Население планеты в одной пробирке

Сколько звезд!
Как микробов
в воздухе...
А. Вознесенский

В 1941 году два американских ученых Джордж Вид л и Эдвард Тэтум опубликовали коротенькую статью «Генетический контроль биохимических реакций у нейроспоры». Они исследовали микроскопический грибок нейроспора красса. Среди других преимуществ этого грибка одно было несомненным. Ученые могли одновременно работать с таким большим числом особей, которое раньше не удавалось изучить одному ученому и за всю жизнь.

К середине сороковых годов микроскопические организмы стали все чаще появляться в лабораториях генетиков. К мельчайшим грибкам присоединились бактерии, затем еще более мелкие существа — бактериофаги и вирусы.

Те количества организмов, с какими работали микробиологи, казались ошеломляющими. Для дрозофилистов уже 100 000 мух было числом громадным. Вирусологам же ничего не стоило получить в одном кубическом сантиметре концентрацию частиц бактериофага в несколько миллиардов. Когда держишь в руках пробирку с довольно вязкой, слегка опалесцирующей жидкостью, трудно привыкнуть к мысли, что на всей земле людей в 10—20 раз меньше, чем частиц фага в этих нескольких кубиках взвеси.

Я писал о том, насколько удобна в обращении дрозофила. Но я не могу не согласиться с вирусологами, для которых нет ничего милее невидимых фагов. И впрямь, попробуйте пересчитать миллиард мух — жизни не хватит для этого. Попробуйте разделить их в группы по тысяче — измучаешься, а ничего не сделаешь. А вирусологу все нипочем. Считанные минуты понадобятся ему, чтобы развести суспензию фагов в любой пропорции, за несколько часов он может пересчитать свою армию. Ничего не стоит ему отобрать из нее «больных», выловить мутантов. Как несомненное достоинство дрозофилы генетики отмечали быстрый темп ее размножения. Всего 10—12 дней — и очередное потомство готово. Но разве можно сравнить период размножения дрозофил с теми же фагами. Через 20 минут количество фагов удваивается, через 40 минут учетверяется, и т. д.

«В одной пробирке в течение двадцати минут можно поставить опыт, который дает такое количество информации, что если бы эти сведения понадобилось получить для людей, то потребовалось бы вовлечь в эксперимент население всего земного шара», — пишет С. Бензер.

Быстрые темпы размножения бактериофагов явились причиной того, что невидимки-микробы потеснили своих высокоорганизованных соседей по живому миру и стали самыми популярными «солистами в генетическом хоре».

Когда человеку, незнакомому с генетикой микробов, начинают рассказывать о поразительных успехах этой науки, существующей всего каких-нибудь пятнадцать—двадцать лет, то обычно слышишь вопрос: «А собственно, что думали генетики до этого? Разве тридцать — сорок лет назад нельзя было догадаться о том, как микробы хороши?» И впрямь, если обратиться к истории развития микробиологической науки, можно встретить много намеков, а порой прямых указаний на исключительные свойства микробов. Я привел высказывание С. Бензера о колоссальных воспроизводительных возможностях микробов. Но то же самое сказал и великий Луи Пастер, трудам которого микробиология обязана своим возникновением: «В каждой культуре вируса за какие-нибудь двадцать четыре часа сменяется несметное множество поколений, на что у высших организмов уходят тысячи и миллионы лет». Разве это прямое указание классика микробиологии не могло привлечь ученых?

В начале века шел горячий спор о том, есть мутации или нет. Помните, какую работу провели де Фриз и его последователи, чтобы упрочить взгляд о существовании мутационного процесса? Но именно в те годы были обнаружены мутации у бактерий. В 1900 году М. Бейеринк описал наследственные изменения окраски колоний у одной из бацилл. В 1907 году Массини нашел мутанты кишечной палочки; в 1912 году Добелл даже дал специальное определение мутациям бактерий, как «стойкие... изменения, которые возникают у бактерий и затем передаются последующим поколениям». Список подобных работ можно было бы продолжить, но генетиков эти данные не заинтересовали.

В чем же дело? А ларчик открывался просто. Все эти единичные работы тонули в массе исследований, доказывавших «раз и навсегда», что бактерии не могут служить объектом генетических исследований: у них нет ни наследственного аппарата, ни даже подобия полового процесса.

Писались трактаты, ставились опыты, формулировались гипотезы, и все это отодвигало микробиологию от генетики. Те немногие работы, в которых была трезвая оценка изменчивости и наследственности микробов, объявлялись непроверенными, непродуманными, просто ошибочными. Неудивительно, «что именно генетике и микробиологии оказалось труднее всего найти общий язык. Много лет подряд и генетики и микробиологи молчаливо признавали, что концепции и методы генетики не могут быть приложены к организмам, лишенным полового размножения».

Последняя фраза взята из книги французских ученых Франсуа Жакоба и Ильи Вольмана «Генетика и пол бактерий». В этой книге есть три интересных страницы. Авторы приводят одну за другой цитаты из фундаментальных работ по микробиологии, вышедших с 1927 по 1942 год. Никаких комментариев, одни высказывания. Первая цитата — полное отрицание наследственной изменчивости у бактерий. Затем отрицание такой изменчивости, но помягче. Затем указание на то, что «проблема невероятно запутана, и нет никакой надежды, что все эти разнородные мнения удастся в ближайшем будущем как-то согласовать». После этого осторожное признание, что почему бы и не быть наследственности у микробов. И наконец, полное оптимизма утверждение Ф. Г. Добржанского, что «у нас есть все основания считать, что со временем бактерии будут признаны наилучшим объектом для количественного изучения мутаций и естественного отбора». Как известно, восторжествовала последняя точка зрения.