Текст книги "Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде"

Менделю приписывается фраза, сказанная будто бы одному из его коллег: «Мое время еще придет». Так и случилось. После 1900 года менделизм стал быстро распространяться в научных кругах, причем его приверженцы обладали таким идеологическим запалом, что учение Менделя составило серьезную конкуренцию теории естественного отбора Чарльза Дарвина в борьбе за звание первостепенной биологической теории. Многие генетики считали дарвинизм и менделизм взаимоисключающими теориями, а некоторые ученые прилагали немалые усилия для того, чтобы имя Дарвина ушло в небытие, безвестность, хорошо знакомую Фридриху Мишеру.

Глава 2. Дарвин на краю гибели
^{Почему генетики решили отказаться от естественного отбора?}

Иной раз судьба подыскивает для нобелевских лауреатов самые неожиданные занятия. В конце 1933 года, вскоре после присуждения высшей научной награды Томас Хант Морган получил от своего ученика и многолетнего сотрудника Кэлвина Бриджеса отчаянное письмо с просьбой о помощи: Бриджес в очередной раз запутался в своих амурных делах.

За несколько недель до этого, в поезде, идущем через весь североамериканский континент, любвеобильный ученый познакомился с мошенницей из Гарлема. Женщина скоро сумела убедить его, что она принцесса одного из индийских княжеств и что ее отец, несметно богатый махараджа, только что открыл (вот так совпадение!) на Индостане научно-исследовательский институт, который будет заниматься генетикой дрозофил – именно той областью науки, в которой работали Бриджес с Морганом. Покровитель науки искал ученого на должность директора института, и «принцесса» предложила эту должность своему попутчику. Бриджес с его темпераментом Казановы, пожалуй, в любом случае спутался бы с этой женщиной, но открывшиеся карьерные перспективы лишь придали ей обаяния в его глазах. Влюбленный по уши, он пустился предлагать коллегам работу в Индии и, казалось, не замечал обыкновения «Ее Высочества» делать огромные долги каждый раз, когда они весело проводили время. Собственно, в отсутствие Бриджеса мнимая принцесса выдавала себя за его жену и записывала на его счет все, что можно. Когда вскрылась правда, она попыталась вытянуть из него еще больше денег, угрожая судом «за то, что он перевез ее через границы штатов с аморальными целями». Охваченный паникой и смятением – несмотря на свою «взрослую профессию», Бриджес был довольно инфантилен – он обратился к Моргану.

Морган, конечно, посоветовался со своим вторым ассистентом, Альфредом Стертевантом. Как и Бриджес, Стертевант работал с Морганом не один десяток лет, и на долю этого трио приходилось несколько наиважнейших в истории генетики открытий. Стертевант и Морган в душе осуждали увлечения и выходки Бриджеса, но дружеское расположение к нему было сильнее любых осуждений. Они решили использовать статус Моргана. Они пригрозили женщине выдать ее полиции и не оставляли ее в покое до тех пор, пока липовая принцесса не исчезла, сев на ближайший поезд. Морган укрывал Бриджеса, пока ситуация не утряслась[4]4
  Подробности личной жизни Бриджеса приведены в книге «Повелители мухи» (Lord of the f y) Роберта Кёлера.


[Закрыть].

Приглашая Бриджеса в ассистенты, Морган никогда бы не подумал, что однажды будет относиться к нему как к хорошему приятелю. Никогда он не смог бы представить себе большую часть того, что произошло в его жизни. Когда-то он трудился, прозябая в безвестности, а после стал едва ли не самым влиятельным ученым-генетиком. Когда-то он работал в тесной каморке на Манхэттене, а спустя годы стал заведовать просторной лабораторией в Калифорнии. Годами он окружал своих «мушиных мальчиков» заботой и нежностью, а после отражал нападки со стороны бывших ассистентов, обвинявших его в краже чужих идей. Когда-то он яростно боролся против засилья амбициозных научных теорий, а через несколько лет не только уступил, но и сам способствовал распространению двух самых амбициозных теорий во всей биологии.

