Si Jacques n’a pas les yeux bleus de son papa, ce n’est pas parce que la maman a fauté, mais parce que le petit garçon porte de son père un allèle récessif. Telle est l’une des embarrassantes situations familiales que les travaux génétiques du moine autrichien Johann Gregor Mendel (1822-1884) ont contribué à régler.
Les activités de Gregor Mendel n’ont jamais été bien comprises par ses contemporains. Les moines du couvent augustinien de St-Thomas où il vivait, à Brno (Brünn, en allemand), se demandaient pourquoi il était interdit de faire de la soupe avec les pois cultivés par l’Abbé, raconte Le Livre des Merveilles. En 1854, l’évêque local lui demandait également de cesser l’élevage de souris dans sa chambre. Il utilisait les petits rongeurs pour des expériences d’hybridation.
Dans l’Empire autrichien de cette fin du 19e siècle, beaucoup ne croient pas que des religieux devraient s’adonner à la science. Mais Johann Gregor Mendel n’est pas de ceux-là.
Jardinier «héréditaire»?
Preuve que les chiens ne font pas des chats, il naît en Moravie (actuellement en République tchèque) en 1822, dans une famille paysanne qui a déjà la ‘main verte’. Son père, Anton, a créé un verger amélioré par greffage. Une tâche minutieuse dans laquelle l’aide le petit Johann Gregor. Sa mère, Rosina, était la fille d’un jardinier intervenant chez les grands propriétaires des alentours.
Le fils de paysan morave avait-il la foi ou visait-il simplement une carrière académique?
Ces expériences de jardinage étaient-elles à l’origine de sa vocation de botaniste? On ne le sait pas vraiment, car sa vie privée est mal connue. Tous ses papiers personnels ont été détruits après son décès par l'Abbé Anselm Rambousek, son successeur au monastère. Son parcours a donc été reconstitué à partir de documents officiels de l’Abbaye ou de l’administration.
Une réelle vocation religieuse?
On sait en tout cas qu’il a été fasciné par les sciences naturelles dès son plus jeune âge. Très doué à l’école, il se destine à une carrière universitaire. Mais sa famille est trop pauvre pour lui payer de telles études. Mendel décide donc d'entrer à Saint-Thomas dans l'espoir qu'à l'instar d'autres moines il sera envoyé à l'Université de Vienne aux frais du monastère, pour y acquérir les diplômes d'enseignant.
Une véritable vocation religieuse, donc? Le fils de paysan morave avait-il la foi ou visait-il simplement une carrière académique? Encore une fois, l’absence de traces de ses états intérieurs ne permet pas de le dire.
Une fois dans les murs du couvent, il consacre tout son temps libre aux recherches. On le dit alors plus à l’aise dans ses papiers qu’à l’église. Pour autant, Johann Gregor Mendel gravira les échelons de la hiérarchie jusqu’à devenir Abbé (supérieur). Le fait qu’il soit également resté jusqu’à son dernier souffle au monastère tend à indiquer qu’il maintenait une foi solide.
L’énigme de l’hybridation
Le moine réussira toujours (peu ou prou) à conjuguer vie scientifique et religieuse. En 1846, il suit un cursus en agriculture et en viticulture. L’année suivante, il est ordonné prêtre. Son rêve d’entrer à l’université se brise cependant alors qu’il est nommé curé du vieux-Brno.
Mendel démontre surtout que l'hérédité n'est pas un mélange fluide et aléatoire, comme on le pensait jusqu’ici
En 1851, il parvient malgré tout à partir à Vienne pour suivre les cours, en tant qu'auditeur libre, de l'Institut de physique de Christian Doppler. Il y étudie notamment la botanique, la physiologie végétale, l'entomologie, la paléontologie. Il y acquiert toutes les bases méthodologiques qui lui permettront de réaliser plus tard ses expériences.
Son intérêt pour le problème de la fécondation naît dans la capitale de l’Empire. Au cours de son séjour il 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 plantes.
Mariages de pois
Mendel retourne à son monastère en 1854. Dès l'été il y installe un jardin expérimental dans la cour et dans la serre, et met sur pied un plan d'expériences visant à comprendre les lois de l'origine et de la formation des hybrides. Il choisit pour cela le pois, qui a l'avantage d'être facilement cultivé avec de nombreuses variétés décrites.
