Gregor Mendel, moine augustin de Brno, a cultivé des pois dans le jardin du monastère pendant huit ans au milieu du XIXe siècle et a compté — manuellement, grain par grain — des milliers de plantes. Il a remarqué que si l'on croisait deux variétés pures (jaune et verte), toute la première génération était jaune. Mais lorsque ces hybrides jaunes étaient croisés entre eux, des pois verts réapparaissaient soudainement dans la deuxième génération — exactement un quart du total. Mendel a compris : les déterminants héréditaires ne se mélangent pas comme des peintures, mais se comportent comme des particules discrètes, que nous appelons aujourd'hui gènes. Chaque caractère est déterminé par une paire de ces particules, et lors de la formation des cellules sexuelles, elles se séparent, une dans chaque gamète. La variante dominante masque la récessive, mais ne la détruit pas — elle peut se manifester à la génération suivante. Ainsi est née la génétique.
Histoire
Gregor Mendel a formulé la loi en 1865 d'après les résultats d'expériences sur le pois (Pisum sativum), publiées en 1866 dans la revue de la Société des naturalistes de Brno. Il a choisi sept paires de caractères contrastés et a suivi leur hérédité sur plusieurs générations. Le travail est resté inaperçu jusqu'en 1900, lorsque, indépendamment les uns des autres, Hugo de Vries, Carl Correns et Erich von Tschermak l'ont redécouvert. Plus tard, la loi a été confirmée cytologiquement : Walter Sutton et Theodor Boveri, en 1902-1903, ont lié le comportement des chromosomes lors de la méiose à la ségrégation mendélienne, jetant les bases de la théorie chromosomique de l'hérédité.
Comment ça marche
La loi s'applique aux caractères monogéniques à dominance complète. Elle est à la base de la prédiction de la probabilité de manifestation des maladies héréditaires récessives dans les familles de porteurs, est utilisée en sélection végétale et animale pour fixer les allèles désirés, ainsi qu'en conseil génétique. Limitations : la loi ne s'applique qu'aux gènes situés sur des chromosomes différents ou éloignés les uns des autres sur le même chromosome (absence de liaison), et à condition que les allèles n'affectent pas la viabilité des gamètes ou des zygotes.
En pratique
Les sélectionneurs utilisent cette loi pour prédire combien de plantes dans la descendance hériteront d'un caractère recherché — par exemple, la résistance à la sécheresse ou la douceur des fruits. Sans elle, il serait impossible de créer de nouvelles variétés de blé ou de races de chiens.
Anecdote
Mendel a envoyé son travail à Charles Darwin, mais celui-ci ne l'a apparemment jamais lu — les pages du livre sont restées non coupées. Si Darwin avait connu les lois de Mendel, il aurait peut-être résolu la principale énigme de sa théorie — comment exactement les caractères se transmettent par hérédité.
Une membrane tendue, enfermée dans un étui étroit, décide elle-même où se rompre. Il en va de même pour la cellule : lorsqu'elle est à l'étroit, le point de rupture se déplace du centre et les deux moitiés deviennent inégales. On pensait auparavant que cette asymétrie était prédéterminée par des marqueurs chimiques, mais de nouveaux travaux montrent que la mécanique seule suffit.
La vie commence par une bulle. Dans une flaque tiède de la Terre primitive, des molécules de graisse ont pu s'assembler en minuscules sphères — les précurseurs des cellules. À l'intérieur d'une telle sphère se trouvait par hasard un polymère qui accélérait la capture de nouvelles graisses depuis l'eau environnante.
Deux cellules filles reçoivent chacune la moitié de la mère – c'est l'image habituelle de la division. Mais que se passerait-il si l'une d'elles recevait presque tout, et l'autre des miettes ? La modélisation stochastique montre que parfois, un partage inégal est plus avantageux.
Chaque cellule stocke une réserve protectrice qui l'aide à surmonter les difficultés.
Le livre de recettes se réécrit de génération en génération, mais un jour, la recette du bortsch reçoit un ingrédient secret d'un pâtissier. Dès lors, le goût ne se souvient plus seulement des ancêtres, mais aussi du voisin. Dans le modèle standard de l'évolution, les gènes se comportent de la même manière.
L'orchestre joue sans chef. Nous connaissons le volume global — c'est l'indice de contagiosité de base R0, le rayon spectral de l'épidémie. Mais la partition elle-même — la matrice des contacts entre personnes d'âges différents — renferme la mélodie : qui propage l'infection, et qui en reçoit le coup principal.
À l'intérieur de chaque cellule, un réseau complexe de gènes détermine ce qu'elle deviendra : une cellule nerveuse, musculaire ou un fragment de peau. Ce choix évoque souvent la bascule d'un interrupteur : deux positions stables, et la cellule décide de quel côté pencher. Mais les cellules possèdent une particularité rarement prise en compte dans ces modèles : elles se divisent.
Un neurone dans le cerveau ressemble à une personne qui distribue ses cartes de visite lors d'une conférence très fréquentée. Au début, il fait facilement des connaissances, mais à mesure que son carnet d'adresses se remplit, chaque nouveau contact exige de plus en plus d'efforts — il reste peu de place libre.
Dans chaque cellule vit un copiste infatigable — une enzyme qui recopie le long fil d'ADN. Elle se déplace le long de ce fil comme une tête de lecture sur une bande magnétique, et construit à côté un nouveau brin. Elle choisit les lettres selon une règle stricte : en face de A, elle place toujours T ; en face de G, C.
