Сэм Кин - Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде
Молодой повеса Кэлвин Бриджес (слева) и одна из немногих дошедших до нас фотографий Т. Х. Моргана (справа). Морган настолько не любил фотографироваться, что однажды ассистенту, который захотел сделать снимок шефа, пришлось спрятать фотоаппарат в стол и спустить затвор дистанционно, дернув за шнурок. Снимки предоставлены Национальной медицинской библиотекой США
Должно быть, приобретение таких сотрудников, как Бриджес и Стертевант, ободрило Моргана, так как его эксперименты к тому времени зашли в тупик. Не находя среди дрозофил естественных мутантов, он стал подвергать мушек воздействию низких и высоких температур, впрыскивать в их гениталии (которые не так-то легко найти) кислоты, щелочи, соли и другие потенциальные мутагены. Результатов по-прежнему не было. В январе 1910 года почти отчаявшийся Морган наконец обнаружил мушку со странным пятном в форме трезубца на груди – не бог весть что, но уже что-то. В марте появились еще два мутанта: один с шершавыми «родинками» у оснований крыльев, похожими на волосатые подмышки, другой с желтым телом (в норме оно должно быть серым). В мае того же года был замечен особенно впечатляющий экземпляр: мушка с белыми (а не красными, как обычно) глазами.
В надежде на прорыв – наверняка начался мутационный период! – Морган тщательно изолировал белоглазую особь. Он откупорил бутылку, приставил к ее горлышку кверху ногами другую, пустую бутылку и посветил через нее фонариком, чтобы выманить мушку наверх. Естественно, вместе с белоглазой в верхнюю бутылку устремились сотни других мушек, так что Моргану пришлось быстро закупорить посуду, снова взять пустую бутылку и раз за разом повторять всю процедуру, понемногу уменьшая число насекомых. На его счастье, при этих манипуляциях мушка с белыми глазами не вырвалась наружу, и ее (вернее, его – это был самец) удалось отсадить от остальных. Морган скрестил белоглазого мутанта с красноглазыми самками, а затем разными способами стал скрещивать между собой их потомство. Результаты были неоднозначными, но один из них особенно взволновал Моргана: после скрещивания некоторых красноглазых потомков соотношение между красноглазыми и белоглазыми мушками в следующем поколении было 3:1.
За год до этого, в 1909 году, Морган присутствовал на лекции датского ботаника Вильгельма Йохансена в Колумбийском университете, посвященной менделевским отношениям. Йохансен воспользовался случаем для популяризации придуманного им недавно слова – ген (ученый так назвал предполагаемую единицу наследственности). Йохансен и другие открыто признавали ген удобным вымыслом, лингвистической заменой для, скажем, «чего-то». Но при этом они настаивали на том, что отсутствие биохимических сведений о генах не должно обесценивать практическую значимость концепции генов для дела изучения наследственности (подобно тому, как современные психологи могут изучать эйфорию или депрессию, не понимая досконально устройство мозга). Морган нашел лекцию слишком отвлеченной, однако результаты его экспериментов – 3:1 – быстро свели на нет его предвзятость по отношению к Менделю.
Это событие кардинально изменило взгляды Моргана – и это было только начало. Соотношение между красноглазыми и белоглазыми мушками убедило его, что теория генов – не чепуха. Однако где на самом деле располагаются гены? Возможно, в хромосомах, однако плодовые мушки имели сотни наследственных признаков и всего четыре хромосомы. Если исходить из того, что на одну хромосому приходится один признак, как считали многие ученые, хромосом не хватает. Морган не хотел быть втянутым в споры о так называемой теории хромосом, однако следующее открытие не оставило ему выбора. При внимательном рассмотрении своих белоглазых мух он обнаружил, что все без исключения мутанты были самцами. Ученые уже знали, что пол мух определяется одной хромосомой (как и млекопитающие, мухи женского пола имеют две X-хромосомы, а самцы – одну). Теперь с этой хромосомой связывался еще и ген белых глаз – так, что она отвечала уже за два признака. Вскоре у мух мужского пола проявились дополнительные признаки – короткие крылья, желтые тельца, – также свойственные исключительно самцам. Этот факт неопровержимо доказывал следующее: в одной хромосоме находилось множество генов[6]. То, что Морган доказал это практически против своей собственной воли, значения не имело; так или иначе, он начал продвигать теорию хромосом.
