CHAPITRE VI

SOMMAIRE. — Interdépendance des gènes dans leur action sur le fonctionnement cellulaire. — Facteurs conditionnels, transmutateurs, d'intensité, répartiteurs. — Epistasie et hypostasie. — Caractéristiques des gènes. — Hypothèses sur Jeur nature. — Chaque gène correspond-il nécessairement à une unité ?

Les gènes, n’étant en aucune manière des entités mystérieuses, représentatives de caractères, ont simplement la valeur de conditions internes, dont là présence oriente dans un certain sens le fonctionnement des cellules ; c'est de cette manière qu'iis conditionnent indirectement la réalisation de ces particularités visibles Gue nous appelons les caraetères unités.

Lorsque nous envisageons un couple de caractères unités se comportant dans les croisements. suivant: le schéma du monohÿbridisme, nous sommes conduits à considérer les deux caractères comme résultant d'une différence factorielle unique. Un facteur se trouvant $ous l'état À entraîne la réalisation d’un caractère à ; se trouvant dans un autre état A, il conditionne l'apparition du caractère x’. Mais cette

interprétation n'est exacte que si tous les autres facteurs sont identiques dans les deux races en présence. Si, en effet, deux races ont les mêmes facteurs communs, sauf en ce qui concerne un gène particulier qui se trouve représenté par deux états différents, chacune de ces races manifestera un fonctionnement propre, se traduisant, entre autres choses, par de légères modifications d'une certaine partie, d'un certain caractère. Si nous comparons les deux états de ce caractère, et que nous en étudiions la transmission dans les croisements, nous serons conduits à rapporter la dissemblance constatée à une seule différence factorielle. Mais cela ne veut pas dire que les autres facteurs, communs aux deux races, n'exercent pas aussi une action sur la réalisation du fonctionnement et du caractère envisagés. Cette action nous échappe parce que les deux races sont, à ce point de vue, semblables. Rien n'empêche de penser que n'importe quel caractère ne dépend pas seulement d'un facteur, mais d'une quantité de facteurs et peut-être de tous ceux qui sont présents dans un patrimoine héréditaire.

C'est d’ailleurs la conclusion à laquelle conduisent les résultats de plus en plus complexes de l'analyse génétique. Les biologistes ont été amenés à reconnaître l'existence de plusieurs catégories de facteurs dont les modes d'action sont dissemblables ; entre ces catégories existent des rapports de conditionnement, d'inhibition, de renforcement qui montrent de plus en plus comment un caractère est en réalité sous la dépendance d’une foule de facteurs héréditaires. , | SU

Il est une première catégorie de gènes qui sont plus particulièrement en rapport avec la production d'une certaine structure ou d’un fonctionnement particulier ; tels sont les facteurs qui entraînent l'apparition des divers pigments, jaune, noir, brun, que l'on rencontre dans les poils des Mammifères. Une race, qui possède le facteur en relation avec le pigment noir, possédera du pigment mélanique dans ses poils ; une race qui ne possède pas ce facteur, ou qui le renferme sous un état inactif, ne présentera pas de pigment noir, mais pourra produire d'autres pigments, selon sa formule génotypique. |

Cependant le couple de caractères allélomorphes, noir — absence de noir, ne dépend de cette différence factorielle unique que si tous les autres facteurs sont identiques. Parmi ces derniers, il en est un, par exemple, qui conditionne l'apparition non seulement du pigment noir, mais de tous les autres pigments. Si ce facteur manque ou est inactif, les animaux sont albinos, quels que soient les facteurs de pigmentation qu'ils puissent renfermer. Ce facteur, qui est ainsi nécessaire pour que tous les autres gènes de pigmentation puissent manifester leur activité, est ce qu'on appelle un facteur conditionnel.

Ainsi les souris grises renferment un certain tacteur G, les noires un facteur AN, les jaunes un fa:teur J, les brunes un facteur B. Si le facteur conditionnel C est présent, ces Souris manifestent chacune leur couleur caractéristique. Si le facteur conditionnel est absent ou se trouve sous un état d'inactivité c, les animaux sont tous non pigmentés, c'est-àdire albinos. Il résulte de là qu'il y a de très nom-

breuses races possibles d'albinos ; il y à des albinos de gris, de noir, de brun, de jaune, d'uniformes ou de panachés. L'albinisme est un masque phénotypique qui peut cacher les constitutions génotypiques les plus diverses. Ce fait, que Cuénor a eu le grand mérite de mettre en évidence, à reçu depuis de TSCHERMAK le nom de cryptomérie. Le masque n’est d'ailleurs pas toujours absolu. Mupce (1, 1908) à constaté que, chez les rats albinos panachés, on peut reconnaître, d'après l'épaisseur du pelage, les aires où auraient dû apparaître les taches pigmentées. LANG (2, 1906) a de même observé que, chez les escargots à bandes, frappés d'albinisme, on ne voit -pas sur la coquille de bandes pigmentées, mais la place où elles auraient dû apparaître se trouve indiquée par des zones rubannées un peu plus pâles.

