35
* [http://www.fundp.ac.be/bioscope/1886_mendel/mendel.html Biographie ]
* Orel V., Armogathe J.R. Mendel, un inconnu célèbre. Paris : Belin, 1985.
*les deux articles suivants discutent de la vie de Gregor Mendel et son consultables sur le web
**Nivet C.'' Une maladie énigmatique dans la vie de Gregor Mendel''. Médecine/ Sciences 20, 1050-3, 2004.
**Nivet C. 1848 : ''Gregor Mendel, le moine qui voulait être citoyen''.Médecine /Sciences 22, 430-433, 2006
== Articles connexes ==
L'[[Université Mendel]] de [[Brno]] est renommée en 1994 en son honneur.
{{Botan.|Mendel}}
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