THOMAS HUNT MORGAN: BIOGRAFIE, CHROMOSOOMTHEORIE, EXPERIMENTEN - ARTE - 2025

Thomas Hunt Morgan (1866-1945) was een Amerikaanse wetenschapper die gespecialiseerd was in de studie van genen. Geboren in september 1866, was zijn grootste bijdrage het aantonen van de waarheid van de chromosomale theorie van genen ontwikkeld door Sutton en Boveri. Zijn werk bewees dat geslachtschromosomen bestaan, evenals de zogenaamde "geslachtsgebonden overerving".

Om deze theorie te bevestigen, voerde de geneticus verschillende experimenten uit met de fruitvlieg (Drosophila melanogaster). Zijn voornaamste bedoeling was om te zien of de theorieën van Gregor Mendel waar waren en of ze op dieren konden worden toegepast.

Thomas Hunt Morgan - Bron: Carl A. Gist / Openbaar domein

Morgan, die een moeilijke jeugd en jeugd had gehad, toonde al vroeg interesse in wetenschap, met name natuurlijke historie. Tijdens zijn professionele carrière nam hij deel aan verschillende van de meest opwindende wetenschappelijke debatten van die tijd, van Darwins theorie tot de vorming van embryo's.

Zelfs toen hij met pensioen ging, bleef Morgan onderzoek doen naar verschillende onderwerpen. Na zijn dood stelde de Genetics Society of America ter ere van hem een ​​jaarlijkse onderscheiding in om het belangrijkste onderzoek op dit gebied te erkennen: de Thomas Hunt Morgan Medal.

Biografie

Thomas Hunt Morgan werd geboren op 25 september 1866 in Lexington, Kentucky (VS). Volgens sommige van zijn biografen had de jonge Thomas een erg moeilijke jeugd.

Studies

Toen Thomas 16 jaar oud was, begon hij te studeren aan het State College of Kentucky, nu een staatsuniversiteit. Zijn opleiding in deze periode was gericht op wetenschap, in het bijzonder natuurlijke historie. Tijdens vakantieperiodes werkte hij voor de United States Geological Survey.

In 1866 voltooide Morgan deze fase van zijn studie met een Bachelor of Science-graad. Datzelfde jaar, in de zomer, verhuisde hij naar Massachusetts om naar de Biology School te gaan. Het was in dit centrum, dat toebehoorde aan de John Hopkins University, dat hij belangstelling voor zoölogie begon te tonen.

Gedurende de volgende twee jaar publiceerde Morgan verschillende werken. Door zijn intelligentie kon hij worden geselecteerd om een ​​master of science te behalen in zijn oude centrum in Kentucky, State College. Hij bood hem ook een baan als docent aan. Morgan gaf er echter de voorkeur aan om bij John Hopkins te blijven.

Young Morgan deed zijn proefschrift over de embryologie van zeespinnen. Dit werk, dat werd gepubliceerd, leverde hem zijn doctoraat in 1890 op.

De wetenschapper gebruikte het geld dat hij bij de publicatie van zijn proefschrift had gekregen om een ​​reis naar het Caribisch gebied en Europa te maken. Tijdens hetzelfde onderzoek bleef hij verschillende zoölogische onderwerpen onderzoeken.

Carrière

In hetzelfde jaar dat Morgan promoveerde, kreeg hij een aanbod om als professor in de morfologie te werken aan de Bryn Mawr School, een centrum dat samenwerkt met John Hopkins. Zijn taak was om vijf dagen per week, twee keer per dag, lezingen te geven. Hierdoor had hij weinig tijd voor onderzoek, een activiteit waarop hij zich wilde concentreren.

Reis naar Europa

Die gelegenheid om onderzoek te doen kreeg hij in 1894, toen hij naar Napels verhuisde om een ​​reeks studies uit te voeren over de embryologie van ctenoforen, een levensvorm die bijna microscopisch klein is.

In de Italiaanse stad kwam hij in contact met Duitse wetenschappers. Deze verklaarden hem de nieuwe theorieën over de mechanica van ontwikkeling, die veronderstelden dat de theorieën die in de 19e eeuw van kracht waren, overwonnen zouden worden.

Een van de wetenschappelijke debatten van die tijd ging over de ontwikkeling van embryo's. Een van de theorieën hield vol dat het erfelijke materiaal verdeeld was over de embryonale cellen en dat deze later specifieke delen van het organisme werden.

Andere experts beweerden echter dat de ontwikkeling werd veroorzaakt door epigenetische factoren. Morgan was voorstander van deze tweede hypothese.

