Федор Полканов - Мы и её величество ДНК
Сохранились сведения об одном из его ответов — речь шла о происхождении Земли. Мендель говорил о теории Канта — Лапласа, об образовании небесных тел из туманностей. Ответ был совершенно правильным с точки зрения науки тех лет. Но он не соответствовал религиозным догмам о божественном акте творения. Не поэтому ли Мендель и получал неудовлетворительные оценки?
Провалы на экзаменах не мешали его преподавательской деятельности. В городском училище Брно Менделя-учителя очень ценили. И он преподавал, не имея диплома.
«Период «затворничества». Правило доминирования
В жизни Менделя были годы, когда он и впрямь превратился в затворника. Но не перед иконами склонял он колена, а... перед грядками с горохом. С утра и до позднего вечера трудился он в маленьком монастырском садике (35 метров длины и 7 метров ширины). Здесь с 1854 по 1863 год провел Мендель свои классические опыты, результаты которых не устарели и по сей день.
Этим опытам предшествовала длительная подготовка.
До нас не дошли ни перечень прочитанных Менделем книг, ни записи его; однако по письмам к ботанику Негели нетрудно заключить: перечитал он всё, что писалось до него по вопросам наследственности.
А до Менделя в вопросах наследственности не было ясности. Каких только не высказывалось гипотез! И в общем-то все они были несостоятельными. Только лишь двое — Огюстон Сажрэ и Шарль Ноден — были близки к открытию законов, по праву называемых менделевскими. Можно даже сказать, что этим ученым оставалось сделать один только шаг, но, чтобы его сделать, надо было быть Менделем!
Мы не будем здесь рассматривать взгляды ученых, предшественников Менделя, — нет в этом нужды. Однако о некоторых представлениях, существовавших в ту пору в среде селекционеров, сказать нужно хотя бы потому, что и ныне они кое-где бытуют. Так, рассматривая гибриды, говорили о доли «крови» родителей: полукровки, четвертькровки и т. д. Между тем первая и очень важная заслуга Менделя состоит именно в том, что он понял: такие расчеты не ведут ни к чему. Напротив, они заслоняют от исследователя картину наследования. Организм — единое целое. Это верно. Но ведь и целое состоит из частей! Эти части неразрывно связаны между собой, но тем не менее они существуют раздельно. Недаром говорят: глаза отцовские, а волосы как у матери!
Монастырский садик в Брно.
Мендель понял: организм слагается из признаков. Нет, это не мозаика признаков, не простая сумма, потому что ни глаза, ни волосы отдельно от организма существовать не могут. И все же наследуются именно признаки: карие или голубые глаза, курчавость или прямоволосость.
Это было первое открытие Менделя, сделанное им еще до опытов с горохами. Однако это не теоретическое открытие. Мендель в своей монастырской келье занимался скрещиваниями мышей разных окрасок. Результаты опытов он не публиковал, церковники могли бы их счесть греховными.
Свои основные опыты — с горохом — Мендель очень хорошо продумал. Четкая постановка опытов, совершенно новые для тех лет методы удивляют даже нас, людей XX века.
Опыт должен быть чист. Мендель понимает это и тратит два года на то, чтобы проверить выбранные для эксперимента горохи: как они себя поведут, достаточно ли четко будут наследовать свои признаки? А маленькие жучки, ползающие по растениям и могущие ненароком перенести пыльцу или попортить горошины? Сколько хлопот они доставили Менделю! Нелегко было их победить, и все же своего он добился: ни один из его опытов не был испорчен. Он изучил десять тысяч растений и лишь в нескольких случаях обнаружил случайную примесь чужой пыльцы!
Мендель выбрал семь пар горохов. Партнеры каждой из пар отличались друг от друга лишь по одному, четко выраженному признаку:
семена гладкие или морщинистые,
семядоли желтые или зеленые,
семенная кожура белая или серая,
бобы гладкие или с перехватами,
зрелые бобы зеленые или желтые,
цветы пазушные или верхушечные,
оси короткие или длинные.
Инструментарий Менделя.
Как ужо было сказано, Мендель проверял растения в течение двух лет (1854—1855) и всегда они давали одинаковое потомство.
Выбранные горохи скрещивались попарно. Взяв кисточкой пыльцу с одного растения, Мендель переносил ее на пестик другого. Всего таким образом было проведено 287 искусственных оплодотворений: исследователь понимал, что для надежных выводов нужен большой материал.