Si les albinos peuvent correspondre aux constitutions génotypiques les plus diverses, il est néanmoins possible de connaître ces constitutions par l'analyse génétique. Si, par exemple, on croise une souris grise uniforme pure avec un albinos possédant, sans qu'il soit manifesté, le facteur panachure, on voit apparaître, à la deuxième génération, 9 colorés uniformes, 3 colorés panachés et 4 blancs. La panachure constatée à la F2: ne peut provenir que du parent blanc qui en possédait le gène à l'état cryptomère.

L'existence d'un facteur conditionnel, tel que C, se reconnaît pratiquement à ce que la formule du dihybridisme, 9: 3: 3: 1, se trouve modifiée et ramenée au schéma 9 : 3 : 4. Considérons, par exemple, un croisement entre une souris colorée uniforme

et une albinos panachée, renfermant les mêmes facteurs de pigmentation. L'une possède le facteur conditionnel C et le facteur d'uniformité. U, l’autre le facteur conditionnel à l’état c et le gène de panachure p. Le croisement peut être représenté par le schéma suivant :

P CU x cp 10% CcUp

Fan OCU CS CG NS DUREE CE

9 colorés 3 colorés uniformes panachés 4 blancs (c)

Les 4 descendants manquant du facteur C sont tous des albinos, phénotypiquement indiscernables.

L'exemple de l'albinisme met donc en évidence une certaine catégorie de facteurs, sans lesquels toute une série d’autres gènes ne peuvent exercer leur action. Entre deux races colorées, la différence se ramène à une simple différence de facteurs de pigmentation, parce qu'elles possèdent toutes deux le gène conditionnel C. Nous avons pu reconnaître l'existence de ce gène conditionnel, parce qu'il peut se rencontrer sous l’état c et déterminer alors l’albinisme ; rien ne nous dit cependant que la coloration he dépend pas aussi de toute une série d’autres facteurs conditionnels qui, étant présents dans toutes les races, sous le même état, ne peuvent être mis génétiquement en évidence.

On désigne sous le nom de transmutateurs une

autre catégorie de gènes qui ont pour effet, non plus de conditionner, mais de modifier l'action d'autres facteurs. On en connaît de nombreux exemples en ce qui concerne la coloration des fleurs. Ainsi, les fleurs d'Antirrhinum majus sont rouges grâce à l'action d’un facteur producteur de pigment agissant en présence du facteur conditionnel C. Un facteur transmutateur R transforme, s'il est présent, la teinte rouge en une teinte chair. De même, chez Matthiola, Miss SAUNDERS à montré l'existence d'un gène fransmulateur qui fait virer la couleur rouge au bleu et donne aux fleurs une teinte pourpre.

Une troisième catégorie de gènes comprend les facteurs d'intensité qui agissent en renforçant ou en affaiblissant l'action des autres facteurs. Ainsi les souris noires doivent leur couleur non seulement au facteur producteur de pigment noir NW, en présence du gène conditionnel €, mais aussi à un facteur d'intensité D, qui intensifie la pigmentation. Si ce facteur manque ou est à l’état inactif d, la teinte devient plus pâle, les animaux ayant un pelage gris bleu. De même, en l'absence de ce facteur D, le jaune vire au café au lait, le gris à la teinte cannelle, la couleur chocolat au brun clair. BAUR à montré que, chez Antirrhinum, la couleur rouge dépend de deux facteurs d'intensité ; on connaît de même un facteur semblable intervenant dans la coloration des graines de haricots.

D'autres facteurs modifient la répartition des caractères déterminés par les gènes présents dans le patrimoine héréditaire. Parmi ces facteurs de répartition, on peut citer les facteurs de panachure. IT Y a,

chez les souris, par exemple, des individus panachés gris et blanc, noir et blanc, brun et blanc, etc. Il existe des types divers de panachure, correspondant à des gènes différents, tels que ceux des races de lapins à dessin Hollandais ou à dessin Himalaya.

