Ознакомительная версия. Доступно 15 страниц из 75
В 1900 году не один, а сразу три ученых стряхнули пыль с копий журнала, в котором была напечатана статья Менделя. Они и поведали научному миру о результатах экспериментов с горохом, и биологи поняли, что Мендель обеспечил лучшее экспериментальное доказательство для гипотезы «непрерывности» Вейсмана, и «менделизм», как его вскоре назвали, обрел прочную научную основу.
Но ученый мир быстро разделился на две группы, на поклонников Менделя и «биометристов». Последние, ведомые экспертом по статистике Карлом Пирсоном (1857–1936), верили в «непрерывную» наследственность, но полагали, что мы получаем нечто среднее от черт наших родителей.
Представители этой научной ветви провели обширную полевую работу, фиксируя отличия разных морских существ и улиток. Они показали, что небольшие вариации могут играть важную роль в том, какое количество потомков конкретного существа выживет, и в конечном счете в репродуктивном успехе вида.
Менделианцев возглавлял биолог из Кембриджа по имени Уильям Бэтсон (1857–1936), и именно он ввел в оборот термин «генетика». Менделианцы подчеркивали, что наследственность касается отдельных черт, как это и продемонстрировал монах, давший имя их направлению. Они утверждали, что биологические изменения происходят скачками, а вовсе не в процессе медленного, постепенного изменения, о котором говорили биометристы.
Обе группы верили в эволюцию, они спорили о том, как она движется.
Серьезные дискуссии продолжались почти двадцать лет, а затем в 1920-х несколько исследователей показали, что каждая группа в одно и то же время и была права, и заблуждалась. Они просто смотрели на две разные стороны одной и той же проблемы. Многие биологические характеристики наследуются в смеси, биометрическим образом: у высокого отца и маленькой матери может родиться ребенок среднего роста, хотя может родиться и такой высокий, как отец (и даже выше); но средний рост их детей будет находиться где-то между показателями родителей.
Другие характеристики, например, цвет глаз, или цвет горошин, наследуются в стиле «или-или», никогда не смешиваются. Разница между менделианцами и биометристами оказалась ликвидирована, когда стало возможным изучать целые популяции и приложить к проблеме математический аппарат.
Биологи нового поколения, такие как Д. Б. С. Холдейн (1892–1964), отдали должное гениальным озарениям Дарвина. Они сообразили, что в любой популяции есть вариация, которая может быть унаследована. Если она дает преимущество, то обладающие ей животные и растения выживут, а другие вариации отомрут.
Но то, как мы наследуем то, что наследуем – тоже очень важный вопрос, следующая часть загадки.
Большая часть работы над ней была проделана в лаборатории Томаса Ханта Моргана (1866–1945) в Колумбийском университете Нью-Йорка. Он начал карьеру, наблюдая за ранними стадиями развития живых существ, за их эмбрионами, и впоследствии никогда не терял интереса к эмбриологии, но в начале нового века стал заниматься еще и генетикой.
Лаборатория Моргана не была обычным местом, ее прозвали мушиной комнатой, поскольку она стала домом для тысяч поколений обычной плодовой мушки (Drosophila melanogaster). Дрозофила – очень удобное для экспериментов существо, у нее только четыре хромосомы в ядре клетки, и именно роль хромосом хотел узнать американский ученый: насколько они важны в процессе передачи наследственных черт? Хромосомы дрозофилы велики, и их легко изучать под микроскопом, сами мушки плодятся очень быстро; оставьте кусочек яблока на тарелке и просто наблюдайте, что произойдет.
Большое количество поколений может быть изучено за короткий период времени, и это позволяет увидеть, что происходит, когда мухи с определенными характеристиками скрещиваются с другими. Вообразите, как будет выглядеть работа такого рода со слонами, и вы поймете, почему Морган выбрал дрозофил.
Его мушиная комната стала знаменитой, привлекала внимание студентов и других ученых. Она стала первым образцом того, как большая часть науки делается в наше время: группа исследователей работает под руководством главы проекта – Моргана, который помогает определять проблемы, наблюдает, как идет дело у его более молодых подчиненных, ну а те ведут собственно эксперименты, каждый свою линию.
Морган побуждал коллег работать вместе и обсуждать все в открытую, так что было сложно определить, кто именно что сделал. Когда Морган выиграл Нобелевку, он разделил приз с двумя учеными из своей команды.
Почти случайно Морган сделал важное открытие, он заметил, что одна муха из очередного выводка имеет красные глаза вместо обычных белых. Он изолировал эту муху, а потом скрестил с другой, обычной, и занялся изучением их потомства. Вскоре стало ясно, что все отпрыски этой пары, унаследовавшие красные глаза – женского пола, то есть ген переносится половой хромосомой, той самой, которая определяет, к какому полу будет принадлежать существо. Ну и шаблон наследования в данном случае не отклонялся от найденных Менделем правил – глаза были либо белыми, либо красными, но никогда розовыми или еще какого-то смешанного цвета.
Морган исследовал и то, как у крошечных мух передаются по наследству и другие черты – размер и форма крыльев, например. Он и его коллеги изучили хромосомы дрозофил под микроскопом и начали составлять карты каждой из хромосом, отмечая, где расположены единицы наследования («гены», как они были названы) каждого из передаваемых признаков. Мутации (изменения), такие как неожиданное появление красных глаз, могли помочь в определении того, где лежит тот или иной ген, ну а ученые продолжали разбираться с тем, что происходит с хромосомами в процессе деления клетки.
Один из студентов Моргана, X. Дж. Мюллер (1890–1967) обнаружил, что рентгеновское излучение вызывает более быстрые мутации. Он получил Нобелевскую премию в 1948 году, и его работа изменила мир, показав всю опасность радиации, возникающей не только при взрыве атомной бомбы, но и при обычной рентгенографии.
Морган также продемонстрировал, что хромосомы иногда обмениваются материалом, когда делятся. Подобное событие именуется кроссинговер, или перекрест хромосом, и это еще один способ, каким природа увеличивает количество вариаций в животном и растительном мире.
Морган и его группа, а также многие другие ученые по всему миру сделали генетику одной из наиболее популярных наук между 1910-м и 1940-м. «Ген» постепенно признали как явление, имеющее вполне материальное воплощение. Локализованные в хромосоме гены передаются посредством яйцеклетки, оплодотворенной клеткой спермы, и вклад предков в потомство является одинаковым.
Доказанным стал факт, что мутации двигают вперед колесо эволюции, создают новые вариации и естественным образом это происходит так же легко, как и в лаборатории Мюллера. Новая генетика сосредоточилась на вопросах эволюции, пусть даже сам по себе ген остался ненайденным. Его реальность никто не подвергал сомнению.
Новое генетическое мышление в то же время оказало не самое благотворное влияние на общество. Если не существует мягкой наследственности, то занятия спортом, диета или хорошее поведение никак не смогут изменить гены ваших детей.
Ознакомительная версия. Доступно 15 страниц из 75
