К несчастью для Ламарка и для всех нас, ученое сообщество приняло выводы Вайсмана, несмотря на то что они были научно необоснованными по нескольким причинам.
Вайсман не считал, что участвующим в его эксперименте мышам необходимы хвосты… но он не спрашивал у самих мышей, что они думают по этому поводу. Тем не менее эксперименты Вайсмана способствовали утверждению теории Дарвина и развенчали Ламарка, сделав его сначала посмешищем, а затем вообще стерев из общественного сознания.
Результатом изысканий Вайсмана стало то, что биологи начали отрицать влияние среды как на генетические мутации, так и на эволюционное развитие. Однако в свете недавних исследований в сфере эпигенетики и адаптивных мутаций взгляд Ламарка на эволюцию как на целенаправленный процесс представляется более оправданным, чем это виделось прежде. В то же время другие эксперименты демонстрируют, что эволюция также использует и фактор случайных генетических изменений — в полном соответствии с теорией Дарвина и неодарвинистов. Однако, как мы увидим ниже, эти случайные изменения всегда происходят в определенном контексте. В действительности каждый организм на нашей планете является частью сложного и целенаправленного процесса, ориентированного на поддержание равновесия в среде.
При жизни ни Ламарк, ни Дарвин не имели возможности подтвердить собственные теоретические взгляды на эволюцию и наследственность, поскольку тогда еще не было соответствующих технологий. То, что эволюция согласуется и с ламаркизмом, и с дарвинизмом (скоро мы поговорим об этом подробнее), доказали позднейшие поколения ученых.
Экспериментальная генетика как наука официально зародилась в 1910 году (столетие спустя после того, как Ламарк выдвинул свою теорию), когда Томас Хант Морган обнаружил, что мутировавшая белоглазая фруктовая мушка способна производить в популяции красноглазых мушек белоглазое потомство. В ходе своих исследований Морган установил, что управляющие чертами гены представляют собой обособленные элементы внутри хромосомы, а факторы среды (такие, как радиация или токсины) способны стимулировать генетические мутации. Морган пришел к выводу, что никакие из внешних воздействий не могут точно предопределять тот или иной конечный результат мутации. Позже более сложные исследования окончательно убедили ученых в том, что генетические изменения непредсказуемы, — в точности как и полагал Дарвин.
В 1943 году генетические исследования, произведенные Сальвадором Лурия и Максом Дельбрюком, вроде бы раз и навсегда доказали, что мутации представляют собой чисто случайные события. Сначала ученые вырастили в питательном бульоне колонию генетически идентичных бактерий. Затем они разделили бактерии на равные части и поместили в разные чашки Петри для культивирования. Чашек получилось много. В эти идентичные культуры были внедрены бактериофаги — вирусы, которые заражают и убивают бактерии. Большинство бактерий погибло, однако некоторые продемонстрировали достаточную сопротивляемость вирусу, выжили и сформировали новые колонии. Чтобы определить, случайны ли эти мутации или же они являются результатом целенаправленного клеточного ответа на угрозу среды, Лурия и Дельбрюк проверили, насколько различаются по численности колонии выживших бактерий в разных чашках Петри. Ученые рассудили так: если мутации обусловлены целенаправленной адаптивной реакцией на новые условия среды, тогда колонии выживших бактерий в каждой чашке должны быть примерно одинаковыми по численности. Если же мутации — результат случайных процессов, размеры колоний в разных чашках будут значительно различаться.
Эксперимент показал, что численность выживших колоний в разных чашках Петри значительно различается. Лурия и Дельбрюк сделали вывод, что мутации происходят случайным образом, независимо от стимулов среды, и бактерии, которым посчастливилось выжить, приобрели нужную мутацию по чистой случайности. В течение последующих 45 лет было проведено множество экспериментов, подтвердивших результаты Лурии и Дельбрюка. В результате в науке утвердилось мнение, что все мутации случайны, а не направлены на обеспечение конкретных задач выживания в той ситуации, с которой столкнулся организм.