RS : ; > LA MUTABILITÉ FACTORIELLE

une transformation, apparue dans la plante parente ou, au plus tard, à la génération précédente.

Les expériences faites systématiquement ne laissent donc planer aucun doute sur le fait que l’on a vu apparaître, brusquement, par mutations réellement nouvelles, des particularités dont les facteurs géné-

tiques ne se trouvaient pas dans l’ascendance. Les mutations dominantes et, dans nombre de cas, les mutations récessives correspondent donc bien à des phénomènes actuels de variation héréditaire.

En * 4 * *

3 20 Caräctère généralement hétérozygote des mutations. + Quand, dans une cellule de constitution AA, le - gène À est muté en son allélomorphe a, la mutation affecte-t-elle simultanément les deux gènes À ou … l’un d’eux peut-il être muté indépendamment de son > partenaire, de façon à donner à la cellule la constitu- 3 tion hétérozvgote Aa ? Cette question a, comme nous … le verrons, une grande importance au point de vue < de la compréhension du déterminisme des mutations. 3 Or, l'étude des conditions précises, dans lesquelles À apparaissent les mutations germinales ou somatiques, montre qu'en règle presqu'absolue la mutation ne … porte que sur l’un des deux facteurs de même nature, … présents dans une cellule. Les recherches de BAUR sur Antirrhinum l'ont établi, d’une façon particulière- ment nette. Un grand nombre de mutations se pro- duisent, en effet, dans des plantes déjà hétérozygotes, … de formule générale Aa, en donnant des rameaux ou un germen de constitution AA (mutation domi-

134 à nante) ou aa (mutation récessive), par suite de la. transformation d’un seul des deux gènes. | Fe Il en est de même lorsqu'une plante aa produit des. Pre mutants renfermant le nouveau gène A, à l’état hétérozygote. On pourrait admettre que les cellules. génératrices des gamètes femelles’ sont restées aa, tandis que les cellules mâles sontdevenues AA, mais, . Ê dans ce cas, la descendance serait uniformément Aa. Lorsqu'au contraire la progéniture est formée de. 3 types À pour 1 descendant de caractère a, c’est que . le germen avait la constitution hétérozygote Aa, par suite n’avait subi de mutation que dans un seul des deux gènes en présence. Il pourrait arriver aussi. que la lignée mâle restât aa, tandis que la lignée femelle serait devenue À a ou réciproquement, auquel cas la descendance comprendrait moitié de types À … et moitié de a. On peut ainsi, par l'analyse de la descendance et des proportions numériques des divers : types, savoir si la mutation a porté sur un-seul facteur ou sur les deux. Le même raisonnement peut : s’appliquer au cas des organismes se reproduisant par amphimixie.

Il n’y a guère que deux circonstances connues où il semble que la mutation ait affecté les deux gènes simultanément. FruwIRTE (1911) vit, dans une race de blé à épis dépourvus de barbes (caractère dominant), apparaître quelques pieds avec des épillets à barbe (caractère récessif), ce qui laisse supposer - - ‘que les deux facteurs dominants avaient dû être mutés simultanément. De même, MüLLER et AL- TENBURG (1921) ont relaté un cas de mutation - LS double d’un facteur léthal chez la Drosophile. 1

LA MUTABILITÉ FACTORIELLE 155

£ En dehors de ces cas exceptionnels, on peut consi-

dérer que la mutation ne porte habituellement que sur

- un seul gène, sans toucher son partenaire. MüLLER

… (1927) a montré que même les mutations, provoquées

. par les rayons X, peuvent affecter un gène, sans que

- l’autre soit modifié. Le seul fait d’ailleurs de la coexistence, dans les hybrides, de deux gènes allélomorphes indiquait déjà un large degré d’indépendance entre les deux exemplaires d’un même lieu factoriel.

30 À quel moment de la vie apparaissent les mulations ? On a cru pendant longtemps que les mutations devaient se produire exclusivement au moment des divisions de maturation qui précèdent la formation définitive des cellules reproduetrices. On sait aujourd’hui que la transformation d’un gène peut avoir lieu, soit au cours de la vie embryonnaire, soit dans les cellules somatiques, soit dans la lignée germinale, soit enfin dans les gamètes eux-mêmes.

