Мертвый лев: Посмертная биография Дарвина и его идей

В 1901 г. голландский генетик Гуго де Фриз вводит понятие «мутация». У этого термина сложная история. Сейчас мы называем мутациями спонтанные изменения «текстов», хранящихся в генах. Причем масштаб этих изменений может быть очень разным: от практически незаметных, ничтожных по внешнему проявлению, до весьма существенных, резко меняющих облик потомка по сравнению с родительскими особями. А впервые о «мутациях» заговорил в 1869 г. немецкий палеонтолог Вааген, называя этим словом близкородственные виды ископаемых организмов, сменяющие друг друга в соседних слоях земной коры. В таком значении термин давно не используется.

Сам Гуго де Фриз считал, что мутации – это резкие спонтанные изменения в строении организма, дающие начало новому виду{139}. Практически мгновенно, за одно поколение, и без всяких там переходных форм. По его мнению, неправы были оба – и Ламарк, и Дарвин. Постепенная адаптация к условиям обитания не объясняет происхождение видов. Эволюция идет как бы «толчками», пульсациями, порождая в определенные эпохи целые «букеты» новых видов, а потом надолго замирает, словно копя силы для нового творческого взрыва. Кстати, это помогало решить проблему, созданную лордом Кельвином. Если эволюция идет гораздо быстрее, чем думал Дарвин, то предполагаемый возраст Земли, равный 24 млн лет, не представляет особых трудностей для биологов. Достаточно лишь отказаться от неверной, как думал де Фриз, картины эволюции, ползущей по-черепашьи медленно.

Эта сальтационистская концепция стала, возможно, самой популярной эволюционной теорией в первые десятилетия прошлого века. Так в очередной раз проявился вековечный конфликт «отцов и детей» в развитии науки. Менделисты и последователи де Фриза всерьез полагали, что вколотили последний гвоздь в гроб дарвинизма.

⁂

Сказке, как мы помним, нужен счастливый конец, а ее герой, пройдя череду мытарств, должен воскреснуть к новой жизни, победить всех недругов и взять в жены прекрасную принцессу. «Живой водой» для Дарвина и дарвинизма стала та самая генетика, которая в первые годы своего существования грозилась их похоронить. Когда накопилось достаточно материала о наследственности, прозорливые ученые поняли, что менделизм и дарвинизм никакие не смертельные враги – наоборот, из их синтеза получается красивый и непротиворечивый союз.

Этому пониманию очень помогла широко известная сейчас плодовая мушка дрозофила, прочно прописавшаяся с конца 1900-х гг. в лабораториях генетиков по всему миру. В качестве экспериментального животного она дает сто очков вперед белым мышам, кроликам и прочим морским свинкам. Неприхотливая, дешевая в разведении, приносящая каждые несколько дней новое поколение, с простым хромосомным набором – эта мушка дает генетикам ответы на множество вопросов.

Одними из первых стали использовать дрозофилу американские генетики, работавшие под руководством выдающегося биолога Томаса Моргана. Они создали лабораторную культуру плодовой мушки и, проведя многочисленные опыты по скрещиванию, показали, что генофонд этого насекомого наполнен мутациями, которые, как оказалось, сравнительно легко получать в искусственных условиях, описывать и каталогизировать. Одни из них были летальными, другие вызывали уродства и аномалии развития, но чаще всего наблюдались сравнительно безобидные мутации, проявлявшиеся в изменении числа щетинок или несколько иной, чем у «дикого типа», окраске глаз и брюшка. Обладатели таких мутаций оказались вполне жизнеспособны, благополучно развивались и приносили потомство, которое служило материалом для следующих экспериментов.

Морган доказал, что Вейсман был прав и вещество наследственности действительно содержится в хромосомах, включающих в себя отдельные гены. В процессе мейоза (деления в ходе образования половых клеток) с хромосомами случаются разные события. Например, они могут удваиваться или утрачивать свои части. Также хромосомы способны обмениваться друг с другом целыми участками, в результате чего возникают совершенно новые комбинации признаков. Такие обмены называются кроссинговер (от англ. crossing over – перехлест). И мутации, и кроссинговер происходят случайным образом (хотя возможно повысить их частоту, например, с помощью ионизирующего излучения) и действуют разнонаправленно. Так была выбита почва из-под ортогенеза с его представлениями о «направленной» изменчивости.