Thomas Hunt Morgan

Thomas Hunt Morgan

Thomas Hunt Morgan (1866-1945) era uno scienziato americano specializzato nello studio dei geni. Nato nel settembre 1866, il suo più grande contributo fu di dimostrare la veridicità della teoria cromosomica dei geni sviluppati da Sutton e Boveri. Il suo lavoro ha mostrato che esistevano cromosomi sessuali, così come la così chiamata "eredità legata al sesso".

Per essere in grado di confermare quella teoria, il genetista ha fatto diversi esperimenti con la mosca della frutta (Drosophila melanogaster). La sua intenzione principale era di verificare se le teorie di Gregor Mendel fossero vere e se potevano applicarsi agli animali.

Morgan, che aveva trascorso un'infanzia e una giovinezza piuttosto dura, ha mostrato il suo interesse per la scienza molto presto, specialmente per la storia naturale. Durante la sua carriera professionale ha partecipato a molti dei più caldi dibattiti scientifici dell'epoca, dalla teoria di Darwin alla formazione di embrioni.

Anche lo status in pensione, Morgan ha continuato a svolgere ricerche su vari argomenti. Dopo la morte, la Genetics Society of America ha istituito in suo onore un premio annuale per riconoscere le più importanti indagini sull'argomento: la medaglia di Thomas Hunt Morgan.

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Biografia

Thomas Hunt Morgan è nato il 25 settembre 1866 a Lexington, nel Kentucky (EE.UU). Secondo uno dei suoi biografi, il giovane Thomas aveva una gioventù molto dura.

Studi

Quando Thomas aveva 16 anni, iniziò a studiare allo State College del Kentucky, oggi. La sua formazione durante questo periodo era focalizzata sulla scienza, specialmente nella storia naturale. Nei periodi di vacanza ho lavorato nel servizio geologico degli Stati Uniti.

Nel 1866, Morgan terminò questa fase dei suoi studi con il titolo di maturità scientifico. Nello stesso anno, in estate, si trasferì in Massachusetts per frequentare la scuola di biologia. Fu in quel centro, che apparteneva alla John Hopkins University, dove iniziò a mostrare interesse per la zoologia.

Durante i prossimi due anni Morgan pubblicò diverse opere. La sua intelligenza gli ha permesso di essere selezionato per ricevere un master scientifico nel suo vecchio Kentucky Center, lo State College. Allo stesso modo, ha offerto una posizione di insegnante. Tuttavia, Morgan ha preferito rimanere in John Hopkins.

Il giovane Morgan ha condotto la sua tesi sull'embriologia dei ragni marini. Questo lavoro, che è stato pubblicato, gli ha causato il dottorato nel 1890.

Lo scienziato ha usato i soldi ottenuti dalla pubblicazione della sua tesi per fare un viaggio nei Caraibi e in Europa. Nello stesso ha continuato a indagare su vari temi zoologici.

Carriera

Cel stesso anno in cui Morgan ha ottenuto il dottorato ha ricevuto un'offerta per lavorare come professore di morfologia alla Bryn Mawr School, un centro gemello con il John Hopkins. Il suo lavoro era quello di fare presentazioni cinque giorni alla settimana, due volte al giorno. Questo gli ha lasciato poco tempo per indagare, attività in cui voleva concentrarsi.

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Viaggio in Europa

L'opportunità di indagare venne da lui nel 1894, quando si trasferì a Napoli per svolgere una serie di studi sull'embriologia dei ctenophores, uno stile di vita di quasi microscopio.

Nella città italiana è entrato in contatto con gli scienziati tedeschi. Questi hanno spiegato le nuove teorie sui meccanici di sviluppo, che stavano superando quelle in vigore nel diciannovesimo secolo.

Uno dei dibattiti scientifici del tempo si è concentrato sullo sviluppo degli embrioni. Una delle teorie sosteneva che il materiale ereditario era diviso tra le cellule embrionali e che in seguito diventarono parti concrete dell'organismo.

Altri esperti, tuttavia, hanno affermato che lo sviluppo è stato causato da fattori epigenetici. Morgan era a favore di questa seconda ipotesi.

