Текст книги "Знание - сила, 2005 № 09 (939)"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 11 страниц)

Annotation

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Знание – сила, 2005 № 09 (939)

Дело вкуса

Атомные наручники

ГЛАВНАЯ ТЕМА

Царица наук: проверка на служебное соответствие

Генетика – наука или технология?

Пух и кролик:

Марина Фридман

Об отражении эволюционных идей в массовом сознании

Рассказ о настоящем биологе

ВО ВСЕМ МИРЕ

Куда прыгнет дракон?

В мире звезд

Уставшие от жизни

ПОНЕМНОГУ О МНОГОМ

Свитки Мертвого моря

Человек под названием «часы»

Миф об Эдипе

Демографические странности

"Всему злу начало есть"

Роза ветров. Часть 2-я

А кукушки-то похитрее будут!

Кто вы – Андрей Достоевский?

ЦИФРЫ ЗНАЮТ ВСЕ

Город – корабль

Вечный двигатель

КНИЖНЫЙ МАГАЗИН

Знание – сила, 2005 № 09 (939)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Издается с 1926 года

«ЗНАНИЕ – СИЛА»

ЖУРНАЛ, КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 79 лет;

ЗАМЕТКИ ОБОЗРЕВАТЕЛЯ

Александр Волков

Дело вкуса

Мир давно стал виртуальным. Даже наша пища – все больше не с грядки и не из сада, а из производственных цехов: в ней найдется место инозилату и гуанилату натрия – усилителям вкуса, регулятору кислотности Е507, подсластителю Е594, натуральному вкусо-ароматическому наполнителю и – список этот растянется на десятки страниц...

Век химии торжествует в наших желудках уже десятки лет, приучая нас переваривать консерванты и эмульгаторы. Это мы едим; этим мы живы, как предки своим молоком, мясом и хлебом. Этого привычно требует наш вкус. Кто же он, недремлющий повелитель наших обедов?

Все, что мы пьем и едим, имеет свой вкус. Только как его описать? Люди изобрели множество слов, чтобы обозначить видимые предметы, явления и оттенки цветов. А вот вкусовая гамма едва ли найдет соответствие в лексиконе. Какой вкус у молока? У помидора? Чем отличается вкус двух стаканов апельсинового сока, если один из них с мякотью, а другой – без нее? Мы именуем лишь отдельные – основные – ощущения: «сладкое», «кислое», «соленое», «горькое». Но все ли они доподлинно нам ясны?

Принято считать, что их – лишь четыре. Впрочем, в 1908 году японский исследователь Кикунэ Икэда предположил, что есть и пятое вкусовое ощущение. Он назвал его «umami» (от японского слова «umai», «мясистый», «крепкий», «приятный на вкус»). Но лишь несколько лет назад было доказано, что у человека имеются особые вкусовые рецепторы, которые распознают пищу, богатую белками. Как только они возбуждены, у нас разыгрывается аппетит: «это» надо немедленно есть! Подобный вкус мы ощущаем, когда едим, например, мясо, сыр, помидоры или спаржу. Он развивается с первых дней жизни, ведь материнское молоко содержит много белков.

Но все же – для чего нужен вкус, этот своеобычный камертон наших кулинарных пристрастий? Человеческий нос распознает около 10 тысяч ароматов, а органы вкуса—всего, будем считать, пять основных ощущений. Тут особой изощренности не надо. Главное побыстрее понять: можно это есть или нет. Если пища сладкая, значит калорийная. Непременно есть! Если соленая, то в ней содержится хлорид натрия, а это жизненно важное вещество. Есть, но в меру! Кислое? Может быть, скисшее, испорченное? Проверить и только потом съесть!

С древнейших времен эта нехитрая вкусовая гамма обеспечивала роду людскому выживание. Вкус выполнял одну, но очень важную задачу: определял, съедобна ли пища или ядовита. Поэтому единственные слова, которые нужны были нашим предкам для описания пищи: «да» и «нет», «плохая» и «хорошая». Большего не требовалось.

Но вкус непостоянен. Когда-то ощущение горечи во рту было едва ли не главным вкусовым ощущением. Горек яд. Неприятный привкус заставлял замереть дикаря, взявшего незнакомую ягоду, и выплюнуть надкушенное. В природе встречаются тысячи горьких веществ. Человеческий организм не различал их; они казались одинаково неприятны на вкус – несъедобны. Вкусовые рецепторы реагировали на мельчайшие их дозы.

