Невидимый современник

А ведь были времена (правда, тогда и Мендель еще не родился), когда «миряне» вообще не имели права заниматься наукой. Для этого нужно было стать монахом. Ведь и Ньютон был монахом. Но почему-то никогда не писали, что законы механики открыты «английским монахом». А вот про Грегора Менделя пишут, как и про Бертольда Шварца — изобретателя пороха.

Итак, первый человек, пришедший к научным представлениям о наследственности, был Грегор Мендель (в миру Ян, или, на немецкий манер, Иоганн). Чех, родившийся в Австро-Венгрии. Ученый, работавший в монастыре. Видимо, он был гением, если, получив довольно скромное образование и располагая неважными условиями для работы, смог открыть законы наследственности, опередив свое время на 35 лет. Да, он был гением. Он пришел к своему открытию отнюдь не случайно, а методика его опытов и анализ результатов настолько совершенны, что и теперь, спустя столетие, их можно ставить в пример.

Мендель сеял на грядках в монастырском дворе разные сорта гороха, скрещивал их и смотрел, как выглядят гибридные потомки. Многие ставили похожие опыты и раньше, но никто не открыл законов наследственности. В отличие от своих предшественников Мендель изучал наследование не «общего облика», а отдельных признаков. Настолько простым это кажется теперь, и насколько необычным был такой подход сто лет назад. Для скрещиваний ученый брал растения, отличающиеся только одним признаком: формой горошины, ее цветом, длиной стебля, окраской цветка…

Вторая особенность опытов Менделя состояла в том, что он ставил количественные опыты, а не ограничивался, как многие другие, рассмотрением потомков одной пары растений. Например, скрещивая растения с морщинистыми и с гладкими семенами, он получил от 253 гибридов 7324 горошины и каждую внимательно рассмотрел. И так было с каждым признаком, который изучался. Подобных опытов тогда никто не ставил.

И трудолюбие Менделя было вознаграждено. При исследовании столь обширного материала сразу обнаружилась закономерность. Так, при скрещивании растений с морщинистыми и гладкими семенами все потомки дали гладкие семена. Уже это показывало, что нет никакого смешения, а один признак явно доминирует над другим. Если же гибриды первого поколения скрещивались друг с другом, то во втором поколении наблюдались и гладкие и морщинистые семена, причем первых было втрое больше.

Такая же картина получалась и с другими парами признаков: полное доминирование одного над другим в первом поколении и расщепление признаков во втором в соотношении 3:1. Эти опыты позволили сформулировать два закона: закон доминирования и закон расщепления. Эти законы, справедливые не только для гороха, но и для всех живых существ на нашей планете, теперь во всем мире называют законами Менделя: первым и вторым. А всего законов Менделя три.

Третий касается скрещиваний между формами, отличающимися более чем одной парой признаков. Закон независимого расщепления (так его называют) гласит, что отдельные признаки наследуются независимо друг от друга.

К таким выводам пришел Мендель в результате своей многолетней почти каторжной работы. Ведь помощников у него не было. Даже грядки он вскапывал собственными руками. К тем же выводам пришли три других ученых спустя 35 лет. А потом десятки и сотни ученых поставили опыты на разнообразнейших растениях и животных, изучили наследование признаков у человека и подтвердили универсальность «гороховых законов». Но не это самое главное.

Самое главное

Если бы Мендель только открыл законы Менделя, и тогда его имя навсегда осталось бы в науке. Однако он сделал гораздо больше. Он разработал гипотезу, которая объясняла, почему при скрещиваниях признаки наследуются именно так, а не иначе. Причем гипотеза оказалась совершенно правильной, хотя Мендель пришел к ней в то время, когда живая клетка была почти не изучена. Ведь и открыли-то клетки незадолго до этого.

Гипотеза Менделя сводилась к тому, что каждый признак определяется специальным материальным наследственным зачатком («фактором», как их назвал сам Мендель) и что в каждой клетке находится по два экземпляра факторов каждого сорта. При скрещивании зародыш получает по одному фактору каждого сорта от отца и по одному от матери.

Эти простые предположения объясняли все результаты, полученные Менделем в его многочисленных опытах. Гипотеза, предложенная Менделем, оказалась справедливой, превратилась в теорию. Теперь менделевские факторы называют генами (это имя они получили в начале XX века), и ученые довольно хорошо знают их строение и химический состав.

Человеку, незнакомому с историей науки, вероятно, трудно себе представить совершенную удивительность работы Менделя. Дело не только в том, что гены — тончайшие структуры живой клетки, в которой и гораздо более грубые детали не были еще известны, но и в том, что Мендель применил в своей работе математический анализ — подход, совершенно неслыханный для биологов прошлого века.