L’encyclopédie du projet Embryo

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L’encyclopédie du projet Embryo

En 1931, l’embryologiste et historien Joseph Needham a publié un traité en trois volumes bien accueilli, intitulé Embryologie chimique. Les quatre premiers chapitres de cet ouvrage ont été présentés sous forme de conférences sur la spéculation, l’observation et l’expérimentation, illustrées par l’histoire de l’embryologie à l’Université de Londres. Ces mêmes conférences ont ensuite fait l’objet d’un livre publié en 1934, intitulé Une histoire de l’embryologie. Cette monographie représente l’un des premiers comptes rendus généraux de l’histoire de l’embryologie et présente l’embryologie comme une histoire d’idées entrelacées, un style d’écriture historique avancé par la célèbre historienne de la biologie Jane Oppenheimer. Une édition révisée du texte, publiée en 1959 par Abelard and Schuman, New York, examine l’histoire de l’embryologie depuis l’antiquité jusqu’au milieu du XIXe siècle. Arthur Hughes, maître de conférences en anatomie à l’Université de Cambridge, est crédité par Needham comme ayant fourni une assistance technique pour la nouvelle version.

La deuxième édition de A History of Embryology est divisée en quatre chapitres disposés chronologiquement qui couvrent l’embryologie de l’antiquité à la fin du dix-huitième siècle. Tout au long du texte, Needham accorde une attention particulière au développement de la quantification et de l’expérimentation dans le domaine de l’embryologie. De nombreuses citations directes d’embryologistes permettent de situer dans leur contexte les périodes pendant lesquelles ils ont travaillé. Particulièrement utiles aux historiens de l’embryologie sont deux illustrations de lignes du temps qui identifient les embryologistes connus et moins connus et quand ils ont vécu.

Dans le premier chapitre, Needham étudie quelles idées les premiers peuples avaient sur les bébés et les embryons. Vers 1400 avant JC, les Égyptiens faisaient référence au placenta et à son importance en tant que siège de l’âme externe. Cependant, ils ne considéraient pas l’embryon comme vivant avant la naissance du bébé. Les premiers Égyptiens ont également découvert que les œufs de poussins pouvaient être retirés des nids et incubés artificiellement dans des fours. Cette découverte importante permettait d’observer les embryons de poussins pendant différentes périodes de développement.

La première trace écrite de la recherche embryologique est attribuée à Hippocrate (460 av. J.-C. – 370 av. J.-C.) qui a écrit sur l’obstétrique et la gynécologie. À cet égard, Needham déclare qu’Hippocrate, et non Aristote, devrait être reconnu comme le premier véritable embryologiste. Hippocrate croyait que l’embryon commençait son développement en extrayant l’humidité et le souffle de la mère et il a identifié une série de condensations et de feux qui étaient responsables du développement des os, du ventre et de la circulation dans l’embryon et le fœtus. Il a également soutenu l’idée que le fœtus humain se nourrissait en suçant le sang du placenta. Needham attribue à Hippocrate le mérite d’avoir été l’un des premiers à faire allusion au concept de préformationnisme avec la croyance du médecin grec selon laquelle les organismes étaient entièrement formés en miniature à l’intérieur des cellules germinales. Cette croyance a contribué à donner naissance à l’embryologie théologique ou à l’idée que diverses âmes entraient dans l’embryon au fur et à mesure de sa croissance.

Le reste du premier chapitre examine la science d’observation bien connue d’Aristote (384 av. J.-C.-322 av. J.-C.) et sa responsabilité dans la croissance continue de l’embryologie. Aristote a étudié les embryons de différents organismes en ouvrant des œufs d’oiseaux à différents stades de développement et en disséquant des embryons de mammifères et de sang froid. Needham affirme qu’Aristote a peut-être même observé un embryon humain – un exploit extraordinaire pour un scientifique de l’époque, étant donné que les embryons avortés n’étaient pas si faciles à trouver. Aristote a également affirmé que le sperme fournissait la forme ou le souffle aux embryons et que les mères fournissaient un certain type de substance pour faciliter le développement embryonnaire. Bien que le rôle du sang menstruel n’ait pas été compris, il a été ciblé par Aristote comme la substance la plus probable à partir de laquelle l’embryon a été fabriqué. Needham suggère qu’Aristote a également abordé une idée précoce de récapitulation (bien que ce ne soit pas le mot qu’il ait utilisé), en se servant des embryons comme guide. Il a observé que les jeunes embryons de différentes espèces possédaient tous des caractéristiques universelles et qu’à mesure que les embryons vieillissaient, des caractéristiques de différenciation apparaissaient.