В наши дни горчат многие продукты питания – от шоколада и кока-колы до супов быстрого приготовления. Этот привкус затушевывают, добавляя сахар или соль, то есть возбуждая активность других рецепторов, усеивающих поверхность языка. В этой «какофонии вкусовых ощущений» горечь незаметно растворяется.

И если для этого не нужно ни соли, ни сахара – тем лучше! Продукты с их пониженным содержанием пользуются теперь особым спросом. Американская биотехнологическая компания «Linguagen» запатентовала недавно первую пищевую добавку, которая подавляет ощущение горечи. Так что, моя привычка пить черный кофе без сахара – «горький кофе», как скажет любой ребенок, – скоро, наверное, станет нормой жизни в США, где привыкли бороться с лишними калориями в пище. Горечи-то на языке не будет! Зачем сыпать сахар ложками?

Перехитрить вкус стремятся не только кулинары, но н фармацевты. Многие лекарства горьки. Их трудно пить детям; хронические больные жалуются, что «все сожгло во рту». Тут разве не пригодятся добавки, что подавляют ощущение горечи?

Продукты улучшаются, становятся более аппетитными, соблазнительными, притягательными... Когда б мы знали, из какого «сора» получаются те или иные вкусовые ароматизаторы! Так, добавку, придающую привкус ванили, вырабатывают из... отходов бумажной промышленности. Или цистеин – он наделяет хлеб таким вкусным запахом, словно батон только что вынули из печи. Сырьем для цистеина могут быть, например,., человеческие волосы. Зато хлеб и через полдня будет свежим, воздушным, – не к столу будь сказано, – словно копна волос, взбитая новым шампунем.

Исследование генома произвело революцию и в вопросах питания.

Приятного аппетита!

И на кухне есть свои царицы

Вкус у женщин развит лучше, чем у мужчин. По оценке ученых, человек прекрасно различает вкусовые оттенки, когда на квадратный сантиметр его языка приходится до тысячи вкусовых почек. Этим наделены каждая третья женщина и лишь каждый десятый мужчина. Большинство из нас в вопросах вкуса невзыскательны, хотя мало кто в этом признается. У каждого второго – по две сотни вкусовых почек на квадратном сантиметре языка. А есть и такие бедняги, у кого вкусовых почек раз в десять меньше. Они реагируют лишь на очень сильные раздражители. Крупицу соли или сахара у себя в тарелке они вряд ли заметят.

Появилось новое научное направление, популярное у поборников здорового образа жизни, – питание по последнему слову биомедицины. Предвестие этой моды мы давно наблюдаем на полках магазинов. Там непременно найдешь энергетические напитки с минеральными добавками, йогурты, улучшающие микрофлору кишечника, – то бишь «функциональную пищу». Этот сегмент продовольственного рынка развивается наиболее быстрыми темпами, нежели любой другой. Например, если в 2000 году американцы потратили на эту пищу 16 миллионов долларов, то к 2011 году данная сумма возрастет примерно в три раза.

В рекламных буклетах крупнейших пищевых корпораций неизменно мелькают слова: functional food. Подобная пища призвана не только насыщать тело, но и приносить еще какую-то пользу: укреплять иммунную систему и костную ткань, понижать содержание жира в крови и, может быть, защищать от рака и заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Не случайно в лабораториях швейцарской компании «Nestle» – крупнейшего в мире производителя продовольственных товаров – заняты более шести с половиной сотен научных работников: биологов, химиков, медиков, диетологов, токсикологов и даже ветеринаров.

• Вот лишь одно направление такой работы – «Микробиология молока и молочнокислых продуктов». В коллекции «Nestle» около 4 тысяч штаммов молочнокислых бактерий. Со временем некоторые из них «делают карьеру». Так, бактерии Lactobacillus acidophilus 1, содержащиеся в одном из сортов йогурта, попадая в пищеварительный тракт, вытесняют обитавших там бактерий. Их жертвами, например, становятся колонии пресловутой Helicobacter pylori, способной в худшем случае вызвать у человека язву и даже рак желудка. Так пища становится лекарством, а завтрак на вашей кухне уподобляется визиту в больницу, в процедурный кабинет.