За последнее Морган прежний, скорее всего, презирал бы Моргана нынешнего. Начало деятельности Моргана относится ко времени, крайне интересного для историков науки, – рубежу XIX–XX веков, когда в биологии развернулась настоящая «гражданская война» между генетикой Менделя и учением Дарвина о естественном отборе. Накал страстей был высок, и, по мнению большинства ученых, одну из двух теорий непременно ожидал разгром. В этом противостоянии Морган старался сохранять нейтралитет, поначалу отказавшись принять чью-либо сторону. Обе теории казались ему чересчур умозрительными, а такие построения Морган совершенно не уважал и вообще готов был объявить теорию ненаучной, если не видел своими глазами фактов, подтверждающих ее. Часто бывает, что науку двигают вперед блестящие теоретики, которым удается предельно ясно сформулировать свои идеи. В Моргане воплотился противоположный тип ученого – недоверчивый, упрямый, без склонности к рассуждениям, внимательный только к фактам.

Тем не менее именно благодаря его неопределенной позиции многие последовали за ним, пока адепты Дарвина и Менделя топили друг друга в презрении. Поначалу Морган не доверял ни учению о наследственности, ни теории естественного отбора, но его кропотливые опыты с дрозофилами позволили разглядеть в каждой из двух теорий свою полуправду. Моргану (вместе с группой талантливых сотрудников) удалось в конце концов объединить генетику и эволюционизм и вплести их в величественный гобелен современной биологии.

* * *

Упадок дарвинизма, который еще называют его «затмением» начался в конце XIX века по вполне понятным причинам. Прежде всего, признавая эволюцию, биологи отвергали дарвиновскую трактовку ее механизма. Естественным отбором, выживанием наиболее приспособленных особей невозможно было объяснить те изменения, о которых говорил Дарвин. Считалось, что единственная функция естественного отбора – уничтожать слабейших, и это положение особенно часто подвергалось критике, ведь тогда непонятно, откуда берутся новые или выгодные признаки. По словам современника, естественный отбор объясняет выживание наиболее приспособленных, но не их появление. Дело усложнил еще сам Дарвин, который настаивал, что естественный отбор протекает крайне медленно, закрепляя ничтожно малые различия между особями. Больше никто из ученых не верил, что такие незначительные изменения могут за долгий срок привести к большим отличиям; об эволюции предпочитали думать как о скачкообразном процессе. Даже Томас Гексли, «бульдог Дарвина», припоминал впоследствии, что пробовал убедить Дарвина (к его неудовольствию), будто развитие видов иногда происходит скачкообразно. Дарвин остался непоколебим: он признавал только бесконечно малые шаги.

