Джон Уоллер - Правда и ложь в истории великих открытий

• Название: Правда и ложь в истории великих открытий
• Автор: Джон Уоллер
• Издательство: КоЛибри
• Жанр: Научпоп
• Год: 2011
• ISBN: 978-5-389-01444-2

В истории науки множество мифов. Их герои, великие ученые. — настоящие рыцари чести, бескорыстные, благородные, жертвующие во имя науки всем, что у них есть. Но насколько мифы соответствуют истине? Известный английский историк науки Джон Уоллер (р. 1972 г.) рассказывает, основываясь на исследованиях современных ученых, о том, как на самом деле совершались великие открытия. Перед читателем разворачиваются человеческие драмы, полные борьбы идей, амбиций, честолюбий, и эти драмы не менее увлекательны, чем самые необыкновенные мифы.

---

Передача мутированных глаз и крылышек подтвердила закон независимого наследования и закон расщепления признаков, сформулированных Менделем. Вскоре новые методы маркировки дали возможность команде Моргана увидеть области на отдельных хромосомах, в которых были закодированы конкретные признаки. Таким образом, эксперименты Моргана доказали то, на что указывало неправильное прочтение работ Менделя в начале XX века и чего Мендель даже не подозревал.

Некоторые читатели, наверное, посчитают это несправедливым. С высоты наших знаний кажется, что Менделю ничего не стоило заменить слово «признак» словом «элемент» и все встало бы на свое место. Но, как я уже подчеркивал, мы не должны пользоваться тем, что стало известно науке после 1865 года. В данных, представленных Менделем, ничто не указывает на то, что единицы наследственности, доставшиеся от каждого родителя, остаются независимыми элементами, объединенными в генную пару. Ничто в этих данных не говорит и о том, что каждый ген по отдельности определяет формирование организма. Весьма вероятно, что Мендель разделял общепринятое в то время представление о том, что существуют сотни, а может быть, даже тысячи элементов наследственности, способные задать определенный признак. Мендель считал, что при «совпадении» элементов нет необходимости привлекать принцип расщепления и следующему поколению просто передается достаточное количество таких элементов — тогда силы «отталкивания» не возникают и вопрос о расщеплении просто не стоит.

Получилось так, что Мендель решил полностью обойти вопрос о количестве элементов наследственности. Он мог прекрасно провести свой эксперимент по гибридизации, просто рассчитав частотность появления различных признаков, — требовалось лишь зарегистрировать отношение количества зеленых и желтых семян, длинных и коротких растений, сморщенных и гладких семян и т. д. По сути, ему было не важно, что делают эти элементы наследственности и сколько их участвует в процессе. Такая интерпретация приобретает еще больше смысла, если учесть, что Мендель вовсе не стремился открывать законы наследственности, а пытался создать новые виды растений путем гибридизации. С этой точки зрения, количество элементов наследственности для него не имело никакого значения. Он мог без труда различать виды по их фенотипу, а узость его задачи сводила все рассуждения о генетике лишь к этому.

Даже в тех редких случаях, когда Мендель рассматривал общую базу формирования признаков растений, он предпочитал рассуждать о целых клетках, а не об отдельных элементах. Таким образом, говоря о чистых сортах растений, он писал об однотипных репродуктивных клетках, которые совпадают с базисными клетками материнского растения. В этом нет даже намека на парность генов. Более того, мы уже видели, как он описывал генетику гибридных растений. Он писал о «яйцеклетке», соединяющейся с «несхожей клеткой пыльцы», и ни слова о конечном количестве элементов.

Далее Мендель пояснял, как «возникает компромисс» между «элементами обеих клеток». И здесь, лишь в единственном абзаце рассуждая об элементах наследственности, он ни разу не заикнулся ни об их количестве, ни об универсальности генных пар в соматических клетках. Везде, где в его работах имеются ссылки на расщепление, речь идет об особых случаях гибридов и их несовпадающих элементах. Это становится ясно из следующего абзаца: «В образовании этих [зародышевых] клеток [гибрида] все элементы участвуют в совершенно свободном и равном объединении, в котором не участвуют лишь взаимоисключающие, несхожие элементы». Совершенно ясно, что для Менделя гибрид был атипичным, поскольку его составляющие взаимоотталкивались в момент возникновения половых клеток. В построениях Менделя чистые сорта не обладали таким сложным механизмом, поэтому понятие расщепления на них не распространялось.

