Пути в незнаемое

Тысячи раз ген строит свою копию, неизменно повторяя себя. Очень редко, один раз на сто тысяч безупречных (самовоспроизведений, он допускает ошибку. Возникает мутация — химическое изменение в самом хранилище информации.

Ген стабилен. Но генов много. Хранилище информации дрозофилы содержит их десятки тысяч. У человека их миллионы. Сто тысяч представителей вида, имеющих по сто тысяч генов каждый, при условии, что ген, воспроизводя себя, ошибается в среднем один раз на сто тысяч, имеют в каждом поколении сто тысяч новых мутаций.

Мутация возникает редко. Возникающих мутаций превеликое множество. Слепая разрушительная сила мутационного процесса могла бы вдребезги разнести течение жизни. Могла бы — если бы ей не противостояла такая же мощная сила — естественный отбор.

Отбор не создатель нового, он в равной мере восприемник и могильщик. Но он единственная сила, которая придает изменчивости направленный характер. Он ведет виды живых существ разными путями, там увеличивая сходство, тут нагромождая различия. Он усложняет одних, открывая перед ними широкие горизонты прогресса, других — в их же интересах — он обрекает на дегенерацию. Его избранники размножаются. Тем, кто отстранен, в лучшем случае предоставлена возможность способствовать размножению других представителей своего вида. Из случайного по отношению к приспособлению материала отбор творит закономерный ход эволюции, конструируя не просто устройства, а приспособления. С могучей силой нужно считаться, и поэтому следует ее изучать. Считайте мух.

О чем рассказывают мухи

Два совершенно неожиданных явления были обнаружены при просмотре мух и регистрации мутаций. Все мутации совершенно условно можно подразделить на сверхредкие, редкие, частые и сверхчастые. Сверхредкие встречаются в популяции с частотой одна на десятки тысяч, редкие — не более пяти на тысячу, вероятность встретить частую 2 раза на 100 мух, сверхчастую — еще больше.

Оба неожиданных явления, которые мы обнаружили, считая мух, заключались в переходе мутаций из одной категории в другую буквально у нас на глазах. Не следует, конечно, забывать, что с некоторыми перерывами наш взгляд был направлен на мух на протяжении тридцати трех лет — срока, сближающего нас с пушкинским рыбаком. Где ты, моя золотая рыбка? Даже золотисто-желтых мух не увидишь теперь, пусть хоть сто тысяч окажется перед глазами. Не то было в старые добрые времена. Об этом и пойдет речь.

Первое удивительное явление — переход сверхредких мутаций в категорию редких и обратно. В 1937 году — это было в Умани — на каждую тысячу самцов попадалось два-три желтых. Эти самцы несли мутацию, меняющую золотисто-серый цвет мухи на золотисто-желтый. Мутация «желтая» претерпела головокружительный взлет и падение. Я имею в виду ее численность в популяции. Н. П. Дубинин и его сотрудники, изучая южные популяции дрозофил, выловили в течение пяти лет — последний из них был 1936 год — 128 тысяч мух, около 64 тысяч самцов. Один из них был желтый. Начиная с 1937 по 1940 год я изловила 28 тысяч самцов, 50 из них были желтыми. Это был взлет. Из сверхредких мутация желтая перешла в категорию редких. Причина перехода предельно ясна. Повысилась частота ее возникновения. Желтые самцы попадались еще и в 1946 году. Но видно было, что взлету пришел конец. Частота возникновения мутации понизилась: с 1946 по 1966 год среди 586 тысяч самцов найдено 16 желтых — по два с половиной на каждую сотню тысяч. Из популяций желтые мухи исчезли. Это было падение. Мутация желтая вернулась в свою прежнюю категорию сверхредких. Это очень удивительное явление, но отнюдь не самое удивительное из того, что раскрыл анализ популяций.

События, описанные здесь, совершались одновременно в популяциях, отстоящих друг от друга на тысячи километров, — на Украине, в Крыму, в Закавказье и в Подмосковье. Очевидно, причина повышения мутабильности была общеземная. Интенсивность действия какого-то фактора, способного вызывать мутации, сперва возросла, затем уменьшилась. Фактор действовал на весь генотип, заставляя меняться многие гены, но на фоне общего изменения судьба отдельных мутаций отличалась самобытностью. Взлет и падения претерпела вместе с мутацией «желтой» другая мутация — «вильчатые щетинки». Мутация «миниатюрные крылья» не поддалась общему веянию. Пик ее численности не совпадал с пиком других мутаций. Ее время наступило в 1958 году. Начиная с этого года по 1963-й во всех изученных тогда популяциях были найдены мухи с миниатюрными крыльями. Потом время «миниатюрных крыльев» прошло. В 1961 и 1962 годах в Алма-Ате, в Дилижане, в Тирасполе были обнаружены мухи с вырезками на самом кончике крыла. Затем миновало и их время.

Много раз мне доводилось докладывать собраниям ученых об этих удивительных результатах. Всякий раз меня спрашивают — что это за таинственный фактор? Космические лучи, корпускулярные излучения Солнца, усиливающиеся, когда возрастает солнечная активность?