23.1. Возникновение генетики и кризис классического дарвинизма

Дарвиновское эволюционное учение, опираясь на огромный исследовательский материал, вскрыло глубинные механизмы эволюционных процессов, объясняющие не только происхождение видов, но и порядок взаимодействия живых организмов, обусловленный естественным отбором, борьбой за существование и выживанием наиболее приспособленных. Общий порядок живой природы был раскрыт именно Дарвином, причём открытие того, что общий порядок природы устанавливается эволюцией и имеет эволюционный характер, было выявлено в биологии намного раньше, чем это было признано для неживой природы в физико-астрономических дисциплинах, которые, познавая природу космоса, естественным образом определяли господствующие научные картины мира.

Однако уже при жизни Дарвина его учение встретило весьма серьёзное сопротивление со стороны многих авторитетных учёных, которые не только отрицали безграничные возможности отбора и его ведущую роль в эволюции, но и дарвиновский градуализм, объединявший его с Ламарком и заключавшийся в представлении о накоплении мелких последовательных изменений, поддерживаемых или уничтожаемых отбором.

К числу таких ранних антидарвинистов относились Р. Кёлликер, Дж. Майварт, Э. Зюсс, С.И. Коржинский и другие критики Дарвина, которые утверждали, что виды не могут образовываться посредством медленных, чрезвычайно длительных изменений, что они возникают внезапно, посредством резких и нарушающих плавность эволюции скачков.

В научно-методологической литературе такая точка зрения получила название неокатастрофизма (старый катастрофизм был представлен теорией катастроф Жоржа Кювье), или сальтационизма (от лат. слова, обозначающего скачок). Для обоснования своих представлений о скачкообразном происхождении видов они ссылались на отсутствие между видами зафиксированных наукой последовательных переходных форм.

Объяснения редкости переходных форм, представленные Дарвином в «Происхождении видов», этих учёных не убеждали. Даже такой горячий сторонник Дарвина, как Томас Гексли, не был согласен с тезисом Лейбница «природа не знает скачков», который разделялся Дарвином и был использован в качестве принципа последовательности эволюционных процессов. Уже в своей первой рецензии на «Происхождение видов» этот «бульдог Дарвина» писал, что позиция автора труда была бы ещё прочнее, если бы он не поставил себя в затруднительное положение этим афоризмом. В действительности же, как полагал Гексли, природа делает скачки, и это факт, признание которого могло укрепить доктрину эволюционизма.

Однако, несмотря на заведомую предрасположенность нетерпеливого человеческого сознания к перескакиванию через препятствия, и невзирая на вполне созревшее в философии XIX века убеждение в реальности разрывов постепенности развития во всех сферах бытия, доводы сальтационистов долгое время не создавали особых затруднений для роста популярности дарвинизма.

Даже для обыденного наблюдения не секрет, что прогресс в любом деле чаще всего осуществляется толчками, рывками, определённой величины скачками, тогда как достижение прогресса требует постоянных, регулярных усилий, постепенности и последовательности эволюционно ориентированной работы.

С возникновением и развитием экспериментальной базы науки о наследственности сальтационизм получает определённое экспериментальное подкрепление, поддержку в научных кругах и становится весьма опасным соперником дарвинизма в теории эволюции. В истории эволюционной биологии был период, когда этот соперник едва не вытеснил дарвинизм из биологической науки.

Уже в период своего зарождения экспериментальная генетика, всё ещё дополняемая умозрительными конструкциями, стала приносить сюрприз за сюрпризом и шаг за шагом нарушать стройную систему классических представлений.

Основатель неодарвинизма Вейсман, стоявший у истоков экспериментальной генетики, был убеждённым противником признания эволюционной роли сальтаций. Он первым выдвинул довод, что резкие скачкообразные изменения не могут продвигать ход эволюции, так как они неизбежно нарушат жизнеспособность вида. Но этот довод был отнесён к категории умозрительных рассуждений.

