Hérédité et sélection : Gregor Mendel et Henry de Vilmorin

Georges Pelletier

«… Les hybrides produisent des cellules ovulaires et polliniques qui correspondent en nombre égal à toutes les formes constantes provenant de la combinaison des caractères réunis par la fécondation [qui a produit cet hybride] ». C’est ainsi que Mendel en 1865, il y a exactement 150 ans, termine la première partie de son mémoire consacrée aux hybridations chez le pois ⁽¹⁾.

La règle qu’il énonce est simple : un hybride qui a reçu d’un parent la forme A et de l’autre la forme a d’un caractère donné, produira autant de gamètes A que de gamètes a, A et a s’excluant mutuellement dans les gamètes. Cette règle correspond au mécanisme de la méiose, division cellulaire qui sépare les chromosomes d’une même paire et divise ainsi par deux leur nombre pour former les gamètes. Cette étape fondamentale de la reproduction ne sera décrite qu’en 1902 par T. Boveri et W. Sutton qui développera la théorie chromosomique de l’hérédité en rapprochant ses observations des conclusions de Mendel. La génétique naissante dans les premières décennies du XX^e siècle, après la « redécouverte » des travaux de Mendel en 1900, sera avant tout l’étude des modalités et des manifestations de la méiose.

Mendel, la génétique et la couleur des fleurs

La seconde partie du mémoire de Mendel est consacrée à d’autres espèces où il tente de confirmer ses résultats sur le pois. Pour certains caractères il retrouve les proportions attendues dans les descendances. En revanche, si les hybrides issus du croisement de haricots à fleurs blanches (Phaseolus vulgaris) par des haricots à fleurs pourpres (P. multiflorus) sont bien à fleurs pourpres, ils produisent en seconde génération une seule plante à fleurs blanches et une série de couleurs allant du pourpre au violet pâle. Il s’attendait, comme chez le pois, à la proportion : 3 pourpres (caractère dominant) pour 1 blanc (caractère récessif).

Il avance alors une hypothèse : « ces phénomènes, énigmatiques en eux-mêmes, trouveraient, peut-être, une explication dans la loi qui s’applique à Pisum, si l’on admettait que la couleur des fleurs du Ph. multiflorus… était composée des caractères indépendants A1 + A2 +… donnant comme effet d’ensemble une coloration rouge pourpre…. ». Il donne alors les proportions des différentes combinaisons dans la descendance d’un hybride A1a1 A2a2, à savoir : 9 x A1A2, 3 x A1a2, 3 x a1A2 et 1 x a1a2… « Chacune d’elles sert à désigner une autre couleur… la couleur blanche des fleurs [plante a1a2] n’existe qu’une fois dans la série [sur 31 plantes] ; elle ne pouvait donc se produire, en moyenne, qu’une fois pour 16 plantes, et même pour 64 dans le cas de trois caractères de couleur… ».

Comprendre l’extraordinaire

Ainsi son expérience acquise sur le pois le conduit à considérer qu’un caractère complexe peut être décomposé en caractères simples, et cette intuition est remarquable puisqu’on sait aujourd’hui que les pigments floraux, en l’occurrence les anthocyanes, dérivent de voies de biosynthèse complexes qui produisent différentes molécules, orange, rose, rouge, pourpre, violet, bleu. « Il serait, du reste, intéressant de poursuivre, dans des recherches analogues, l’étude du développement de la couleur chez les hybrides. Nous apprendrions vraisemblablement par là à comprendre l’extraordinaire diversité du coloris de nos plantes d’ornement ». Effectivement, les généticiens du XX^e siècle, mettront en évidence chez diverses espèces les nombreux gènes de synthèse et d’accumulation des pigments floraux.

L’hérédité pour Henry de Vilmorin

H. de Vilmorin, dans une publication de 1889 sur l’hérédité chez les végétaux (2), adopte les idées formulées par son père (Louis) en 1851. Il considère que les caractères présentés par une plante sont le résultat de deux forces distinctes et opposées : l’hérédité directe, ou tendance à reproduire les caractères de l’ascendant immédiat, et l’atavisme, tendance à ressembler à la masse des ancêtres éloignés. Une telle vision holistique, qui distingue globalement deux ensembles, celui des variations et celui des caractères communs de l’espèce, l’écarte de la recherche d’une explication simple de la transmission des caractères : « on ne saurait tirer de là une évaluation mathématique de la puissance comparée des diverses forces qui agissent sur la transmission des caractères dans les plantes ». Comme beaucoup d’autres avant lui, observant les graines d’un hybride entre un pois à graines vertes et un pois à graines blanches, il se contente de noter : « j’ai fréquemment trouvé dans la même cosse des grains de couleurs différentes », pour en tirer une règle assez vague : « tous les grains d’une même plante ne sont pas nécessairement semblables entre eux ». À plusieurs reprises il exclut l’idée de prédire la répartition des caractères dans les descendances d’hybrides : « si le croisement a eu lieu entre végétaux de la même espèce, mais de races différentes, il y a fusion et combinaison des caractères, parfois exagération de certains d’entre eux, tout cela dans des proportions impossibles à prévoir exactement ». Pour lui « les phénomènes où interviennent les forces vitales ne sont pas de ceux qui se laissent réduire en formules chiffrées…».

Henry le pragmatique

Cette attitude, que conforte son expérience de sélectionneur de caractères quantitatifs comme la richesse en sucre d’une betterave, le rendement ou la précocité d’un blé, pour lesquels les apports parentaux ne sont pas précisément identifiables dans la descendance d’un croisement, ne l’empêche nullement de concevoir et de créer des variétés originales. Pragmatique, il sait que « la fécondation croisée a en effet ce résultat inexpliqué, mais bien constaté, d’émietter pour ainsi dire les caractères des plantes qui y sont intervenues et de les grouper dans les diverses graines résultant du croisement en combinaisons et en proportions très variables ». Ainsi, après croisement et sélection, il crée le blé « Dattel » qui associe la précocité d’un parent à la vigueur et au rendement de l’autre. Pour lui dans cette création, « c’est la sélection qui a le dernier mot dans l’œuvre du perfectionnement des races… », car pour offrir une race nouvelle au public « il faut éprouver sa fixité et sa constance par plusieurs années de culture… ».

Un même constat.

G. Mendel et H. de Vilmorin partagent une même approche des plantes : observation, rigueur et modestie d’expérimentateur. L’un s’attachant à des caractères discrets exprimera son génie prémonitoire. L’autre se consacrant à des caractéristiques complexes des plantes en sélection ne peut s’approcher des règles élémentaires de la future génétique. Tous les deux voient dans l’hybridation et l’intervention de l’homme la cause essentielle de la variabilité des plantes cultivées : pour G. Mendel « nos plantes cultivées sont, à peu d’exceptions près, des membres de différentes séries d’hybrides… et la main de l’homme obtient plus d’une variation qui devrait disparaître à l’état de nature », et H. de Vilmorin conclut : « c’est le métissage qui est une des sources les plus fréquentes de variation dans les plantes cultivées… et dans l’état de culture la conservation de la plante qui a montré la première un caractère nouveau est assurée par l’intervention de l’homme ».