La teinte grise des souris sauvages est due à un certain facteur (agouti) qui laisse le pigment noir apparaître à la base des poils, avec conservation d’une zone terminale colorée en jaune. Chez les cobayes noirs et feu, la présence des taches feu est de même liée à un facteur de répartition.

Ces quelques exemples suffisent à montrer que les rapports entre les facteurs et les caractères sont beaucoup moins simples qu'il ne le paraît au premier abord. D'après ce que nous savons maintenant, il est aisé de voir que le pelage noir d’une souris ne

dépend pas d’un facteur, mais d'au moins 4 caté-

gories de facteurs : un facteur de pigmentation NW, un facteur conditionnel C, un gène d'intensité D et un facteur de répartition U. La souris a donc la formule NCDU. Que l’on supprime D, le noir vire au bleu ; en l'absence de U apparaît la panachure. Dans ce dernier cas, si D est présent on a un noir panaché, s’il est absent un bleu panaché. Que, dans toutes ces races, manque le facteur C et les animaux seront tous uniformément albinos.

Entre les divers couples de facteurs qui partici-

pent ainsi à la réalisation d’un caractère — et

dont nous ne connaissons d’ailleurs que quelques-

| Siligerte- Sig

uns — il existe des rapports de dépendance d'une autre nature que BATESON a désignés sous les noms d'épistasie et d'hypostasie.

Ces rapports sont phénotypiquement comparables à la dominance d'un facteur sur un autre, mais en sont génotypiquement différents. La dominance résulte de l'action prédominante d'un facteur sur son allélomorphe. L'épistasie est la dominance d'un facteur d'un couple sur un facteur d’un autre coupie. Le facteur non manifesté est hypostatique. La différence entre la dominance vraie et l'épistasie résulte “des proportions numériques à la F2 qui indiquent l'existence d'un ou de deux couples de facteurs.

Considérons, par exemple, un animal à pelage noir et croisons-le avec une race à robe jaune. Il y a deux éventualités. Si noir et jaune forment un seul couple allélomorphe # et j, la descendance sera formée de 3 noirs : 1 jaune, suivant le schéma où N est considéré comme dominant.

12 N'RNES TE] in N j F, RNA EN An AR ECT ET DONS DUR TR en 2 3 noirs 1 jaune

Si par contre N et j appartiennent à deux couples factoriels, on aura les résultats suivants :

0 NN TRIO JA TL id Nan 154 DNS PEN Me Pine SAME

a" ST S |

12 noirs 3 jaunes blanc

La F>, étant composée de 12 noirs, 3 jaunes, 1 blanc, ce qui est une évidente modification de la formule 9: 3: 3: 1, indique l'existence de deux couples factoriels. Les hybrides F, et ceux des F: qui possèdent AN étant phénotypiquement noirs, cela veut dire que le noir masque l’action du facteur J, lui est épistatique. Les individus ayant seulement le facteur J sont jaunes et ceux qui n’ont ni N ni /, n'ayant aucune pigmentation, sont blancs ; ces derniers sont cependant de faux albinos, car ils ont, comme tous les autres descendants, le facteur conditionnel C. NiLssON ÆEHLE a montré l'existence de semblables relations d’'épistasie dans le croisement entre avoines à enveloppes noires et à enveloppes grises. Les F, sont noirs ; la F:se compose de 12 noirs, 3 gris et 1 blanc.

Dans les cas de coloration, l’épistasie — il en est de même dans la dominance vraie — ne se ramène nullement au simple fait qu'un pigment plus sombre masquerait nécessairement un pigment plus clair, car on observe fréquemment la relation inverse. Il paraît donc s'agir d'actions entre facteurs ou entre processus métaboliques conditionnés par eux.

L'analyse génétique, qui permet de mettre en évidence des facteurs se comportant comme des unités, d'en distinguer plusieurs types d'après leurs modes d'activité, et d'établir l'existence entre eux de multiples relations réciproques, est cependant incapable de nous fournir la moindre indication sur

leur nature véritable. Nous ne savons absulument rien de précis sur ce que peut être un facteur. La prudence scientifique commanderait de ne pas s'attarder à ce problème particulier, si quelques biologistes n'avaient émis à ce sujet diverses liypothèses dont certaines méritent d'être examinées.