Открытие Менделем порядка передачи наследственных признаков и соотношения доминантных и рецессивных признаков стало первым шагом на пути экспериментально обоснованного проникновения человеческого познания в устройство, строение и порядок работы генетических структур. Тем самым было опровергнуто наивно-механистическое представление о характере наследования, в соответствии с которым каждое живое существо,

размножающееся половым путём, наследует смесь половых признаков – кое-что от мамы, кое-что от папы. Что-то вроде смешения кофе с молоком или жёлтой краски с зелёной. Главное мировоззренческое значение открытия Менделя состоит в выявлении роли доминанты в порядке наследования. Доминирование определяет порядок наследования в опытах Менделя, доминирующий очаг возбуждения в мозгу определяет порядок в восприятии и мышлении согласно опытам Ухтомского, отношения доминирования определяют порядок во всех сообществах животных, доминирование в виде публичной власти определяет порядок в человеческих сообществах. Мобилизующее определяет порядок мобилизуемого. Чтобы был порядок, необходимы доминирование и мобилизация. Немобилизованное хаотизируется.

В то же время жёсткое доминирование с максимальным ограничением свободы образует лишь примитивный порядок, неспособный гибко реагировать на изменения среды. Жёсткий порядок есть не более чем застывший хаос. Это касается и природы наследственности. Доминантное вытесняет рецессивное. Но рецессивное при определённых благоприятных условиях становится доминантным.

Будучи монахом, Мендель хотел выявить замысел Творца, который определил порядок наследования признаков и свойств живых организмов. Опыты Менделя проводились с самыми различными растениями, но моделью для наиболее чёткого проявления законов наследственности послужили семена гороха. Взаимодействие признаков, идущих от отца и наследуемых от матери, Мендель изучал путём скрещивания разных сортов, т. е. создания гибридов. Он «совокупил» горох, имеющий гладкие семена и жёлтые семядоли, который послужил прообразом «отца», с горохом, имеющим морщинистую кожицу семян и зелёные семядоли, условно рассматриваемый в качестве «матери». В первом поколении «родился» и вырос горох, полностью унаследовавший «отцовские» признаки – гладкие семена и жёлтые семядоли. «Мама» полностью уступила «папе» и продолжала уступать во всех аналогичных опытах. Однако во втором поколении четвёртая часть семян получила «материнские» признаки.

Проанализировав результаты опытов, Мендель открыл, как ему показалось, замысел Творца, а на самом деле – макроскопически наблюдаемый порядок генетической эволюции. Он заключается в своеобразном равноправии мужского и женского начала: в зародышевую клетку поступают оба наследственных задатка. Если они одинаковые, участь потомства предрешена: он получает в наследство данный признак от обоих родителей. Но если они разные, то тогда признак, идущий от одного из родителей, становится доминантным, т. е. не просто преобладающим, а наличным, реально проявляющимся, а признак, идущий от другого родителя – оказывается рецессивным, т. е. ослабленным, уступающим, реально не проявляющимся, но сохраняющим готовность проявляться при других обстоятельствах в следующих поколениях. Бывают случаи, когда у потомства появляются признаки обоих родителей. В такой ситуации, получившей название кодоминирования, оба признака сосуществуют, но они никогда не смешиваются друг с другом. Оба признака становятся доминантными, сохраняя определённую изоляцию друг от друга. Так была доказана дискретность наследственности.