En croisant des variétés aux caractères opposés (taille haute ou naine, graines lisses ou ridées, blancs ou rouges…), le moine constate que les hybrides de la première génération ne présentent jamais un mélange des deux traits, mais uniquement l'un d'eux (le caractère dominant). Cependant, en laissant ces hybrides s'autoféconder, le caractère "caché" réapparait systématiquement dans la génération suivante selon une proportion mathématique précise: 3 pour 1 (trois individus dominants pour un récessif).
De ces observations, il tire trois conclusions fondamentales, aujourd'hui connues sous le nom de lois de Mendel: la loi de ségrégation, de dominance, et d’assortiment indépendant.
Sauveur de Darwin
Il démontre surtout que l'hérédité n'est pas un mélange fluide et aléatoire, comme on le pensait jusqu’ici, mais un mécanisme particulaire (basé sur des unités discrètes) et prévisible.
Ce faisant, il a résolu des paradoxes scientifiques majeurs qui bloquaient la compréhension de l'évolution. Tout en n’évitant pas un autre type de paradoxe... Ce sont ainsi les travaux du religieux Mendel qui ont réussi à sauver la théorie dite «de l’évolution» de Charles Darwin, qui déstabilisera elle-même profondément la religion à cette époque.
Les yeux bleus de Fernand
Au 19e siècle, la théorie dominante était celle de «l'hérédité par mélange". Selon ce modèle, si un individu présentait une nouvelle variation avantageuse, celle-ci aurait été diluée de moitié à chaque génération en se mélangeant avec les traits des autres individus, finissant par disparaître. Cela rendait la sélection naturelle mathématiquement impossible sur le long terme. Le modèle de Mendel a prouvé que les facteurs héréditaires (gènes) sont comme des billes indestructibles: ils ne se mélangent pas, ne se diluent pas et ne disparaissent pas. Un gène récessif peut rester caché pendant des générations sans être altéré, puis réapparaître intact. Le petit Jacques, aux yeux marron, peut donc très bien être le fils de Fernand, même si ce dernier a des yeux d’un bleu profond.
Comprendre que chaque individu possède une combinaison unique de variants génétiques (allèles) a mené à la médecine de précision
Le modèle de Mendel a fourni le mécanisme de conservation de la variation nécessaire pour que la sélection naturelle puisse agir.
Applications médicales
En démontrant que la transmission des traits suit des lois statistiques précises, le moine a en outre transformé la biologie en une science dure et prédictive. On pouvait désormais calculer la probabilité d'apparition d'un trait, ouvrant la voie à la génétique des populations et à l'amélioration des plantes et des animaux de manière rationnelle.
Comme Einstein, Mendel n’aurait pas forcément approuvé les «dérives» actuelles, tels que les OGM ou les manipulations génétiques, réalisées à partir de ses travaux.
Mais il se consolerait peut-être avec les applications que son modèle a pu avoir en médecine. Grâce aux lois de Mendel, les médecins ont pu comprendre et prédire la transmission des maladies héréditaires (comme la mucoviscidose, la drépanocytose ou la maladie de Huntington).
Le fait qu’il n’ait été «qu’un» moine dans un monastère isolé de Moravie a certainement joué en sa défaveur
Comprendre que chaque individu possède une combinaison unique de variants génétiques (allèles) a mené à la médecine de précision. On peut désormais adapter les traitements en fonction du profil génétique du patient pour maximiser l'efficacité et minimiser les effets secondaires. L'idée que les gènes sont des unités discrètes et manipulables a également ouvert la voie aux thérapies géniques, qui visent à corriger ou remplacer un gène défectueux à la source de la maladie.
Reconnaissance posthume
Des intuitions géniales pour lesquelles Mendel n’a jamais été réellement reconnu de son vivant. Bien qu'il ait publié ses travaux en 1866 dans les Actes de la Société des sciences naturelles de Brno, son article est resté largement ignoré par la communauté scientifique de l'époque. Le fait qu’il n’ait été «qu’un» moine dans un monastère isolé de Moravie a certainement joué en sa défaveur. Il meurt en 1884 dans les murs de Saint-Thomas. Quelques jours plus tard, son successeur à la tête du couvent brûle tous ses écrits.
Sa redécouverte n'aura lieu qu'en 1900, lorsque trois botanistes (Hugo de Vries, Carl Correns et Erich von Tschermak) retrouvent ses lois, indépendamment les uns des autres, et réalisent que Mendel les avait déjà formulées des décennies plus tôt. C'est ainsi que les travaux du «moine qui mariait les petits pois» ont transmis leurs gènes à la science moderne. (cath.ch/livredesmerveilles/arch/rz)