Уже после смерти Дарвина (ученый скончался в 1882 году) набрали силу и другие аргументы против естественного отбора. Как показали статистики, распределение значений какого-либо признака у особей одного вида обычно образует колоколообразную гауссову кривую: . Так, рост у большинства людей средний, а численность людей, имеющих рост больше и меньше среднего, плавно убывает к обоим концам шкалы. У животных такие признаки, как скорость, сила или сообразительность, тоже распределены по такой кривой, и по выраженности каждого признака многие особи оказываются средними. Ясно, что естественный отбор искоренит медлительных и глупых: их попросту съедят хищники. Но, по мнению большинства биологов того времени, этого недостаточно для эволюции: надо еще, чтобы среднее значение возросло. Средняя особь должна стать быстрее, сильнее или умнее, иначе вид останется по существу прежним. Но ведь после гибели самых медлительных животных остальные, кто уцелел, не научатся бегать быстрее, так что потомство этих уцелевших вновь будет средним, посредственным. Более того, как думали исследователи, при скрещивании редкостно быстрой особи с более медленной у их потомства скорость упадет – опять посредственность! По этой логике, однажды войдя в колею средних признаков, вид уже не способен выбраться из нее ни под каким давлением естественного отбора. Значит, «настоящая» эволюция, такая, как превращение обезьяны в человека, должна двигаться скачками[5]5
  В 1830-х годах, Дарвин убедил своего двоюродного брата, Фрэнсиса Гальтона (когда они оба были молоды), бросить медицинский факультет и заняться вместо этого математикой. В последующем приверженцы Дарвина, должно быть, не раз сокрушались по поводу этого совета, поскольку именно новаторская статистическая работа Гальтона по изучению кривых нормального распределения вкупе с его беспощадными аргументами, основанными на этой работе, сильнее всего подорвали репутацию Дарвина. Согласно книге «История биологии от морской свинки» (A Guinea Pig’s History of Biology), Гальтон собрал некоторые из своих доказательств в пользу кривых нормального распределения с присущей ему эксцентричностью. Дело было на Международной выставке здоровья в Лондоне в 1884 году. Выставка стала не только научным мероприятием, но и светским раутом: меценаты сновали между экспонатами на темы санитарии и канализации, потягивая мятные коктейли, араковый пунш «с сюрпризом» и кумыс (кисломолочный напиток из кобыльего молока, которое получали от присутствовавших на выставке кобыл) и в целом неплохо проводили время. У Гальтона тоже был свой стенд, где он дотошно измерял длину тела, зрение и слух девяти тысяч не совсем трезвых англичан. Он также проверял их силу, приглашая их принять участие в аттракционах, где они должны были бить кулаком в различные штуковины или сдавливать их. Эта задача оказалась более сложной, чем предполагал Гальтон: одни болваны не понимали, как обращаться с этими штуковинами и постоянно их ломали; другие хотели показать свою силу и произвести впечатление на девушек. Это было действительно весело, однако Гальтону было не до смеха: позднее он описал «глупость и умственную неполноценность» посетителей выставки как «столь необъятную, что в это трудно поверить». Но, как и предполагалось, Гальтон собрал достаточно данных, чтобы доказать, что свойства человека также образуют кривую нормального распределения. Полученные данные укрепили его уверенность в том, что именно он, а не кузен Чарльз, понял, как происходит эволюция, и что небольшие и незначительные изменения не играют существенной роли.
  Это был уже не первый раз, когда Гальтон становился на пути Дарвина. С того дня, как Дарвин опубликовал свой труд «О происхождении видов», он знал, что его теории не хватает чего-то очень важного. Эволюция путем естественного отбора требует, чтобы существа наследовали выгодные признаки, но никто (кроме какого-то монаха) не имел ни малейшего представления, как это работает. Так что Дарвин провел свои последние годы, разрабатывая теорию пангенезиса, которая могла бы объяснить этот процесс. Согласно этой теории все органы и конечности отделяют микроскопические споры, так называемые геммулы. Геммулы циркулируют по телу существа, неся информацию как о врожденных признаках (природа существа), так и о каких-либо признаках, приобретенных этим существом за время своей жизни (окружающая среда, или воспитание). Эти геммулы отсеиваются эрогенными зонами тела, и при половом акте, когда сперма проникает в женский организм, мужские и женские геммулы смешиваются, как две капли воды.
  Это была изящная теория, хотя и совершенно ошибочная. Поэтому когда Гальтон придумал не менее изящный эксперимент, чтобы охотиться на геммулы в кроликах, Дарвин сердечно поддержал это смелое начинание. Вскоре его надежды были разбиты. Гальтон рассуждал следующим образом: если геммулы имеют свойство циркулировать, они должны то же самое делать в крови. Поэтому он начал переливать кровь черных, белых и серебряных кроликов, надеясь получить сколько-нибудь пестрых экземпляров из их потомства. Но после многолетних опытов по разведению результаты были довольно однозначны: на свет не появилось ни одного разноцветного кролика. Гальтон опубликовал поспешную научную работу, в которой заявил, что геммул не существует, от чего обычно добродушный Дарвин пришел в бешенство. Эти двое годами обменивались теплыми письмами научного и личного содержания и нередко лестно отзывались об идеях друг друга. На этот раз Дарвин набросился на Гальтона, яростно доказывая тому, что он никогда не упоминал о циркуляции геммул в крови, поэтому переливание крови у кроликов ничего не доказывает.
  Здесь Дарвин не только лукавил – пока Гальтон проводил свои эксперименты, Дарвин ни разу не заикнулся о том, что кровь не является хорошим средством распространения геммул – он обманывал сам себя. Собственно, Гальтон одним ударом уложил пангенезис и геммулы.