Pendant la segmentation, le matériel du noyau de l’œuf fécondé se trouve réparti, par le jeu des divisions mitotiques, d’une façon équationnelle, entre des noyaux de plus en plus nombreux; ceux-ci doivent tous, au moins théoriquement, et hors le cas d’amitose, recevoir la totalité des gènes du syncarion initial. A un stade plus ou moins précoce, on peut reconnaître les cellules particulières qui représentent, en puissance, les éléments initiaux de la lignée germinale. Ainsi, dans l’Ascaris, l’œuf se divise en deux blastomères P, et S, ; P, se redivise

cellules $,, ébauche du mésoderme secondaire, et P,, origine des cellules germinales.

mutations, il n'y a aucune raison pour que les lignées somatiques, qui recoiventle même matériel génétique, » ne présentent pas également des variations brusques de ce patrimoine héréditaire nucléaire. Nous en - avons déjà vu des exemples dans le règne végétal, où ces mutations somatiques sont connues sous le nom de mutations de bourgeons. Des mutations somati-

ques semblables aboutissent, dans le règne animal, à ce que l’on appelle les mutants en mosaïque. Ainsi, - dans une lignée de Drosophiles à yeux éosine, MüLLER (1920) a vu naître un mâle qui avait un œil éosine et l’autre blanc ; comme blanc et éosine sont deux

états allélomorphes d’un même gène, il est très.

vraisemblable que, dans une des lignées cellulaires

du soma, le gène éosine s'était transformé, par muta-

tion, en gène producteur de l’œil blanc. Un certain nombre de cas analogues ont été relatés par BRIDGES et MorGan (1919) Dans l’un, il s’agit d’une mouche

de race à corps jaune, dont une moitié du corps était

à de teinte pâle, par suite d’une mutation ayant dû.

- se produire dans l’un des premiers noyaux de seg- mentfation. Une autre mouche, de la même race, avait une partie du corps de couleur brune. Une

rappelant le type de l’aile miniature. Dans la lignée à ailes vestigiales, apparut une mouche ayant une

aile vestigial d’un côté, mais une aile longue de l’autre, «

én P, et P, A la division suivante, P, donne les.

ee De même que la lignée germinale présente des à <F

de Le nd s

PTT PT EP

M ce

LA MUTABILITÉ RTE eee

STURTEVANT a observé, dans une lignée normale,

un mâle qui avait, d’un côté du corps, des poils

modifiés, correspondant au type de la mutation

forked. Je citerai encore le cas d’une Drosophile de la lignée normale à yeux rouges qui avait un œil blanc avec une tache rouge à l’angle postérieur et celui d’un individu de la lignée bar qui avait un œil blanc, dans les trois quarts de sa surface postérieure, et une petite tache blanche sur l’autre œil.

Il est à remarquer que toutes ces mutations en mosaique concernent des gènes sex-linked (liés au sexe), donc contenus dans le chromosome X, et qu’elles ont été observées chez des mâles. Ce n’est,

en effet, que dans ces conditions, comme nous l'avons, vu plus haut, qu’une mutation peut manifester son

action, dès le moment de sa production.

Plusieurs cas de mutations somatiques ont été observés par BREITENBECHER (1922) sur des femelles de Bruchus ouadrimaculalus. H s’agit de 31 individus qui avaient les deux élytres de couleur différente : dans la race rouge, 22 cas où les élytres étaient rouges d’un côté et noirs de l’autre; 1 femelle blanche ayant un élytre noir ; 8 individus de la race tan, dont un

élytre était de couleur tan et l'autre noir ou blanc. Or, on sait que rouge, noir, blanc et tan sont 4 muta-

tions allélomorphes, apparues également dans la

lignée germinale, et ayant donné autant de races … différentes. Ces mutations sont ici immédiatement visibles, parce qu’elles sont dominantes par rap-.

port au caractère de la race où elles apparaissent. C'est à des mutations somatiques que WriGur et EATon (1926) rattachent quelques cas de coloration

anormale, observés chez le cobaye. On sait que, chez cet animal, il n'y a jamais plus de trois couleurs. Or, dans un cobaye noir, feu et blanc, il y avait une

‘tache sépia et dans un autre, agouti, feu et blanc,

une tache noire; ces taches anormales correspon-

- dajent vraisemblablement à une mutation somatique,

par exemple, dans le second cas, à la transformation du gène agouti en son allélomorphe noir.

