Gregor Mendel, le père légendaire de la génétique

Johann Gregor Mendel

La ville de Brno célèbre le 150e anniversaire des deux conférences données le 8 février et le 8 mars 1865 par Johann Gregor Mendel. Le moine et botaniste présentait alors les résultats de ses travaux sur l’hybridation des plantes posant ainsi les bases d’une théorie de l’hérédité et de ce qui allait plus tard s’appeler la génétique. Chercheur au CNRS au sein de l’Institut des sciences biologiques, Charles Auffray, auteur d’un article sur Gregor Mendel pour l’Observatoire de la génétique, a répondu aux questions de Radio Prague.

Brno, un centre scientifique important au XIXe siècle

Johann Gregor Mendel
Plusieurs idées quelque peu erronées circuleraient à propos de Gregor Mendel. Il n’est pas ce chercheur isolé dans son monastère, réalisant loin à l’écart de la communauté scientifique des travaux qui allaient s’avérer d’une très grande importance. Charles Auffray rappelle ainsi qu’au contraire, Gregor Mendel, qui naît en 1822 à Hynčice en Silésie, commune appelée en allemand Heinzendorf et qui se situe alors dans l’Empire d’Autriche, va évoluer dans un univers propice aux développements des sciences naturelles, puisque la ville de Brno, la capitale régionale, est un centre européen à la pointe dans ce domaine :

« Quand on regarde l’historique, il faut remonter dans les années 1820. Nous sommes dans le contexte de l’Empire austro-hongrois. Il y a dans cette ville de Brno toute une activité d’association de personnes qui sont intéressées à toutes les questions liées à l’agriculture notamment, et à l’économie, qui débattent des questions qui vont être à l’origine des travaux de Mendel. Il y a une culture locale de débats scientifiques, économiques, culturels très active. C’est d’ailleurs devant ces sociétés que Mendel viendra présenter ses mémoires. Deuxièmement, il y a le mandat donné par l’Empire au monastère de Brno d’avoir une activité d’enseignement supérieure. »

Issu d’une famille modeste de paysans dont la langue est l’allemand, Gregor Mendel est doué pour les études. Il reçoit un enseignement au Lycée d’Opava et ne doit renoncer aux études universitaires que faute de moyens suffisants. Mendel est donc envoyé au monastère augustin de Saint-Thomas à Brno où il pourra continuer à enrichir ses connaissances et développer sa passion pour les sciences naturelles.

Pour parachever sa formation, le jeune homme, qui est bientôt fait moine, s’installe en 1851 à Vienne où il suit les cours de professeurs de renom, comme le mathématicien Christian Doppler ou le botaniste Franz Unger. Ses connaissances en matière de mathématiques et de sciences physiques lui permettent de développer une méthodologie novatrice en botanique, ainsi que l’indique Charles Auffray :

« Cela se reflète dans la manière dont il rédige ses rapports. Ce sont un petit peu des rapports de physicien et d’ingénieur avec des tables, des chiffres, des mesures numériques. Par ailleurs, les grands noms de l’agriculture, de la biologie, de la botanique de l’époque, font des compilations descriptives avec beaucoup d’images colorées et ils passent en fait à côté de l’aspect numérique des mesures que pourra faire Mendel. »

L’approche mathématique et statistique novatrice de Mendel

Fort de sa connaissance parfaite des travaux de ses prédécesseurs, notamment due à la richesse de la bibliothèque du monastère où il est de retour en 1854, Mendel lance plusieurs recherches sur l’hybridation de différentes espèces, et parmi elles, de façon bien connue, les petits pois.

« Sa première préoccupation, c’est ce qu’on appelle aujourd’hui la biologie du développement. Comment se développe un organisme depuis la fécondation jusqu’à la formation de l’organisme adulte, avec, de manière sous-jacente, la question de l’hérédité. Et c’est par ce biais qu’il devient un des pères fondateurs de ce qu’on appelle ensuite la génétique. »

Le modèle de Mendel permet d’expliquer pourquoi certains caractères observés dans une génération peuvent disparaître et ne réapparaître qu’après plusieurs générations. Ainsi, on découvrira plus tard l’existence de gène dominant ou récessif et en 1900, le botaniste allemand Carl Correns nommera lois de Mendel les lois de l’hérédité en hommage à son prédécesseur.