• Другие бактерии могут понижать уровень холестерина в организме; третьи понижают содержание жира в продуктах, оставляя неизменным вкус; четвертые заботятся о количестве кальция в организме.

Волга – молочная река?

Человеческий организм переваривает молоко благодаря особому ферменту – лактазе. Однако долгое время организм взрослых людей не мог вырабатывать лактазу, и молоко относилось к числу несъедобных продуктов (подробнее смотрите «ЗС», 10/04). Люди научились пить молоко лишь пять-шесть тысяч лег назад. Как выяснили финские ученые, именно тоща появилась генетическая мутация, которая позволила взрослым переваривать молоко. По-видимому, она возникла у кочевников, населявших территорию между Уралом и Волгой. Для них мутация оказалась очень выгодной, поскольку они разводили скот, приносивший много молока. Может быть, сказочное присловье о «молочной реке, кисельных берегах» когда-то относилось к Волге? Ведь на ее берегах в древности жили племена, готовые пить молоко как воду, чего никто больше не мог?

• Иные ухищрения ученых призваны соблазнить вкус. Так с помощью электронного микроскопа удалось исследовать кристаллическую структуру сливочного мороженого. Оказалось, если размер кристалликов – меньше 50 микронов, то мороженое тает во рту. А если – больше, то кажется, что на язык попал песок. Второй раз не захочешь покупать такое мороженое.

Отсюда недалеко и до питания по рецепту. Это в духе модной сейчас биомедицинской парадигмы: подбор лекарств, точно соответствующих организму человека. Мы не вправе так просто, самовольно выбирать продукты на полках магазинов. Нет, сперва надо составить карту ДНК, а уж потом в соответствии с вашим «генетическим профилем» выбрать те продукты, что полезнее всего для вас.

Вот пример. От содержания микроэлементов и витаминов зависит нормальная работа более 2500 ферментов – то есть почти четверти ферментов, имеющихся в нашем организме. В микроэлементах нуждается любой из нас, но их нужное количество разнится. Примерно у каждого третьего наблюдаются некоторые, порой минимальные, генетические отклонения, из-за чего организм не так эффективно использует эти элементы.

Так, при нехватке цинка замедляется рост человека, слабеет иммунная система, чаще выпадают волосы. Если вы знаете, как ваш организм использует цинк, эффективно или нет, вы можете варьировать свою потребность в нем. Такова идея. На практике, конечно, она воплотится не скоро. Дело не только в генетическом анализе, что сложно само по себе. Влияние генов, а значит, и большинства протеинов и ферментов так многообразно, что ожидаемого результата можно не достичь, – а получатся одни побочные последствия. Пока мы не вправе, что бы ни говорилось в рекламе, безапелляционно заявлять: «Этот продукт улучшает то и то или уменьшает то и то». По словам экспертов, удалось доказать лишь благотворное действие «функционального» йогурта. С другими «улучшенными» продуктами ничего не ясно.

Непонятен и юридический вопрос. Чем «пища по рецепту» отличается от лекарств, по рецепту же выдаваемых? 1де покупать такую пищу – в магазине или аптеке? Можно ли продавать некоторым категориям граждан «пишу по льготной цене», поскольку они нуждаются в ней согласно медицинским предписаниям? Следует ли разрешать продажу некоторых видов пиши лишь после того, как они пройдут лабораторные и клинические исследования, как подобает лекарствам? Легко же было нашей прабабушке Еве лакомиться плодами без присмотра врачей!

... В принципе, мы могли бы питаться лишь натуральными продуктами. В них есть все, что нужно человеку, чтобы укрепить здоровье. В последние годы ученые обратили внимание на так называемые вторичные растительные вещества; они не содержат никаких питательных компонентов, но полезны чем-то иным. Это, например, ликопин, придающий помидору красную окраску. Оказалось, что это вещество сдерживает развитие определенных форм рака.

Дело вот в чем. Растения – это живые организмы! Подобно нам, они подвергаются воздействию вредных факторов. Человек, к примеру, не может подолгу лежать на солнце жарким летним днем – прячется под навес, дерево, в дом. А куда скрыться дереву или траве? Им не убежать. Солнечный свет разрушит тончайшие клеточные структуры, если растения не позаботятся о себе. В клеточных мембранах шпината, например, откладывается определенный каротиноид, который защищает клетки от повреждений.

