Prendre la mouche

Depuis 1910, une mouche sert de modèle pour de nombreuses recherches en génétique. Avec Neel Ransholt, généticienne au centre de génétique moléculaire de Gif-Sur-Yvette, nous allons reproduire une expérience historique qui a fondé cette discipline.

Neel Ransholt : Alors nous allons maintenant observer les insectes que nous avons recueillis tout à l'heure dans le parc, sur la peau de banane. A la loupe, je vois, qu'il s'agit de petites mouches qui ont l'œil rouge brillant. Et en fait, ces mouches ce sont des drosophiles et elles appartiennent à une espèce qui s'appelle Drosophila melanogaster dont on voit ici, représentés sur cette planche, un mâle et une femelle. Alors, l'espèce Drosophila melanogaster est extrêmement utilisée en génétique depuis un bon bout de temps. Premièrement parce que c'est une espèce qui a un temps de vie très court, un cycle de développement de 10 à 12 jours à 25 degrés, et en plus, on peut très facilement obtenir un très grand nombre d'individus de l'espèce. De plus, on peut aussi facilement distinguer les deux sexes : ici, un mâle, qui a l'abdomen plus petit et foncé, et ici une femelle à l'abdomen plus clair. D'ailleurs, tout le corps de l'insecte a des caractéristiques bien définies et faciles à observer. Et, la première modification d'un de ces caractères qui a été obtenue sur une mouche est une variation de la couleur de l'œil.
C'est un biologiste américain, qui s'appelle Thomas Morgan, qui a observé la première fois cette modification et j'ai ici des mouches qui portent cette modification de la couleur de l'œil. Je les endors, grâce à de l'éther, et je vais les observer à la loupe. Et comme on le voit ici très clairement, l'œil n'est plus rouge mais complètement blanc. Alors, lorsqu'on obtient, aux balbutiements de la génétique comme c'était le cas de Morgan, une seule mouche aux yeux blancs, en l'occurrence un mâle, que peut on faire? Eh bien, on peut la croiser avec ses sœurs aux yeux rouges, et c'est effectivement ce que Morgan a fait. Il a pris le mâle aux yeux blancs et il l'a mis en contact avec ses sœurs aux yeux rouges, de même que je le fais maintenant. Puis, pour pouvoir observer la descendance de ce croisement, il a mis mâles et femelles ensemble dans une bouteille qui contient un milieu de culture. A l'époque de Morgan, il s'agissait d'une bouillie de bananes. C'est dans cette bouteille que va se faire maintenant, très rapidement, l'accouplement du mâle aux yeux blancs avec ses sœurs aux yeux rouges.

La bouteille est placée pendant quinze jours dans une pièce à 25 degrés, un milieu favorable au développement des descendants.

Neel Ransholt : Alors, voici donc la descendance du croisement que nous avions réalisé il y a quinze jours. On voit que le croisement a bien pris puisqu'il y a des mouches. Et ce qu'il faut voir maintenant, c'est de quoi elles ont l'air : pour ça, je vais endormir les mouches à l'éther.

En regardant à la loupe, on voit que toutes les mouches, que ce soient les mâles ou que ce soient les femelles, ont les yeux rouges. Ce résultat correspond en fait aussi à ce qui a été observé par Morgan lorsqu'il avait réalisé l'expérience similaire en 1910. J'ai ici un tableau, qui résume le résultat obtenu par Morgan. Morgan, comme nous, avait eu un mâle unique aux yeux blancs, qu'il avait croisé avec des femelles sœurs, aux yeux rouges.
Et il avait obtenu une descendance de 1237 individus, mâles et femelles confondus, et toutes ces drosophiles avaient les yeux rouges, comme c'est effectivement le cas pour la descendance que nous observons ici. Il n'était pas possible de conclure quoi que ce soit sur ce qui passait pour le caractère "blanc", "œil blanc", à partir de ces résultats : il a donc été nécessaire de réaliser d'autres croisements. Ils ont pris une partie des drosophiles mâles aux yeux rouges, qu'ils ont croisées avec une partie de leurs sœurs, également aux yeux rouges. C'est ce que nous avons réalisé aussi dans cette bouteille où nous avons mis ensemble 10 mâles aux yeux rouges avec leurs sœurs également aux yeux rouges, issues du premier croisement que nous avions réalisé.

Une fois de plus, il faut attendre une quinzaine de jours pour que les descendants deviennent adultes.

Neel Ransholt : Dans cette bouteille, nous avons le résultat du croisement qui a été réalisé il y a quinze jours entre drosophiles mâles et femelles, frères et sœurs, qui tous avaient les yeux rouges. On voit que le croisement a bien marché et que nous avons une ample descendance.

En fait nous avons obtenu des résultats similaires à ceux obtenus par l'équipe de Morgan en 1910.

Nous avions croisé des individus mâles aux yeux rouges avec leurs sœurs, également aux yeux rouges. Morgan a observé 2549 femelles, toutes avaient les yeux rouges ; 1011 mâles qui avaient également les yeux rouges, mais, surprise, 782 mâles avec les yeux blancs. On voit donc que le caractère blanc peut réapparaître à la deuxième génération. Mais de nouveau, ce caractère est uniquement présent chez les mâles.

Cette expérience a marqué le début de la carrière scientifique de la drosophile, qui très vite a envahi les laboratoires de génétique du monde entier. En poursuivant ses études sur d'autres caractères, Thomas Hunt Morgan a pu proposer une théorie originale : la théorie chromosomique de l'hérédité. Celle-ci stipule que les chromosomes, ces structures présentes dans les noyaux des cellules, portent les caractères héréditaires. LIGNE Morgan a été récompensé pour ses travaux par le prix Nobel, en 1933.