Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 434

Бэтсон первым оценил значение законов Менделя, переоткрытых в экспериментах на кукурузе, цыплятах и мышах, и истолковал дискретность элементов наследственности по Менделю в пользу теории о скачкообразном изменении видов. Будучи избран президентом Британской ассоциации зоологов, он стал защищать мутационизм де Фриза от нападок дарвинистов, по-прежнему стоявших на градуалистических позициях. В результате на заседании ассоциации в 1904 г. развернулась резкая дискуссия между генетиками и дарвинистами, которая быстро переросла в перепалку.

В борьбе мнений, разделивших биологов на две враждующие партии, дарвинисты отстаивали свои позиции в глубокой обороне. Под влиянием Батсона исследования наследственности в Европе и США приобретали всё возрастающую интенсивность. Дарвинисты же в этот период почти исчерпали свой мобилизационный потенциал. Они не предлагали почти ничего нового и только критиковали достижения соперников, явно сдавая позицию за позицией.

При этом на многочисленных конгрессах и научных семинарах Дарвину воздавались всевозможные почести и признавались его заслуги, но его теория всё чаще и решительнее признавалась безнадёжно устаревшей.

Представление о выпадении генов стало основой ещё одной генетически ориентированной теории эволюции, которую предложил соотечественник де Фриза голландский ботаник Ян Лотси. Он выдвинул и стал активно продвигать концепцию эволюции на основе гибридизации. Он считал, что виды существуют в неизменном состоянии, пока не произойдёт скрещивание с представителями каких-либо других видов, сопровождающееся выпадением генов.

Рациональное зерно теории Лотси состояло в указании на эволюционную роль генетических рекомбинаций. Конечно, его попытка свести весь процесс эволюции к комбинациям генов был заблуждением. Она проистекала опять же из механистического представления о неизменности генов. Лотси представлял гены как наследственные зачатки, общие для всех живых существ, которые так же постоянны, как химические элементы таблицы Менделеева.

И подобно химическим элементам, вступающим в разнообразные связи и комбинации друг с другом при образовании химических веществ, наследственные зачатки таким же образом формируют эволюционные изменения организмов в течение длинного ряда веков. Книга Лотси «Эволюция путём гибридизации» получила широкое распространение среди генетиков и создала альтернативу безудержному сальтационизму сторонников мутационной теории де Фриза и их вере во всемогущество эволюционного потенциала мутаций.

Колоссальный рост мобилизационной активности учёных по изучению наследственности после переоткрытия законов Менделя в начале XX века как бы повторял рост активности дарвинистов в последние десятилетия XIX века, которая на рубеже веков резко пошла на спад. К генетическому движению примкнуло большое множество ботаников и зоологов, растениеводов и животноводов.

Ширилась и разрасталась экспериментальная база исследований. Они проводились на бобах и томатах, разнообразных сорняках и кукурузе, божьих коровках и мухах, на мышах и крысах, хомячках и кошках, других растениях и животных. Но особые возможности открылись перед исследователями в экспериментах на дрозофиле.

Эта плодовая мушка как объект экспериментов обладала явными преимуществами по сравнению со своими многочисленными «конкурентами». С момента откладывания ими яиц до момента, когда из личинок появлялись взрослые мухи, проходило всего 10 дней. Их хромосомный набор обладал максимальной простотой, он состоял всего лишь из четырёх хромосом. Они были способны очень быстро размножаться на ограниченном пространстве и образовывать мутации под действием различных химических веществ и излучений.

Опыты на дрозофилах начали производить американские генетики В. Кастл и Ф. Лутц, но никаких особенных результатов не добились. Великие достижения достались самому упорному – Томасу Генту Моргану, тоже американскому генетику, который посвятил изучению наследственных изменений этой мушки почти всю свою жизнь.

В начале своей научной карьеры Морган изучал индивидуальное развитие организмов – онтогенез. Однако под впечатлением от поездки в Амстердам и посещения лаборатории де Фриза он загорелся идеей экспериментального изучения наследственности. Он сразу же отверг дарвинистско-ламаркистский градуализм и заразился сальтационистским фанатизмом де Фриза.