Le deuxième chapitre examine l’embryologie depuis Galien de Pergame jusqu’à la Renaissance. Galien a principalement écrit de 150 à 180 après JC et aussi connu que soit Galien, il n’est accordé que quelques pages par Needham. Cela reflète sans doute le manque d’attention accordée à l’embryon par Galien au cours de cette période. L’auteur présente Galien comme un vitaliste (la vie naît ou contient un principe vital non matériel) et un téléologiste (toute vie et toute action sont motivées par un but ultime) dont la principale contribution à l’embryologie est sa conviction inébranlable que le cordon ombilical est nécessaire à la respiration. Après Galen, Needham aborde brièvement l’embryologie chez les Arabes, mais il ne s’agit que d’une page. Needham insiste sur le fait que le monde arabe a peut-être réussi en optique et en astronomie, mais pas en embryologie.

Needham attribue à Albertus Magnus (également connu sous le nom d’Albert de Cologne) le réveil de l’embryologie scientifique. Avant le début des années 1200, l’embryologie d’observation avait été remplacée par la théologie et les théories spéculatives et le domaine avait peiné pendant des centaines d’années dans une période apparemment morte. Albert ressemblait à Aristote par ses techniques d’observation et son souci du détail, et il abordait fréquemment l’embryologie dans ses livres. Albert pensait que les femmes avaient des graines et que les graines féminines coagulaient, un peu comme du fromage, après être entrées en contact avec des graines mâles. Lorsqu’une graine coagulée entrait en contact avec le sang menstruel, la graine avait désormais la nutrition nécessaire à son bon développement. Albert a également étudié les embryons de poussins et de poissons et a beaucoup écrit sur le développement de chaque organisme, contribuant à ramener l’embryologie dans le domaine de l’observation et de la science.

La section restante du chapitre deux est consacrée aux découvertes embryologiques de Léonard de Vinci dont les travaux ont dominé la science à la fin des années 1400 et au début des années 1500. Léonard est connu pour sa dissection du fœtus humain et ses mesures quantitatives de la croissance embryonnaire. Il a été le premier à apporter la preuve que les embryons peuvent être mesurés chronologiquement et que leur poids, leur taille et leur forme changent avec le temps. Le XVIe siècle a également vu la reconnaissance du domaine de la gynécologie. Des manuels cliniques ont été publiés et ont contribué à alimenter un nouvel intérêt pour le développement humain. La croissance de la profession de sage-femme à la fin des années 1500 a un lien direct avec la disponibilité de la littérature obstétricale illustrée qui est devenue plus courante à cette époque.

Dans le chapitre trois, Needham examine l’embryologie au dix-septième siècle et introduit les travaux liés à l’embryologie de William Harvey (1578 AD-1667 AD). Dès 1652, Harvey a disséqué et examiné des embryons de cerf et de poulet à l’aide de lentilles de faible puissance. Harvey a déterminé l’endroit où l’embryon naît dans un œuf, appelé point blanc, et a décrit le blastoderme comme le lieu d’origine unique du corps embryonnaire. Il a également écrit sur l’importance du liquide amniotique, estimant qu’il était absorbé par le sang de l’embryon et, plus tard, du fœtus. Harvey a également prêté sa voix à la réfutation de la génération spontanée en décrivant comment même les organismes les plus bas surgissent des œufs.

Needham crédite le biologiste italien Marcello Malpighi (1628 AD-1694 AD) comme la personne responsable de la montée de la doctrine préformationniste. Malpighi a décrit le développement de l’embryon comme un simple déploiement d’un organisme adulte déjà miniature. À peu près à la même époque, Jan Swammerdam, un embryologiste réputé spécialiste des grenouilles, a également soutenu le préformationnisme après avoir vu des papillons pliés dans des chrysalides. Pour Swammerdam, les papillons adultes étaient simplement masqués (préformés) à l’intérieur des chenilles.

Needham signale plusieurs autres découvertes embryologiques importantes au cours du XVIIe siècle. Nicholas Stensen a découvert les follicules de l’ovaire des mammifères chez la roussette et a démontré que l’ovaire féminin humain était homologue aux ovaires des ovipares étudiés précédemment. Stensen a déclaré que l’ovaire humain abritait des ovules, mais toutes les percées ne tournaient pas autour des ovules. Le nombre d’observations de spermatozoïdes, provenant principalement de différentes espèces de poissons, a augmenté au fur et à mesure que des microscopes rudimentaires devenaient disponibles. À la fin des années 1600, les embryons présentant de graves malformations congénitales, appelés à l’époque monstres embryonnaires, ont commencé à faire l’objet de descriptions scientifiques. Un dessin détaillé de 1686 d’un tératome avec des dents et des cheveux bien formés est présenté dans le texte.

