Геральд Матюшин - Три миллиона лет до нашей эры
Секретарь Брюннского общества естествоиспытателей рассказывал о Менделе:
«Он доставлял из дальних и ближних окрестностей Брюнна растения, которые особенно интересовали его из-за атипичности, и приносил домой, чтобы культивировать в специально для него отведенной части монастырского сада при различных внешних условиях. Обычно он охотно водил друзей в сад, и там обсуждались результаты работ и изменения, связанные с различными условиями выращивания.
...Случайно это было или не случайно, но, как правило, в итоге приходилось констатировать, что бросающихся в глаза изменений не было.
...Полушутя он замечал по этому поводу: „Мне уже ясно, что этим путем природа не будет способствовать дальнейшему видообразованию. Для этого нужно нечто большее“».
Что именно — он и хотел выяснить своими опытами.
Весь ученый мир считал тогда, что под влиянием условий культивирования у растений и животных могут появляться новые, передающиеся по наследству признаки.
Мендель первым стал проверять: а так ли это? И выяснил, что не так. Благоприобретенные признаки не передаются по наследству. Законы наследования совсем другие.
Когда появилась работа Дарвина «О происхождении видов», Мендель внимательно прочитал ее и сказал: «Это еще не все, еще чего-то не хватает!»
Дарвин тоже знал, что в его теории «чего-то» не хватает.
По Дарвину, вид изменится тогда, когда накопится много случайных изменений, передаваемых по наследству. В жизни изменения появляются не у всех растений или животных, а у некоторых. И они не накапливаются, а разбавляются. Ибо каждое скрещивание ведет к тому, что новый признак разделяется между потомками.
Мендель стал высаживать горох на своем участке и опылял каждый цветочек руками (10 тыс. растений!). Он брал растения с различным цветом зерен, различные по форме горошин, цвету, длине стебля, окраске бутонов и смешивал их, наблюдал, как, в каком поколении и в какой пропорции проявляются эти свойства. Для наблюдения Мендель взял у гороха семь признаков. Скрещивая растения между собой, он все время подсчитывал, с какой частотой передаются те или иные признаки по наследству.
Восемь цветений Мендель аккуратно обрывал пылинки с каждого растения и маленьким пинцетом наносил на каждый цветочек пыльцу с другого отобранного им растения. Каждое растение у него имело свой паспорт, все опыления тщательно записывались: от какого цветка на какое растение перенесена пыльца и когда и что из этого вышло у потомков в первом, втором, третьем и так вплоть до восьмого поколения. Он увидел, что одни выделенные признаки преобладают у потомков, а другие проявляются реже. Первые он назвал доминантными, т. е. господствующими, и обозначил их заглавными буквами латинского алфавита — А, В, С, D. Другие назвал рецессивными (скрытными) и обозначил их строчными буквами — а, b, с, d. Так делают генетики и сегодня.
Наблюдения эти привели к открытию Менделем закона передачи наследственности, который он записал так:
«В этом поколении наряду с доминирующими признаками вновь появляются также рецессивные со всеми их особенностями и притом в ясно выраженном среднем отношении 3:1».
По этому закону, наследственные признаки родителей передаются потомкам в соотношении 3:1 вне зависимости от внешних условий. Причем он сделал правильный вывод о том, что этот закон действителен для всего живого. «Единство плана развития органической жизни стоит вне сомнения», — писал он.
Наука подтвердила выводы Менделя. Конечно, не сразу. Много лет шла драматическая борьба за генетику. Но она победила. Правда, победа пришла только в 50-е гг. нашего века. Расчеты Менделя проверяли на ЭВМ, и они оказались точными.
Еще в 1865 г. Мендель доложил результаты своих опытов на заседании Брюннского общества естествоиспытателей. И его доклад был опубликован. Работа Менделя была разослана в 120 библиотек университетов крупнейших городов мира. Но прочитана она была только в трех местах, в том числе в Петербурге — русским ученым И. Ф. Шмальгаузеном. Ученые мира не заметили ее. Не обратил на нее внимания и Дарвин, хотя ему ее особенно недоставало.
Через 35 лет открытие Менделя повторили сразу трое ученых в разных странах. И вот тогда пришла слава, но Грегора Менделя уже не было...
6.3. В кабинете академика
Секретарь академика Дубинина пробудила меня от воспоминаний о Менделе, пригласив войти.
