Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной

Итак, Грегор Мендель становится священником и даже получает приход, однако в письме местному епископу от 1849 года аббат Сирил Напп характеризует его как «усердного в изучении наук, но менее приспособленного к службе в качестве настоятеля прихода». Аббат направляет своего подопечного, явно демонстрирующего склонность к наукам, в Венский университет, где Мендель изучает физику под руководством знаменитого Кристиана Доплера, открывшего физический эффект, названный его именем[391]. Он также изучает ботанику у Франца Унгера, чьи исследования в области микробиологии во многом предвосхитили теорию эволюции Дарвина. В 1853 году Мендель возвращается в Брюнн.

Точно неизвестно, почему Мендель выбрал для своих экспериментов горох, однако его выбор соответствовал принципам экспериментальных исследований, которые были заложены Галилеем, Бойлем и другими учеными, отдававшими предпочтение максимально простым экспериментальным системам. Горох просто выращивать, у него короткий период созревания, и он отличается большим количеством сортов, в которых легко различить наследственные признаки: например, форма горошин, которые могут быть гладкими или сморщенными, их цвет, зеленый или желтый, высота растения, окраска цветов, от белого до фиолетового. По аналогии с тем, как Галилей шлифовал металлические шарики, добиваясь идеальной формы и гладкой поверхности, Мендель добивался совершенства своей экспериментальной модели, выращивая каждый сорт в нескольких поколениях, стремясь получить устойчивые признаки. Чтобы не допустить появления других разновидностей, он собственноручно проводил скрещивание растений и на память знал каждую исходную пару. Он писал: «Опыты с растениями, различающимися по семенам, наиболее просты и надежнее ведут к цели»[392],[393]. Менделю не нужно было цитировать Аристотеля или Оккама в подтверждение своего стремления к простоте эксперимента. Для большей части ученых в то время это уже вошло в привычку, и они не утруждали себя размышлениями по этому поводу.

В работе, написанной примерно в 1865 году, Мендель говорит о своем намерении пролить свет на процесс «искусственного скрещивания декоративных растений, производившегося с целью получения новых, различающихся по окраске форм»[394]. В университетах Оломоуца и Вены до него, безусловно, доходили слухи о полемике вокруг эволюционной теории, наделавшей много шума в естествознании XIX века. Совершенно очевидно, что он купил и прочитал книгу Дарвина «Происхождение видов» в немецком переводе, поэтому в своей работе он пишет, что его эксперименты по исследованию наследственности – «единственный правильный путь для решения вопроса, имеющего большое значение при выяснении истории развития органических форм».

Чтобы понять, как наследуются такие признаки, как морщинистая поверхность горошин или фиолетовая окраска цветов, Мендель скрещивал растения с разными признаками, например растения с белыми и фиолетовыми цветами. Он рассчитывал, что получит растения с цветами более бледного фиолетового оттенка. Однако в новом поколении растений не было и намека на белый цвет – все цветы были фиолетовые. Он позволил новым растениям самоопыляться, а потом собрал горошины и посадил их, чтобы получить второе поколение растений. Когда появились цветы, он с удивлением обнаружил, что белый цвет вернулся, но только в цветах из горошин каждого четвертого стручка. Вместо ожидаемого смешения признаков Мендель получил фиолетовый и белый цвета в соотношении 3:1.

За восемь лет Мендель провел около 15 000 скрещиваний, выбирая растения с различными парными признаками. Он скрупулезно записывал полученные результаты нескольких поколений растений. Примечательно, что, какими бы ни были пары признаков, они проявлялись в следующих поколениях в соотношениях целых чисел – например, соотношение гладких горошин к морщинистым могло быть 3:1, или 1:1, или 1:0 (только гладкие горошины). Он также обратил внимание на то, что один вариант из пары признаков (гладкий – сморщенный, белый – фиолетовый) будет проявляться как доминантный в первом поколении (гладкие горошины), а альтернативный признак (сморщенные горошины) будет рецессивным и проявится только во втором поколении.

Самый важный результат экспериментов Менделя с точки зрения теории эволюции состоял в том, что вопреки догмам, принятым в XIX веке, наследуемые признаки не смешивались. Напротив, и доминантные, и рецессивные признаки передавались через поколения в неизменном состоянии. Горошина в стручке, который Мендель открыл в 1863 году на заключительном этапе экспериментов, была такой же сморщенной, как и горошины в первом поколении, полученном скрещиванием в 1855 году, несмотря на то что между ними было несколько поколений гладких горошин. Наследуемые признаки могут передаваться избирательно, но они никогда не смешиваются. Мендель назвал факторы, ответственные за определенные наследуемые признаки, термином elementens. Сегодня они известны нам как гены.