ТОМАС ПОЛЮЄ НА МОРГАН: БІОГРАФІЯ, ТЕОРІЯ ХРОМОСОМ, ЕКСПЕРИМЕНТИ - АРТЕ - 2025

Томас Хант Морган (1866-1945) був американським вченим, який спеціалізувався на вивченні генів. Народжений у вересні 1866 р., Його найбільший внесок полягав у тому, щоб продемонструвати правдивість хромосомної теорії генів, розроблену Саттоном та Бовери. Його роботою було доведено, що існують статеві хромосоми, так само як і так зване «пов’язане із статтю спадкування».

Для підтвердження цієї теорії генетик провів кілька експериментів з плодовою мухою (Drosophila melanogaster). Його головний намір полягав у тому, щоб перевірити, чи теорії Грегора Менделя справжні, і чи можна їх застосувати до тварин.

Томас Хант Морган - Джерело: Карл А. Гіст / Громадське надбання

Морган, який мав важке дитинство і юність, проявляв ранній інтерес до науки, особливо природничої історії. Під час своєї професійної кар’єри він брав участь у кількох найгарячіших наукових дебатах того часу, від теорії Дарвіна до утворення ембріонів.

Навіть на пенсії, Морган продовжував проводити дослідження на різні теми. Після його смерті Генетичне товариство Америки встановило на його честь щорічну премію за визнання найважливішого дослідження з цього приводу: медаль Томаса Ханта Моргана.

Біографія

Томас Хант Морган народився 25 вересня 1866 року в Лексінгтоні, штат Кентуккі (США). На думку деяких його біографів, молодий Томас мав дуже жорстку юність.

Дослідження

Коли Томасу було 16 років, він почав вчитися в Державному коледжі Кентуккі, нині - державному університеті. Його підготовка в цей період була зосереджена на науці, особливо природознавстві. У періоди відпусток працював у Геологічній службі Сполучених Штатів.

У 1866 році Морган закінчив цю фазу свого навчання зі ступенем бакалавра наук. Того ж року, влітку, він переїхав до штату Массачусетс, щоб відвідувати школу біології. Саме в цьому центрі, який належав університету Джона Хопкінса, він почав проявляти інтерес до зоології.

Протягом наступних двох років Морган опублікував кілька робіт. Його інтелект дозволив йому бути обраним для отримання магістра наук у своєму старому центрі Кентуккі, Державному коледжі. Він також запропонував йому викладацьку посаду. Однак Морган вважав за краще залишитися у Джона Хопкінса.

Молодий Морган зробив дисертацію з ембріології морських павуків. Ця робота, яка була опублікована, заслужила йому докторську ступінь у 1890 році.

Вчені використали гроші, одержані від публікації своєї дипломної роботи, щоб здійснити подорож Карибським басейном та Європою. Під час того ж він продовжував досліджувати різні зоологічні предмети.

Кар'єра

Того ж року, коли Морган здобув ступінь доктора, він отримав пропозицію працювати професором морфології в школі Бріна Маура, центру, побратимського з Джоном Хопкінсом. Його робота полягала в тому, щоб читати лекції п’ять днів на тиждень, двічі на день. Це залишило йому мало часу на дослідження, діяльність, на яку він хотів зосередитись.

Поїздка в Європу

Ця можливість дослідити прийшла до нього в 1894 році, коли він переїхав до Неаполя, щоб здійснити ряд досліджень з ембріології ктенофорів, життєвої форми, майже мікроскопічної за розмірами.

В італійському місті він вступив у контакт з німецькими вченими. Вони пояснили йому нові теорії механіки розвитку, які передбачали подолання діючих у 19 столітті.

Одна з наукових дискусій того часу була зосереджена на розвитку ембріонів. Одна з теорій стверджувала, що спадковий матеріал був поділений між ембріональними клітинами і що вони згодом стали специфічними частинами організму.

Однак інші експерти стверджували, що розвиток спричинено епігенетичними факторами. Морган виступав за цю другу гіпотезу.

Колумбійський університет

Після того, як Морган повернувся до Бріна Маура, в 1895 році він почав працювати повний робочий день. Така ситуація тривала до 1904 року, коли він отримав пропозицію вступити до Колумбійського університету як дослідник, не викладаючи.

Морган, який попереднього року опублікував еволюцію та адаптацію, в якій він був проти деяких тез Дарвіна про механізми національного відбору, прийняв цю пропозицію.

Через кілька років, в 1908 році, Морган розпочав свої експерименти з фруктовою мухою. Використовуючи хімію та радіацію, він викликав мутації у деяких зразків. Результати підтвердили теорію, встановлену Саттоном і Бовери.

В кінці роботи з плодовою мухою вчений відновив дослідження з ембріології. Крім того, він також досліджував, як гени успадковуються.

У 1915 році він брав участь у новій науковій дискусії, яка розвивалася: євгеніка та захист расизму від науки. Морган був проти цих ідей.

Останні роки

Через 1928 року Морган зайняв кафедру біології Каліфорнійського технологічного інституту. На цій новій посаді він проводив дослідження з генетики, фізіології, еволюції, ембріології чи біофізики.

Морган залишився працювати в цьому закладі до 1942 року, коли вийшов на пенсію. Однак він зберігав посаду професора Емеріта і, крім того, продовжував проводити дослідження в деяких галузях.

Томас Хант Морган помер від серцевого нападу 4 грудня 1945 року, коли йому було 79 років.

Хромосомна теорія спадковості

Хоча хромосомна теорія успадкування не була роботою Моргана, саме його дослідження підтвердили його постулати.

Бовери і Саттон

Авторами теорії стали Теодор Бовери та Уолтер Саттон. Два дослідники, працюючи окремо, дійшли однакових висновків у 1902 році.