В кабинете Николая Петровича было очень просто. На стене висел всего один портрет советского генетика Николая Ивановича Вавилова. Столы были завалены книгами и рукописями.
Академик пригласил меня сесть и протянул руку за бумагой, которую я держал в руке. Усталым тоном он спросил:
— Ну, что у вас?
Машинально я протянул ему рукопись своей статьи. Дубинин взял ее и стал читать. Через несколько минут он с интересом взглянул на меня, но ничего не сказал. Статья моя была очень краткой. В ней я в тезисной форме высказывал свои мысли о новых археологических находках в Африке и о том, что генетика может дать к ним ключи. (В 1970 г. эта статья была опубликована в Трудах Всесоюзного совещания «Космос и эволюция организмов».)
Дубинин читал внимательно, долго. Затем, оторвавшись от рукописи, задумчиво посмотрел на меня и сказал:
— Скажите, все это вы сами придумали?
— Да, я сам.
Академик еще раз задумчиво посмотрел на меня, потом встал с кресла, подошел ко мне и, подав мне руку, сказал:
— Поздравляю, это ново и интересно.
Сколько бы я не жил, я никогда не забуду этой минуты. Я никак не рассчитывал на столь благожелательное отношение великого генетика к аутсайдеру в ней — археологу. Профессионалы не любят любителей.
В чем же была суть моих предложений?
Прежде чем говорить о них, продолжим беседу о законах генетики, о законах нашей наследственности, которые начал изучать великий Мендель.
6.4. Пляшущие тельца
Все живое состоит из клеток. Внутри каждой клетки есть ядро. Внутри его — крошечные тельца, которые названы хромосомами. Мендель не знал о них. Он лишь предполагал, что наследственные задатки где-то хранятся внутри клеток. Иначе почему признак, которого несколько поколений не было, вдруг у потомков появляется. Скажем, «родительские» цветы — один был красный, другой — белый. «Дети» — белые. А у «внуков» вдруг опять появляются красные цветы. Значит, красный цвет был где-то «спрятан». Это было открыто Менделем. А вот где именно спрятан, точно узнали лишь в 50-е гг.
Оказалось, что у каждого организма свои хромосомы. У шимпанзе и человека они сходны. Однако количество их разное. У человека — 46, а у человекообразных — 48. Вот в этих-то хромосомах и спрятана вся информация о наследственных свойствах всех предков того или иного организма.
Каждый человек, как известно, вырастает из одной зародышевой клетки, которая путем постепенного деления в конце концов превращается в сложный биологический организм. Большим достижением генетиков было открытие митоза, т. е. механизма деления клеток.
Наблюдения за ядром живой клетки в процессе деления выявили сложные преобразования его строения. Вначале ядро становится зернистым, теряет свои границы и как бы растворяется в клетке. Его место занимают движущиеся, точно танцующие палочковидные тельца, названные хромосомами за их способность интенсивно окрашиваться на срезах клеток (от греческих слов «хрома» — окраска и «сомо» — тело). В какой-то момент все хромосомы одновременно, будто по команде (за 2—6 минут у человека), выстраиваются в ряд по экватору клетки. Затем (в следующие 3—15 минут) каждая «палочка» расщепляется продольно и строго пополам, и вновь образованные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки: вокруг каждой (за 30—60 минут) из этих групп появляются оболочки. В клетке появляются два центра и между ними нить — веретено деления (у человека это занимает 30—60 минут). Вслед за делением ядра делится на две части и тело клетки — цитоплазма. Так образуются две дочерние клетки.
Теперь широко известно, что хромосомы всех организмов — растений, животных и человека — представляют собой хранилища наследственной информации. Стал понятным и глубокий смысл расщепления хромосом в процессе деления клетки: этот механизм необходим для равномерного распределения важнейшей жизненной информации между двумя дочерними клетками. Выяснилось, что совсем не случайно хромосомы делятся продольно: по их длине в определенной и неизменной последовательности расположены гены — структуры, определяющие, чем этой клетке быть. Станет ли оплодотворенное яйцо лягушкой или цыпленком? На этот вопрос отвечают гены. И они же определяют, какие клетки развивающегося яйца станут перьями цыпленка, какие — его ногами, а какие — кокетливым красным гребешком.
