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. 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 connaissances ; 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.

Les résultats de Mendel n'ont pas eu, à son époque, un grand retentissement dans le domaine scientifique, notamment parce qu'il lui manquait des arguments convaincants (en particulier, la connaissance du support physique de l'hérédité : les chromosomes) pour s'imposer face à la théorie alors en vogue, celle de l'hérédité par mélange. Ses résultats ont été redécouverts en 1900 par Hugo De Vries, Carl Correns et Erich Tschermack. En 1868, Mendel est élu supérieur de son couvent. Obligé de consacrer beaucoup de son temps aux devoirs de sa charge, 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, 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 existe maintenant à Brno un musée Mendel, dans lequel sa vie est racontée.

Gregor Mendel, peut être considéré comme le père de la génétique expérimentale. Il fut le premier à comprendre les lois régissant la transmission des caractères héréditaires. Notamment grâce à l'étude de la transmission de caractères dans la descendance d'hybrides, il découvre des résultats qui contribueront à changer cette conception de l'hérédité.

 





Tout d'abord, un contexte particulier, celui du 19ème siècle, des savants comme Pasteur, Darwin, Mendel... Un siècle de découvertes mais où l'on croit à l'hérédité directe et à l'hérédité par mélange : les caractères transmis par les deux parents se mélangent et le descendant a donc des caractères intermédiaires entre ceux de ses parents. En étudiant la transmission de caractères dans la descendance d'hybrides, il découvre des résultats qui contribueront à changer cette conception de l'hérédité.

Mendel utilise une méthodologie nouvelle. Il choisit, pour plusieurs raisons, le petit pois. Premièrement, le petit pois se reproduit normalement par autofécondation (alors que la fleur est encore fermée, ce qui protège le pistil des pollens étrangers). Secondement, la fécondation croisée est réalisable et les hybrides obtenus sont fertiles. Mendel sélectionne des plantes dont les caractères différentiels, ou « traits », sont bien distincts et stables, c'est-à-dire transmis sans changement sur plusieurs générations : ce sont des lignées pures. Des hybridations, organisées à grande échelle pour éliminer les effets du hasard, permettent à Mendel d'examiner et de compter un grand nombre de descendants sur plusieurs générations. L'analyse statistique des résultats le conduit à formuler des hypothèse testées par d'autres

 

expériences.

Dans un premier temps, Mendel fait des expériences de monohybridisme. Dans toutes les expériences d'hybridation entre plantes de lignée pure différant par un seul trait constant, la première génération, ou F1, est composée de plantes présentant toutes le trait d'un seul des deux parents. Ces plantes F1 produisent par autofécondation une génération F2 dan laquelle ¾ des plantes ont le trait parental transmis aux F1 et ¼ des plantes ont l'autre trait parental. Le trait visible chez les F1 est dominant, celui qui réapparait seulement en F2 est récessif. Mendel en conclut que chez l'hybride F1 le trait dominant apparent et le trait récessif masqué sont réunis mais restent distincts; ils se disjoignent au moment de la méiose puis se ré-associent au hasard à la fécondation. Il y a ségrégation indépendante des caractères héréditaires. Cette conclusion est validée par les résultats d'auto-fécondation des F2 et des générations suivantes.

Dans un second temps, Mendel fait des expériences de dihybridisme. Il pratique des hybridations entre plantes de lignées pures différant par deux couples de caractères (la forme et la couleurs des graines, par exemple) pour vérifier la règle établie par les expériences précédentes. Après l'observation des résultats de F2, il conçoit l'idée de croisements-tests pour connaître la composition des cellules polliniques et ovulaires. Là aussi, il montre qu'elles ne contiennent qu'un seul des deux traits pour chaque caractère. Il en déduit que ces deux couples de caractères se disjoignent dans les gamètes et se ré-associent indépendamment l'un de l'autre ; c'est la ségrégation indépendante des couples de caractères héréditaires.

Nous allons donc vers une nouvelle conception de l'hérédité. L'absence d'hybrides avec des caractères intermédiaires entre ceux des parents et la réapparition du trait récessif intact en F2 réfutent l'idée d'une hérédité par mélange. En suggérant que les caractères sont transmis comme des unités distinctes, Mendel introduit l'idée d'un support matériel pour chacun des caractères héréditaires ; c'est le concept d'hérédité particulaire. Ce support symbolisé par Mendel par des lettres reste longtemps désigné par différents termes : facteur, unité, élément mendélien. On sait maintenant qu'il correspond au gène. D'autre part, si chaque caractère est déterminé par un support matériel, l'hérédité ne peut plus résulter de la transmission de petits granules contenant les structures préformées des différents organes : l'hérédité est indirecte. A une époque où cela n'avait pas encore été observé, et contre l'opinion de certains scientifiques, Mendel suggère que la fécondation est la fusion d'un grain de pollen et d'un ovule en une seule cellule. Malgré une large diffusion dans la communauté scientifique, les travaux de Mendel restent ignorés, en partie faute de connaissances cytologiques : les mécanisme de la méiose et l'existence de chromosomes ne sont pas encore connus et les facteurs mendéliens restent théoriques.

Il publie sous la forme d'un article ses travaux en 1886 mais c'est seulement en 1894 que Hugo De Vries reconnut, le premier, l'importance des travaux du botaniste autrichien. Si l'expérience à base de petits pois peut sembler risible, le rôle de ce moine autrichien est indéniable dans la progression de la biologie au 19ème siècle. Alors qu'il ne cherchait qu'à améliorer les rendements agricoles, les résultats obtenus par Mendel ont eu un poids considérable pour ce qui est de la génétique moderne et de notre connaissance concernant l'hérédité.

 

 

Steffy GIRODEAU, Allison FAYNOT, Maéva CLARENDON-BERGONZI

Gregor Mendel (1822-1884)

Botaniste autrichien, consideré comme le père de la génétique moderne

Mendel, un paysan, un moine, un professeur, un généticien et surtout un avant-gardiste
:  La Génétique et les petits pois vont de pair.

 

I] Mendel, un paysan, un moine, un professeur, un généticien et surtout un avant-gardiste

 

II] La génétique et les petits pois vont de pair

MENDEL