Натуральные продукты, считают скептики, и есть настоящая «функциональная пища». Ведь человеческий организм лучше всего приспособлен к их усвоению. Недаром в последнее время пробудился такой интерес к японской кухне. В ее основе – натуральные продукты: рис, водоросли, рыба. Социологи аттестуют эту кухню с лучшей стороны: японцы дольше других живут (см. «ЗС», 5/05), редко болеют некоторыми видами рака, у них реже бывают инфаркты.

Итак, «с Востока свет, с Востока силы»? Не будем спешить с приговором. У всякой стряпки свои порядки. Одно можно сказать наверняка. Нельзя изо дня в день питаться одним и тем же. Продукты надо чередовать. Меню должно быть разнообразным. Только тогда организм получит все необходимые вещества. Вкусовое восприятие – это динамичный процесс. Одинаковой пищей будешь сыт, но рад ей, пожалуй не останешься.

В ФОКУСЕ ОТКРЫТИЙ

Игорь Лалаянц

Атомные наручники

«Ада» – бесподобный роман Владимира Набокова – во многом удивил и даже помучил своей обширной средней частью, в которой рассказывалось о природе времени. Герой романа Вин посвятил ее выяснению всю свою долгую профессиональную жизнь. Мучило же меня то, что я ничего из прочитанного не понял и чувствовал себя от этого полным дураком, что крайне неприятно.

Й только много позже, когда пришлось сталкиваться с чем-то подобным в других ситуациях, я понял, в чем суть проблемы. Как-то довелось читать номер «Нейшнл Джиогрэфик», посвященный изучению и измерению времени, в котором авторы просто и доходчиво донесли простую мысль: наука не знает, что есть время! А когда не знаешь, то и рассказываешь путано.

И вот ныне «Нейчур» в одном из первых январских номеров посвятил свою историко-тематическую вкладку знаменитому «Аннус Мирабиле» – «Чудесному Году» в жизни А. Эйнштейна, опубликовавшему в 1905 году свою изумительную серию из пяти статей (последняя вышла в начале 1906 года), которая обессмертила его имя. Авторитетный журнал считает, что гений Эйнштейна модифицировал систему предположений и допущений, лежавших в основе физики, что привело к изменению механистической картины ньютоновского мира.

Физика тем самым была поставлена с головы на ноги, родилось реальное, а не аберрантное физическое мышление, после чего стало возможно рождение квантовой физики. В какой-то мере история повторилась через полвека, когда биологическая наука после открытия Уотсона и Крика встала с головы белковой гипотезы на ноги ДНКовой природы гена, после чего и стало возможно рождение реальной биологии.

Конечно, со времен Эйнштейна мы знаем, что во Вселенной время интетрировано с пространством, в результате чего возникло неразрывное пространство-время, которое искривляется под влиянием больших гравитационных масс. Известно также, что при запредельных скоростях, приближающихся к околосветовым, время замедляется и при «провале» в черную дыру вообще останавливается. Но оперируя этим знанием, наука тем не менее ничего не говорит о том, что такое время.

А весь прогресс ее – суть повышение разрешающей способности измерений все более кратких мгновений времени. Дело уже дошло до атгосекундных лазерных импульсов, при которых секунда дробится на доли, равные 1C¹⁸. При таких длительностях импульса не то что молекула, атом «замораживается» в своем движении, что позволяет детально изучать переходы электронов с одного квантового уровня на другой.

Сегодня уже трудно представить себе мир без мобильников и интернета, которые невозможны без миниатюрных атомных «ловушек», где движение единиц материи затормаживается чуть ли не до нуля с помощью лазерного света. У заторможенного же атома легко измерить квантовый переход, или классический боровский «скачок» с одного уровня на другой. Скачки эти совершаются за строго определенные промежутки, что и явилось новым стандартом времени.

Первые «примитивные» атомные часы использовали для определения квантового перехода микроволновое излучение, длина волны которого составляет 3,2 сантиметра. Поэтому обычные «промышленные» атомные часы, стоящие ныне в самых разных национальных бюро и институтах стандартов, представляют собой довольно внушительное сооружение размером с большой платяной шкаф.

Точность хода этих часов такова, что ошибка в 1 секунду набегает «всего лишь» за 30 миллионов лет! Гораздо шире распространены более «примитивные» часы размером с коробку из под обуви. Точность их на 3 порядка ниже, но зато тысячи подобных часов весьма активно используются по всему миру – ее хватает для современных средств связи, FM-радио, а также передачи данных в сетях со многими пользователями.

