De grootste inzichten in de biologie van de 19e-20e eeuw worden beschouwd als de werken van Charles Darwin over evolutie, Gregor Mendel over erfelijkheid en variabiliteit, en Thomas Hunt Morgan over genen en chromosomen. Het was het werk van Morgan dat een experimenteel ontwikkelingspad voor genetica opende. Gregor Mendel en Thomas Hunt Morgan zijn de biologen die de uitblinkers en grondleggers van de genetica werden, en alle moderne moleculair biologen zouden hen dankbaar moeten zijn. Hun intuïtief gekozen onderzoeksonderwerpen hebben deuren geopend naar de wereld van genoomsequencing, genetische manipulatie en transgene veredeling.
Op het juiste moment en op de juiste plaats
De biografie van Thomas Hunt Morgan bevat geen tragische afwijzing door collega's, vervolging voor zijn ideeën, eenzaamheid, onverdiende vergetelheid en niet gewaardeerd leven. Hij leefde lange tijd omringd door naaste mensen, bouwde een succesvolle carrière op als onderzoeker en leraar, werd een van de beroemdheden en iconen van fundamentele genetica, een wetenschap waarvan de vertegenwoordigers nog steeds meer Nobelprijzen ontvangen dan wetenschappers op enig ander gebied.
Het werk van Thomas Hunt Morgan en zijn co-auteurs van het begin van de 20e eeuw absorbeerden alle verzamelde genetische gegevens, de resultatenstudies van celdeling (mitose en meiose), conclusies over de rol van de celkern en chromosomen bij de overerving van eigenschappen. Zijn chromosoomtheorie verklaarde de aard van menselijke erfelijke pathologieën, maakte het mogelijk om erfelijke informatie experimenteel te veranderen en werd het begin van moderne methoden van genetisch onderzoek. Omdat hij geen ontdekker was, formuleerde Thomas Hunt Morgan de postulaten van een theorie die de wereld heeft veranderd. Na zijn werken werden de fantasieën van schrijvers over levensverlenging, menselijke transformaties en de creatie van nieuwe organen slechts een kwestie van tijd.
Aristocratie achtergrond
Op een herfstdag, 15 september 1866, in de stad Lexington, Kentucky, werd de neef van de legendarische generaal van het Zuidelijke leger Francis Gent Morgan en achterkleinzoon van de eerste miljonair van het zuidwesten van de Verenigde Staten geboren. Zijn vader, Charleston Hunt Morgan, was een succesvolle diplomaat en Amerikaanse consul op Sicilië. Moeder - Ellen - kleindochter van de auteur van het Amerikaanse volkslied Francis Scott Key. Thomas is al van kinds af aan geïnteresseerd in biologie en geologie. Vanaf zijn tiende bracht hij al zijn vrije tijd door met het verzamelen van stenen, veren en vogeleieren in de bergen van Kentucky in de omgeving. Toen hij ouder werd, bracht hij de zomer door met het helpen van USGS-onderzoeksteams in dezelfde bergen die al zijn thuis waren. Na het verlaten van de school ging de jongen naar het College van Kentucky, in 1886 ontving hij een bachelor's degree.
Studentenjaren
Na zijn afstuderen aan de middelbare school ging Thomas Morgan naar de enige universiteit in die tijd - de Johns Hopkins University in B altimore(staat Maryland). Daar raakte hij geïnteresseerd in de morfologie en fysiologie van dieren. Zijn eerste wetenschappelijke werk ging over de structuur en fysiologie van zeespinnen. Daarna begon hij met embryologie in het Woods Hall-laboratorium en bezocht hij Jamaica en de Bahama's. Hij behaalde een masterdiploma, verdedigde zijn proefschrift en leidde in 1891 de afdeling biologie aan het Bryn-Mair College. Sinds 1894 loopt Thomas Hunt Morgan stage bij het Zoölogisch Laboratorium van Napels. Van de studie van de embryologie gaat de wetenschapper verder met de studie van de overerving van eigenschappen. In die tijd waren er in wetenschappelijke kringen geschillen tussen preformisten (aanhangers van de aanwezigheid van structuren in gameten die de vorming van een organisme vooraf bepalen) en epigenisten (aanhangers van ontwikkeling onder invloed van externe factoren). De atheïst Thomas Hunt Morgan neemt op dit punt een middenpositie in. Toen hij in 1895 terugkeerde uit Napels, ontving hij de titel van professor. Terwijl hij de krachten van regeneratie bestudeerde, schreef hij twee boeken, The Development of the Frog's Egg (1897) en Regeneration (1900), maar bleef zich concentreren op erfelijkheid en evolutie. In 1904 trouwde Thomas met zijn leerling Lillian Vaughan Sampson. Ze schonk hem niet alleen een zoon en drie dochters, maar werd ook zijn metgezel en assistent in zijn werk.
Columbia University
Sinds 1903 is Morgan hoogleraar experimentele zoölogie aan de genoemde universiteit. Hier zou hij 24 jaar werken en zijn beroemde ontdekkingen doen. Evolutie en overerving zijn de belangrijkste onderwerpen van de wetenschappelijke omgeving van die tijd. Wetenschappers zijn op zoek naar bevestiging van de theorie van natuurlijke selectie en "herontdekt"Hugo de Vries Mendels erfrecht. De vierenveertigjarige Thomas Hunt Morgan besluit de juistheid van Georg Mendel experimenteel te testen en wordt jarenlang de 'heer van de vliegen' - fruitvliegjes. De succesvolle keuze van het object voor experimenten maakte deze insecten eeuwenlang tot de "heilige koe" van alle genetici.