Но вот наконец пришло время, когда стали ясны результаты опытов. Они были предельно четкими и, с точки зрения представлений, существовавших до Менделя, удивительными.
Гибриды первого поколения — полукровки. Какими же они оказались? Вовсе не промежуточными.
В каждом из скрещиваний проявился только один из признаков.
Когда у одного из родителей семена были гладкими, а у другого морщинистыми, все сто процентов потомков имели гладкие семена. Точно так же при скрещивании растений с зелеными семядолями; с теми, у которых семядоли были желтыми, потомство имело желтые семена.
И так по всем скрещиваниям. Один из признаков господствовал, подавлял другой признак.
Такой господствующий, подавляющий признак Мендель назвал доминантным; другой же, подавляемый признак, носит название рецессивного. Рецессивные признаки в первом поколении не проявлялись ни у одного из многих сотен гибридов.
Правило и исключения. Закон единообразия первого поколения
«Но, быть может, так бывает лишь у горохов?» — подумает пытливый читатель. И тут же вспомнит, что совсем недавно противники современной генетики называли законы Менделя «гороховыми».
Пытливый читатель прав. Ничто нельзя принимать на веру. Проверять, проверять, проверять — это главное свойство, которое должно быть присуще исследователю. Не верить единичному результату! Без этого не может существовать ни одна наука.
В угоду такому читателю обратимся к иным, «негороховым» примерам.
Тюльпаны. Что получится, если белый цветок опылить пыльцой красного? Каковы будут цветы у гибридов? Розовые? Нет. Все они окажутся красными. Красный цвет у тюльпанов — доминант, белый — рецессив.
Но тюльпаны — растения. А как обстоит дело с животными? Сейчас посмотрим. Начнем с самых простых позвоночных — с рыб.
У диких панцирных сомиков тело серое, а по нему правильным орнаментом лежат коричнево-черные пятна. Но встречаются сомики иные — розовые альбиносы. Что получится, если серого коврового скрестить с розовым? Ковровая окраска будет доминировать, а альбинизм окажется рецессивом. Все потомство в первом поколении будет ковровым.
Подобные примеры можно было бы подобрать для любого класса животных, но мы перепрыгнем через несколько ступеней систематической лестницы живых существ и обратимся к птицам. На цветной вклейке нарисованы павлины. Пава обычная, пестрая, а самец — белый. Каким будет потомство? В первом поколении оно все окажется пестрым, дикого типа. Он — доминант, белая окраска здесь рецессив.
А вот еще любопытная фотография: жираф-альбинос в стаде обычных жирафов. Какое будет потомство от пестрого жирафа и альбиноса? Обязательно пестрое (конечно, если пестрый жираф негибриден).
Жираф-альбинос в стаде обычных жирафов.
И наконец, человек. Здесь есть тоже рецессивные и доминантные признаки. Темные глаза (карие, черные) доминируют, например, над голубыми.
Что скажет теперь пытливый читатель? Быть может, следующее: а нельзя ли проверить самому?
Пожалуйста! У тебя есть аквариум? Если нет, возьми трехлитровую банку.
В аквариумах водятся улитки — катушки. Есть специальная аквариумная порода: катушка красная. Это альбинос, сквозь прозрачные покровы которого просвечивает алая кровь. А в природных водоемах — прудах, медленных речках — тьма-тьмущая катушек обычных, коричневых или черных. Налей в банку воды, дай ей отстояться, брось туда несколько веточек водных растений и поставь на свет. Примерно через неделю можно пустить туда крупных катушек: красную и черную. Изредка бросай на поверхность маленький кусочек морковки, ею катушки будут питаться. При температуре 20—30° улитки уже через несколько дней отложат икру. А через 3—5 недель из икры вылупятся катушата. Они подрастут, и ты увидишь: все будут черные, ни одной красной. Черный цвет здесь доминант, красный — рецессив.
Число примеров я мог бы значительно увеличить, мог бы заполнить ими всю эту книжку. Но вряд ли есть в этом нужда. Уже сейчас можно сформулировать правило доминирования: при скрещивании наследственно чистых форм в первом поколении проявляются доминантные, господствующие признаки, а признаки рецессивные не проявляются.
Из правила есть исключения. Одно из них — наследование окраски цветков у растения мирабилис (ночная красавица). У этого растения имеются две расы: с красными и белыми цветками. Если их скрестить между собой, потомство получится не красным, не белым, а промежуточным — розовым. Это видно из рисунка (см. стр. 18).