Università della Columbia

Una volta che Morgan tornò a Bryn Mawr, nel 1895, iniziò a lavorare a tempo pieno. Questa situazione è durata fino al 1904, quando ha ricevuto un'offerta per unirsi all'Università di Columbia come ricercatore, senza dover insegnare.

Morgan, che aveva pubblicato l'anno precedente Evoluzione e Adattamento In cui la tesi di Darwin sui meccanismi della squadra nazionale ha accettato l'offerta, ha accettato l'offerta.

Alcuni anni dopo, nel 1908, Morgan iniziò i suoi esperimenti con la mosca della frutta. L'uso della chimica e delle radiazioni ha causato mutazioni ad alcuni campioni. I risultati hanno confermato la teoria stabilita da Sutton e Boveri.

Da sinistra a destra: Thomas Hunt Morgan, Pauling Linus e Osterhout Marian Irwin presso il California Institute of Technology

Alla fine del suo lavoro con la mosca della frutta, lo scienziato ha ripreso gli studi sull'embriologia. Inoltre, ha anche studiato come i geni vengono ereditati.

Nel 1915 ha partecipato a un nuovo dibattito scientifico che si stava sviluppando: l'eugenetica e la difesa del razzismo dalla scienza. Morgan era contrario a quelle idee.

L'anno scorso

Anni dopo, nel 1928, Morgan rilevò il Dipartimento di Biologia della California Institute of Technology. In questa nuova posizione ha condotto ricerche su genetica, fisiologia, evoluzione, embriologia o biofisica.

Morgan rimase lavorando in quell'istituzione fino al 1942, l'anno in cui si ritirò. Tuttavia, ha mantenuto la sua posizione di professor emerito e, inoltre, ha continuato a indagare in alcuni campi.

Thomas Hunt Morgan morì per un infarto il 4 dicembre 1945, quando aveva 79 anni.

Teoria cromosomica dell'eredità

Sebbene la teoria cromosomica dell'eredità non fosse il lavoro di Morgan, sono stati i suoi studi a confermare i suoi postulati.

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Boveri e Sutton

Gli autori della teoria erano Theodor Boveri e Walter Sutton. I due ricercatori, che lavorano separatamente, hanno raggiunto le stesse conclusioni nel 1902.

Tuttavia, la teoria ha trovato molta opposizione tra la comunità scientifica. L'accettazione avvenne nel 1915, quando Thomas Hunt Morgan fece alcuni esperimenti che dimostrarono che Sutton e Bove avevano ragione.

La teoria

In sintesi, la teoria cromosomica dell'eredità afferma che i geni si trovano in luoghi specifici all'interno dei cromosomi. Il comportamento di questi durante la meiosi (una delle forme di riproduzione delle cellule) spiega le leggi dell'eredità di Mendel.

Illustrazione del fenomeno genetico della traversata, di Thomas Hunt Morgan, 1916

Gli autori della teoria hanno analizzato i geni, cioè quei frammenti di DNA che contengono i fattori ereditari. Prima di tali studi, l'esistenza di cromosomi avrebbe potuto essere già dimostrata e che sono stati replicati durante la divisione cellulare. Tuttavia, grazie a Boveri e Sutton, molti altri dettagli hanno visto la luce.

Tra gli altri aspetti, hanno scoperto che i cromosomi sono in coppie omologhe, una della madre e un'altra del padre. Ogni gamete, quindi, contribuisce la metà del materiale genetico alla persona.

La teoria ha aumentato la comprensione del perché alcuni aspetti e altri sono ereditati. Pertanto, ad esempio, è noto che un cromosoma contiene informazioni sul sesso diverso, mentre un altro fornisce informazioni sul colore degli occhi. L'indipendenza di ogni tratto fa trasmettere alcuni e altri no.

Conferma Morgan

Come notato, all'inizio non è stata accettata la teoria cromosomica. Morgan, con i suoi esperimenti con la mosca della frutta, è stato in grado di contribuire con le prove necessarie per dimostrare la sua veracità.

Morgan ha avvertito che quando si è verificata la meiosi c'erano coppie di cromosomi che potevano scambiare alcuni frammenti equivalenti tra loro. Pertanto, i frammenti del DNA sono stati scambiati e, quindi, è stata prodotta la ricombinazione genetica così chiamata.

