Эта короткая жизнь. Николай Вавилов и его время

«Мне казалось маловероятным, – объяснял он впоследствии, – чтобы гены, как бусы, были расположены в хромосоме».

Морган выслушал его соображения с пониманием и сочувствием. Оказалось, что представление о том, что гены вытянуты в хромосоме в линеечку, ему самому не по душе. Он с радостью откажется от этой теории, если будет дано лучшее объяснение экспериментальных данных. Российскому гостю он предложил посидеть несколько дней с учениками в лаборатории, познакомиться с опытами, проанализировать документы построения хромосомной теории.

Ни о чем другом Вавилов и не мечтал.

Одной из главных заслуг Моргана было то, что он нашел удачный объект для генетических исследований: маленькую плодовую мушку дрозофилу, которая легко и быстро размножается, относительно часто подвержена наследственным изменениям – мутациям и содержит в своих клетках всего четыре пары хромосом.

Вавилов стал свидетелем того, как в бутылке с кусочком подпорченного банана, в которую помещали пару мух, через десять дней появлялось больше двухсот их детенышей. Сотрудники Моргана к тому времени уже исследовали триста поколений мух – столько поколений людей сменилось на Земле со времен зарождения цивилизации.

Еще в 1910 году Морган заметил, что обнаруженные им мутанты – мухи с белыми глазами – передают эту наследственную особенность странным образом.

При скрещивании уродцев-самцов с обычными красноглазыми самками всё потомство в первом поколении красноглазое, а во втором поколении белые глаза появлялись у одной четверти дрозофил, как и следовало по законам Менделя. Особенность же состояла в том, что белоглазыми были только самцы (половина всех самцов), тогда как у самок этот рецессивный признак не проявлялся. Поскольку уже было известно, что самцы получают от матери одну Х-хромосому (парную ей У-хромосому они получают от отца), то Морган заключил, что задаток окраски глаз находится в Х-хромосоме.

Затем Морган исследовал других мутантов – с неразвитыми крыльями, желтым тельцем, алыми глазами – и пришел к выводу, что задатки этих признаков тоже находятся в Х-хромосоме. Точно так же другие гены удавалось поместить в другие хромосомы.

В дальнейшем Морган обнаружил, что гены, которые должны быть в одной хромосоме, изредка оказываются в разных. Эта «странность» подтверждала открытие бельгийского ученого Янсенса, который установил, что при созревании половых клеток парные хромосомы, прежде чем разойтись в разные дочерние клетки, переплетаются друг с другом и иногда обмениваются участками. Кажущееся несоответствие экспериментальных данных хромосомной теории стало ее подтверждением.

Альфреду Стертеванту в 1910 году, когда Морган получил первые результаты, было восемнадцать лет, он был студентом второго курса. В лабораторию Моргана его привела… страсть к конному спорту. Он с детства увлекался скачками и знал родословные некоторых скаковых лошадей. Он прочитал статью Карла Пирсона, известного своим противостоянием менделизму, в которой доказывалось, что масти лошадей наследуются не по законам Менделя. Стертеванту показалось, что Пирсон ошибается. Перепроверяя себя, он собрал в библиотеках родословные многих скаковых лошадей, обработал эти данные и подготовил статью, в которой опровергал вывода Пирсона. Рукопись статьи он принес Моргану. Того поразила самостоятельность и зрелось научного мышления желторотого юнца. Морган напечатал статью в «Биологическом бюллетене», а автора пригласил к себе в лабораторию – работать с дрозофилой.

Когда Морган установил, что при обмене участками хромосом разные пары генов расстаются друг с другом не с одинаковой частотой, Стертеванту пришло в голову, что, используя это явление, можно вычислить относительное расстояние между генами. Если гены расположены рядом, то вероятность, что разрыв хромосомы произойдет между ними, мала. Чем это расстояние больше, тем чаще должен происходить такой разрыв. Значит, по частоте расхождений двух генов, лежащих в одной хромосоме, можно судить о расстоянии между ними.

Стертевант приступил к опытам. Устанавливая, как часто у дрозофилы расходятся те или иные пары генов, он наносил их на диаграмму. Чем реже расхождение, тем ближе эти гены на диаграмме. Чтобы определить местонахождение очередного гена, не надо было устанавливать, как часто он расходится со всеми уже определенными генами, а только с двумя из них. Это ускоряло работу и, главное, позволяло теоретически рассчитать частоту расхождения с третьим, четвертым, пятым геном, а затем, сопоставив расчеты с данными опытов, проверить их правильность. Так постепенно была построена диаграмма, или, как ее потом назвали, карта всей Х-хромосомы.

Однокашник Стертеванта Кельвин Бриджес поступил к Моргану примерно в одно время со своим приятелем. Он устроился в лабораторию ради заработка, ему был поручен технический надзор за мухами. Но мухи пленили Бриджеса, постоянный уход за ними сделал его блестящим экспериментатором. В дальнейшем основную часть опытов Морган поручал ему.