ما هي نظرية الكروموسوم في الوراثة؟
على الرغم من اعتقاد ساتون أنه قد وصف أدلة على الأساس المادي لمبادئ مندل للميراث إلا أن الدليل القاطع لا يزال غير موجود وهكذا احتاج العلماء إلى نظام تجريبي يمكن فيه ربط وراثة الصفات الجينية مباشرة بحركة الكروموسومات، إذ أتاحت هذه الفرصة بعد ذلك بوقت قصير مع حدوث طفرة مميزة في ذبابة الفاكهة (Drosophila melanogaster).
خلال السنوات الأولى من القرن العشرين كان ذباب الفاكهة هو الكائن الحي النموذجي المختار للعديد من الباحثين الجيني بما في ذلك أولئك الذين عملوا في مختبر توماس هانت مورغان الشهير “غرفة الطيران” في جامعة كولومبيا في مدينة نيويورك لماذا ذباب الفاكهة؟ أولاً يتكاثر ذباب الفاكهة بسرعة لذا فهو كائنات فعالة للعلماء الذين يرغبون في تتبع الصفات في النسل عبر عدة أجيال، وأيضًا تحتوي ذبابة الفاكهة على أربعة أزواج فقط من الكروموسومات، لذلك يمكن التعرف على هذه الكروموسومات بسهولة وتتبعها من جيل إلى آخر، لذلك شرع مختبر مورجان في فحص أنماط الوراثة من خلال سلسلة متعددة من تجارب التكاثر مع ذباب الفاكهة، وبذلك كانوا يأملون في اكتشاف بالضبط كيف كانت الوراثة مرتبطة أو غير مرتبطة بالكروموسومات، إذ في النهاية أصبحت الإجابة على هذا السؤال واضحة وكل ذلك بسبب ظهور ذبابة وحيدة ذات عيون ملونة بشكل غير عادي.
عادةً ما يكون لذباب الفاكهة عيون حمراء لامعة، على الرغم من ظهور ذباب ذو عيون بيضاء أحيانًا في مختبر مورغان مفتونًا بهؤلاء الذكور ذوي العيون البيضاء قرر فريق أبحاث مورغان اتباع هذه الصفة من خلال دورات تكاثر متعددة للذكور ذوي العيون البيضاء والإناث ذات العيون الحمراء، وعند القيام بذلك لاحظ الباحثون أن صفة العين البيضاء تم تمريرها فقط إلى ذكور أخرى ففي الواقع بعد أن أجرى الباحثون جولات متعددة لتكاثر ذكور بيضاء العينين وإناث ذات عيون حمراء دون تحديد أنثى واحدة بيضاء العينين بدأوا في الشك في أن لون العين البيضاء موروث مع جنس الذبابة.
حيث أكدت هذه الملاحظة نظرية الكروموسوم التي اقترحها ساتون، ووفقًا لهذه النظرية يجب أن يرث ذكور الذباب دائمًا خصائص الذكور بحكم وراثة الكروموسوم “الذكري” (يُشار إليه Y) وبالمثل يجب أن ترث إناث الذباب دائمًا الكروموسومات “الأنثوية” (يُشار إليها بـ X) مما يعني أن هذه الذباب يجب ألا تظهر خصائص ذكورية، لقد أقنعت الآلاف من عمليات التزاوج مختبر مورغان أن العيون البيضاء كانت بوضوح سمة مرتبطة فقط بالكروموسوم Y.
الاستثناء يثبت القاعدة:
في بحث مختبر مورغان لفهم الأنثى بيضاء العينين اقترحت ليليان فون مورغان (زوجة توماس مورغان) أن هذه الذبابة الاستثنائية قد يكون لها تركيبة كروموسوم غير عادية، واستفاد فريق البحث من هذا الاقتراح وسرعان ما قاموا بفحص بعض خلايا الأنثى ذات العين البيضاء تحت المجهر، وبذلك أدرك العلماء أن السيدة مورجان كانت على حق، حيث كان يبدو أن خلايا الذبابة تحتوي بالفعل على كروموسوم إضافي.
على وجه التحديد احتوت هذه الخلايا على كروموسومين X بالإضافة إلى كروموسوم Y واحد، وتم تحديد الكروموسوم الإضافي على أنه نتيجة لخلل أثناء الانقسام الاختزالي تسبب في ارتفاع وتيرة عدم الانفصال (Nondisjunction) هو فشل اثنين من الكروماتيدات الشقيقة في الانفصال خلال الانقسام الانتصافي الثاني وهكذا، عندما تحتوي بويضة تحتوي على كروموسومين X غير متصلين يحمل كل منهما الجين الأبيض الطافر، ويتم تخصيبها بواسطة خلية منوية تحتوي على كروموسوم Y كان المنتج XXY أنثى بعيون بيضاء،بودلاً من دحض نظرية الكروموسوم قدمت هذه الأنثى “الاستثنائية” دعماً تجريبياً قوياً بأن الجينات كانت في الواقع موجودة في الكروموسومات.