On peut évidemment se demander si ces différentes transformations somatiques correspondent réellement à des mutations, c’est-à-dire à des changements de constitution d’un facteur génétique déterminé. C’est la même question que nous avons dû nous

. poser, à propos des mutations,de bourgeons. Dans les

cas où la variation somatique est phénotypiquement identifiable à une mutation germinale déjà connue (cas de la bruche, œil blanc, poils forked de Droso-

-phila), il y a beaucoup de chances pour que ces appa-

rences identiques correspondent à un même processus de variation. La preuve ne pourrait être donnée que si la variation somatique était, en même temps, germinale et pouvait être transmise à la descendance.

Or, le résultat que l’on obtiendra dépend nécessairement du moment où s’est produite la mutation. Si c'est au cours des premières divisions de segmen-

tation, avant que la lignée germinale ait été consti-

tuée et, par suite, séparée du reste de l'embryon,

. il est certain que le germen — au moins en partie — . aura reçu le gène muté, et pourra le transmettre à la

descendance. Si, au contraire, la mutation s’est pro-

duite dans (es lignées somatiques, postérieurement

Ke}

eu Éd £

ee ÿ

LA MUTABILITÉ FACTORIELLE 139 à la séparation du germen, celui-ci se montrera non modifié et donnera une descendance normale. C’est ainsi, d’ailleurs, qu'au point de vue du sexe, on observe des gynandromorphes, dont les uns sont

purement somatiques, tandis que, chez d’autres,

la gonade est affectée simultanément par la mutation qu’extériorise le soma.

La plupart des mutations somatiques de Drosophila, ainsi que toutes celles de la bruche, n’ont pas été transmises par reproduction sexuée, n'avaient donc pas atteint le germen. Par contre, on connaît quelques cas authentiques de transmission, à la descendance, d'une mutation somatique apparue chez le parent. C’est ainsi que MüLLEr (1920) a vu qu'un mâle de la lignée à yeux rouges, ayant un œil . blanc du côté droit, transmit le caractère œil blanc à la moitié de ses petits-fils, preuve que la mutation s'était produite à une phase précoce du développement embryonnaire et avait passé dans une partie, au moins, des éléments germinaux. On put d’ailleurs établir que le nouveau gène blanc, apparu sous forme de mutation somatique, était identique à celui qui caractérise la race à yeux blancs, obtenue, depuis plusieurs années, par mutation purement germinale. Un cas également très net a été-rapporté par Mor (1923). Dans une lignée de Drosophiles, ayant des’ poils normaux, apparut un mâle qui avait sur certaines parties du corps des poils frisés, rappelant la mutation singed, tandis que,sur le reste du corps, la tête en particulier, les poils n’étaient pas modifiés. Ce mâle transmit la nouvelle mutation à ses filles, où elle resta invisible parce qu’à l’état hétérozy-

dans la moitié des petits-fils. Cette transmission fut effectuée par 7 sur 10 de ces filles, qui avaient donc. recu le chromosome X portant le nouveau facteur, tandis que les 3 autres avaient reçu un chromosome X renfermant l’allélomorphe normal. Ceci montre que la mutation, répartie dans certaines lignées somatiques, n’avait passé que dans une partie du germen. Il s'agissait, d’ailleurs, comme l’ont montré les récher-"” ches ultérieures, non de la réapparition du gène singed déjà connu, mais d’un nouvel allélomorphe singed 3, ce qui exclut toute idée d’une contamination par l’ancienne race singed. | Ces faits établissent indiscutablement qu'aussi . bien chez les animaux que chez les végétaux de véri-. tables mutations peuvent se produire à divers moments de la vie embryonnaire et aboutir à des modifications purement somatiques, ou à la fois somatiques et germinales.

Jn’y a pas de raison — et les mutations de boureons nous en donnent la preuve —— pour que ces mu ations somatiques ne puissent pas survenir aux divers âges de la vie d’un individu. I! résulte même des recherches d'EvsrER et d'ANDERSON que la mutation végétative chez le maïs affecte de petites res, plutôt que de grandes zones, ce qui est la preuve qu’elle augmente de fréquence au fur et à mesure que les stades du développement sont plus vancés. Il y a là plusieurs faits à retenir et qui sont peut-être susceptibles d° éclairer d’une vive lumière a genèse des tumeurs. On peut, en effet, se deman-

ERA EEE RSS AUUTE TOT

LA MUTABILITÉ FACTORIELLE

- ple, dont les caractères se conservent indéfiniment

Let à

à travers les générations cellulaires, ne correspond pas à une mutation somatique spontanée ou provoquée par des actions irritatives. Nous'verrons, en effet, prochainement que des mutations peuvent

être déclanchées par divers agents externes, les

rayons X en particulier. Par ailleurs, le fait que

l’on connaît, avec certitude, au moins chez la Drosophile, l'existence de plusieurs mutations germinales, produisant dés tumeurs héréditaires, me parait de

nature à renforcer l’hypothèse assimilant la genèse

des néoplasmes à une mutation somatique.

