توماس هانت مورگان – زندگینامه و دستاوردهای علمی‌اش

توماس هانت مورگان در سال ۱۹۰۸ آزمایش‌های خود را در زمینهٔ تولید مثل روی مگس‌های میوه آغاز کرد. در سال ۱۹۱۱ نخستین نقشه کروموزومی ترسیم شد. در سال ۱۹۱۵ کتاب‌ساز و کار وراثت مندلی انتشار یافت. در سال ۱۹۲۶ نظریه ژن به منتشر شد و در سال ۱۹۳۳ جایزه نوبل در زمینه فیزیولوژی را دریافت کرد.

کشف مجدد قوانین وراثت در سال ۱۹۰۰ که نخستین بار توسط یوهان گرگور مندل مشاهده شده بود، بسیاری از زیست‌شناسان را هیجان زده کرد که دست کم معتقد بودند توضیحی برای خصلت‌های وراثتی و احتمالا عملکردی به منظور پایه گذاری نظریه‌های داروین یافته‌اند. اما دانشمندی که تحت تاثیر قرار نگرفت و متقاعد نشد، توماس هانت مورگان آمریکایی بود.

وراثت و یاخته

مورگان، پس از کارهای اولیه‌اش در زمینه جنین‌شناسی، بیش‌تر سال‌های بین ۱۹۰۴ تا ۱۹۲۸ را به استادی جانورشناسی در دانشگاه کلمبیا گذراند تا پی ببرد فرآیندهای وراثتی چگونه کار می‌کنند. وی به بررسی قوانین مندل در مورد تفکیک و جور شدن مستقل کرد و دست به ارزیابی منتقدانهٔ آن‌ها زد. این کار به اندازه‌ای نبود که او به خروجی خصلت‌های وراثتی پیش‌گویی شده از طریق این قوانین شک کند، غالبا به نظر می‌رسید که شواهد تجربی به کمک پیش‌بینی‌های ریاضیاتی در مورد خواص موجود در نسل‌هایی می‌آیند که مندل پیشنهاد کرده بود. مورگان احساس کرد که موضوع گسترده‌تر از آن است که بخصوص قانون جورایی (جور شدن) مستقل بتواند به طور دقیق فرآیند رسیدن به نتیجه نهایی را منعکس کند. دلیل این که این آمریکایی چنین فکر می‌کرد آن بود که به طور جداگانه ثبات شده بود که کروموزوم‌ها – ماده بلند رشته‌ای شکل موجود در هسته یاخته که در هنگام تقسیم یاخت‌های رشد می‌کرد و تقسیم می‌شد – به وضوح نقش مهمی را در وراثت بازی می‌کند. کروموزوم‌های بسیار کمتری در مواد زنده وجود داشت تا «واحدهای وراثتی» (که در سال ۱۹۰۹ توسط ویلهم یوهانسن دانمارکی مجددا «ژن» نامیده شدند. در نزد مورگان این امر به آن معنی بود که گروهی از ژن‌ها باید روی یک کروموزوم واحد وجود داشته باشند. این نظر تلویحاً قانون جورایی مستقل مندل را باطل می‌کرد که بر اساس آن خصلت‌های وراثتی که از طریق ژن‌ها ایجاد و منتقل می‌شوند می‌توانند به تمامی ترکیبات ریاضیاتی ممکن در یک گروه از نسل‌ها به طور مستقل از یکدیگر به وقوع بپیوندند.

زاد و ولد مگس میوه

هانت از سال ۱۹۰۸ شروع به بررسی زاد و ولد مگس میوه کرد که فقط چهار جفت کروموزوم داشت. او سرانجام به خاطر این کارش به شهرت رسید. در اوایل مطالعاتش، یک مگس نر جهش یافته با چشمانی سفید را مشاهده کرد و آن را به منظور زاد و ولد با ماده‌های معمولی که چشمان قرمز داشتند جدا کرد. در نسل‌های بعدی، حاصل جفت‌گیری فرزندان آن‌ها با هم، صفت چشم سفید مجدداً به برخی از نسل‌ها بازگشت و تمامی مگس‌هایی که این صفت در آن‌ها آشکار شد نر بودند. این امر دقیقاً همان رابطه‌ای بود که مورگان آن را می‌جست. خصلت‌های ژنتیکی خاص، به وضوح به طور مستقل از یکدیگر به وقوع نمی‌پیوندند ولی در واقع در گروه‌هایی دست به دست هم می‌دهند. گرچه در این مورد مورگان پی برد که بیش از باطل کردن قانون جورایی مستقل مندل، تعدیلی ساده تمام آن چیزی است که نیاز بوده تا بین قانون مندل با باور خود در مورد اهمیت کروموزوم‌ها وحدت ایجاد کند و نظریه‌ای اثبات شده و همه جانبه را بپردازد. به نظر او، اصل جورایی مستقل کارآمد است ولی فقط در مورد ژن‌هایی که در کروموزوم‌های مختلف یافت می‌شوند. برای آن‌ها که بر روی یک تک کروموزوم قرار دارند، صفت‌های مرتبط معمولا عاملی وابسته به جنسیت با خصلت‌های خاص دیگر دست به دست هم می‌دهند (مثلاً، جنس نر و صفت چشمان سفید در مگس میوه). اکنون مورگان از جهات دیگر قوانین مندل را پذیرفت.

نقشه کروموزومی

مورگان به اعتبار نتایج کار خود متقاعد شده بود که ژن‌ها بر روی کروموزوم‌ها به شکل خطی منظم شده‌اند و در واقع نقشه آن‌ها را می‌توان ترسیم کرد. آزمایش‌های دیگر نشان داد که صفت‌های مرتبطی که مورگان در گذشته مشاهده کرده بود، می‌توانند بر حسب تصادف در هنگام تبادل ژن‌ها که در هنگام فرآیند تقسیم یاخته‌ای در میان جفت کروموزوم‌ها اتفاق می‌افتد، نقض شوند. این آمریکایی پیشنهاد کرد احتمال کمتری می‌رود که ارتباط بین ژن‌هایی که بر روی کروموزوم نزدیک‌تر نسبت به هم قرار گرفته‌اند، قطع شود. بنابراین، با اندازه‌گیری وقوع شکستگی‌ها توانست محل قرارگیری ژن‌ها بر روی کروموزوم را تعیین کند. در نتیجه در سال ۱۹۱۱ نخستین نقشه کروموزومی خود را به وجود آورد که موقعیت پنج ژن را نشان می‌داد که با خواص جنسی مرتبط بودند. تنها بیش از یک دهه بعد مورگان به همراه دانشمندان دیگر نقشه دو هزار ژن واقع بر روی کروموزوم‌های مگس میوه را ترسم کرد.

دستاوردهای دیگر

از میان کتاب‌های بسیار مورگان دو کتاب شایسته توجهی ویژه اند: عملکرد وراثت مندلی (۱۹۱۵) و نظریه زن (۱۹۲۶). این کتاب‌ها پایه‌ای را به منظور درک مشاهدات مندل بنا نهادند و هم‌راه با کار ژنتیکی‌دانان بعدی به پاگیری علم میکروسکوپی که برای حمایت از نتایج چارلز داروین مورد نیاز بود، یاری رساندند. مورگان در سال ۱۹۳۳ جایزه نوبل را در فیزیولوژی کسب کرد.

مورگان در سال ۱۹۰۸ شروع به تکثیر مگس میوه کرد، کاری که بابت آن معروف شد.