Esperimenti eseguiti

E.B. Wilson, direttore del Dipartimento di Zoologia della Columbia University, ha convinto il suo amico Thomas Hunt Morgan nel 1904 ad occupare una posizione appena creata e che ha dovuto affrontare la zoologia sperimentale.

L'argomento di Wilson era che era necessario capire come viene prodotta l'eredità genetica per comprendere lo sviluppo di un individuo completo.

La mappa genetica di Drosophila Melanogaster di Thomas Hunt Morgan. Fonte: Twaanders17, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Morgan accettò l'offerta e iniziò a sperimentare ratti e topi. Tuttavia, le caratteristiche di questi animali non erano adeguate. Invece, lo scienziato ha optato per Drosophlia Melanogaster, La mosca della frutta.

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I vantaggi di questo insetto erano multipli: le sue dimensioni ridotte, che hanno permesso di mantenere migliaia in laboratorio; la sua fertilità durante tutto l'anno; e la sua enorme capacità riproduttiva. Inoltre, era molto facile distinguere tra maschi e femmine e il loro sviluppo embrionale si verifica all'estero. Quest'ultimo ha facilitato lo studio delle mutazioni.

L'ultimo motivo per scegliere la mosca della frutta è stata la sua semplicità: ha solo quattro coppie di cromosomi.

Morgan iniziò il suo esperimento nel 1907. All'inizio, intendeva mantenere la colonia di mosche solo per diverse generazioni, fino a quando non si è verificata una mutazione. Tuttavia, nei due anni seguenti non ci furono risultati.

Occhi bianchi

Nel 1909, dopo due anni di lavoro, gli sforzi di Morgan e la sua squadra hanno dato i suoi frutti. Lo scienziato osservò che una delle mosche da laboratorio aveva una strana mutazione che chiamava "occhi bianchi" perché i suoi occhi avevano quella colorazione invece del rossastro rossastro della specie.

L'insetto era maschio e Morgan lo usava per inseminare diverse femmine. Il suo scopo era verificare se la mutazione è passata alle nuove generazioni. Tuttavia, tutta la prole ha mantenuto gli occhi rossi.

Questo ha fatto pensare a Morgan che fosse successo qualcosa di strano. Il suo prossimo passo è stato quello di attraversare un paio di figlie per vedere cosa stava succedendo. In questa occasione, prima della sorpresa dello scienziato, molti degli esemplari risultanti avevano gli occhi bianchi del loro "nonno". Dato questo risultato, Morgan ha iniziato a lavorare per cercare di spiegare cosa è successo.

Eredità legata al sesso

Il risultato delle indagini ha portato Morgan a proporre l'ipotesi che l'eredità fosse legata al sesso. Quindi, lo scienziato ha detto che c'erano personaggi legati al cromosoma X della madre.

Più tardi, Morgan ha trovato altre caratteristiche ereditate allo stesso modo, confermando la sua teoria. Fu allora che iniziò a usare la parola gene o geni per descrivere i fattori che passavano di generazione in generazione accanto al cromosoma X.

Per Morgan, tutti questi geni facevano parte dei cromosomi. Questi, insieme, configuravano l'eredità genetica individuale e delle specie.

Altri contributi

Thomas H. Morgan ha continuato a lavorare con i cromosomi per cercare di capire ancora meglio come è avvenuta l'eredità genetica. Per fare questo, ha disegnato mappe cromosomiche lineari, con ogni gene in una posizione specifica. Ciò ha finito di dimostrare che i geni responsabili della trasmissione delle caratteristiche sono stati allineati all'interno di ciascun cromosoma.

Questa ricerca è stata presentata in un libro che è diventato un riferimento per la genetica moderna: Il meccanismo dell'eredità mendeliana.

Teoria dei geni

Nel 1926, Morgan presentò la sua teoria genica. Ciò affermava che i geni erano uniti in diversi gruppi di catene. Gli alleli (geni correlati alla stessa caratteristica genetica) venivano sempre scambiati o attraversati all'interno dello stesso gruppo. Questa scoperta gli è valsa il premio Nobel per la fisiologia e la medicina del 1933.