Gregor Johan Mendel Botaniste autrichien (Heisendorf 1822,  Brno 1884)

Portrait de MendelGregor Mendel est aujourd’hui reconnu comme le père fondateur de la génétique, mais il n’en fut pas ainsi de son vivant. Les travaux de ce moine morave qui cultivait des pois dans un jardin expérimental n’intéressèrent tout d’abord pas grand monde. En 1866, alors que Mendel publie l’article retraçant dix années d’expériences d’hybridation chez les végétaux et l’adresse aux sociétés scientifiques des quatre coins du monde, les réactions sont mitigées, voire inexistantes. Le monde scientifique n’est pas prêt à reconnaître la qualité de ses résultats. Ce n’est qu’en 1900 que la publication de trois nouveaux articles signés Hugo de Vries, Carl Correns et Erich von Tschermark révèle des résultats similaires à ceux de Mendel. Les trois scientifiques reconnaissent aussitôt l’antériorité des travaux du moine-chercheur et le réhabilitent. La génétique est officiellement né, près de cinquante ans après l’élaboration des fameuses " lois de Mendel ".

Johann Gregor Mendel naît le 22 juillet 1822 à Heisendorf, petit village de Moravie, dans une famille de paysans encore sous le joug féodal. Doué pour les études, le jeune garçon est très vite remarqué par le curé du village qui décide de l’envoyer poursuivre ses études loin de chez lui. Mendel est obligé de travailler pour subvenir à ses besoins, le soutien de sa famille ne suffisant pas. En 1840, il rejoint l’Institut de Philosophie d’Olomouc afin d’y suivre deux années préparatoires à l’entrée à l’Université. Dans une situation économique précaire, Mendel trouve appui auprès de sa jeune sœur qui va jusqu’à renoncer à une partie de sa dot pour financer les études de son frère. A la fin de ces deux années, Mendel est découragé ; devoir lutter pour continuer ses études l’épuise physiquement et moralement. L’un de ses professeurs lui propose alors d’user de ses relations auprès de l’abbé Napp afin de le faire accepter au monastère de Brno. Mendel accepte l’offre et c’est ainsi qu’à vingt et un an, il choisit "une place dans la société qui lui épargne les rudesses de la lutte pour la vie". En septembre 1843, Mendel est reçu au noviciat du monastère de Brno ; il sera ordonné prêtre en 1848.

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, tâche qu’il apprécie beaucoup. Mais en 1849 paraît un nouveau décret obligeant tous les enseignants à prendre leur grade à l’Université. Mendel se rend à Vienne pour passer les examens : c’est l’échec. Loin de se laisser abattre, Mendel montre toujours plus de soif de connaissance ; sentant les capacités du moine, l’abbé Napp intervient en sa faveur afin d’obtenir une place d’étudiant à l’Université de Vienne. Mendel part donc en 1851 pour suivre les cours de l’Institut de Physique de Johann Christian Doppler ; il y étudie, en plus des matières obligatoires, la botanique, la physiologie végétale, l’entomologie, la paléontologie, etc, et suit même un enseignement de physique expérimentale auprès de Doppler lui-même. 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, Mendel est amené à s’intéresser aux théories de Franz Unger, professeur de physiologie végétale. Celui-ci préconise l’étude expérimentale du mode d’apparition des caractères des végétaux sur plusieurs générations successives afin de résoudre le problème de l’hybridation chez les végétaux. De retour au monastère, Mendel installe un jardin expérimental dans la cour et met sur pied le plan d’expériences visant à expliquer les lois de l’origine et de la formation des hybrides.

PoisLes chercheurs qui ont précédé dans l’étude des mécanismes de l’hérédité n’avaient abouti à rien parce qu’ils travaillaient sur des plantes présentant un grand nombre de caractères différents ; ils étaient ainsi incapables de dégager une logique dans la transmission héréditaire. Mendel, lui, innove par la grande rigueur de sa démarche scientifique. Il choisit de travailler sur des pois comestibles présentant sept caractères dont chacun peut se retrouver sous deux formes différentes, 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.

Expérience d'hybridationPour cela, il croise deux variétés dont l’une présente des graines lisses et l’autre des graines ridées. Les résultats montrent que tous les hybrides produits (génération F1) ont des graines lisses. La saison suivante, Mendel sème les graines hybrides lisses et obtient, par auto-fécondation, une génération F2 qui présentent à la fois des graines lisses et des graines ridées dans les proportions de 3 pour 1. Du fait que le caractère "ridé" soit réapparu à la seconde génération, sans intervention externe, Mendel déduit qu’il était resté présent dans l’hybride de manière latente. Comme le caractère "lisse" avait pris le pas sur le caractère "ridé", il appelle le premier "dominant", noté A, et le second "récessif", noté a. Il conclut que les hybrides reçoivent un facteur (allèle) de chacun des parents et rejette ainsi définitivement la notion d’hérédité par mélange : les caractères des végétaux sont des quantités discrètes. Appliquant des théories mathématiques à ses résultats, Mendel déduit que la génération hybride F1 présente un génotype Aa (phénotype = 100% caractère dominant) alors que le génotype de la génération F2 peut s’exprimer par la formule AA + 2 Aa + aa (phénotype = ¾ dominant, ¼ récessif). 

Il s’intéresse ensuite à la transmission de plusieurs caractères et énonce la deuxième loi de Mendel. Il montre par ses expériences que les caractères sont transmis de manière indépendante selon les mêmes rapports que ceux trouvés précédemment : une génération F1 phénotypiquement uniforme et une génération F2 présentant les proportions 9 : 3 : 3 : 1, combinaison des deux rapports 3 : 1. 

Mendel, après dix années de travaux minutieux, a ainsi posé les bases théoriques de la génétique et de l’hérédité moderne. En 1868 cependant, Mendel est élu supérieur de son couvent. Obligé de consacrer beaucoup de son temps aux devoirs de sa charges, il abandonne ses recherches très poussées sur l’hybridation des végétaux en 1873. 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 au final le domaine qu’il aura le plus longtemps étudié, de 1856 jusqu’à sa mort en 1884. Il est difficile de comprendre pourquoi les travaux révolutionnaire de Mendel passèrent inaperçus au moment de leur publication, mais on peut penser qu’il a manqué d’arguments de poids, comme la connaissance du support de l’hérédité - les chromosomes -, pour s’imposer face à la théorie de l’hérédité par mélange.

Pois jaunes et verts Pour les caractères de couleur, il est à noter que Mendel part avec des plantes homozygotes. Ce qui veut dire que chaque pois possède deux formes identiques (allèles) du gène pour cette caractéristique soit deux jaunes ou deux verts. Les plantes de la première génération sont toutes hétérozygotes. En d'autres termes elles ont héritées de deux allèles différents (un de chaque parent). Un caractère est dit dominant lorsqu'il apparaît dans le phénotype et le génotype de la première génération. Un caractère est dit récessif lorsqu'il n'apparaît pas dans le phénotype de la première génération, mais qu'il est présent dans le génotype.

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