Максим Чертанов - Дарвин

Для полноты картины нужны млекопитающие. Но тут он не смог через себя переступить. Ограничился сбором дохлых собак, а лошадей измерял и взвешивал. Еще рептилии… 17 мая, Фоксу: «Скоро ты возненавидишь один вид моего почерка… но клянусь, после этой просьбы я долго-долго ни о чем не попрошу… Нет ли у вас там ящериц? Пожалуйста, не смейся, но, может, ты предложишь мальчишкам шиллинг за полдюжины яиц ящерицы? Если по ошибке притащат змеиные — тоже пойдет…»

Третье направление исследований — скрещивание видов. Могут ли гибриды рожать, а если нет (мул), то почему? Это одна из самых мучительных для Дарвина тем. Почему он так прицепился к гибридам, какое отношение их плодовитость или бесплодие имеют к происхождению видов? Обычно объясняют так: если бы разновидности при скрещивании оказались бесплодны, это был бы довод в пользу старого взгляда: животные сотворены Господом независимо друг от друга, и специально предусмотрено, чтобы они не спаривались (собака и лошадь); а если бы они могли дать потомство, это указывало бы на их родство. На самом деле все ровно наоборот. По предположению Дарвина, близкие виды (разные породы кошек или собак) могли успешно производить потомство, а с уменьшением степени родства плодовитость должна стремиться к нулю — это доказывало бы, что виды расходятся в стороны, как лучи, все более удаляясь от общего предка.

Но, возможно, его интерес объяснялся не только этим. Чтобы от одного вида произошло несколько разных, свойства должны передаваться от поколения к поколению, а это происходит посредством зачатий и рождений. Но как именно происходит?

О половом размножении не знали почти ничего. В начале XIX века фон Бэр ввел в обиход термин «спермий»; в 1840-х годах швейцарский физиолог А. Кёлликер описал, как спермий образуются из клеток семенника. О второй стороне дела знали лишь, что у нее есть какое-то «яйцо», оно же «женский элемент». Кёлликер писал, что «спермий» на «яйцо» «воздействует», но без физического контакта, «как-то так». В 1876-м О. Гертвиг продемонстрирует соединение ядер «спермия» и «яйца», но в 1850-х знали только, что при их встрече получается оплодотворение. Это все равно что сказать: при встрече доски, молотка и гвоздя получается табуретка, а как именно получается, надо ли чем-то по чему-то колотить или достаточно, чтобы они просто полежали рядышком, бог его знает… (Отсюда дикие теории: если самка была в связи с неким самцом, у нее от него может родиться дитя и спустя десять лет после разлуки; если беременная испачкалась в чернилах, у младенца будет родимое пятно.) Дарвин чувствовал, что бесплодие гибридов может оказаться важным: выяснишь, почему при встрече «мужских и женских элементов» иногда ничего не получается, и поймешь, почему получается в остальных случаях и что именно получается.

Он будет возвращаться к этому постоянно, но придет лишь к маловразумительному (хотя верному) заключению, что причина бесплодия гибридов (или невозможности образовать гибрид вовсе) — «несоответствие строения половых элементов». Мы теперь знаем, какие «элементы» друг другу не соответствуют. Уважаемый «лирик», вообразите множество разноцветных ниток бус: все составляющие их бусины разные и ни одна нить не похожа на другую. Такой набор бижутерии помещается в каждой клетке любого организма: бусины — это гены, а вся нитка называется хромосомой (понимать, что такое хромосома с точки зрения химии, нам пока не обязательно). У всех представителей одного вида одинаковое количество хромосом и одинаковый набор генов в них: у каждого человека в 7-й хромосоме на строго определенном месте сидит ген, отвечающий за умение говорить, в 11-й — ген, определяющий, быть или не быть альбиносом. Но у разных видов хромосомы разные и их количество разное: у нас 23, у гориллы — 24, у собаки —11.

В клетках тела каждая хромосома содержится в двух экземплярах, а в половых — в одном; половая клетка неполноценна, как половинка купюры, и породить «настоящую» клетку может лишь при встрече с чужой половинкой: при их соединении начинает развиваться зародыш. Они должны соединяться, как пуговицы с петлями на рубашке: мамина 7-я с папиной 7-й, мамина 11-я с папиной 11-й и так далее. Если мы захотим скрестить гориллу с собакой, ничего не получится: «пуговиц» 24, а «петель» всего 11. Но это очень упрощенная картина. 23 хромосомы, как у человека, есть у рыбки гуппи и даже у папоротников, но это не значит, что нас можно с ними скрещивать: количество «пуговиц» и «петель» совпадает, но сами они очень уж сильно не подходят друг другу. В то же время животные с разным числом «пуговиц» и «петель», например осел (31) с лошадью (32), могут рожать гибриды — мула или лошака. А вот дальше эти гибриды не размножаются: образовавшееся у них в итоге нечетное число хромосом надвое не делится. Но и это упрощение. Многое зависит от того, кто папа и кто мама гибрида и кого они родили — сына или дочь: у тигра и льва по 19 хромосом, но при этом мальчик тигона (отец тигр, мать львица) бесплоден, а девочка — нет. Но подобные явления хотя бы подчиняются закономерностям (которыми мы не будем забивать голову, тем более что и в них встречаются исключения). А бывает, что виды, по числу и свойствам хромосом вроде бы не подходящие друг другу, успешнее рождают гибрид, чем те, что кажутся подходящими. О том, почему в каждом конкретном случае два разных существа могут или не могут создать гибрид и почему этот гибрид может или не может кого-нибудь родить, нам пока известно ненамного больше Дарвина…

Многие родственные разновидности, однако, могут производить жизнеспособное и плодовитое гибридное потомство, но не хотят. Для образования видов это важно. Аналогию дарвиновской дивергенции с профессиональной специализацией мы брали просто для наглядности. Но токарь может жениться на пекаре и это не мешает обоим трудиться в своих нишах, а родить милиционера. Образование новых видов в природе — иной процесс. Родились у одной мамы два звереныша, один с большими ушами, другой с большими ногами, им предстоит стать родоначальниками двух видов. Но, чтобы эти виды сформировались, потомки большеухого не должны скрещиваться с потомками большеногого, а ведь они почти родные и о хромосомном несоответствии речи нет. И все же они не скрещиваются, это явление называется репродуктивной изоляцией, но механизм его не был ясен Дарвину и не до конца ясен по сей день. Как животные «знают», с кем не спариваться? Когда они уже сильно разошлись, у них будет бесплодное потомство, а потом и полная несовместимость, как у слона с мухой. А пока не сильно? На формирование генетической несовместимости между видами уходит от двух до пятнадцати миллионов лет, а репродуктивная изоляция может возникнуть в природе лет за пятьдесят. Ученые выводили породы тлей и мух — дрозофил, например, — с большими и маленькими глазами, все шло четко по Дарвину, среднеглазые вымерли, большеглазые и малоглазые стали разными породами и безошибочно отличали «своих». Как они это делали? Это одна из интереснейших загадок биологии. Дарвин будет биться над ней много лет. Пока он ограничился тем, что предположил «отвращение» к скрещиванию с «похожим, но другим». Он штудировал труды немецких гибридизаторов Й. Кельрейтера и К. Гетнера, списался с главным английским гороховодом У. Фэйрбердом, расспрашивал, какие сорта гороха между собой скрещиваются, какие нет, сам скрещивал их, ничего не понял, но побочный результат получил и написал о нем в «Хроники садовода»: пчелы играют важную роль в опылении.