Lorsque la lignée germinale est déjà séparée du reste de l’embryon, elle peut être également le siège de mutations qui, naturellement, ne deviendront visibles que dans la descendance. Se basant sur le fait que, dans la moitié des cas, les mutations liées

ausexe, manifestées chez les mâles de Drosophiles, se

rencontrent chez un individu unique, ce qui indique qu'un tout petit nombre de cellules germinales avaient été modifiées, BRIDGES en avait conclu que la mutation devait surtout se produire à la fin de l'évolution du germen, probablement au cours des divisions de maturation, ou peu avant. Par contre,

MüzLer (1920), examinant le même problème, était

arrivé à la conclusion que les mutations pouvaient survenir à un moment quelconque. C’ést ce point de vue que les faits confirment de plus en plus, si bien que nous pouvons nous représenter que la mutation

. peut prendre naissance à n'importe quel stade de la vie.

d’un organisme et à un moment quelconque de l’évolu-

. tion de ses lignées somaliques ou germinales. Ce point

de vue a encore été confirmé par MüLcer (1927) qui a montré que des mutations peuvent être produites, grâce à l’action des rayons X, dans les sper- - matozoïdes eux-mêmes, c’est-à-dire tout à fait à la fin des transformations de la lignée germinale.

40 Fréquence des mutations. Lorsqu'on é'ève une race de mouches, telles que Drosophila melanogaster, : cecte race se maintient constante, d’une façon presque absolue, ce qui semble indiquer une fixité parfaite, par rapport à la durée et à l’étendue de nos observations. Cependant, si nous sommes assez patients, nous verrons survenir des mutations, mais il faut, semble-t-il, faire porter l’examen sur un nombre considérable d'individus, pour avoir chance de rencontrer un mutant. MorGan et ses collaborateurs, en présence de l’énorme tache d’analyse génétique que compliquait chaque mutation nouvelle, n’ont pas eu le loisir d'établir minutieusement la fréquence d'apparition des mutants. Quelques centaines ont été trouvés sur un nombre de mouches examinées quesles auteurs estiment ne pas être inférieur à 13 millions, et être sans doute plus voisin de 20, millions. Si l’on tient compte du fait qu'un grand nombre de mutants ont pu passer inaperçus, et que : leur reconnaissance dépend de l’équation personnelle,

de l'habitude, de la plus ou moins longue pratique des observateurs, il semble, gross® modo, que la fréquence soit de l’ordre de 1 pour 10.000,sans qu'il y ait lieu, . d’ailleurs, d’attacher aucune valeur précise à cette

LA MUTABILITÉ FACTORIELLE 143

estimation. Nous avons vu que, d’après les recherches de TOwER, la fréquence de mutation chez Leptinotarsa decemlineata serait voisine de 1 pour 6.000. D'après BAUR, la fréquence de mutation dans la

* lignée À, d’Anfirrhinum majus serait beaucoup plus

élevée, 16 mutants ayant été observés sur 344 individus, ce qui représente une proportion d'environ 5 p. 100. Encore Baur estime-t-il que c’est là un minimum, plusieurs mutants ayant été laissés de

Ste

côté parce que difficiles à identifier et à suivre dans les générations. Aussi pense-t-il que la fréquence de mutations ne doit pas être éloignée de 10 p. 100.