[Закрыть].

Помимо очевидных статистических нестыковок, кое-что еще работало против дарвинизма – эмоции. Современникам внушала отвращение сама концепция естественного отбора, фигура всемогущей и безжалостной смерти, которая сокрушает слабые жизненные формы и щадит сильные. Интеллектуалам, таким как драматург Джордж Бернард Шоу, даже казалось, что Дарвин их предал. Шоу прежде симпатизировал Дарвину за нанесенный им сокрушительный удар по религиозной догме. Но чем больше Шоу узнавал о естественном отборе, тем меньше оставалось симпатий. «Когда вы постигаете до конца его подлинный смысл и значение, – впоследствии жаловался писатель, – ваше сердце уходит в пятки. Теория Дарвина скрывает в себе чудовищный фатализм, гнусное и омерзительное низведение красоты и интеллекта, силы, благородства и страстной целеустремленности до уровня хаотически случайных броских перемен». Природу, управляемую такими законами, Шоу уподобляет «всеобщей свалке возле кормушки со свиным пойлом».

Повторное открытие находок Менделя в 1900 году оживило деятельность антидарвинистов. На горизонте появилась научная альтернатива, которая вскоре оформилась в серьезную конкурирующую доктрину. В работах Менделя на передний план были выдвинуты не голод и убийство, а рост и размножение. Кроме того, опыты Менделя на горохе свидетельствовали о скачкообразной изменчивости: стебли бывают длинными или короткими, горошины желтыми или зелеными – никаких промежуточных вариантов. Уже в 1902 году английский биолог Уильям Бэтсон помог врачам обнаружить первый известный науке человеческий ген, отвечающий за настораживающее, но в целом не опасное заболевание – алкаптонурию, при которой у детей темнеет моча. Вскоре Бэтсон придумал для менделизма новое название – «генетика» и сделался «бульдогом Менделя» в Европе: неустанно пропагандировал его работы и даже, подобно Менделю, пристрастился к шахматам и курению сигар.

Неистовая одержимость Бэтсона заразила и тех, кому дарвинизм казался несовместимым с прогрессивным духом нового века. В 1904 году немецкий исследователь Эберхард Деннерт издевательски писал: «Сегодня мы стоим у смертного одра дарвинизма и готовимся выслать друзьям умирающего немного денег, чтобы хватило на достойные похороны». (Сейчас бы, пожалуй, так могли сказать о креационизме.) Разумеется, среди биологов остались приверженцы дарвиновской идеи постепенной эволюции, и это меньшинство, вопреки Бэтсонам и Деннертам всего мира, яростно отстаивало свои взгляды; один историк обращает внимание на «крайне стервозный» характер полемики с обеих сторон. Но немногие упрямцы были не в силах рассеять сгущающийся мрак «затмения дарвинизма».