Dans le dernier chapitre de A History of Embryology Needham décrit comment les embryologistes du dix-huitième siècle ont continué à être déroutés par la nutrition fœtale. L’auteur présente un tableau chronologique qui identifie les scientifiques et leurs idées concurrentes sur ce que le fœtus faisait pour grandir et survivre. Ces idées vont du liquide amniotique absorbé par la bouche du fœtus, de la nutrition passant par le cordon ombilical, de la nutrition circulant avec le sang menstruel et d’un liquide inoffensif mis à la disposition du fœtus appelé lait utérin. Même l’origine du liquide amniotique a suscité la perplexité à cette époque. Deux idées s’affrontaient : le liquide amniotique provenait de la sueur du fœtus ou était sécrété par les yeux et la bouche du fœtus qui pleurait et salivait. Sans techniques expérimentales solides, ces questions sont restées sans réponse au cours du XVIIIe siècle.

Le préformationnisme s’était fermement établi au début des années 1700 et Needham en attribue le mérite aux écrits de Malpighi, Swammerdam et Charles Bonnet et aux embryologistes qui proclamaient voir des formes minuscules d’hommes à l’intérieur des gamètes. Parmi ces animalculistes, une division est apparue entre ceux qui croyaient que des organismes préformés existaient dans les œufs (ovistes) et ceux qui croyaient que de petits organismes adultes existaient dans le sperme (spermistes). Parmi les animalculistes célèbres, citons Anton van Leeuwenhoek, Nicholas Hartsoecker et Wilhelm Gottfried Leibniz. À cette époque, les préformationnistes sont plus nombreux que les épigénéticiens (ceux qui pensent que le développement se fait progressivement à partir d’une matière non organisée), mais de nombreuses questions restent sans réponse. Les épigénéticiens se demandaient comment les monstres embryonnaires et la régénération des bras d’étoile de mer s’inscrivaient dans le plan de préformation d’un Dieu qui s’était assuré que toutes les structures adultes normales se trouvaient dans l’œuf ou le sperme, attendant de se déployer. Needham explique comment le débat sur la préformation et l’épigénèse a pris de l’ampleur et a culminé dans une série d’arguments entre le spécialiste de l’épigénèse Caspar Friedrich Wolff et le spécialiste de la préformation Albrecht von Haller. Wolff a publié De Formatione Intestinorum en 1768 et a démontré que l’intestin du poussin se forme par le pliage des tissus qui se détachent de la surface ventrale de l’embryon. Les plis finissent par se transformer en un tube fermé. Selon Wolff, cette observation prouve que l’intestin n’est pas préformé et que les organes apparaissent progressivement. Wolff a également examiné les monstres embryonnaires, déclarant qu’ils étaient formés par la nature et constituaient des exemples d’épigenèse plutôt que de préformationnisme. Haller, cependant, était beaucoup plus connu des scientifiques que Wolff, et la puissante influence de Haller a beaucoup fait pour soutenir le préformationnisme jusqu’à la fin des années 1700.

Needham attribue à Hermann Boerhaave le mérite d’avoir écrit le premier compte rendu détaillé de l’embryologie chimique dans son livre Elementa Chemiae publié en 1724. Boerhaave séparait le blanc d’œuf du jaune et ajoutait divers acides et bases, les chauffait, les secouait et les faisait bouillir pour voir les effets chimiques et physiques que chaque procédure avait sur l’albumine. Ce type d’expérimentation a rapidement donné naissance à la science des techniques et a ouvert la voie aux travaux expérimentaux ultérieurs d’embryologistes tels que Jacques Loeb et Hans Spemann.

Needham termine le quatrième chapitre en identifiant plusieurs découvertes embryologiques importantes qui ont eu lieu avant la clôture du XVIIIe siècle. L’œuf de mammifère a finalement été vu et reconnu comme une cellule unique ; l’idée de la théorie de la récapitulation a commencé à prendre forme ; et le chirurgien écossais John Hunter a montré que les circulations maternelle et fœtale étaient des physiologies distinctes.

Les remarques finales de Needham réfléchissent aux raisons pour lesquelles l’histoire de l’embryologie a tourné comme elle l’a fait. Needham soutient que les progrès de l’embryologie procèdent rarement de successions distinctes de génies, mais plutôt d’embryologistes qui ont hérité des observations et des remarques des générations précédentes de scientifiques. Il affirme qu’une grande partie des premiers travaux d’embryologie étaient de nature descriptive en raison de plusieurs facteurs limitatifs : les idées dominantes sociales et politiques, la coopération (ou le manque de coopération) des chercheurs, les barrières linguistiques et la technologie (ses exemples incluent l’introduction d’agents durcisseurs, notamment l’alcool, et les améliorations apportées à la microscopie). L’objectif principal de l’étude historique de Needham est de décrire comment une collaboration entre la pensée spéculative, les observations précises et les expériences contrôlées donne une grande cohérence à l’embryologie. Needham soutient que toute modification de cet équilibre agit elle-même comme un puissant facteur limitant.

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