10 гениев, изменивших мир

Отдельным подтверждением несостоятельности дарвиновской теории, по мнению зоолога, было тот факт, что естественный отбор и фактор «полезных признаков» не действуют на стадии эмбрионального развития организма, а также его отдельных частей. Фактически блестящая интерпретация ламарковской концепции наследования приобретенных признаков, представленная в работах Дарвина, была полностью отторгнута ученым сообществом. И Томас Морган не явился исключением.

Как вспоминает биограф ученого Гарланд Ален, подобные воззрения отбросили их автора далеко назад и значительно замедлили его научные изыскания. Морган (видимо, под влиянием Хьятта и Дриша) искренне считал, что деление на виды является искусственным, надуманным и ненужным в условиях бесконечного разнообразия реальных форм животного мира. Ситуация несколько изменилась, когда он сделал попытку типологизировать более крупные таксономические единицы (род, отряд и т. п.) и убедился, что нет никаких доказательств тому, чтобы одна группа «превращалась» в другую или смешивалась с ней. Тем не менее, скептическое отношение к теории естественного отбора сохранялось у Моргана долгие годы.

В то же самое время ученый радикально пересмотрел свои взгляды относительно проблем наследственности и изменчивости признаков. Это произошло под влиянием знакомства с работами Г. Менделя, которое состоялось благодаря Э. Вилсону, заведующему кафедрой зоологии, давнему другу и коллеге Т. Моргана. Вилсон убедил его, что ключ к пониманию проблем развития находится в области изучения проблем наследственности. Одна-единственная клетка, яйцеклетка, превращается в полноценный организм. Вопрос в том, каким образом слияние яйцеклетки и сперматозоида обуславливает передачу информации из поколения в поколение.

Поскольку в жизни Моргана работы Г. Менделя сыграли ключевую роль, о самом Менделе стоит рассказать подробнее. Георг Мендель, как это часто бывает, получил признание лишь через многие годы после смерти, когда обнаруженные им закономерности были открыты заново. Он родился 22 июля 1822 года в австро-венгерском Гейзендорфе (Хайцендорфе, ныне Гинчице в Чехии), при рождении его назвали Иоганном. Семья была небогатой, жила трудно, так что мальчик привык к крестьянскому труду. Особенно ему нравились садоводство и пчеловодство.

Отец Иоганна был грамотным, умел читать и писать, а потому отправил сына учиться в начальную деревенскую школу. Благодаря своим способностям мальчик продолжил образование в четырехклассной коллегии для обучения искусствам, наукам, ремеслам, которая находилась в Липнике – местечке за четыре мили от родной деревни. Там Иоганна приняли сразу в третий класс, а потом он поступил в окружную гимназию Троппау (ныне Опава) «на половинный кошт». Как уже говорилось, семья бедствовала, и юноше, дабы сводить концы с концами, приходилось зарабатывать частными уроками.

В 1840 году молодой человек окончил гимназию и одновременно школу кандидатов в учителя, после чего продолжил образование в философских классах при университете Ольмюца (Оломоуца). Тут преподавали не только философию, но также естественные, точные науки, и Иоганн глубоко изучил математику, что было крайне необычно для того времени разделения научных дисциплин.

Именно любовь Менделя к математике, понимание ее сущности позволили ему сделать фундаментальное открытие, оказавшее влияние на весь ход дальнейшего развития естественнонаучного знания – биологии, физиологии, медицины и даже физики.

В 1843 году Иоганн окончил философские классы и, обнаружив, что не может найти работу, решил принять постриг, став послушником августинского {33} монастыря Св. Фомы в Брюнне (ныне – г. Брно, Чехия).

Этот августинский монастырь был скорее научно-исследовательским институтом широкого профиля, чем оплотом религиозной догматики. Само руководство ордена августинцев и ватиканская канцелярия считали необходимым, чтобы братья-монахи преподавали науки и занимали учительские должности. Правда, попасть в этот оплот научной мысли было не так-то просто, но Иоганн Мендель прошел собеседование, стал послушником и принял церковное имя Грегор.

33

Августинцы (лат. augustiniani) – «нищенствующий» католический монашеский орден, образованный в середине XIII века путем объединения ряда итальянских монашеских конгрегации. Августинцы распространяли свою деятельность во многих странах Западной и Центральной Европы. В середине XV века орден насчитывал до 30 тысяч членов (2 тысячи мужских и женских монастырей), но с XVIII века он стал терять значение, и сегодня число августинцев составляет менее 5 тысяч человек.