Пусть это не будет критикой Менделя, но Олби прав, когда говорит, что Менделя нельзя называть менделистом в современном значении этого слова. Чтобы стать менделистом, Менделю не хватило доказательств, на поиск которых впоследствии ушли целые десятилетия. Если бы Мендель в 1865 году представил свои данные как убедительное доказательство аллельной наследственности, это было бы голословным утверждением, а не настоящей наукой.

ЗАКОН НЕЗАВИСИМОГО НАСЛЕДОВАНИЯ

Примерно такие же возражения может вызвать и утверждение о том, что в работах Менделя можно найти «его» закон о независимом наследовании. Как мы уже убедились, в современной генетике смысл этого закона заключается в следующем: вхождение или невхождение какого-то одного гена в гамету никак не определяет то, какой другой член другой пары генов войдет в нее; единственное, что можно утверждать наверняка, это то, что партнер по бывшей генной паре войти в гамету не может.

Не имея представления о генных парах, Мендель никак не мог сформулировать этот закон. Возможно, теперь стало ясно, что главная заслуга Менделя в том, что он, осуществив огромную программу скрещивания гибридов, учитывая целый спектр различных характеристик, доминантных и рецессивных, записал в табличной форме внешние результаты скрещивания, которые как раз и позволили другим сформулировать этот закон, а ему — сформулировать то, что он назвал законом комбинации различающихся признаков. Обратите внимание — он и здесь говорит не об элементах, а о признаках. Всё, что ему удалось обнаружить, он сам относил только к гибридам. Он полагал, что «гибриды производят яйцеклетки и клетки пыльцы, которые в равном количестве представляют все постоянные формы, возникающие как результат комбинации признаков в процессе оплодотворения».

Здесь он говорит вот о чем: когда он скрещивал гибриды, обладающие двумя конкурирующими вариантами, скажем, окраски цветков и семян, гладкости семян или высоты растений, он получал практически равные количества всех возможных сочетаний — почти столько высоких растений, растений с красными цветами, с зелеными и сморщенными семенами, сколько и низких растений, растений с белыми цветами, с желтыми и гладкими семенами, и т. п. Для нас совершенно очевидно, почему это происходит. Если любой ген может войти в гамету, подчиняясь закону случая, то статистическая неизбежность такова, что при достаточно большом количестве гамет все комбинации будут реализовываться практически в равных количествах.

Однако главное заключается в том, что интуиция подсказала Менделю, почему это происходит. Пусть у него было необходимое количество сведений для того, чтобы его интуиция сработала, но с той же вероятностью она могла бы и не сработать, и Мендель так бы и не сформулировал основополагающие принципы. Однако его научная дисциплинированность и его высокий интеллект позволили ему понять, что частотное распределение различных гибридов само по себе заслуживает изучения, и именно поэтому он заслуживает нашей благодарности и восхищения. Однако всего этого недостаточно, чтобы приписывать ему формулирование идеи, которая никак не могла возникнуть при его жизни.

Здесь полезно подвести некоторые итоги. Первое: когда Мендель говорил о парных признаках, он не пытался составить из них аллельные пары. Это ясно из того, что он указывал на парные признаки, а не на парные элементы. Второе: он считал, что гибриды — это особый случай, который противоречит законам природы. Третье: полагая, что процесс расщепления признаков имеет место, когда образуются половые клетки, тем не менее он считал, что расщепление обязательно только в случае с гибридами, когда происходит неестественное объединение «различающихся» элементов. Чистые сорта не пользуются этим процессом, поскольку их «генетика» считается простой. Наконец, необходимо подчеркнуть, что все это вполне согласуется с тем, что Мендель интересовался теорией «увеличения числа видов путем гибридизации», а не наследственностью как таковой.

МЕНДЕЛЕВСКИЕ СООТНОШЕНИЯ

Менделевские соотношения — это та область, которая должна была восхитить современников Менделя, по крайней мере, у нас есть все основания так думать. Мендель не только обнаружил внешне проявляющееся соотношение признаков 3:1, но и разбил на подразделы те 75 % растений, у которых проявляются доминантные признаки. Как он точно заметил:

Соотношение 3:1 … превращается во всех экспериментах в соотношение 2:1:1, если доминантный признак нужно дифференцировать по его значимости как признак гибрида или родительский признак. Поскольку первое поколение возникает непосредственно из семян гибрида, то совершенно ясно, что гибриды образуют семена, имеющие один из двух дифференцирующих признаков, и половина из них снова дает гибридную форму, тогда как вторая половина дает константную линию и приобретает доминантные или рецессивные признаки в равных количествах.