Les fondations de la serre de Mendel au monastère augustin de Saint-Thomas à Brno,  photo: Misa.jar,  CC BY-SA 3.0 Unported
« Mendel puise dans le corpus des botanistes des informations qui préexistaient, à savoir tout le problème des caractères visibles et invisibles, qu’on appellera ensuite le phénotype et le génotype. Il a l’intuition, et la chance aussi, de choisir des caractères qui sont indépendants les uns des autres et qu’il peut distinguer de façon tout à fait stricte. Ce que ses contemporains ne font pas de la même manière. Des grands noms de l’époque font le même genre de croisements entre des plantes et collectent des données, il y a même les chiffres dans leurs rapports, mais ils ne prêtent pas attention à la méthode d’analyse de ces chiffres. Ainsi, ils ne sont pas capables, comme le fait Mendel, de montrer ces rapports caractéristiques que lui interprète ensuite pour montrer qu’il y a des règles de transmission héréditaire des caractères. »

Une lente mais certaine diffusion des travaux de Mendel

Charles Auffray,  photo: Rabatakeu,  CC BY-SA 3.0 Unported
Un autre mythe concernant Mendel serait lié à l’oubli dans lequel seraient tombés ses travaux jusqu’à la fin du XIXe siècle. En réalité, ses résultats sont connus et commentés depuis les deux conférences qu’il donne le 8 février et le 8 mars 1865 à la Société des sciences naturelles de Brno, société dont il est l’un des cofondateurs. Mais sa présentation, basée sur des relations statistiques et mathématiques et non plus sur des illustrations botaniques, a de quoi surprendre et ils sont sans doute peu nombreux à en réaliser la portée :

« Il y a une écoute attentive et respectueuse mais un peu étonnée de l’auditoire. Mais cela reste un peu en suspend parce que les auditeurs et les gens à qui ce mémoire est envoyé n’y prêtent pas l’attention que cela mérite. »

Les deux présentations donnent lieu à des publications. Son article « Recherches sur des hybrides végétaux », paru en 1866, est envoyé à tous les grands centres scientifiques européens et Gregor Mendel voyage, par exemple à Londres et à Paris, pour présenter les résultats de ses expériences. Ses travaux sont parfois cités mais restent relativement confidentiels. Aussi, Charles Auffray, s’appuyant sur les écrits des biographes de Charles Darwin, qui a publié en 1859 « De l'origine des espèces », relate que ce dernier a reçu l’ouvrage de Mendel mais ne l’a jamais ouvert. La rencontre intellectuelle entre les deux hommes, l’un pionnier de l’évolution et l’autre des lois de l’hérédité, n’a ainsi jamais eu lieu.

Photo: Miloš Turek
« En fouillant un petit peu, j’ai retrouvé deux choses caractéristiques du débat. La première chose, c’est que le mot « Genetik » apparaît pour la première fois dans « De l’origine des espèces » de Charles Darwin. C’est un terme qui n’est jamais employé par Mendel. C’est une des raisons qui fait qu’on a ensuite raconté que cela n’avait été redécouvert que 35 années plus tard. La deuxième chose, c’est que dans l’ouvrage de Darwin sur les plantes, on trouve une section dans laquelle il décrit très exactement les mêmes types d’expériences que celles de Mendel, avec très exactement les mêmes proportions, sauf qu’il ne prête pas attention au sens de ces proportions. Comme il n’a pas lu le mémoire de Mendel, il ne fait pas le lien avec ce qui va devenir les bases de la théorie de l’hérédité. »

Les recherches de Mendel devront donc attendre un peu pour gagner leurs lettres de noblesse…

« Ce n’est qu’à la fin du XIXe siècle que, de manière indépendante, trois botanistes, qui eux-mêmes ont fait des travaux similaires et qui connaissent le travail de Mendel, reproduisent ce travail et reviennent à son interprétation en laissant de côté les idées dominantes qui ont pu être débattues dans les années 1870 jusqu’aux années 1890. »

Mendel s’était alors déjà éteint. C’était en 1884, à l’âge de 61 ans. Durant les dernières années de sa vie, il avait d’ailleurs délaissé ses recherches sur l’hybridation. Devenu supérieur du couvent, il avait moins de temps à consacrer à ce type de travaux bien qu’il en ait lancé de nouveaux dans le domaine par exemple de l’apiculture. Surtout, il s’est laissé aller à son péché mignon, la météorologie. Et sur les treize publications dont Mendel est l’auteur, neuf s’intéressent à ce domaine. C’est plutôt pour cette facette de l’illustre bonhomme que la station scientifique antarctique tchèque porte aujourd’hui son nom.