Een succesvol object en partners zijn de sleutel tot succes
Drosophila melanogaster, een kleine fruitvlieg met rode ogen, is het perfecte proefdier gebleken. Het is gemakkelijk te onderhouden - tot duizend individuen bestaan perfect in een melkfles van anderhalve liter. Ze fokt al in de tweede levensweek, ze heeft een goed gedefinieerd seksueel dimorfisme (uitwendige verschillen tussen mannen en vrouwen). Het beste van alles is dat deze vliegen slechts vier chromosomen hebben en gedurende hun hele leven van drie maanden kunnen worden bestudeerd. Gedurende het jaar kan de waarnemer de veranderingen en overerving van eigenschappen in meer dan dertig generaties volgen. Morgan's experimenten werden geholpen door zijn meest getalenteerde studenten, die medewerkers en co-auteurs werden - Calvin Bridgers, Alfred Sturtevan, Herman Joseph Meller. Dat is hoe, van de melkflessen die waren gestolen van de inwoners van Manhattan, de legendarische "vliegkamer" werd uitgerust - laboratorium nr. 613 in het Shemeron-gebouw van Columbia University.
Innovatieve leraar
Morgan's "vliegkamer" werd niet alleen beroemd over de hele wereld en werd een bedevaartsoord voor wetenschappers. Deze kamer met een oppervlakte van 24 m2 heeft de organisatie van het onderwijsproces zelf veranderd. De wetenschapper bouwde voort opprincipes van democratie, vrije uitwisseling van meningen, gebrek aan ondergeschiktheid, volledige transparantie voor alle deelnemers en collectief brainstormen bij het bespreken van resultaten en het plannen van experimenten. Het was deze onderwijsmethodologie die op alle universiteiten in Amerika gangbaar werd en zich later naar Europa verspreidde.
Drosophila met roze ogen
Morgan en zijn studenten begonnen met experimenten, waarbij ze zichzelf tot taak stelden de principes van overerving van mutaties te achterhalen. Twee lange jaren broedvliegen gaven geen zichtbare vooruitgang. Maar er gebeurde een wonder - individuen met roze ogen, beginselen van vleugels, een geel lichaam verscheen, en zij waren het die het materiaal leverden voor de opkomst van de theorie van overerving. Talloze kruisingen en het tellen van duizenden nakomelingen, schappen met duizenden flessen en miljoenen fruitvliegjes - dit is de prijs van succes. Overtuigend bewijs van geslachtsgebonden overerving en opslag van informatie over een eigenschap in een specifieke regio (locus) van chromosomen verscheen in het artikel van de wetenschapper "Sex-Linked Inheritance" ("Sex Limited Inheritance in Drosophila", 1910).
Chromosomale theorie
Het resultaat van alle experimenten, de bijdrage aan de biologie van Thomas Hunt Morgan, was zijn overervingstheorie. Het belangrijkste postulaat is dat de materiële basis van erfelijkheid chromosomen zijn, waarin genen zich in een lineaire volgorde bevinden. Thomas Hunt Morgan's ontdekkingen van gekoppelde genen die samen worden overgeërfd en eigenschappen die met seks worden overgeërfd, verbaasden de wereld ("Mechanismen van Mendeleev's Inheritance", 1915). En het is toch gebeurdenkele jaren na de introductie van het concept van 'gen' als een structurele eenheid van erfelijkheid in de biologie (W. Johannsen, 1909).
Beroepserkenning
Hoewel de trein van universele glorie de wetenschapper niet bereikte, maakt de ene academie na de andere hem tot hun lid. In 1923 werd hij lid van de USSR Academy of Sciences. Lid van de Royal Society of London, de American Philosophical Society en vele andere internationaal erkende organisaties. In 1933 ontving de bioloog voor ontdekkingen met betrekking tot de rol van chromosomen bij erfelijkheid de Nobelprijs, die hij zelf deelde met Bridges en Startevan. In zijn arsenaal de Darwin-medaille (1924) en de Copley-medaille (1939). De Kentucky Department of Biology en een jaarlijkse prijs van de Genetic Society of America dragen zijn naam. De eenheid van koppeling van genen wordt Morganide genoemd.
Na roem
Van 1928 tot aan zijn dood leidde professor Thomas Morgan de Kirchhoff Laboratories van het California Institute of Technology (Pasadena, VS). Hier werd hij de organisator van de afdeling Biologie, die zeven Nobelprijswinnaars in genetica en evolutie opvoedde. Hij bleef de erfelijkheidswetten bestuderen bij duiven en zeldzame muizen, de regeneratie en ontwikkeling van secundaire geslachtskenmerken bij salamanders. Hij kocht en rustte zelfs een laboratorium uit in de Californische stad Corona del Mar. Hij stierf plotseling in Pasadena op 4 december 1945 aan een open maagbloeding.
Samenvattend
Kortom, de bijdrage van Thomas Hunt Morgan aan de biologie is vergelijkbaar met doorbraken in het menselijk denken als de ontdekking van de kernkern in de natuurkunde, menselijke verkenning van de ruimte, de ontwikkeling van cybernetica en computertechnologie. Een welwillende persoon met een subtiel gevoel voor humor, zelfverzekerd, maar eenvoudig en pretentieloos in het dagelijks leven - dit is hoe zijn familieleden en medewerkers hem herinneren. Een pionier die er niet naar streefde een held van mythen te worden, maar integendeel de wereld wilde ontdoen van mythen en vooroordelen. Wat geen sensaties beloofde, maar een wetenschappelijk begrip van het onderwerp. In een tijd waarin dichters meer waren dan dichters en grote wetenschappers meer dan grote wetenschappers, slaagde Thomas Hunt Morgan erin om gewoon een bioloog te blijven.
