Читать онлайн «Общая психопатология». Страница 192

Отобрав особей, наделенных признаком, в селекции которого мы почему-либо заинтересованы, и продолжая селекцию только на основе избранного материала, мы изменяем кривую распределения данного признака. Прежде считалось, будто подобным образом можно добиться преобразования исходной формы в нечто совершенно иное (искусственный или естественный отбор в борьбе за существование). В то же время было экспериментально доказано, что отбор, осуществляемый на основе одной только «чистой линии», неэффективен. Под «чистой линией», в противоположность популяции, понимается масса организмов, размножающихся самооплодотворением; именно такой тип размножения характерен для растений-гермафродитов (например, бобовых), так что «генеалогия» всех представителей чистой линии может быть прослежена вплоть до единственного исходного родительского организма. Все представители чистой линии выказывают одну и ту же кривую распределения, совпадающую с кривой, характеризующей первоначальное состояние популяции. При отборе же крайних образцов выясняется, что их потомство не обнаруживает сдвига в сторону искомых признаков и в точности повторяет кривую, характерную для родительских поколений. Таким образом, с момента выделения крайних чистых линий отбор внутри популяции перестает быть эффективным. Можно сделать вывод, что популяция — это смешение множества чистых линий. Данный метод отбора позволяет выделять чистые линии, но не выводить новые формы.

(б) Генотип и фенотип. Все это подводит нас к принципиально важному различению фенотипа — совокупности признаков, характеризующих данную особь, — и генотипа — совокупности признаков, полученных особью в наследство от своих предков. В чистой линии все особи обладают одним и тем же генотипом, но по своему облику (фенотипу) они различны. Различия обусловлены воздействием условий жизни, которые для различных особей не одинаковы и существенным образом влияют на конкретный способ проявления присущего им генотипа. В условиях неизменного генотипа внешние различия между особями исчезают в наследующем данный генотип потомстве. В пределах чистой линии даже крайние формы обладают одинаковым генотипом.

В отличие от чистых линий популяции характеризуются не только фенотипической, но и генотипической изменчивостью. Соответственно, осуществляя в пределах популяции отбор крайних фенотипов, можно надеяться на то, что в отобранном множестве будут представлены разные генотипы; в этом случае специфически измененная конфигурация признаков сохранится и у потомства.

Две особи одной и той же популяции могут выглядеть одинаково при различной наследственности (то есть занимать место в точке пересечения кривых распределения изменчивости для двух различных чистых линий). С другой стороны, две особи одной и той же популяции могут обладать одним и тем же наследственным материалом, но существенно различаться по своим внешним признакам (то есть занимать различные позиции на кривой распределения изменчивости для одной и той же чистой линии).

В применении к качественным признакам ситуация кажется простой и ясной: между растениями гороха с зелеными и желтыми горошинами или Mirabilis jalapa с белыми и красными цветками не существует никаких промежуточных форм. Что же касается количественных признаков — таких, как ширина и длина листьев или вес зерен у растений, рост у человека и т. п., — то здесь картина иная, ибо мера определенности таких признаков может быть выявлена только на основании методов вариационной статистики.

(в) Законы Менделя. Мендель не знал более поздних открытий Йохансена (Johannsen), связанных с чистыми линиями и популяциями, генотипом и фенотипом. Тем не менее в своих опытах по генетике он сумел добиться успеха — прежде всего благодаря тому, что использовал растения с простыми качественными различиями, сохранявшими свое постоянство на протяжении многих поколений (например, растения гороха с зелеными и желтыми семенами).

Опыты Менделя заключались в гибридизации (бастардизации) организмов, качественные различия между которыми не вызывали никаких сомнений, и в наблюдениях за воспроизводимыми без дальнейшей гибридизации носителями идентичных признаков в потомстве. Следовательно, открытые Менделем законы относятся к событиям, наступающим вслед за гибридизацией двух генотипически различных организмов.

В первом поколении один из альтернативных признаков «доминирует» над другим — например, все растения имеют желтые горошины. По отношению к доминантному желтому зеленый цвет является рецессивным. Но рецессивный признак не угасает, а продолжает существовать в наследственной субстанции — ибо во втором поколении, полученном в результате самооплодотворения или скрещивания линий, происходящих от одного и того же родительского растения, наступает разделение признаков: четверть потомства имеет только зеленые семена и, в свою очередь, дает начало только растениям с зелеными семенами, тогда как вторая четверть имеет только желтые семена и дает начало потомству с желтыми семенами; что касается двух остальных четвертей, то они также имеют желтые семена, но в первом же поколении их потомства снова наступает расщепление, в результате которого четверть потомства оказывается окончательно зеленой, вторая четверть — окончательно желтой, еще у двух четвертей желтый выступает в качестве доминанты и т. д.