Суть данного феномена заключается в том, что полезные признаки, полученные в ходе эволюции генетических структур, должны проявляться в чистом виде, прочно защищённом от воздействия других, конкурирующих с ними признаков. В противном случае всё живое ожидает «кошмар Дженкина» – размывание порядка наследования закреплённых естественным отбором полезных признаков в череде поколений. В своё время этот парадокс, выдвинутый инженером Ф. Дженкином против теории Дарвина, попортил много крови великому создателю биологической теории эволюции (ситуация повторилась с «парадоксом близнецов», выдвинутым в XX веке против теории относительности Эйнштейна). Дарвин до самой смерти подыскивал объяснения парадоксу Дженкина, но в силу своего умозрительного характера эти объяснения не удовлетворяли и самого Дарвина, посеяв в нём сомнения в дееспособности его теории и превратив последние годы его жизни в сущий кошмар. Этот феномен и получил в истории естествознания название «кошмар Дженкина». Выход из этого кошмара был связан с открытием порядка наследственности Грегором Менделем. Но, к сожалению, результаты исследования Менделя, опубликованные ещё в 1865 г., прошли совершенно незамеченными мировым научным сообществом, оставшись на периферии магистрального пути эволюции научного познания.

Генетика XX века началась именно с переоткрытия законов Менделя. На рубеже веков, в 1900 г. голландский биолог Г. де Фриз, немецкий ботаник К. Корренс и австрийский естествоиспытатель Э. Чермак независимо друг от друга воспроизвели выводы Менделя и переоткрыли его законы. Напомним, что в этом же году была введена постоянная Планка, ставшая точкой отсчёта в развитии квантовой теории и в выявлении негеоцентрического порядка в микромире. Тем самым был заложен первый камень в строительство квантово-релятивистской картины мира. Микромир жизни, как и микромир материи проявил свою странную прерывность.

В 1902 г. Гуго де Фриз открыл возникновение мутаций (от лат. корня, означающего изменения), т. е., по современным представлениям, изменения свойств белков в результате разнообразных трансформаций генетических структур. В том же году американский исследователь У. Саттон и немецкий Т. Боверн независимо друг от друга высказали предположение, что элементарные структуры наследственности содержатся в структурных элементах ядра клеток, получивших название хромосом.

В 1902 г. Саттон, опираясь на правила Менделя, дал их обоснование с точки зрения функционирования внутриклеточных структур. Он предположил, что менделеевская «алгебра» наследственности может быть приложена к распределению хромосом. Отсюда следовал вывод о том, что в соматических клетках один набор хромосом происходит от отца, а другой от матери, причём хромосомы сохраняют постоянство форм в течение всей жизни индивида, его индивидуального развития.

Он даже сделал предположение о сцеплении наследственных структур и о том, что одна и та же хромосома может содержать структуры, предрасполагающие к образованию как доминантных, так и рецессивных признаков. Он сумел также на цитологических препаратах и с использованием точных расчётов по правилам Менделя экспериментально обосновать многие из своих положений.

Уже с опытов Саттона научное сообщество биологов начинает распадаться на стареющих дарвинистов, продолжавших спорить о гипотетических генеалогических древах растительного и животного мира, и молодых амбициозных генетиков, ощущавших своё решительное превосходство благодаря использованию экспериментальных методов.

Спасая дарвинизм от «кошмара Дженкина», генетика по мере становления своих специфических методов и теорий стала оплотом резкой критики дарвиновского учения. Источником антидарвиновского направления в генетике стала, прежде всего, теория мутаций. Её зачинатель Гуго де Фриз пытался обосновать собственную теорию видообразования, в соответствии с которой эволюция сводилась к простому образованию мутаций. В результате подвергалась решительному опровержению роль естественного отбора в качестве главного фактора эволюции.

Вводя это понятие и переоткрыв законы Менделя, де Фриз противопоставил теорию мутаций дарвиновскому учению, поскольку он был уверен, что виды образуются посредством мутаций в готовом виде, без всякого естественного отбора, борьбы за существование, переживания наиболее приспособленных и прочих теоретических конструкций дарвиновской теории эволюции.

Свою научную деятельность де Фриз начал ещё в 80-е годы XX века, когда усилия учёных-эволюционистов обратились к исследованию механизмов наследственности. Эти усилия были ответом на вызов Дарвина, вынужденного констатировать, что созданная им теория эволюции постоянно наталкивается на глубочайшее незнание законов наследственности.

