Выдающееся пророчество

Мендель начал с простых опытов: сначала изучал наследственную постоянность сортов гороха, затем определял характер доминирования и, все усложняя работу, поднимался ступенька за ступенькой к вершине своей теории — предсказанию принципов устройства генетического материала. Знания, которыми он обладал, были ничтожными. Выводы, к которым он пришел, оказались огромными по своему значению и намного опережали его век. Он не знал, что наследственность сосредоточена в ядрах клеток, а вернее, в хромосомах клеток. Тогда еще не существовало и термина «хромосома». Это слово появилось спустя четверть века. Он не знал, как половые клетки матери и отца сливаются во время оплодотворения. Не известно было ему и многое другое, казалось бы совсем необходимое для того, чтобы вынести хоть какое-нибудь суждение о природе наследственного материала. Однако эти зияющие пустоты в знаниях о наследственности и ее материальных носителях не помешали Менделю разобраться в причинах, обусловливающих полученные им закономерности. Мендель предположил, что раз в клетках организма один (слабый) признак подавляется другим (сильным), то, следовательно, в этих клетках непременно должны находиться задатки обоих признаков — и доминантного и рецессивного. Все клетки тела — их станут звать позднее соматическими— несут парные задатки одного признака. По мере развития организма они делятся снова и снова, и, наконец, наступает такой момент, когда нужно образоваться половым клеткам — гаметам.

И вот Грегор Мендель высказывает предположение, которое по праву считают самым важным из открытых им законов.

Он приходит к мысли, что половые клетки (гаметы) несут только по одному задатку каждого из признаков и чисты от других задатков этого же признака. Этот закон получил название закона чистоты гамет.

В соматических клетках задатков было два. В гаметах должно быть по одному. Значит, при образовании гамет не пременно должно произойти расхождение разных задатков по разным гаметам.

А тецерь рассуждения должны уступить место чистой математике. Мендель наделяет задаток каждого признака буквенным символом. При этом доминантные признаки он обозначает заглавными буквами, а рецессивные строчными. Скажем, доминантный признак — желтую окраску семян — он обозначает буквой А, а рецессивный признак— зеленую окраску семян — а. Рассмотрим теперь, что произойдет при двух последовательных скрещиваниях.

Мать несет А, отец — а. Скрещиваем: А х а.

Получаем организм, который обладает задатками Аа. Перед созреванием в гаметы попадает только один из задатков признаков, но так как и А и а в клетках поровну, то, очевидно, сколько будет гамет с задатком А, столько будет и гамет с задатком а.

Теперь уже мать будет нести гаметы А и а в равном количестве, и отец такие же гаметы А и а в том же соотношении.

Второе скрещивание: Аа х Аа даст нам следующие сочетания задатков. Задаток А матери может попасть в одну клетку с задатком А отца; получим организм АА. Признак А матери может сочетаться с признаком а отца: получится Аа. Признак а матери может сочетаться с признаком А отца, что приведет к образованию аА, и, наконец, признак а матери может сочетаться с признаком а отца, это даст аа. Никаких других сочетаний возникнуть не может.

Что же мы получили с точки зрения окраски семян?

Организм, несущий в клетках задатки АА, будет обладать семенами с желтой окраской. Те организмы, у которых оба задатка одинаковы, по предложению В. Бетсона стали называть гомозиготными. Если эти задатки обусловливают доминантный признак, то на языке генетиков такой организм надо назвать гомозиготным организмом по доминантному признаку А. Организмы с задатками Аа и аА будут одинаковыми по своему внешнему виду, т. к. они ничем не отличаются друг от друга: тот и другой содержат задатки доминантных признаков А и рецессивных признаков а. У таких растений проявится только доминантный признак и семена будут желтого цвета. Эти растения в генетике принято называть гетерозиготными.

Наконец, растения с задатками аа будут гомозиготными по рецессивному'признаку а и дадут семена зеленого цвета.

Теперь остается написать формулу расщепления, и станет ясно, почему получается соотношение 3:1, а не какое-нибудь другое. В результате второго скрещивания получается расщепление признаков, которое можно обозначить на языке введенных Менделем символов следующим образом:

Что и требовалось доказать!