Les auteurs qui ont cherché à se faire une représentation dé la nature des facteurs les ont toujours envisagés comme des substances chimiques mortes, superposées en quelque sorte à la matière vivante. Pour BATESON, les gènes seraient des enzymes. Cette conception paraît intéressante au premier abord : on sait en effet le rôle considérable des ferments dans {ous les phénomènes de décomposition ou de syn- {hèse qui constituent, par leur ensemble, le métabolisme d’une cellule ou d’un organisme. Il n'est pas douteux que les pigments, par exemple, qui ont été si souvent étudiés au point de vue génétique, résultent en général de l'action d’une diastase sur une substance chromogène. Mais ces ferments, qui sont ainsi au premier rang des agents réalisateurs des fonctionnerents cellulaires, sont-ils les facteurs ou n'en sont-ils pas simplement la conséquence NE représentent-ils pas plutôt un des anneaux de cette chaîne complexe de phénomènes qui relie le facteur, condition interne héritable, au caractère apparent ?

Si, à la rigueur, on peut envisager les gènes comme des enzymes ou plus vraisemblablement comme des éléments générateurs d’enzymes, en ce qui concerne certains processus de pigmentation, il est évident que cette interprétation devient inadéquate lorsqu'on envisage des facteurs dé répartition ou des gènes

conditionnant des structures complexes, telles qu'une aile de mouche, la distribution des ommatidies dans un œil d’insecte, la forme d'un abdomen. I] faudrait supposer l'existence de diastases spéciales, capables de distribuer les fonctionnements entre les lignées

cellulaires, de limiter l’action de certains groupes de:

cellules, de renforcer celle d'autres groupes. L'intervention de semblables diastases régulatrices, au cours de l’ontogénie, est actuellement inadmissible.

11 faudrait d’ailleurs, pour qu’une assimilation entre enzymes et facteurs ait quelque validité, que les diastases fussent capables de se comporter comme les facteurs unités, c'est-à-dire comme des parties susceptibles d'accroître leur masse et de se diviser de manière à être réparties équationnellement entre les produits de chaque division cellulaire.

Or, les efizymes ne jouissent pas de cette propriété. Quand on a introduit une certaine quantité d’enzyme dans un système, celle-ci, n'intervenant que par sa présence ou par le moyen de combinaisons temporaires, se retrouve intacte à la fin de la réaction, mais il n'y a pas d'exemple qu'elle ait présenté un phénomène d'augmentation de masse. Sans doute, chacune

des innombrables cellules qui dérivent d'un œuf est :

susceptible de posséder une certaine diastase, si bien que finalement la quantité de ce ferment se trouve augmenter au cours de l’ontogénie, depuis l'œuf jusqu'à l'organisme adulte. Mais cette augmentation n’est pas due à ce que la diastase s’est accrue et multipliée à chaque division cellulaire; elle résulte de ce que chaque cellule est capable de fabriquer cette diastase à nouveau et en quantité variable,

Re:

suivant les circonstances. Même dans les cas où les caractères envisagés sont effectivement la conséquence d'une action diastasique, c’est la condition interne permettant aux cellules de produire le ferment nécessaire qui représente le facteur et © ’est cette condition dont il s'agirait de préciser la nature.

Pour essayer de résoudre la difficulté venant de ce que les enzymes ne s'accroissent pas par elles-mêmes, HaGepoonN (4, 4911) a émis l'hypothèse que les facteurs seraient des ferments autocatalytiques, c'està-dire capables d'être des ferments pour leur propre formation, par suite de s'engendrer eux-mêmes. En réalité, cette hypothèse, reprise par BRiDGEs (1923) et par MüLLEr (1923), ne repose que sur quelques analogies avec des actions autocatalytiques, celle, par exemple, qui intervient dans la dissociation de l’acé- {ate d'éthyle en acide acétique et alcool. C'est surtout la nécessité de comprendre comment les gènes se multiplient dans l'organisme, tout en gardant leur constitution spécifique, qui a conduit à l'idée de les considérer comme des autocatalyseurs.

D'après. ies résultats des expériences de génétique, ce qui caractérise, en effet, les facteurs, c'est qu'ils se comportent comme des unités et manifestent en même temps une extraordinaire stabilité. Les faits montrent qu'ils se retrouvent semblables à à eux-mêmes à chaque génération, c'est-à-dire après avoir été répartis équationnellement au cours d'un nombre immense de divisions cellulaires ; même lorsqu'ils sont entrés, pendant plusieurs générations, dans ces formations hétérogènes que sont les hybrides, ils manifestent, après dissociation, les mêmes propriétés que dans la

race pure dont ils proviennent. Ceci suppose nécessairement que les gènes, avant chaque division cellulaire, ont dû pouvoir accroître leur masse, sans chan-ger de nature, c'est-à-dire possèdent, comme lensemble de la matière vivante dont ils font partie intégrante, la propriété d’assimilation.