Впрочем, в лагере антидарвинистов так и не сложилось единства. К началу 1900-х годов уже были известны многие важнейшие факты о генах и хромосомах – факты, которые и по сей день лежат в основе генетики. Ученые установили, что у всех живых организмов есть гены; что гены могут видоизменяться – мутировать; что хромосомы в клетках сцеплены попарно; что организм наследует одинаковое число хромосом от материнского и отцовского организмов. Но свести эти открытия в единую картину не удавалось: мозаика рассыпалась на множество отдельных мелких деталей. Возникло нагромождение минитеорий: теория хромосом, теория мутаций, теория генов и т. д. В каждой из них акцентировался какой-либо один узкий аспект наследственности, и то, как он был оторван от всех остальных, сегодня кажется просто нелепым. Одни ученые считали (ошибочно), что гены размещаются вне хромосом, другие – что каждая хромосома несет ровно один ген, третьи – что хромосомы вообще не имеют никакого значения для наследственности. Нам-то сейчас легко судить, оглядываясь назад, но все же листая труды биологов начала века, порой так и хочется крикнуть автору, словно игроку телевикторины: «Подумай хорошенько, до правильного ответа остался один шаг!» Увы, каждый кулик хвалил свое болото, открытия конкурентов не брались в расчет, и генетики пререкались друг с другом почти так же ожесточенно, как и с дарвинистами.

Пока в Европе продолжались распри между революционерами и контрреволюционерами от науки, в Америке тихо трудился тот, кому было суждено впоследствии положить конец войне дарвинизма с генетикой. Томас Хант Морган, как уже было сказано, не доверял теоретическим разглагольствованиям обеих сторон, однако он заинтересовался наследственностью после поездки в Голландию в 1900 году. Там Морган посетил ботаника Хуго де Фриза – одного из троих переоткрывателей Менделя. По степени известности в Европе де Фриз в те годы соперничал с Дарвином, отчасти благодаря тому, что предложил альтернативную теорию происхождения видов. Согласно «мутационной теории» де Фриза, в истории вида есть краткие периоды интенсивных мутаций, когда от родительских организмов рождаются так называемые спорты, или единичные вариации, – потомство с резко отличающимися признаками. Свою теорию де Фриз разработал после того, как на заброшенном картофельном поле под Амстердамом ему попались странные экземпляры энотеры. У этих экземпляров были необычно гладкие листья, длинные стебли, крупные желтые цветы с большим, чем обычно, числом лепестков. Что самое важное, эти «спорты» не скрещивались с прежней, обыкновенной энотерой: они как бы перескочили за границы вида и образовали новый вид. Дарвин отрицал скачкообразную эволюцию, полагая, что единичные вариации будут скрещиваться с нормальными особями, так что их выдающиеся признаки постепенно растворятся в массе. Де Фриз отклонил это возражение: в мутационный период, как он считал, появится сразу много «спортов», скрещиваемых только между собой.

Моргана впечатлили результаты наблюдений над энотерой. Его совершенно не беспокоило, что де Фриз не мог объяснить причины и механизм мутаций. Здесь, по крайней мере, были не рассуждения, а факт – появился новый вид. И вот, получив место в Колумбийском университете (Нью-Йорк), Морган стал изучать мутационные периоды у животных. Он начал эксперименты на мышах, морских свинках и голубях, но обнаружил, что все они размножаются слишком медленно, и по совету коллеги стал исследовать плодовых мушек – дрозофил.

Как и многие жители Нью-Йорка того времени, плодовые мушки были иммигрантами: они прибыли в город в 1870-х годах на первых кораблях, груженных бананами. Пока эти экзотические желтые плоды были в новинку, они продавались обернутыми в фольгу по десять центов штука, а нью-йоркские портовые склады тщательно охранялись, чтобы народ не растащил фрукты. Но к 1907 году и бананы, и мушки прижились в городе, так что ассистенты Моргана без труда могли наловить для исследований хоть целую стаю дрозофил: достаточно было разрезать банан на кусочки и разложить их гнить на подоконнике.

Дрозофилы отлично подошли для исследований Моргана. Они быстро размножались (каждые двенадцать дней – по одному поколению), были нетребовательны к пище и тесным манхэттенским помещениям. В лаборатории Моргана, так называемой мушиной комнате номер 613 в Шермерхорн-Холле, одном из корпусов Колумбийского университета, на тридцати пяти квадратных метрах стояло восемь столов. Но тысяча неприхотливых мушек могла спокойно ужиться в литровой бутылке из-под молока, так что на лабораторных полках скоро выстроились ряды бутылок, которые, по легенде, ассистенты Моргана «заимствовали» из студенческой столовой и соседних дворов.