Но Мендель не ограничился только случаем моногибридного скрещивания, то есть скрещивания организмов, отличавшихся по одному признаку. Если найденные им закономерности в передаче наследственных задатков в принципе верны, то можно предсказать, что произойдет при скрещивании организмов, отличающихся и по двум и по трем признакам сразу. Конечно, проанализировать расщепление в случае ди- и тригибридных скрещиваний было неизмеримо труднее. «Следовало обладать известным мужеством, чтобы предпринять такую обширную работу; однако это представляется единственным путем для достижения окончательного решения вопроса, имеющего немаловажное значение для истории развития органических форм», — писал Мендель.

Расщепление гибридов при моногибридном скрещивании удалось объяснить
после открытия роли хромосом в передаче наследственных признаков.
При образовании половых клеток (гамет) в них остается по одной из парных хромосом.
При слиянии половых клеток наблюдается сочетание хромосом, подчиняющееся законам статистики.
Этими сочетаниями хромосом можно легко объяснить законы Менделя.
Рисунок клеток, сделанный Р. Гуком.

При анализе результатов моногибридного скрещивания Менделю понадобилось изучить 7324 семени для одного признака и 8023 для другого. Сложность работы в случае дигибридного скрещивания возрастала во много раз. А о трудностях тригибридного скрещивания и говорить не приходится. Недаром Мендель признался, что больше всего хлопот ему доставило именно это скрещивание. И все-таки он до конца провел исследования, целиком подтвердив свою теорию.

После восьмилетнего труда Мендель, наконец, сообщил о результатах опыта. Его работа появилась в четвертом номере журнала Брюннского общества естествоиспытателей. Это провинциальное издание было мало распространено среди ученых, издавалось оно небольшим тиражом, и не мудрено, что широкой огласки в ученом мире статья Менделя не имела. Конечно, нам, живущим в эпоху безграничного развития средств связи и информации, когда каждая даже незначительная работа реферируется в научных журналах, а радио, телевидение, газеты доносят сведения о важных научных работах, трудно понять, как случилось, что этот труд остался незамеченным.

Тем не менее факт оставался фактом. Биологи тех дней пребывали в неведении о случившемся открытии. Даже Дарвин не знал о существовании трудов Менделя. Но, кроме таких причин (назовем их случайными), были и более серьезные. Открытие Менделя опередило эпоху почти на сорок лет. Его мысли, идеи, даже сама постановка проблемы были слишком новыми. Ученые оказались не подготовленными к нему. Среди крупных биологов того времени был немецкий ученый Нэгели. Мендель состоял с ним в переписке и извещал его о результатах своих работ. Нэгели знал основные выводы Менделя, но тем не менее остался к ним глух. Он воспринял их как излишнее мудрствование захолустного любителя разведения гороха.

Позже, в 1874 году, русский ботаник И. С. Шмальгаузен, отец выдающегося советского эволюциониста И. И. Шмальгаузена, защищает магистерскую диссертацию. В ней он описывает работу Менделя и высоко отзывается о законах, установленных ученым. Казалось бы, тут-то и нужно было прислушаться к словам ученого, заинтересоваться менделевским трудом. Но этого снова не происходит.

Результат оказался плачевным. После 1868 года Мендель оставил свои ботанические занятия. По-видимому, он понимал, что сделал крупное открытие. Он послал два оттиска своей статьи самым известным и авторитетным для него ученым — Кернеру фон Марилауну, автору двухтомника «Жизнь растений», и Нэгели. Кернер попросту не ответил. Спустя много лет в его архивах нашли тоненькую брошюрку, посланную Менделем. Она не была разрезана. Нэгели работу Менделя прочел. Но, не разобравшись, отделался высокопарными фразами, давая понять, что не одобряет увлечений брюннского монаха. В заключение Нэгели подал ему «дружеский» совет — бросить горохи и заняться чем-нибудь другим. Из скромности Мендель не решился возразить Нэгели. Он послушно начал работать по предложенной им теме. Кто знает, какие бы открытия сделал Мендель, если бы не внял советам «ученого» соседа.

В 1884 году великий чешский ученый Иоганн Грегор Мендель скончался, так и не получив признания.