Дарвин сделал попытку хоть как-то рассеять мрак, окутывавший эту тайну природы. Для этого он предложил чисто умозрительную гипотезу пангенезиса, согласно которой мельчайшие частицы, названные им геммулами, перетекают с потоком крови от соматических клеток к половым, неся в себе сведения о состоянии организма. Этой гипотезой Дарвин пытался подкрепить заимствованный им у Ламарка тезис о наследовании приобретенных признаков.

Затем эстафету Дарвина подхватил Вейсман, который, желая быть большим дарвинистом, чем сам Дарвин, стал в то же время настойчиво продвигать также не менее умозрительную теоретическую конструкцию, построенную на отрицании любой возможности наследования приобретенных в течение жизни свойств.

В это же время ламаркист Негели издал объемную монографию, в которой огромным множеством примеров пытался подтвердить ещё более умозрительную теорию, построенную на убеждении в существовании некоей внутренней силы, которая направляет наследственные изменения.

Что касается де Фриза, то он начинал как продолжатель Дарвина, опубликовав книгу о пангенезисе. Однако, продолжая тему Дарвина, де Фриз отказывается от его идеи и предлагает ей на смену идею внутриклеточного пангенезиса. Суть этой идеи заключалась в предположении о существовании в клетках особых частиц – пангенов, которые обусловливают наследственные свойства каждого организма.

Фактически пангены рассматриваются де Фризом как своеобразные атомы наследственности, неделимые единицы, взаимосвязи которых подобны взаимосвязям атомов материи, определяющих свойства макроскопических тел. Опираясь на эту аналогию точно так же, как Дарвин опирался на аналогию естественного отбора с искусственным, де Фриз приходит к выводам, не менее важным для формирования генетики, чем выводы Вейсмана.

Пангены де Фриза после отбрасывания частицы «пан», обозначающей всеобщность распространения данного явления в живой природе, стали называться генами, а наука о них получила название генетики. Опираясь на гипотезу пангенов, де Фриз выделяет два типа изменчивости – флуктуацию и мутацию.

Флуктуирующая изменчивость возникает вследствие формирования различных вариантов группировки и взаимодействия пангенов, которые сами по себе остаются абсолютно неизменными, как и подобает атомам наследственности. Этому типу изменчивости он противопоставляет альтернативный тип – видообразовательный, который позднее получил у де Фриза название мутационного.

В отличие от концепции пангенов, мутационная теория де Фриза опиралась не на умозрительные размышления, а на длительную серию экспериментов. Объектом этих экспериментов стало удивительное растение – энотера Ламарка, или ослинник. Это растение, названное в честь первооткрывателя наиболее ранней эволюционной теории, было использовано для экспериментов, направленных на опровержение теорий и Ламарка, и Дарвина. Эксперимент де Фриза был начат в 1886 г. в его опытном саду, где он высадил девять приобретенных им экземпляров этого растения. Через два года он развёл популяцию энотер, включавшую уже 15 тысяч растений, из которых только десять растений обладали резкими отклонениями от строения и размеров обычных энотер.

Эти форму с отклонениями де Фриз назвал мутациями и стал давать им особые наименования, как если бы это были новые виды. Среди них он выделил карликовую энотеру, гигантскую и т. д. К 1900 г., т. е. через 14 лет после начала эксперимента, де Фриз проследил развитие семи последовательных поколений ламарковской энотеры, включавших 53 000 растений, из которых разнородными мутациями было охвачено около 800 экземпляров.

На материале этих многолетних опытов де Фриз стремился придать доказательную силу своим весьма сомнительным представлениям об эволюции. Основные научные сочинения де Фриза издаются уже в XX веке. В 1901 г. выходит из печати первый том книги «Мутационная теория», в 1903 г. – её второй том. В 1904 г. публикуется работа «Виды и разновидности и их происхождение путём мутаций», а в 1913 г. – «Групповое видообразование».