Il est évident qu'un grand nombre de mutations peuvent être perdues avant d’avoir pu se manifester ; on ne pourrait remédier à cette difficulté qu’en plaçant les organismes dans des conditions d'élevage, telles que la mortalité, en cours de développement, soit réduite au minimum (1) et en s’astreignant à faire se reproduire fous les descendants de chaque orga-

(1) J’ai mis au point, à partir de 1910, une technique d’élevage aseptique de la Drosophile qui pourrait être avantageusement émployée pour ube recherche de ce genre, en raison de la mortalité extrêmement réduite des individus, de la Jongue durée de leur vie, et de leur fécondité très élevée. Les généticiens américains paraissent se rendre compte de l’importance de ces conditions d’élevage, au moins pour l’examen de certains problèmes, tels que celui de la durée de la vie; ils s'efforcent, actuellement, de trouver des techniques plus perfectionnées que celles qu'ils avaient utilisées jusqu'alors ; leurs résultats sont encore très inférieurs à ceux que j’ai obtenus il y a dix-huit ans et il est regrettable qu’ils n’aient pas cru devoir mettre à profit le produit de recherches que certains d’entre eux, au moins, connaissent parfaitement... (Voir Dezcourr et GuyéNnor (1910) et GuyÉNoT (1911, 1913,

Re À ER

nisme. Malheureusement, un pareil plan de recherches

se heurte à des impossibilités matérielles. Ainsi, une Drosophile peut avoir 600 descendants environ, ce qui représente à peu près 300 couples pour la première génération. Parmi ces 600 individus, un seul, peutêtre, porte à l’état latent un nouveau gène récessif, apparu, par mutation, chez l’un des parents. Pour ne pas le perdre, il faudra recueillir la descendance de ces 300 couples, soit environ 180.000 individus, dont quelques-uns auront la constitution Aa. Il faudrait ensuite accoupler tous ces organismes, pour

avoir chance d’obtenir des croisements entre ces Aa,

et rechercher les mutants aa parmi quelques 54 millions de descendants de deuxième génération | Une telle étude ne laisserait passer inaperçue aucune mutation, survenue dans le germen des femelles, dont la presque totalité des gamètes sont utilisés ; par contre, comme les spermatozoïdes des mâles sont produits en quantité très supérieure à celle qui est réellement utilisée au cours de la fécondation, toute une série de mutations, susceptibles de s'être produites à la fin de l’évolution de la lignée germinale mâle et, par suite, de n’avoir passé que dans quelques gamètes, seront nécessairement perdues, malgré toutes les précautions dont les expérimentateurs se seront entourés.

Quelques essais ont été faits cependant pour déterminer, de façon approchée, la fréquence des mutations chez la Drosophile, en tenant compte non seulement des mutations visibles (c'est-à-dire se traduisant par des caractères apparents de l'œil, des ailes, des

poils,-de la couleur, etc...), mais aussi de ces muta=

tions appelées léfhales, qui ne se révèlent que par . le fait qu'elles causent la mort plus ou moins précoce - des individus qui en sont affectés. En 1918-1919, -ALTENBURG (cité par MüLLer, 1927) trouva, en tout, … 13 facteurs léthals nouveaux sur 770 gamètes pro- > duits. MüLLEr et ALTENBURG (1919) observèrent, - de même, 13 mutations léthales sur 1034 gamètes,

. ment plus rares.

…. La fréquence de mutation varie, d’ailleurs, avec … les différents gènes ; il est, à ce point de vue, des gènes plus stables et d’autres relativement mutables, … Beaucoup de gènes de la Drosophile n’ont été mutés

LE crossveinless, curved, dachs), d’autres 3 fois (apterous, » bifid, bithorax, dichaete, eyeless), ou 4 fois (cinnabar, … ascule, marroon), 6 fois (bobbed, dusky, lobe, ruby),

— milion), 16 fois (cut), 25 fois (white). Il faut se rendre … compte que ces chiffres ne signifient pas nécessaire- — ment que les mutations vermilion, white, etc... ont … apparu 15 ou 25 fois, mais que le gène, qui a donné ces mutations, a présenté, à nouveau, ces mutations ou d’autres mutations allélomorphes. Ainsi, dans les 5 “ 25 mutations de while sont comprises les apparitions des allélomorphes eosin, cherry, buff, etc... ; il n’en à reste pas moins que la particule matérielle, qui a une - | fois donné white, a encore été l’ objet de 24 processus … mutatifs. Dans Antirrhinum majus, BAuR (1924) a, __ de même, constaté que maculosa, albovirens ont

» soit une sur 79 ; les mutations visibles sont infini- -

4 qu'une seule-fois, d’autres deux fois (bar, bent, club,

10 fois (ebony), 12 fois (forked), 15 fois (yellow, ver-

ee apparu une seule fois, rubella, pallida, gramini-

LA MUTABILITÉ FACTORIELLE 145