Morgan e la Drosophila
Thomas Hunt Morgan
Thomas Hunt Morgan nacque nel
settembre del 1866 a Lexington,
Kentucky, U.S.A., figlio
primogenito di Charlton Hunt
Morgan.
Fin da bambino mostrò un grande
interesse per le scienze naturali,
e già all’età di dieci anni,
collezionava uccelli, uova e fossili.
Diversi furono i luoghi della sua
vita, legati ai suoi studi ed agli
incarichi ottenuti durante la lunga
e brillante carriera.
Gli Anni della ricerca
Studiò all’Università del Kentucky, dove si
laureò in scienze nel 1886; l’anno
successivo, frequentò per un po’ di tempo il
laboratorio sulla spiaggia di Alphaeus Hyatt
ad Annisquam, Mass.
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Negli anni 1888-1889, lavorò come
ricercatore presso la United States Fish
Commission a Woods Hole, in un laboratorio
con il quale sarebbe sempre rimasto in
contatto.
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Dopo la Laurea, ottenne anche un lavoro
presso la John Hopkins University dove
studiò la morfologia e la fisiologia e dove,
nel 1890, ottenne il titolo di dottore di
ricerca presentando una tesi sulle relazioni
evolutive dei picnogonidi, sotto la guida di
W.K.Brooks.
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Drosophila
Il genere Drosophila fu classificato
all’inizio del XIX secolo; la specie più
nota, Drosophila melanogaster, venne
descritta verso la metà del secolo ed è
probabilmente originaria delle regioni
tropicali. Quasi sicuramente giunse in
Europa e negli Stati Uniti in seguito
all’importazione delle banane.
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Il piccolo insetto comparve fra il 1900
ed il 1901 presso l’Università di
Hardward, dove C.W.Woodworth vi si
dedicò e suggerì a W. Castle che si
trattava di un organismo
particolarmente adatto per studi in
campo genetico.
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Castle, con un gruppo di collaboratori, avviò così una
ricerca sugli effetti degli incroci ripetuti fra i
moscerini.
L’utilizzo in laboratorio di questo insetto, ben presto si
rivelò effettivamente adatto alle ricerche di genetica,
in quanto l’allevamento risultava molto economico,
richiedeva poco spazio (in un primo tempo i moscerini
vennero addirittura allevati nelle bottiglie vuote del
latte) e soprattutto era possibile ottenere numerosi
incroci in breve tempo (da 2 a 3 settimane).
Gli Inizi
Intorno al 1908, anche Morgan cominciò a lavorare su
Drosophila; infatti, in un primo tempo, aveva condotto
le sue ricerche sui ratti, ma ben presto li abbandonò a
causa dell’elevato costo, dei cicli riproduttivi troppo
lunghi e della facilità con cui venivano colpiti da
infezioni. Fu probabilmente Frank Lutz, un genetista
della Stazione per l’Evoluzione Sperimentale di
Washington a Cold Spring Harbor e collaboratore di
Castle, a presentargli lo studio del moscerino.
Le Ricerche di Morgan
Per condurre questo tipo di ricerca, i moscerini venivano
sottoposti ad agenti mutageni (raggi X, sali, onde radio),
ma in un primo tempo i risultati non furono quelli sperati.
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Nel 1910, tuttavia, comparve un unico individuo maschio
con gli occhi bianchi in una popolazione interamente
costituita da moscerini con gli occhi rossi.
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Morgan decise di studiare questa variante e fece
accoppiare il maschio "occhi bianchi" con le femmine "occhi
rossi".
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Nella prima generazione filiale (F1) tutti i moscerini
avevano gli occhi rossi, ma nella seconda (F2), comparve il
classico rapporto mendeliano 3 rossi:1 bianco. Questo
indicava chiaramente che il carattere "occhi bianchi"
doveva essere un carattere mendeliano recessivo, ma c’era
un aspetto particolare: tutti gli individui della F2 che
avevano gli occhi bianchi erano maschi.
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Realizzando poi l’incrocio fra un maschio con gli occhi
bianchi ed una femmina della F1, si otteneva di nuovo il
rapporto previsto da Mendel, cioè 1 bianco: 1 rosso, ma
questa volta con la stessa distribuzione nei due sessi.
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Le Ipotesi
Per spiegare questi risultati,
Morgan ipotizzò l’esistenza di
un fattore, portatore del
colore bianco degli occhi, che
doveva trovarsi negli
spermatozoi e lo indicò come
W; inoltre, metà dei gameti
maschili doveva portare un
fattore X per il sesso e
l’altra metà no.
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La femmina invece doveva essere portatrice per il fattore rosso R,
omozigote per X e, quindi, avere genotipo RRXX, con conseguente
produzione di gameti tutti uguali, del tipo RX.
Dal momento che "occhi rossi" domina su "occhi bianchi", gli individui della
F1 (tutti RWXX) dovevano avere tutti gli occhi rossi, mentre nella F2
potevano nascere individui WWX, cioè maschi con gli occhi bianchi.
In accordo con questa ipotesi, i maschi con gli occhi rossi dovevano avere
un genotipo RRX, ma i dati non confermarono le previsioni: incrociando un
maschio con gli occhi rossi con una femmina con gli occhi bianchi, si
ottennero tutti maschi eterozigoti per R e tutte femmine omozigoti per R.
Il problema era quindi il seguente: come mai nelle popolazioni non
comparivano tante femmine con gli occhi bianchi quante ci si aspetta di
trovarne?
Per risolvere il problema, Morgan introdusse un’ipotesi ulteriore: il fattore R
deve essere legato inscindibilmente con il fattore per il sesso, per cui le
femmine (che hanno due X) devono essere RRXX, mentre i maschi (che ne hanno
una sola) devono essere RWX.
La nascita del maschio con gli occhi bianchi doveva essere quindi causata dagli
agenti mutageni che avevano modificato, in un uovo, RX in WX, portando ad un
individuo WWX.
Per maggiore semplicità nella simbologia, Morgan ( in accordo con Bateson),
ipotizzò che il colore bianco degli occhi fosse provocato dall’assenza del fattore
per il colore: WX diventa quindi OX.
In conclusione Morgan ammise che R e X dovevano essere combinati e che non
potevano esistere indipendentemente l’uno dall’altro.
Per Concludere
La grandezza di Morgan emerge in
particolare da due aspetti: il primo è che,
pur essendo egli inizialmente un accanito
oppositore del mendelismo, si arrese
all’evidenza delle prove scientifiche e, non
solo si convertì, ma si impegnò anche a darne
la dimostrazione; il secondo è che fu capace
di circondarsi di un eccezionale gruppo di
allievi che avrebbero lasciato un’impronta fino
alla nascita della genetica molecolare.
FINE!!!