Однак теорія зіткнулася із значним протидією серед наукової спільноти. Прийняття прийшло в 1915 році, коли Томас Хант Морган провів експерименти, які довели Саттон і Бовери прав.

Теорія

Підсумовуючи, хромосомна теорія успадкування стверджує, що гени розташовані в конкретних місцях на внутрішній стороні хромосом. Їх поведінка під час мейозу (одна з форм розмноження клітин) пояснює закони спадкування Менделя.

Автори теорії проаналізували гени, тобто ті фрагменти ДНК, які містять спадкові фактори. До цих досліджень вже можна було довести існування хромосом та їх реплікацію під час ділення клітин. Однак, завдяки Бовери та Саттону, з’явилось багато інших деталей.

Крім усього іншого, вони виявили, що хромосоми йдуть гомологічними парами, одна від матері, а друга від батька. Кожна гамета, таким чином, вносить половину генетичного матеріалу в людину.

Теорія розширила розуміння того, чому одні аспекти успадковуються, а інші - ні. Так, наприклад, відомо, що одна хромосома містить інформацію про різну стать, а інша надає інформацію про колір очей. Незалежність кожної ознаки означає, що одні передаються, а інші - ні.

Морган підтвердження

Як зазначалося, спочатку теорія хромосом не була прийнята. Морган своїми експериментами з плодовою мухою зміг надати необхідні докази, щоб продемонструвати її правдивість.

Морган зазначив, що коли відбувся мейоз, з’явились пари хромосом, які могли обмінюватися між собою деякими еквівалентними фрагментами. Таким чином, були обмінені фрагменти ДНК і, отже, відбулася так звана генетична рекомбінація.

Проведені експерименти

Е. В. Вілсон, директор департаменту зоології Колумбійського університету, переконав свого друга Томаса Ханта Моргана в 1904 р. Зайняти новостворену посаду та зайняти експериментальну зоологію.

Аргумент Вілсона полягав у тому, що потрібно зрозуміти, як відбувається генетичне успадкування, щоб зрозуміти розвиток повноцінної особистості.

Морган прийняв пропозицію і почав експериментувати з щурами та мишами. Однак характеристики цих тварин не були адекватними. Натомість учений обрав дрозофлію меланогістер, плодову муху.

Переваги цієї комахи були численні: її невеликий розмір, що дозволило тримати тисячі в лабораторії; її родючість протягом року; та її величезна репродуктивна здатність. Крім того, було дуже легко відрізнити чоловіків і жінок, а їх ембріональний розвиток відбувається назовні. Останнє полегшило вивчення мутацій.

Останньою причиною вибору фруктової мухи була її простота - у неї всього чотири пари хромосом.

Морган розпочав свій експеримент у 1907 р. Спочатку він мав намір підтримувати колонію льотів лише кілька поколінь, поки не відбулася мутація. Однак наступні два роки не дали результатів.

Білі очі

У 1909 році, після двох років роботи, зусилля Моргана та його команди окупилися. Вчений зауважив, що одна з мух в лабораторії мала дивну мутацію, яку він назвав "білі очі", оскільки його очі мали цей колір замість червонуватого кольору, характерного для виду.

Комаха була самцем, і Морган використовував її для осіменіння кількох самок. Її метою було перевірити, чи передана мутація новим поколінням. Однак у всіх нащадків очі залишалися червоними.

Це змусило Моргана задуматися, що сталося щось дивне. Наступним його кроком було перетнути пару дочок-мух, щоб побачити, що буде. З цієї нагоди, на подив вченого, кілька отриманих зразків мали білі очі свого «діда». Враховуючи цей результат, Морган пішов на роботу, намагаючись пояснити, що сталося.

Секс-пов'язане спадкування

Результати досліджень змусили Моргана висловити гіпотезу про те, що спадковість пов’язана із сексом. Таким чином, вчений підтвердив, що існували персонажі, пов'язані з Х-хромосомою матері.

Пізніше Морган виявив інші характеристики, які успадковувалися аналогічно, підтверджуючи його теорію. Саме тоді він почав використовувати слово ген або гени для опису факторів, які передавались з покоління в покоління вздовж Х-хромосоми.

Для Моргана всі ці гени входили до складу хромосом. Вони разом формували генетичну спадщину індивіда та виду.

Інші внески

Томас Х. Морган продовжував працювати з хромосомами, щоб спробувати зрозуміти ще краще, як відбулося генетичне успадкування. Для цього він намалював лінійні карти хромосом, з кожним геном у певному положенні. Це виявило, що гени, відповідальні за передачу характеристик, вишикувалися в межах кожної хромосоми.

Це дослідження було представлено у книзі, яка стала еталоном для сучасної генетики: Механізм успадкування Менделя.

Теорія генів

У 1926 році Морган представив свою теорію генів. Це стверджувало, що гени були пов'язані в різних ланцюгових групах. Алелі (пари генів, що відносяться до однієї і тієї ж генетичної характеристики) завжди обмінювалися або схрещувалися в межах однієї групи. Це відкриття принесло йому 1933 року Нобелівську премію з фізіології та медицини.

Список літератури

1. EcuRed. Томас Хант Морган. Отримано з eured.cu
2. Академія хана. Хромосомна основа успадкування. Отримано з es.khanacademy.org
3. Чий Рейєс, Артуро. Томас Морган. Отримано з нововведень.pe
4. Центр навчання ДНК, лабораторія «Холодна весна». Томас Хант Морган (1866-1945). Отримано з dnaftb.org
5. Нобелівська премія. Томас Х. Морган. Отримано з nobelprize.org
6. Освіта природи. Томас Хант Морган: Вчений-фруктовий мухолов. Отримано з Nature.com
7. Аллен, Гарленд Едвардс. Томас Хант Морган. Отримано з britannica.com