Бегунов на 100 метров обязательно разделяют по дорожкам, иначе они в своем неудержимом стремлении к финишу переломают друг другу ноги. Стайеры же бегут свои 5 или 10 тысяч метров с гораздо меньшими скоростями, поэтому им можно бежать и в толпе.

Атомам же цезия в стандартных часах приходится выступать «в толпе». Цезий был выбран при создании атомных часов благодаря тому, что он довольно легко испаряется при невысокой температуре, но в то же время масса его атомов достаточно велика, чтобы атомы вели себя в «облаке» весьма достойно и сдержанно.

При воздействии на облако микроволнового излучения с частотой 10 гигагерц атомы поглощают его энергию, которая индуцирует – вызывает – переход электронов с одного квантового уровня на другой. В целом таких возможных уровней 16, но создателей часов волнует лишь два специфических с максимально возможной частотой перехода.

В цезиевых часах оптимальная частота выходного сигнала составляет 9192 631 770 герц. Это и есть атомный эталон времени. Можно еще сказать, что атомные часы делают такое вот огромное количество «тик-таков» в 1 секунду. Можно также добавить, что «разведение» двух указанных энергетических состояний достигается колебаниями слабого магнитного поля.

Размер атомных часов диктуется, как уже говорилось выше, длиной волны излучения в 3,2 сантиметра.

Эта длина налагает ограничение на возможную и желательную миниатюризацию атомных часов.

В силу естественных причин, прежде всего охлаждения атомного облака, точность хода атомных часов определяется двумя основными параметрами. Это прежде всего повышение уровня сигнала по отношению к фоновому «шуму», то есть чтобы полезный сигнал не «размывался». А это размывание ведет к «уходу» от оптимальной частоты, что и является вторым параметром.

Все эти квантовые сложности долгие десятилетия мешали физикам построить миниатюрные атомные часы, да к тому же и достаточно дешевые, что позволило бы двинуть атомный стандарт времени в широкие массы. Помощь пришла с совершенно неожиданной стороны, а именно из электроники.

Электронная промышленность довольно давно наладила успешное производство кремниевых «ваферов», или вафлей, представляющих собой круглый кремниевый кристалл диаметром со стандартный CD, из которого затем нарезаются миниатюрные чипы для часов, мобильников и других электронных устройств.

Новые атомные часы, описанные в журнале «Applied Physics Letters», являют собой самый настоящий шедевр сверхминиатюризации. В кремниевом квадратике со стороной 1,2 миллиметра и толщиной 0,375 миллиметра просверливается сквозной колодец со стороной 600 микрон, в который «помещается» цезиевое облако. Сверху и снизу он закрывается тоненькими стеклышками.

А далее, как в стандартном лазерном проигрывателе или бытовом DVD-плейере, цезий освещается лазером и начинает выдавать полезный тактовый сигнал с оптимальной частотой чуть более 9 гигагерц, точное значение которой приведено выше. Так получили атомные часы, энергопотребление которых составляет милливатты, что позволяет использовать для их питания стандартную батарейку.

Авторы, создавшие сей уникальный шедевр, сравнимый с подкованной Левшой блохой, поясняют, что конечно, точность их новых часов на порядки уступает часам-шкафу, которые дают секундную ошибку в 30 миллионов лет. Но зато стоимость новых «часиков» составляет даже сейчас всего лишь 120 долларов, а при массовой «штамповке» будет и того меньше. Зато какие возможности открываются для научных и бытовых электронных устройств!

Достаточно привести всего лишь один пример использования таких точных наручных часов, а именно в системе GPS – Global Positioning System – Системе глобального позиционирования, или определения местоположения. С новыми часами такая система станет доступной для каждого, причем точность определения места достигнет буквально миллиметров, а не метров, как сейчас.

Вот что может дать «ловля микрон» в таком важном деле, как измерение времени. Пусть оно хранит от нас свои тайны, но наука нашла способ обойти их и начать полномасштабную «эксплуатацию» четвертого измерения пространства-времени.

ГЛАВНАЯ ТЕМА

Царица наук: проверка на служебное соответствие

Жираф – прекрасное подтверждение теории Ламарка наследований полезных признаков, приобретенных в течение жизни

Любая наука начинается с парочки сумасшедших идей, оформляется в почтенную респектабельную фундаментальную теорию, которая быстро обрастает прикладными разработками, порождающими принципиально новые технологии. Нормальный путь. Особенно если технология при этом не воображает себя собственно наукой и даже царицей наук, и не вытесняет ее.