Columbia universiteit

Nadat Morgan in 1895 naar Bryn Mawr was teruggekeerd, begon hij fulltime te werken. Deze situatie duurde tot 1904, toen hij een aanbod kreeg om als onderzoeker aan de Columbia University deel te nemen, zonder dat hij les hoefde te geven.

Morgan, die vorig jaar Evolution and Adaptation had gepubliceerd waarin hij in strijd was met enkele van Darwins stellingen over de mechanismen van nationale selectie, accepteerde het aanbod.

Een paar jaar later, in 1908, begon Morgan zijn experimenten met de fruitvlieg. Met behulp van chemie en straling veroorzaakte hij mutaties in sommige exemplaren. De resultaten bevestigden de theorie van Sutton en Boveri.

Aan het einde van zijn werk met de fruitvlieg hervatte de wetenschapper zijn studies over embryologie. Daarnaast onderzocht hij ook hoe genen worden overgeërfd.

In 1915 nam hij deel aan een nieuw wetenschappelijk debat dat zich ontwikkelde: eugenetica en de verdediging van racisme tegen de wetenschap. Morgan was tegen deze ideeën.

Afgelopen jaren

Jaren later, in 1928, nam Morgan de afdeling biologie van het California Institute of Technology over. In deze nieuwe functie deed hij onderzoek naar genetica, fysiologie, evolutie, embryologie of biofysica.

Morgan bleef in die instelling werken tot 1942, het jaar waarin hij met pensioen ging. Hij behield echter zijn functie als emeritus hoogleraar en bleef bovendien op sommige terreinen onderzoek doen.

Thomas Hunt Morgan stierf op 4 december 1945 aan een hartaanval, toen hij 79 jaar oud was.

Chromosomale theorie van erfelijkheid

Hoewel de chromosomale overervingstheorie niet het werk van Morgan was, waren het zijn studies die zijn postulaten bevestigden.

Boveri en Sutton

De auteurs van de theorie waren Theodor Boveri en Walter Sutton. De twee onderzoekers, die afzonderlijk werkten, kwamen in 1902 tot dezelfde conclusies.

De theorie stuitte echter op aanzienlijke tegenstand binnen de wetenschappelijke gemeenschap. De acceptatie kwam in 1915, toen Thomas Hunt Morgan experimenten uitvoerde die Sutton en Boveri gelijk bewezen.

De theorie

Samenvattend stelt de chromosomale overervingstheorie dat genen zich op specifieke locaties aan de binnenkant van chromosomen bevinden. Hun gedrag tijdens meiose (een van de vormen van reproductie van cellen) verklaart de erfelijkheidswetten van Mendel.

De auteurs van de theorie analyseerden genen, dat wil zeggen die DNA-fragmenten die erfelijke factoren bevatten. Voorafgaand aan deze onderzoeken was het al mogelijk om het bestaan ​​van chromosomen aan te tonen en te repliceren tijdens de celdeling. Dankzij Boveri en Sutton kwamen echter nog veel meer details aan het licht.

Ze ontdekten onder meer dat chromosomen in homologe paren gaan, de ene van de moeder en de andere van de vader. Elke gameet draagt ​​daarom de helft van het genetisch materiaal bij aan de persoon.

De theorie vergroot het begrip waarom sommige aspecten worden geërfd en andere niet. Zo is bekend dat het ene chromosoom de informatie over het verschillende geslacht bevat, terwijl het andere de informatie geeft over de kleur van de ogen. De onafhankelijkheid van elke eigenschap betekent dat sommige worden overgedragen en andere niet.

Morgan-bevestiging

Zoals opgemerkt, werd de chromosoomtheorie aanvankelijk niet geaccepteerd. Morgan was met zijn experimenten met de fruitvlieg in staat om het nodige bewijs te leveren om de waarheid ervan aan te tonen.

Morgan merkte op dat toen meiose plaatsvond, er paren chromosomen waren die enkele equivalente fragmenten met elkaar konden uitwisselen. Zo werden fragmenten van DNA uitgewisseld en daarom vond de zogenaamde genetische recombinatie plaats.

Experimenten uitgevoerd

EB Wilson, directeur van de afdeling zoölogie aan de Columbia University, overtuigde zijn vriend Thomas Hunt Morgan in 1904 om een ​​nieuw gecreëerde positie in te nemen en experimentele zoölogie te beginnen.

Wilsons argument was dat het nodig was om te begrijpen hoe genetische overerving plaatsvindt om de ontwikkeling van een compleet individu te begrijpen.