Морган расположился в лаборатории за центральным столом. В ящиках стола сновали тараканы, лакомясь подгнившими фруктами; вся комната шуршала и жужжала на разные лады, а Морган терпеливо рассматривал под лупой бутылку за бутылкой в поисках де-фризовских мутантов. Когда в бутылке не оказывалось интересных образцов, Морган, бывало, давил мушек пальцем, иногда прямо на страницах лабораторных журналов. К несчастью для санитарного состояния комнаты, это происходило постоянно: дрозофилы плодились, а «спорты» все не появлялись.

Лаборатория Т. Х. Моргана в Колумбийском университете – тесная, заставленная бутылками «мушиная комната». Внутри каждой бутылки роятся сотни мушек, выведенных на гнилых бананах. Снимок предоставлен Американским философским обществом

Тем временем удача улыбнулась Моргану в другой сфере. В осеннем семестре 1909 года, единственный раз за время работы в Колумбийском университете, он читал лекции студентам младших курсов (вместо коллеги, взявшего творческий отпуск). Тогда-то, по замечанию современника, Морган и совершил свое «величайшее открытие», найдя себе двух блестящих сотрудников среди студентов. Первый из них, Альфред Стертевант, узнал о лекциях от старшего брата, который преподавал в том же университете латынь и греческий. К удивлению Моргана, второкурсник Стертевант самостоятельно написал работу о наследовании масти у лошадей. (Моргану, уроженцу штата Кентукки, это было очень близко: как и вся его родня, он знал толк в лошадях. К слову, во время гражданской войны его дядя организовал знаменитый рейд кавалеристов Юга, известный в истории как рейд Моргана.) С тех пор Стертевант был на особом счету у Моргана и, наконец, заполучил желанное место в лаборатории. Стертевант был начитан, любил разгадывать сложные английские кроссворды – словом, производил впечатление человека культурного (правда, однажды в ящиках его рабочего стола среди творческого лабораторного беспорядка обнаружилась мертвая мышь). Молодому ученому мешал в работе лишь один физический изъян – дальтонизм. В юности на семейной ферме в Алабаме Стертеванта оттого и приставили к лошадям, что при сборе урожая от него не было проку: он не мог рассмотреть красные ягоды земляники на зеленых кустах.

Другой студент, Кэлвин Бриджес, являл собой полную противоположность подслеповатому и чопорному Стертеванту. Бриджес был сиротой, и поначалу Морган просто из жалости взял его лаборантом. Но, промывая бутылки, молодой человек прислушивался к разговорам коллег и скоро научился невооруженным глазом замечать сквозь грязное стекло интересные экземпляры мушек. Тогда Морган перевел его на исследовательскую должность, и до конца своей жизни Бриджес, по сути, не менял работодателя. Это был чувственный красавец с пышной шевелюрой, практиковавший «свободную любовь» еще до появления этого термина. Впоследствии, в двадцатые годы, он ушел от жены и детей, сделал вазэктомию и стал варить самогон в своей холостяцкой берлоге на Манхэттене. Он продолжал волочиться за женщинами, приставая к каждой юбке, включая жен своих коллег. Многие дамы пали жертвами его наивного обаяния, однако даже после того, как «мушиная комната» стала легендой, ни один другой университет не взял бы его на должность выше ассистента, дабы не запятнать свою репутацию.

