Я — не моя ДНК. Генетика предполагает, эпигенетика располагает

В настоящее время Дарвин считается (помимо звания автора первого в мире научного бестселлера, написанного простым языком) одним из предшественников теории эволюционной биологии. Мы говорим «один из» потому, что хотя сегодня его концепция адаптации в процессе естественного отбора действительно является одним из столпов современных эволюционных теорий, он не был первым, кто сформулировал теорию, связанную с эволюцией видов. И это обязывает нас поговорить о Ламарке и Менделе.

Грегор Мендель был австрийским монахом, который благодаря экспериментам по скрещиванию разновидностей гороха в 1865 году сформулировал законы, в которых первым раскрыл основы генетического наследования; теперь они известны как законы Менделя. Однако когда он представил свои эксперименты в Обществе естественной истории в Брюнне (организация с давней традицией, прославившая этот город, ныне Брно, в котором находился Августинский монастырь, аббатом которого и был Мендель), назвав их «Опытами над растительными гибридами», его труды не были оценены современниками. И прошло еще тридцать лет, пока они были поняты и признаны.

Для своих экспериментов Мендель выбрал горох — дешевое растение, доступное на любом рынке, занимающее мало места, созревающее за короткое время и, что самое важное, представляющее большое количество вариантов цвета, размера и формы. То, что он сделал, было не так просто, хотя и не так сложно: сначала он наблюдал (и в этом он похож на Дарвина) и заметил, что существует семь признаков растения, которые никогда между собой не перемешиваются. Мендель — и это важно — был сыном садовника и тоже увлекался садоводством. Своими опытами он доказал, что горох может демонстрировать среди самых очевидных признаков белые или фиолетовые цветки, желтые или зеленые плоды, гладкие или морщинистые семена и высокие или низкие стебли. Однако ни разу не было такого, чтобы одно растение имело бы комбинацию из всех этих противоположных признаков одновременно, и это показалось Менделю таким любопытным, что он начал проводить опыты по скрещиванию растений с противоположными признаками, то есть горох с белыми цветками с горохом с пурпурными цветками или горох с коротким стеблем с горохом с длинным стеблем, горох с гладкими семенами с горохом с морщинистыми семенами и т. д.

И что же потом?

Растения — «дети» этих сочетаний не показали смешения генетических признаков, у них преобладал один признак, который Мендель назвал «доминантным», как например, длинный стебель или зеленый цвет плода… Однако когда он продолжил скрещивание, оказалось, что в четвертом поколении рецессивные признаки появлялись у потомков в малом количестве снова, то есть снова появился горох с желтым плодом или коротким стеблем.

Это позволило Менделю (который также был великолепным математиком и успешно применил статистику к анализу результатов скрещиваний и их последствий) понять, что признаки, которые не были доминантными, никуда не исчезли, но и не проявились. И благодаря этому после тысяч скрещиваний (согласно подсчетам, он посадил примерно тридцать тысяч растений гороха в течение 7 лет) Мендель смог сформулировать свои теории о наследственной передаче признаков через половые клетки. Сейчас, когда прошло уже более ста пятидесяти лет, ученые смогли доказать, что его законы наследования не всегда соблюдаются, но совершенно точно, что именно он, несмотря на использование терминологии, отличной от той, что используется сейчас, заслужил звание основателя генетики.

Жан Батист Ламарк, возможно, самый оспариваемый из трех ученых, о которых мы сейчас говорим, автор первой в истории книги на тему эволюции — «Философия эволюции». Можно сказать, именно он ввел спорную и в то время очень обсуждаемую концепцию «наследования приобретенных признаков». Согласно Ламарку, это наследство (то есть совокупность признаков, приобретенных родителями в течение их жизни) может быть передано следующему поколению и далее по генеалогическому древу.

На сегодняшний день эта теория (известная как ламаркизм, или трансформизм) не принята, хотя некоторые эпигенетические модификации являются здесь любопытным исключением. Позднее, в течение XX века, благодаря научному прогрессу, новым технологиям, лучшему качеству и большей точности инструментов ученые смогли более основательно проработать эти теории и результаты научных исследований, полученные в позапрошлом веке, так что ламаркизм уступил позиции (и достоверность) теории естественного отбора Дарвина.

Дарвин (и Уоллес) против Ламарка

В настоящее время общепринято мнение, что именно теория естественного отбора объясняет (или была первой теорией, объясняющей пусть не полностью, но и не ошибочно) механизмы эволюции. Эта теория была предложена Чарлзом Дарвином, а также Альфредом Уоллесом (1823–1913), наличности которого мы подробнее остановимся.