Подобное ниспровержение старых представлений вошло у Моргана в привычку – черта, которая одновременно восхищала и приводила в бешенство. Поощряя теоретические рассуждения в «мушиной комнате», Морган вместе с тем считал новые теории дешевыми, поверхностными и никчемными – пока они не будут подвергнуты тщательной экспериментальной проверке в лаборатории. Казалось, ему не приходило в голову, что теории необходимы ученым как ориентиры, с помощью которых они могут оставлять нужное и отбрасывать лишнее, формулировать полученные результаты и избегать путаницы в рассуждениях. Даже студенты, например Бриджес, Стертевант и особенно раздражающе гениальный и гениально раздражающий Герман Мёллер, который присоединился к работе в «мушиной комнате» позднее, все больше озлоблялись на Моргана из-за бесчисленных ссор по поводу генов и наследственности. Не меньше раздражало и то, что когда кто-то загонял Моргана в угол и убеждал его в его неправоте, Морган отбрасывал свои старые идеи и невозмутимо принимал новые, как нечто само собой разумеющееся.
Морган не придавал большого значения подобному квазиплагиату. Все работали во имя одной цели (ведь так, парни?), и, в конце концов, значение имели лишь эксперименты. К чести Моргана надо сказать, что такие резкие изменения во мнении доказывают, что он прислушивался к своим ассистентам – в отличие от большинства европейских ученых, которые относились к своим помощникам снисходительно. По этой причине Бриджес и Стертевант всегда открыто заявляли о своей преданности Моргану. Однако сторонние наблюдатели иногда замечали детскую ревность между ассистентами, а также признаки тихо тлеющей скрытой ненависти друг к другу. Морган не собирался вмешиваться в происходящее – так мало значили для него идеи.
Тем не менее ненавистные идеи подстерегали Моргана на каждом шагу. Поскольку, едва появившись на свет, его теория генов-хромосом чуть было не потерпела крах, спасти ее могла только радикальная идея. Вспомним, что Морган установил наличие в одной хромосоме множества генов. Кроме того, из работ других ученых ему было известно, что родители передают своим детям целые хромосомы. Следовательно, все генетические признаки каждой хромосомы должны наследоваться вместе – они всегда должны быть сцеплены. Возьмем гипотетический пример: если набор генов одной хромосомы требует, чтобы щетинки были зелеными, крылья – остроконечными, а усики – толстыми, то муха с одним признаком должна проявить все три. Такие группы признаков существуют у мух, однако, к своему разочарованию, команда Моргана обнаружила, что некоторые сцепленные признаки иногда проявляются не вместе: зеленые щетинки и остроконечные крылья, которые должны всегда появляться вместе, почему-то проявлялись по отдельности у разных мух. Случаи разрыва связи не были обычным делом – сцепленные признаки могли проявляться в 2–4 % случаев – однако они происходили с таким постоянством, что могли разрушить всю теорию, если бы Морган не позволил себе редкий полет фантазии.
Он вспомнил одну статью бельгийского священника-биолога, который использовал микроскоп для изучения процесса формирования яйцеклеток и сперматозоидов. Одним из ключевых фактов биологии (мы будем постоянно к нему обращаться) является то, что хромосомы составляют пары почти идентичных близнецов. (Человеческая клетка содержит сорок шесть хромосом, объединенных в двадцать три пары.) При формировании яйцеклеток и сперматозоидов эти практически идентичные хромосомы выстраиваются в центре родительской клетки. В ходе деления одна «хромосома-близнец» отталкивается в одну сторону, а другая – в другую, и рождаются две отдельные клетки.
Однако священник-биолог заметил, что, перед тем как разделиться, хромосомы-близнецы иногда взаимодействуют между собой, обвивая друг друга кончиками. Почему так происходит, он не знал. Морган предположил, что в процессе такого взаимодействия кончики отрываются и меняются местами[7]. Это объясняло, почему сцепленные признаки иногда разделяются: хромосома разрывается где-то между двумя генами и разделяет их. Морган продолжал рассуждать в правильном направлении и пришел к мысли о том, что признаки, разделяющиеся в 4 % случаев, вероятно, располагаются в хромосоме дальше друг от друга, чем те признаки, которые разделяются в 2 % случаев, поскольку дополнительное расстояние между первой парой увеличивает вероятность разрыва на этом участке.
