От Ламарка до… Ламарка

Наследственность по Менделю

В наследственность верит не всякий,
Но белая, бывшая в браке
С одним из цветных,
Родила шестерых:
И белых, и черных, и хаки.

С. Маршак
перевод эпиграммы неизвестного автора

Начало XIX века. Жан-Батист Пьер Антуан де Моне, шевалье де Ламарк стал первым ученым-естествоиспытателем, который попытался построить стройную и целостную теорию эволюции живого мира.

В ее основе лежал постулат о способности отдельных особей передавать потомкам приобретенные на протяжении жизни полезные признаки, которые способствуют адаптации к окружающей среде.

По мнению Ламарка, жираф в течение жизни тренируется, его шея крепнет и удлиняется. Потомство такого животного уже рождается с более длинной шеей. Французы не были бы французами, если бы после появления работы Чарльза Дарвина «Происхождение видов», не опубликовали такую карикатуру:

Современники посчитали, что теория Дарвина является более достойной теории эволюции. Так что же изменил Дарвин?

Он не отменял подход Ламарка о наследовании приобретенных навыков! Просто отказался от второй посылки своего предшественника — «тяги к совершенству». И придумал механизм эволюционных изменений, чего теория Ламарка не предусматривала. Наследственность, изменчивость и естественный отбор – вот три дарвинских принципа.

Механизм естественного отбора основан на борьбе за существование, при которой существа производят больше потомков, чем их может выжить. Изменчивость и наследственность передаются потомству. Экспериментальные доказательства передачи приобретенных факторов по наследству впервые были представлены в 1865 году Грегором Иоганном Менделем, австрийским биологом и ботаником, ставшим впоследствии монахом-августинцем.  

Скрещивая сорта зеленого и желтого гороха, Мендель вывел три закона наследственности, ставшие фундаментом генетики. В шутку их назвали «гороховой» теорией.

1. Закон доминирования. Все потомки первого поколения при скрещивании генетически чистых линий – точные копии только одного их родителей;

2. Закон расщепления признаков у гибридов второго поколения. Во втором поколении, уже у детей гибридов, исходные признаки проявляются в отношении 3:1, то есть у 75% - признак одного родителя, у 25% - второго;

3. Закон независимого расщепления признаков. Признаки наследуются независимо друг от друга. Не обязательно нос у ребенка будет большой, если глаза голубые, т.е. размер носа и цвет глаз наследуются независимо друг от друга. Это как пример.

Первые два закона хорошо отображены на почтовых марках. А на КПД, приведенном выше, даже в виде нейронной сети.

Взяв для проверки своих выводов семейство пчел, Мендель увидел, что его законы не универсальны. Это были какие-то «неправильные» пчелы. Они никак не хотели подчиняться новым законам. Охладев к своему увлечению наукой, Иоганн стал аббатом Старобренского монастыря, взяв имя Грегор. Научное признание пришло посмертно.

В 1900 году сразу трое ученых переоткрыли законы Менделя: голландец Гуго де Фриз, немец Карл Корренс и австриец (чех по происхождению) Эрих Чермак. Этот год и считается годом возникновения науки генетики.

А пчелы оказались «правильными», как и мед. В те далекие времена еще не знали, что новый рой появляется на свет с помощью «девственного размножения», без оплодотворения яйцеклетки.  

В 1869 году Фридрих Мишер, швейцарский биолог, открыл существование ДНК — самой главной молекулы, длинной в несколько метров, упакованной в ядре клетки, с химической формулой C29 H49 N9 O22 P3.

Мишер был заядлым рыбаком. Очень любил лосося. Вы знаете, что в XIX веке в реке Рейн, протекающей через швейцарский Базель, водилось очень много лосося?

Молоки этой рыбы были и сейчас остаются источником получения ДНК для исследований. Уже тогда знали, где надо искать механизм передачи наследственных факторов. Хотя существующие методы анализа еще не позволяли найти существенных различий между нуклеином человека и лосося.  

В 1882 году Вальтер Флемминг открывает хромосомы. В 1910-11 годах Томас Хант Морган своими исследованиями позволил сформулировать хромосомную теорию наследственности. Гены, определяющие наследственные признаки, находятся именно в хромосомах.

Правило Моргана говорит о том, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются сцепленно, причём сила сцепления зависит от расстояния между генами. На почтовой марке показан обмен генетическим материалом между хромосомами в виде перекрещивания (кроссинговер). В 1933 году Морган был удостоен Нобелевской премии.  