Morgan accepteerde het aanbod en begon te experimenteren met ratten en muizen. De kenmerken van deze dieren waren echter niet voldoende. In plaats daarvan koos de wetenschapper voor Drosophlia melanogaster, de fruitvlieg.

De voordelen van dit insect waren talrijk: het kleine formaat, waardoor er duizenden in het laboratorium konden worden gehouden; zijn vruchtbaarheid het hele jaar door; en zijn enorme voortplantingscapaciteit. Bovendien was het heel gemakkelijk om onderscheid te maken tussen mannetjes en vrouwtjes en vindt hun embryonale ontwikkeling buiten plaats. Dit laatste vergemakkelijkte de studie van mutaties.

De laatste reden om voor de fruitvlieg te kiezen was de eenvoud ervan: hij heeft maar vier paar chromosomen.

Morgan begon zijn experiment in 1907. Aanvankelijk was hij van plan de vliegenkolonie slechts enkele generaties in stand te houden, totdat er een mutatie optrad. De volgende twee jaar leverden echter geen resultaten op.

witte ogen

In 1909, na twee jaar werken, wierpen de inspanningen van Morgan en zijn team hun vruchten af. De wetenschapper merkte op dat een van de vliegen in het laboratorium een ​​vreemde mutatie had die hij "witte ogen" noemde omdat zijn ogen die kleur hadden in plaats van de roodachtige kleur die typisch is voor de soort.

Het insect was een mannetje en Morgan gebruikte het om verschillende vrouwtjes te insemineren. Het doel was om te controleren of de mutatie werd doorgegeven aan de nieuwe generaties. Alle nakomelingen hielden echter hun ogen rood.

Hierdoor dacht Morgan dat er iets vreemds was gebeurd. Zijn volgende stap was om een ​​paar dochtervliegen over te steken om te zien wat er zou gebeuren. Bij deze gelegenheid hadden, tot verbazing van de wetenschapper, verscheidene van de resulterende exemplaren de witte ogen van hun "grootvader". Gezien dit resultaat ging Morgan aan het werk om uit te leggen wat er was gebeurd.

Geslachtsgebonden overerving

De resultaten van de onderzoeken brachten Morgan ertoe de hypothese voor te stellen dat erfelijkheid verband hield met seks. Zo bevestigde de wetenschapper dat er tekens waren die verband hielden met het X-chromosoom van de moeder.

Later ontdekte Morgan andere kenmerken die op dezelfde manier werden geërfd, wat zijn theorie bevestigde. Op dat moment begon hij het woord gen of genen te gebruiken om de factoren te beschrijven die van generatie op generatie langs het X-chromosoom gingen.

Voor Morgan waren al die genen onderdeel van de chromosomen. Deze samen vormden de genetische overerving van individuen en soorten.

Andere bijdragen

Thomas H. Morgan bleef met chromosomen werken om nog beter te begrijpen hoe genetische overerving tot stand kwam. Hiervoor tekende hij lineaire chromosoomkaarten, met elk gen op een specifieke positie. Hieruit bleek dat de genen die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van kenmerken binnen elk chromosoom op een rij stonden.

Dit onderzoek werd gepresenteerd in een boek dat een referentie werd voor moderne genetica: het mechanisme van Mendeliaanse overerving.

Gene theorie

In 1926 presenteerde Morgan zijn theorie van genen. Dit beweerde dat genen waren gekoppeld in verschillende kettinggroepen. Allelen (paren genen gerelateerd aan dezelfde genetische eigenschap) werden altijd uitgewisseld of gekruist binnen dezelfde groep. Deze ontdekking leverde hem in 1933 de Nobelprijs voor Fysiologie en Geneeskunde op.

Referenties

1. EcuRed. Thomas Hunt Morgan. Verkregen van ecured.cu
2. Khan Academy. De chromosomale basis van overerving. Opgehaald van es.khanacademy.org
3. Wiens Reyes, Arturo. Thomas Morgan. Verkregen van innovations.pe
4. DNA Learning Center, Cold Spring Harbor Laboratory. Thomas Hunt Morgan (1866-1945). Opgehaald van dnaftb.org
5. De Nobel prijs. Thomas H. Morgan. Opgehaald van nobelprize.org
6. Natuureducatie. Thomas Hunt Morgan: The Fruit Fly Scientist. Opgehaald van nature.com
7. Allen, Garland Edwards. Thomas Hunt Morgan. Opgehaald van britannica.com