Страницы истории науки и техники - Кириллин Владимир Алексеевич - Страница 102

Как же объясняет Дарвин, что это начало борьбы становится в приложении к человеку началом, способствующим, а не препятствующим развитию нравственного чувства любви к ближнему? Очень просто: человек, говорит он, прежде всего существо социальное, стремящееся жить обществом, и эти-то социальные инстинкты, это чувство общественности становятся исходной точкой нравственности…»[353].

Рис. 47. Относительное и абсолютное время и история Земли

Pz — палеозой: € — кембрий, О — ордовик, S — силур, D — девон, С — карбон, Р — пермь; Mz — мезозой: Т — триас, J — юра, К — мел; Kz— кайнозой: ♀ — N — третичный период: ♀₁ — палеоцен, ♀₂ — эоцен, ♀₃ — олигоцен, N₁ — миоцен, N₂ — плиоцен; Q — четвертичный период.

На рис. 47 представлена схема развития жизни на Земле, заимствованная из книги известных американских ученых Франка Пресса и Реймонда Сивера «Земля»[354].

Теперь следует сказать несколько подробнее о генетике. Генетикой называется наука, предметом рассмотрения которой является наследственность и изменчивость организмов.

Но общему признанию, у истоков этой науки стоит широко известный теперь естествоиспытатель, ученый Грегор Мендель. Мы не случайно употребили слово теперь. Дело в том, что наблюдения Менделя, выполненные и опубликованные им приблизительно в 1856–1866 гг., оставались практически неизвестными вплоть до 1900 г. Именно с Менделя и его исследований мы начнем краткий «разговор» о генетике.

Грегор Иоганн Мендель (1822–1881) родился в крестьянской семье, в сел. Хейцендорф (Австро-Венгрия, ныне Гинчице, Чехословакия). С детских лет Мендель проявлял большой интерес к сельскому хозяйству, особенно к садоводству и пчеловодству. В этом немалое значение имело влияние его отца.

Главным стремлением Менделя в его юношеские годы была учительская деятельность. Но из-за болезни отца и, как следствие этого, бедности семьи Мендель вынужден был принять пострижение в монахи католического монастыря в Брюнне (теперь Брно). При этом у Менделя сохранилась возможность как проводить свои биологические опыты, наибольшего успеха в которых он достиг в 1856–1866 гг., так и готовиться к преподавательской работе. В 1847 г. Мендель был возведен в сан каноника и начал вести преподавательскую работу в гимназии г. Цнайме (теперь Зноймо) неподалеку от г. Брюгша и с еще большим усердием продолжал свои опытные работы с растениями.

В 1863 г. Мендель завершил опыты более чем с 30 сортами гороха. В конце 1866 г. результаты опытов были опубликованы в «Трудах Брюннского общества естествоиспытателей».

В 1868 г. Мендель был назначен настоятелем монастыря. После этого по разным причинам Мендель фактически прекратил работы по наследственности растений. Оп занимался, помимо своих основных обязанностей, пчеловодством и древонасаждением, но каких-либо материалов об этой его деятельности не сохранилось. Умер Мендель в 1884 г. никому не известным человеком. Только 16 лет отделяло его тогда от мировой известности и славы.

Рис. 48. Опыты Менделя с горохом.

В работе «Опыты над растительными гибридами» Мендель писал: «Поводом к постановке обсуждаемых здесь опытов послужили искусственные оплодотворения, произведенные у декоративных растений с целью получить новые разновидности по окраске. Поразительная закономерность, с которой всегда повторялись одни и те же гибридные формы при оплодотворении между двумя одинаковыми видами, дала толчок к дальнейшим опытам, задачей которых было проследить развитие гибридов в их потомках»[355].

Методика опытов Менделя была основана на том, что скрещиваемые организмы (например два сорта гороха) отличались друг от друга одним или несколькими, передающимися по наследству свойствами (например, один сорт гороха имел гладкую поверхность семян, а другой — морщинистую).

Результаты опытов Менделя представлены на рис. 48. На этом рисунке P₁ и Р₂ — исходные формы гороха; Р₁, Р₂, Р₃, Р₄, — поколения гибридов; белым цветом обозначены семена гороха с гладкой поверхностью семян, черным — с морщинистой поверхностью. Из рисунка видно, что в гибридах первого поколения все зерна гороха имеют признак, свойственный первой исходной форме гороха, т. е. все зерна имеют гладкую поверхность. Это значит, что признак первой исходной формы гороха Р₁ является подавляющим, доминантным, а признак второй исходной формы гороха Р₂ — подавляемым, рецессивным.

Но самое интересное заключается в том, и это было опытным путем доказано Менделем, что в последующих поколениях гибридов (при самоопылении) снова проявляются оба признака: гладкая поверхность семян и морщинистая поверхность. Причем во втором поколении гибридов (F₂) в соотношении Р₁: Р₂ = 3: 1. В последующих поколениях гибридов F₃, F₄ доля семян гороха с рецессивным признаком Р₂ возрастает, т. е. дело идет к дальнейшему расщеплению свойств.

Мендель дал, как теперь можно судить, в принципе правильное объяснение своим опытам. Он предполагал, что отдельные частицы наследственного вещества (теперь их по предложению датского биолога Иогансена называют генами), от которых зависят определенные наследуемые признаки, имеют в организме известную самостоятельность. Самостоятельность этих частиц, невозможность их слияния между собой в процессе размножения является причиной расщепления.

Мендель считал, что в каждом организме (в ядре каждой клетки организма) имеется по две частицы наследственного вещества, определяющих какое-либо передающееся по наследству свойство. Гибриды между двумя сортами в процессе размножения получают от своих родителей по одной частице (от каждого) вещества, определяющего данный признак. Если обозначить буквой R доминантный признак одного из родителей, а рецессивный другого — буквой r, то в первом гибридном поколении все возможные сочетания будут одинаковы: Rr. А так как R — доминантный, а r — рецессивный признак, то все первое гибридное поколение будет обладать свойством Р₁. Во всех последующих самоопыляющихся гибридных поколениях возможны сочетания RR, Rr, rR и rr, причем первые три сочетания, т. е. те, где участвует доминантный признак R, будут иметь свойство R. Именно поэтому во втором гибридном поколении справедливо соотношение Р₁: Р₂ = 3: 1. В последующих гибридных поколениях расщепление продолжается.

К сожалению, как уже говорилось, прекрасные опыты Менделя и его глубокое толкование их результатов оставались практически неизвестными до 1900 г. Бывает в науке такая несправедливость.

А в целом необходимо отметить огромный прогресс биологии во второй половине XIX в.: создание Ч. Дарвином эволюционного учения, основополагающие работы К. Бернара в области физиологии, основополагающие исследования Л. Пастера, Р. Коха и И. И. Мечникова в области микробиологии и иммунологии, работы И. М. Сеченова и И. И. Павлова в области высшей нервной деятельности и, наконец, блестящие работы Г. Менделя, хотя и не получившие известности до начала XX в., но уже выполненные их выдающимся автором.

XX век является продолжением не менее интенсивного прогресса в биологии. В 1900 г. голландским ученым-биологом, одним из основателей учения об изменчивости и эволюции, X. де Фризом (1848–1935), немецким ученым-ботаником К. Э. Корренсом (1864–1933) и австрийским ученым Э. Чермак-Зейзенеггом (1871–1962) независимо друг от друга и почти одновременно вторично были открыты и стали всеобщим достоянием законы наследственности, установленные Менделем.