С необычайной быстротой патер Мендель поднимался и по ступенькам церковной иерархии. Еще не закончив учебы, он уже стал священником, а через год окончил курс богословия и получил приход. В 1851–1853 годах Мендель стал вольнослушателем в Венском университете, где изучал физику, химию, математику, зоологию, ботанику и палеонтологию.

По возвращении в Брюнн он учительствовал до 1868-го, когда стал настоятелем монастыря. Впрочем, помимо преподавания у отца Грегора было еще одно, не менее важное дело – он возделывал грядку в крохотном садике монастыря города Брюнна. Именно здесь с 1856 по 1863 год молодой ученый ставил свои классические опыты по скрещиванию гороха, которые заложили основу генетики и результаты которых не устарели по сей день.

Одним из истоков открытия Менделя (а впоследствии и генетики) была теория эволюции Чарлза Дарвина, до появления которой феномен наследственности практически не исследовался, хотя высказывались гипотезы о ее природе. Дарвин понимал, что феномен наследственности играет существенную роль в эволюционном процессе, но в то время представления о ней работали против его положений. В одних теориях утверждалось, что в потомках смешивается некое наследственное вещество родителей, в других речь шла о «борьбе» отцовского и материнского наследственных веществ и т. п.

Лишь открытия Г. Менделя показали, что наследственные элементы не сливаются и не перемешиваются, а сохраняются неизменными от поколения к поколению. Успех работы Менделя по сравнению с его предшественниками объясняется тем, что он, по словам А. Пуанкаре, «обладал двумя существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задавать природе нужный вопрос и способностью правильно истолковывать ответ природы».

Каждую весну патер-ученый высаживал растения на своем участке, скрупулезно, до последней горошины, подсчитывал все категории семян гибридных поколений. И каждый раз обнаруживал одни и те же закономерности, которые позднее превратились в три закона Менделя – базовые постулаты генетики. Эта работа длилась восемь лет, за это время зоолог изучил двадцать тысяч растений.

В 1863 году Мендель закончил эксперименты и в 1865 году на двух заседаниях Брюннского общества естествоиспытателей доложил результаты своей работы. В 1866-м в трудах Общества вышла его статья «Опыты над растительными гибридами», которая заложила основы генетики как самостоятельной науки. Впрочем, это стало ясно только через 35 лет – в 1900 году, когда три ботаника – голландец X. (Г.) де Фриз, немец К. Корренс и австриец Э. Чермак независимо друг от друга подтвердили данные Г. Менделя собственными опытами. Вот тогда и произошел мгновенный взрыв признания труда австрийского монаха и универсального характера выведенных им законов для диплоидных организмов {34} , размножающихся половым путем.

34

Диплоид (от греч. diplyos – двойной и 'e’idos – вид) – организм, клетки тела которого имеют двойной (диплоидный; 2n) набор хромосом, представленный одинарным (гаплоидным; n) числом пар гомологичных хромосом (т. е. хромосом, одинаковых по форме, размерам и набору генов). Например, у человека 23 пары хромосом (n = 23; 2n = 46), у лука – 8 (n = 8; 2n = 16). Переход от диплоидного состояния к гаплоидному происходит в процессе мейоза, который обеспечивает образование половых клеток – гамет. При слиянии гамет восстанавливается диплоидное число хромосом.

Менделевская теория наследственности, его представления о наследственных факторах и характере их передачи от родителей к потомкам по своему смыслу прямо противоположны доменделевским теориям, в частности теории пангенезиса {35} , предложенной Дарвином. В соответствии с этой теорией, признаки родителей непосредственно от всех частей организма передаются потомству, т. е. свойства «наследников» прямо зависят от свойств родителя. Это полностью противоречит выводам, сделанным Менделем: наследственная основа организма, совокупность всех наследственных свойств отдельной особи (позднее названная генотипом) существует в организме более или менее независимо от него самого. Совокупность всех внутренних и внешних признаков и свойств особи, сформировавшихся на основе генотипа в процессе ее индивидуального развития (позже появилось название «фенотип»), определяется случайным сочетанием генов. Гены не меняются в зависимости от трансформаций или патологий каких-либо частей организма. Таким образом, менделевская теория наследственности противостоит идее наследования признаков, приобретенных в течение жизни (кстати, это положение о второстепенности влияния среды стало одной из причин борьбы с генетикой в СССР).

35

Пангенезис (от греч. «пан» – все, часть сложных слов, означающая «охватывающий все», и «генезис» – происхождение, возникновение) – умозрительная гипотеза наследственности и развития. Гипотеза Дарвина не получила экспериментального подтверждения, однако ее значение состоит в том, что в ней содержится представление о дискретности материальной основы наследственности. В дальнейшем это предположение подтвердилось, и такой носитель получил название «ген».