Обозначив носитель наследственности в генотипе термином «ген», мы можем объяснить числовые данные Менделя с помощью следующего постулата: от каждого родителя к потомку переходит по одному гену, в результате чего потомок обладает двумя генами для каждого признака. Эти два гена непременно вновь отделяются друг от друга в процессе формирования у гибрида («бастарда») новой половой клетки; соответственно, каждой вновь образовавшейся половой клетке достается только один из двух генов пары. Числовые отношения, рассчитанные для случайных комбинаций половых клеток, идентичны тем, которые Мендель выявил экспериментально (в пределах ошибки, допустимой для такого распределения). В настоящее время этот постулат считается доказанным.

Любая особь определяется совокупным воздействием очень большого числа дискретных носителей наследственности. Необходимо было ответить на вопрос, каким образом несколько пар генов (в простейшем случае — две пары) ведут себя по отношению друг к другу при скрещивании. Ответ Менделя гласит: гены, входящие в разные пары, расщепляются и сочетаются независимо друг от друга. Поэтому за бесконечным множеством характеризующих особь признаков нужно было уловить те единицы, которые выступают в качестве носителей ее наследственности. Законы наследственности могут быть установлены только в связи с этими носителями (генами), передаваемыми независимо друг от друга.

Законы, управляющие распределением сочетаний наследственной субстанции при гибридизации, должны действовать и в условиях отсутствия явной доминантности. Корренс обнаружил, что в первом поколении возможно «промежуточное» поведение двух взаимосвязанных признаков, что указывает на возможность «смешанной» наследственности. Так, после скрещивания Mirabilis jalapa с белыми и красными цветками у представителей первого поколения обнаружились розовые цветки. Но и в данном случае четверть потомства имела окончательно красные, а другая четверть — окончательно белые цветки, тогда как свойственный половине потомства признак «розовости» в последующих поколениях вновь расщеплялся. Это доказывает, что гены могут характеризоваться различной мерой «действенности» (проникающей способности, пенетрантности). При сочетании генов с сильной и слабой пенетрантностью в первом поколении реализуется доминантно-рецессивная связь, тогда как при сочетании генов с одинаковой пенетрантностью возникают промежуточные состояния, оставляющие впечатление «смешанной» наследственности.

Признаки, исследуемые экспериментальной генетикой, всегда характеризуются парностью. Фенотипически проявляется либо один из двух альтернативных признаков, либо признак, занимающий промежуточное положение между двумя крайностями. Но эта простая связь выглядит необычайно сложной, поскольку простым признакам не обязательно должны соответствовать простые гены. Признаки могут обусловливаться различными сочетаниями пар генов (аллеломорфия); отдельные гены могут находить свое проявление в виде нескольких признаков (полифения); возможна и обратная ситуация, когда один и тот же признак ведет свое происхождение от разных генов (полимерия). Вкратце рассмотрим эти понятия.

Если проявление некоторого признака связано с парой генов (например, гена красного цветка и гена белого цветка), мы говорим о паре аллеломорфов (аллелей). В каждом отдельно взятом организме возможно сочетание только двух аллелей; но общее число аллелей у различных организмов может быть значительно больше двух. На практике, прорабатывая ряд генов в пределах целой популяции, мы обнаруживаем значительное число отклоняющихся форм, любые две из которых в любой момент могут быть объединены для эксперимента. В подобных случаях мы говорим о множественной аллельности. Действие множественных аллелей часто различается по количественным показателям, что проявляется в ступенчатом характере многих признаков. Данное обстоятельство может существенным образом увеличить меру изменчивости в пределах смешанной расы. Наконец, один и тот же ген может воздействовать более чем на один признак. Так, использованный Менделем ген красной окраски цветка оказался ответствен также за пигментированное пятно на оси листа. Подобного рода гены получили название полифенических. Возможна и противоположная ситуация: когда один и тот же признак оказывается под воздействием не одной, а нескольких или даже многих пар генов. Это явление называется полимерией. При полимерии — особенно если действие генов выказывает количественные различия — расщепление в потомстве не обязательно выражается в ясных числовых отношениях. Факт существования полимерных наследственных конституций может быть выведен только на основании возрастающей степени изменчивости соответствующих признаков в потомстве. Благодаря всем этим открытиям, которым мы обязаны новой науке генетике, можно понять, почему в очень многих конкретных случаях отношения выглядят до такой степени запутанными.