Он занялся исследованиями в Колумбийском университете, где для устройства лаборатории ему выделили комнату размером 5 х 7 метров. Это и была та самая «мушиная комната», которая вскоре стала местом паломничества генетиков всего мира. Условия для проведения экспериментов были очень тяжёлыми. Всё оборудование лаборатории состояло из восьми шкафов и полками, на которых лежали бутылки из-под молока. В этих бутылках разводились тысячи мух. Подкармливали их бананами.

Первые два года «мушиная комната» работала безрезультатно. Наконец, после долгих трудов на свет появился первый мутант – самец с белёсыми глазами, затем второй – с укороченными крыльями. Естественным, т. е. случайным путём, без применения искусственных средств воздействия было получено всего 28 мутаций, и все мутанты были самцами. Морган решил, что это не случайно, что эти мутации связаны с половыми различиями.

Огромная работа по выращиванию всё новых поколений мушек и изучению их потомства натолкнула Моргана на констатацию некоторых закономерностей. Когда у мутанта изменялось сразу несколько признаков, некоторые из них переставали наследоваться последующим поколением. Приобретенные посредством мутаций признаки расходились в определённом соответствии с дарвиновским принципом дивергенции признаков.

Морган долго ломал голову над причиной этого расхождения. Наконец, опираясь на недавние открытия цитологов, изучавших строение и функционирование половых клеток, он выдвинул предположение, позволившее объяснить механизм образования этого феномена. По наблюдениям исследователей клеток, перед делением половых клеток между расходящимися хромосомами происходит обмен небольшими участками, который был назван кроссинговером. Морган связал с этим обменом расхождение признаков у потомков мутировавших организмов. При обмене кусочками хромосом подвергшиеся мутации гены оказывались на разных хромосомах.

Основываясь на этом предположении, сотрудники лаборатории принялись изучать функции различных участков хромосом. В конечном счёте было установлено, что совместное наследование различных признаков связано с пространственной близостью участков хромосом. Сцепление этих признаков было объяснено сцеплением генов, являющихся носителями этих признаков. Так родилась и обрела доказательную силу хромосомная теория наследственности.

Это было поистине великое открытие, которое наконец уже не умозрительно, а вполне конкретно пролило свет на чрезвычайно важные элементы механизма наследственности. Было доказано, что именно в хромосомах содержится механизм передачи от поколения к поколению с определёнными изменениями любых наследственных признаков. Были установлены места на хромосомах, в которых хранились структуры, необходимые для воспроизведения этих признаков. «Алгебра» наследственности Менделя была объяснена «физикой» Моргана. Была выявлена линейная последовательность размещения в хромосомах материальных носителей наследственных признаков – генов. На данном этапе познания они представлялись по аналогии с бусами, связанными общей нитью.

Морган сумел доказать, что гены находятся в хромосомах, что каждый биологический вид обладает присущим только ему строго определённым набором хромосом и что гены, входящие в одну группу хромосом, в последующих поколениях распределяются по разным группам. Это означало, что при передаче наследственных признаков между хромосомами происходит обмен генетическим материалом. Так возникла хромосомная теория наследственности, ставшая основанием для присуждения её автору Нобелевской премии 1933 г. В свою очередь лысенковцы в СССР по-своему оценили открытие порядка в генетических структурах как буржуазно-идеалистическую теорию «вейсманизма – морганизма», свидетельствующую о крайней деградации буржуазии и служащей ей науки.

Открытие Моргана ещё более уверило и его самого, и других генетиков в том, что источники любых эволюционных изменений содержатся в генетическом аппарате хромосом, что мутации генных структур приводят к образованию новых видов, что, как выражался Морган, природа штампует новые виды без всяких промежуточных звеньев.

Генетика принимала характер такого же социально-научного движения, каким ранее был классический дарвинизм. Она пришла на смену последнему и начисто отрицала его правоту. Ведь именно Морган открыл конкретный механизм преобразования генов, ответственный за наследственную изменчивость и сохранение наследственных признаков в цепи поколений.