С молекулой ДНК, как правило, связывают два имени – Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона.

В 1952 году они построили двухспиральную модель этой молекулы. В 1962 оба стали Нобелевскими лауреатами.

Согласно их модели ДНК представляет двойную спираль из двух цепей дезоксирибоза фосфата, соединенной парами оснований, наподобие ступенек винтовой лестницы. Эта «молния» может расстегиваться, и из каждой половинки прежней молекулы синтезируется новая молекула ДНК.

Эта модель ими была «подсмотрена» на рентгеновском снимке, который сделала Розалинд Франклин. Она тоже могла быть в числе лауреатов, но к 1962 году ее уже не было в живых.

Вернемся к Ламарку, вернее к ламаркизму. Это когда приобретенные при жизни признаки или навыки передаются по наследству. И.В. Сталин склонялся к ламаркизму под влиянием Энгельса, верившего в наследование благоприобретенных признаков (см. «Диалектика природы»).  

Почему Сталину пришелся по душе ламаркизм, понятно. Он мог составить теоретическую основу планов преобразования природы и воспитания нового человека. Генетика же отрицала наследование приобретенных признаков. Это означало, что каждое поколение советских граждан придется воспитывать заново.

Кадры решают все! Первыми под раздачу попадают «неправильные» ламарксисты. Под репрессии попали: Борис Кузин, энтомолог; Юлий Вермель, зоолог. Главная потеря в лагере генетиков – Николай Вавилов.  

В 1948 году «буржуазная» генетика была запрещена официально, ее преподавание тоже. На ее место пришла мичуринская агробиология, мичуринская генетика, мичуринское направление, учение Лысенко. Как только не называли, можно запутаться.

Еще труднее понять, почему руководству не нравились теория относительности и квантовая механика. Дискуссии об их «буржуазных основах» велись с 1935 года, а в 1948-м готовилось Всесоюзное совещание по физике, где предполагалось разгромить их окончательно.

Правда, физики, во главе с Игорем Курчатовым, заявили: либо дискуссия, либо атомная бомба. Выбрали бомбу. Эти же физики были в числе подписавших в 1955 году серию писем, направленных в Президиум ЦК КПСС с призывом положить конец монополии учения Лысенко в советской биологии. Среди них были:  

А тем временем выяснилось, что наследственная информация записана в молекулах ДНК особым кодом, сначала должна быть «переписана» на молекулу РНК (транскрипция). Затем специальные сложные молекулярные комплексы в виде рибосом считывают информацию с молекулы РНК, синтезируя молекулу белка в точном соответствии с записанной в РНК «инструкцией». Этот этап реализации генетической информации называется трансляцией. А белки, в конечном счете, определяют строение организма (фенотип). В 1968 году Роберт Холли, Хар Корана и Маршалл Ниренберг были удостоены Нобелевской премии.

В 2022 году Нобелевским лауреатом становится шведский биолог Сванте Паабо. Ему удалось прочитать геном неандертальца, а список видов Homo пополнился человеком денисовским (вымерший вид или подвид архаичного человека, обитавший по всей Азии в период нижнего и среднего палеолита).  

И наконец-то в 2022 году завершился начатый в 1990 году грандиозный международный научно-исследовательский проект «Геном человека», в результате которого полностью удалось расшифровать геном человека (не учитывая Y). Над этим проектом работала команда из 100 человек.

В заключение приведу четверостишие Осипа Мандельштама из его гениального стихотворения «Ламарк».

Если все живое лишь помарка
За короткий выморочный день,
На подвижной лестнице Ламарка
Я займу последнюю ступень...

Полностью стихотворение можно легко найти в Сети.

Александр Платонов

Другие статьи автора: 

С радиацией по жизни

Коллекция без претензий

Что в имени моем тебе…

Из историии мореплавания

Все гениальное просто. Или нет?

Едут-едут по Пекину наши казаки

Созвездие кактусов

Исаак Ньютон и его яблоко

Певец русской природы

А рельсы-то, как водится, у горизонта сходятся

Мятежный «Баунти». По следам золотоносного «Оскара»

Красота и привлекательность Фибоначчи

Из истории изобретения автомобиля

Отсюдова и дотудова. Почему мы так измеряем

Первая энциклопедия математических знаний России

Вильгельм Рентген и его всепроникающие Х-лучи

Самое непростое простое солнечное вещество