Страница 34 из 64
Дарвиновский смысл теории мутаций и подчеркивал Вавилов в своей Актовой речи.
После вторичного открытия законов Менделя началось триумфальное шествие генетики по жизни — в самом прямом смысле слова.
Проводились тысячи экспериментов, подтверждавших справедливость этих законов на новых и новых биологических объектах. Одновременно появились данные, уточнявшие картину, нарисованную Менделем. Было установлено, что многие признаки определяются не одной, а несколькими парами генов; соответственно картина расщепления описывалась более сложными математическими соотношениями, чем простое 3:1. Это, впрочем, предсказывал сам Мендель.
Было установлено, что некоторые признаки растений и животных не перемешиваются при расщеплении гибридов второго поколения, а сопутствуют друг другу. Так, белые глаза у плодовой мушки оказались определенно сцепленными с полом: от отцов признак белых глаз переходил только к дочерям. Вместе с тем было показано, что некоторые сцепленные признаки иногда все же расходятся.
Эти странности механизмов наследования объяснил американец Томас Хант Морган, выдвинувший хромосомную теорию наследственности. Морган установил, что таинственные наследственные задатки (гены) сосредоточены в особых образованиях клеточного ядра – хромосомах, как предсказывал еще Вейсман. Хромосомы видны под микроскопом в период деления в клетки. Эти микроскопические структуры хорошо окрашиваются различными красителями, отчего и получили свое название.
Оказалось, что каждому биологическому виду свойственно строго определенное число хромосом, причем в клетках тела их содержится двойной набор, а в половых клетках – одинарный. Так, в клетках человека 46 хромосом, а в половых клетках по 23. При оплодотворении двойной набор хромосом восстанавливается, что дает начало дочернему организму. При этом организм детеныша получает половину хромосом от матери и половину от отца.
Особый интерес представляло то, что при образовании половых клеток с одинарным набором хромосом парные хромосомы обязательно расходятся в разные клетки, причем хромосомы одной пары никак не связаны с хромосомами других пар, при оплодотворении каждая хромосома как бы воссоединяется со своей парой.
Ведь точно так же вели себя при скрещивании и последующем расщеплении «менделирующие» признаки!
Допустив, что гены сосредоточены в хромосомах, Морган затем нашел этой гипотезе простое и убедительное доказательство.
…Но мы отклонились от Актовой речи Николая Вавилова…
В то время, когда он вслух размышлял об отношении генетики к агрономии, хромосомная теория только начинала складываться. Европейские генетики поначалу встретили ее холодно. Первые публикации американских ученых, возможно, прошли мимо Николая Вавилова либо пути приложения хромосомной теории к агрономии не могли быть еще видны. В Актовой речи Вавилов ее не касался.
Его задача – убедить слушателей в том, что без генетики немыслим дальнейший прогресс практической селекции. Предвосхищая возможные возражения, Вавилов говорил: «Могут сказать, что эмпирический опыт в деле улучшения пород и сортов культурных растений и животных намного опередил научную работу в этой области. И без генетики усовершенствовались, и нередко успешно, возделываемые растения и культивируемые животные <…>. Не умаляя этих крупных успехов эмпирического искусства, все же смело можно полагать, что в освещении научными генетическими исследованиями процесс сознательного улучшения и выведения культурных растений и животных пойдет много быстрее и планомернее».
Переоткрытие законов Менделя требовало пересмотра сложившихся представлений, из-за чего некоторые видные ученые стали «пересматривать» и то, что не следовало: дарвиновскую теорию естественного отбора.
На защиту дарвинизма от слишком торопливых ниспровергателей поднялся неистовый дарвинист Климент Аркадьевич Тимирязев.
Он остро критиковал «мендельянцев», но никогда не заявлял о непризнании законов Менделя, как ему впоследствии приписывали ниспровергатели менделизма, прикрывавшиеся авторитетом его имени. В своих горячих выступлениях Тимирязев показал, что законы Менделя не только не противоречат теории отбора, но, напротив, служат для нее важной опорой. Законы Менделя снимали основную трудность эволюционной теории, так называемый кошмар Дженкинса. Этот «кошмар» обескураживал самого Дарвина, в чем тот признавался со свойственной ему правдивостью.
Инженер Питер Дженкинс рисовал примерно такую картину. Представьте себе поле красных маков, на котором появилось одно или несколько растений с белыми цветами. Допустим, что белый цвет в данных условиях благоприятен для мака, так что отбор его не уничтожит. Но ведь таких растений всего несколько, а красных – целое поле! Растения с белыми цветками будут скрещиваться с красноцветными. Значит, уже в первом поколении потомство белых цветов будет розовым. Но ведь и растений с розовыми цветами окажется сравнительно немного, они тоже будут скрещиваться с красными, и, таким образом, через два-три поколения полезный признак исчезнет, эволюция не пойдет.
Тимирязев показал, что, в свете законов Менделя, нарисованная Дженкинсом картина будет выглядеть совсем иначе. Если белая окраска цветка окажется рецессивным признаком, то уже в первом поколении гибридов все цветы будут красными, но задаток белого цвета не исчезнет. Гибридные растения могут и раз, и два, и десять раз скрещиваться с красноцветными растениями; каждый раз в потомстве будут красные цветы. Но задаток белого цвета будет только размножаться. Рано или поздно сойдутся пары с задатками белого цвета, и он проявляться у части ее потомства. Если белый цвет более полезен растению, чем красный, то, в конце концов, он победит в борьбе за существование… То есть Тимирязев помирил менделизм с дарвинизмом, что усилило глубокое уважение, какое молодой Вавилов испытывал к «неистовому Клименту».
«Далекие от утилитарных целей, сделанные людьми, чуждыми агрономической профессии, генетические открытия лишний раз подтверждают мысль, что без науки научной не было бы и науки прикладной», – подчеркивал Вавилов в Актовой речи. Связь теоретической и прикладной науки будет проходить красной нитью через всё его творчество.
В заключение своей Актовой речи Вавилов указал на «такие вопросы, относительно которых трудно было бы определить, подлежат ли они ведению агрономической науки или чистой генетики». Таких вопросов он выделил два.
Г[ервый из них – происхождение культурных растений и домашних животных. «Восстановить картину генезиса культурного растения и животного, может быть, воссоздать ее – одна из основных задач науки как агрономической, так одинаково и генетики».
Второй вопрос – углубленное изучение «индивидуальностей, рас, сортов» возделываемых растений. Это он считал особенно важным в земледелии, ибо агрономия, «преимущественно до последнего времени занимавшаяся изучением среды, в которой возделываются растения», мало учитывала биологические особенности самих растений.
Слушатели вряд ли могли осознать, насколько глубоки и содержательны заключительные слова молодого коллеги. Да и сам он еще не знал, что, сосредоточившись на особенности индивидуальностей, он откроет биологические законы фундаментальной важности, что создаст теорию происхождения культурных растений, что избороздит пять континентов планеты и создаст крупнейший в мире банк генов культурных растений – неисчерпаемую кладовую для преобразования и повышения урожайности возделываемых культур.
У «Апостола»
Стажировка в лучших зарубежных лабораториях была почти обязательным условием для начинающего ученого, «оставленного для приготовления к профессорской деятельности». Только после этого он мог представить к защите магистерскую диссертацию, получить место доцента, потом профессора в университете или научного сотрудника в научно-исследовательском учреждении. Такова была укоренившаяся традиция русской науки. Заграничная командировка хорошо оплачивалась государством, причем стипендиату предоставлялась полная свобода в выборе мест и характера занятий. Но стипендию давали не каждому – надо было выдержать конкурс.