Cela revient à dire que les facteurs seraient des éléments d'une matière vivante que l'on croyait homogène et qui se trouve être hétérogène ; ils en possèdent les propriétés caractéristiques. Mais il est essentiel de bien préciser que si les gènes sont des parties de la matière vivante, ils ne sont pas nécessairement pour autant des êtres symbiotiques, vivant d'une vie indépendante dans la cellule (1).

il est encore nécessaire de faire une réserve sur la valeur des gènes en tant qu'unités. Sans doute, la constatation de la ségrégation indépendante conduit à envisager, dans chaque espèce étudiée, un certain nombre de caractères-unités. Ce nombre dépend d’ailleurs de celui des races connues, car on ne peut mettre un facteur en évidence que si celui-ci a subi, au cours de l'évolution, une modification aboutissant à la réalisation d'une variation visible. C'est la condition sine qua non pour qu'un couple

(x) Pour les questions relatives au nombre, aux dimensions et à la nature des gènes, voir E. Guyénor: La Variation, chap. VII et L’Evolulion, chap. XII.

allélomorphe puisse être constitué. Les facteurs ainsi reconnaissables ne sont jamais très nombreux : chez la souris, par exemple, on admet en général l’existence de quatre facteurs de pigmentation, d'un facteur conditionnel, de trois gènes d'intensité, d'un facteui en relation avec la démarche, de deux facteurs de panachure, d'un gène pour la pigmentation de l'iris, en tout une douzaine de facteurs principaux.

La plupart des généticiens, considérant que ces facteurs sont par eux-mêmes des unités, n'hésitent pas à généraliser l'interprétation factorielle et à admettre l'existence, dans le patrimoine héréditaire, d'une foule d’autres facteurs, au nombre de plusieurs centaines ou de plusieurs milliers, en relation avec toutes ces parties, squelette, muscles, dents, viscères, ete, pour lesquelles nous ne connaissons que peu de variations héréditaires. Les diverses races, utilisées dans les croisements, auraient tous ces facteurs semblables, posséderaient un fond génétique commun, actuellement inanalysable.

En réalité, une semblable conclusion dépasse quelque peu les limites des déductions strictement permises. Lorsque nous constatons que deux couples de facteurs sont ségrégeables indépendamment, nous ne savons pas si cela est dû à ce que les facteurs sont par eux-mêmes des unilés différentes ou si ce comportement résulte de ce qu'ils font partie d'unités différentes. Si, par exemple, il existe dans Île patrimoine héréditaire d'une espèce 10 unités et que nous ne connaissions que 6 facteurs, il y à quelques chances pour que chaque facteur appartienne à une unité différente et par suite se comporte dans les

croisements comme s'il était lui-même une unité. Mais si nous connaissons 14 facteurs, alors qu'il n'y a que 10 unités, certains d’entre eux ne devront plus se présenter comme des unités. Or, on connaît précisément des cas de plus en plus nombreux où deux facteurs, qui se comportent comme des unités vis-à-vis d’autres gènes, n'ont plus le même comportement l'un vis-à-vis de l’autre. Ils ne manifestent plus entre eux le phénomène de disjonction indépendante, mais se trouvent associés. Chez la drosophile, où lon connaît 400 facteurs héréditaires (1), ces facteurs sont associés en quatre groupes, si bien qu'il n’y a en réalité que quatre unités manifestées par le phénomène de ségrégation indépendante. En bonne logique, il ne pourrait pas être question de plus de quatre gènes, puisque la nature -de ceux-ci, en tant qu'unités, résulte exclusivement de leur indépendance dans la disjonction.

En examinant la théorie chromosomique, d’après laquelle les unités, indépendamment ségrégeables, seraient les chromosomes, nous aurons à nous demander si ces parties ne sont pas elles-mêmes constituées par d’autres unités plus petites, correspondant aux caractères unilés, c'est-à-dire aux. différents couples de facteurs allélomorphes. Mais comme l'existence de ces unités factorielles devra être iasée sur d’autres constatations que le phénomène de disjonction indépendante, nous ne pourrons aborder

(1) Voir E. GuYÉnor, La Variation, chap. IV.

avec fruit cette question qu'après avoir pris une connaissance plus complète des faits d'association entre caractères-unités.

Les considérations qui précèdent étaient cependant nécessaires pour montrer qu'il serait imprudent de généraliser, sans arguments nouveaux, la conception factorielle, en admettant l'existence dans la matière vivante d’un nombre immense d'unités indépendantes.

CuyÉNoT, L'Hérédité, 2° édit. 5