Исследование Морганом сцепления генов

Как это нужно —
Содрать с предметов слой наружный,
Увидеть мир без оболочек.
А. Вознесенский

На столе Моргана росли груды лабораторных журналов. Медленнее, но все-таки заметно увеличивалась и стопка научных статей. Факты накапливались, пополнялась и коллекция мутантов дрозофилы. Уже не два, не три, а десятки мутантов были получены, скрещены друг с другом. Теория предполагала, что все эти изменения наследственных задатков должны были затронуть какие-то локусы, какие-то вполне определенные участки в хромосомах.

Раз хромосом у дрозофилы четыре, ясно, что каждая мутация должна была занять строго определенное место в одной из четырех хромосом. Вывод один — должно быть четыре «группы сцепления» мутаций. Этого требовала теория.

Моргану и его сотрудникам пришлось немало повозиться, прежде чем они смогли рассортировать мутантов по группам сцепления. Но зато и результат был получен блестящий. Теория объединилась с экспериментом, и вместе они дали ответ — да, действительно все мутации распадаются на четыре группы. Члены каждой группы передаются при скрещиваниях совместно, что доказывает их расположение в одной хромосоме.

Не имея никаких возможностей непосредственно следить за внутренней жизнью маленьких хозяев клетки, генетики тем не менее определяли содержимое этих «черных ящиков», хотя в их распоряжении всего-то и был один метод анализа — скрещивание.

И все-таки тот бесёнок, который гнездится в душе каждого истинного ученого, подзадоривал их. Как ни велики были достижения, им грезились такие дали, о которых и помыслить-то было небезбоязненно.

Гены «сидят» в хромосомах. А интересно, сколько генов в одной хромосоме? А как они сидят? Бок о бок, один за другим, как курицы на жердочке? Или как орлы на вершинах скал — далеко друг от друга, разделенные глубокими ущельями? А другой бесёнок твердил: «Опомнитесь, ведь сама хромосома — это сущее ничтожество, микроны. Какие уж там орлы и курицы! Чем эти разговоры лучше древнего вопроса богословов: а сколько чертей может уместиться на одном острие? Не лучше ли, чтоб не прослыть чудаками, отступиться и сказать: «Ничего про эти хромосомы больше, чем мы узнали, узнать не сможем, ни в какую щелку за ними не подсмотришь, ни в какую лупу их не разглядишь».

И все-таки нет-нет, а коварные вопросы приходили в голову, зажигали воображение. И вдруг неожиданная находка подала робкую надежду.

Находка или ошибка?

В который раз Морган проводил одно и то же скрещивание, уже знакомое нам. Черные мухи с зачаточными крыльями скрещивались с серыми мухами с длинными крыльями. Как и полагалось, получались серые мухи с длинными крыльями, скрывавшие до поры до времени в недрах своих ядер рецессивные гены черной окраски и зачаточности крыльев. К этим гибридам подсаживали одного из родителей, именно того, у которого нужные гены были представлены рецессивными мутациями (черной и зачаточной). В потомстве следовало ждать появления одинакового количества точно таких же серых мух с длинными крыльями.

Расщепление признаков у дрозофилы.

Расположение генов окраски и формы крыльев в одной хромосоме препятствовало появлению серых мух с зачаточными крыльями и черных мух с длинными крыльями. Но однажды в руках Моргана оказались как раз такие «незапланированные» особи.

Впрочем, это появление странных мух можно было объяснить, не прибегая ни к каким новым гипотезам. Ведь изменения генов — мутации — хоть и редко, но возникают. Почему бы не предположить, что именно эта причина и привела к появлению у отдельных диких мух мутаций черного тела, а у других редукции крыла? Но любая гипотеза должна пройти проверку. И Морган нашел простой путь проверки.

Если «странные» мухи появляются за счет мутаций, то процесс этот должен быть очень редким, что-нибудь 0,001% или даже меньше, ибо каждая мутация возникает в среднем один раз у миллиона или ста тысяч особей. Поэтому надо изучить скрещивание на очень большом количестве мух, и, если внеплановые мухи появятся с частотой, близкой 0,001—0,0001%, гипотеза верна.

Организовывать такой громадный эксперимент даже и не понадобилось. Частота возникновения серых мух с зачаточными крыльями и черных мух с длинными крыльями в десятки тысяч раз превышала частоту возникновения мутаций. Точные эксперименты показали, что такие мухи возникают в каждом скрещивании в 18% всех случаев — по 9% каждого типа.

Пришлось заново пересмотреть большинство проведенных опытов, и оказалось, что такие же неожиданные гостьи сопровождали многие опыты, и им просто не придавали значения. Был случай, когда мух, полученных от скрещивания самок с белыми глазами и серой окраской тела и самца с красными глазами и желтой окраской, повторно скрестили с самцом с белыми глазами и желтым телом. 1% потомков составляли белоглазые желтотелые мухи и мухи красноглазые и серого цвета.

Чем дальше, тем больше фактов накапливалось в лаборатории Моргана. Природа бросала вызов ученым и, как бы насмехаясь, подкидывала им орешки всё потверже.