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]6
  Сцепленные с полом рецессивные признаки, подобные этим, чаще встречаются у самцов, чем у самок по одной простой причине. При наличии редкого гена белых глаз в одной хромосоме X у женской особи, имеющей две хромосомы X, почти наверняка ген красных глаз будет находиться в другой хромосоме X. Так как красный цвет доминирует над белым, у такой особи не будет белых глаз. Но у мужской особи с набором хромосом XY нет «запасной копии» на случай появления гена белых глаз в хромосоме X; такая особь будет белоглазой по умолчанию. Генетики называют самок с одним рецессивным признаком «носителями», так как они передают ген половине своего потомства мужского пола. У человека примерами признаков, сцепленных с полом, является гемофилия и неспособность различить красный и зеленый цвета – заболевание, имевшееся у Стертеванта.


[Закрыть]. 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]7
  Это явление впоследствии получило название «кроссинговер». Прим. ред.


[Закрыть]. 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.

Догадка Моргана оказалась верной, и с помощью идей Стертеванта и Бриджеса в течение последующих нескольких лет в «мушиной комнате» была в общих чертах описана новая модель наследственности – та самая, благодаря которой команда Моргана вошла в историю науки. Согласно этой модели, все признаки контролируются генами, которые располагаются в определенных местах хромосом, следуя друг за другом, подобно жемчужинам в ожерелье. Поскольку живые существа наследуют одну копию каждой хромосомы от каждого родителя, хромосомы передают наследственные признаки от родителя к ребенку. При кроссинговере[8]8
  От англ crossing-over, взаимный обмен участками гомологичных (парных) хромосом, приводящий к перераспределению (рекомбинации) локализованных в них генов. Происходит в процессе деления клеток; один из механизмов наследственной изменчивости. В экспериментальной генетике используется для построения генетических карт хромосом (Большой российский энциклопедический словарь, 2012).


[Закрыть] (и мутации) хромосомы немного изменяются, благодаря чему каждая живая особь является уникальной. Тем не менее хромосомы (и гены) большей частью остаются в неизменном состоянии, что объясняет наличие общих признаков у членов одной семьи. Вот он – первый важнейший шаг к пониманию того, как работает наследственность.

По правде говоря, в лаборатории Моргана была разработана лишь малая часть этой теории, которую, как мозаику, по кусочкам сложили биологи из разных стран. Однако именно команда Моргана окончательно объединила эти разрозненные идеи, а мушки-дрозофилы обеспечили их неопровержимое экспериментальное подтверждение. По крайней мере, вряд ли кто-либо посмел бы отрицать сцепление признаков с полом, когда на полке у Моргана жужжало десять тысяч мутантов, среди которых не было ни единой самки.

Понятное дело, что, получив признание за объединение этих теорий, Морган не сделал ничего, чтобы примирить их с дарвиновской теорией естественного отбора. Несмотря на то, что сама работа, проводимая в «мушиной комнате», подталкивала ученого к этому шагу, Морган в который раз «позаимствовал» идею у ассистентов – в том числе у того, кто не отнесся к этому так же покорно, как Бриджес и Стертевант.

Герман Мёллер начал время от времени интересоваться «мушиной комнатой» с 1910 года. На его попечении была престарелая мать, поэтому жизнь его была суетливой: он работал курьером в гостиницах и банках, по ночам обучал иммигрантов английскому языку, наспех перекусывая бутербродами, пока добирался на метро с одной работы на другую. Каким-то образом Мёллер все же нашел время, чтобы подружиться с писателем Теодором Драйзером в Гринвич-Виллидж, увлечься социализмом и регулярно ездить за двести миль в Корнелльский университет ради степени магистра. Однако, как бы ни был он изнурен, свой единственный свободный день – четверг – Мёллер отводил на то, чтобы заглянуть к Моргану и «мушиным мальчикам» и обменяться мнениями о генетике. Благодаря незаурядному интеллекту, Мёллер вскоре стал одним из самых активных участников этих научных посиделок. В 1912 году Мёллер окончил Корнелльский университет, и Морган выделил ему рабочее место в «мушиной комнате». Проблема заключалась в том, что Морган отказался платить Мёллеру, так что рабочий режим молодого энтузиаста остался прежним. Вскоре у него случился нервный срыв.