Не произошло ли это на наших глазах с последней общепризнанной царицей наук – генетикой?

Она во многом сформировала нынешнее общественное сознание и сама оказалась у него в плену. Многие современные мифы выросли из ее фундаментальных открытий, не став, однако, от этого ближе к истине.

Генетика – наука или технология?

– Тебе все еще нужен Черный Ящик?

– Ящик? – пробормотал я, не в силах оторваться от рекламации.

– Как тебе сказать.,.

Какой, собственно, ящик?

А. и Б. Стругацкие «Сказка о тройке II»

Ученые наконец нашли и выделили ген, ответственный за желание ученых находить гены.

Профессиональный анекдот.

1900 год. Заря нового, XX века. Год рождения новой науки, во многом определившей его лицо. Читатель, конечно, уже догадался – вспомнил со школьной скамьи – речь идет о генетике. В 1900 году, после переоткрытия Гуго де Фризом законов Менделя, родилась генетика – наука, во многом определившая лицо XX века.

Уже рождение ее напоминает мифологический сюжет. Как младенец Геракл задушил змей, подосланных к нему богиней Герой, еще в колыбели, точно так же генетика самим фактом своего рождения избавила биологию от страшной напасти – так называемого «кошмара Дженкина». Английский врач Ф. Дженкин в 1867 году выступил с критикой теории Дарвина – он показал, что при принятии теории «слитной наследственности», господствовавшей в ту эпоху, всякое наследственное уклонение будет неизбежно «разбавляться» по мере смены поколений, пока наконец от него ничего не останется. Сам Дарвин был настолько поражен этим возражением против своей теории, что оно получило название «кошмар Дженкина». Он даже считал необходимым ввести в свою теорию допущение о массовых, а также повторных изменениях в одном и том же направлении, чтобы противодействовать этому кошмару. Такие очевидные факты, как передающаяся из поколения в поколение тяжелая челюсть Габсбургов или оттопыренная губа Бурбонов, не могли успокоить исследователя. Это были единичные факты, терявшиеся в массе других наблюдений, к тому же никак не объясненные никакой теорией. А противостоять одной теории в то время мог никак не факт, а только другая теория. Стала ясна необходимость изучения наследственности.

Дарвин знал работу Менделя, но считал, что таким образом наследуются только уродства, а к наследованию «нормальных» признаков закон единообразия гибридов первого поколения и расщепления 3:1 во втором поколении неприменим. Для такой точки зрения у него были свои основания – законы Менделя выполняются при скрещивании чистых линий, отличающихся только аллельным состоянием одного гена, а подобные примеры редко встречаются как в природе, так и в селекционной практике.

Генетика принесла в биологию расчет. Вместе с формальными методами анализа это позволило сильно отвлечься от биологического содержания процессов.

Генетика была первой дисциплиной, принесшей в биологию расчет. До этого в биологии господствовал метод рассуждений, восходящий чуть ли не к Аристотелю. Наука состояла из фактов, добываемых анатомами, физиологами, зоологами, ботаниками, и объяснений этих фактов, обычно непроверяемых. Идея проверять теорию практикой пришла в биологию в начале XX века – Август Вейсман в течение многих поколений отрубал крысам хвосты, но они от этого не стали рождаться с уже короткими хвостами – так он опроверг гипотезу Ламарка о наследовании благоприобретенных признаков. Недаром впоследствии лысенковцы называли генетиков вейсманистами-морганистами – действительно, экспериментальная проверка теоретических положений была принесена в биологию этими людьми. На смену достаточно туманным рассуждениям эволюционистов об изменениях признаков в поколениях путем естественного отбора пришли точные количественные соотношения фенотипов потомков. Впервые наука показала – да, мы можем предсказывать будущее. При соблюдении определенных условий – при скрещивании чистых линий (не изменяющихся в течение поколений), отличающихся по одному признаку, мы можем предсказать, каково будет соотношение особей, обладающих разными вариантами этого признака.

Могущество Числа соединилось в молодой науке с могуществом формального метода – для генетического анализа совершенно не требовалось знания о материальном носителе наследственности. Признаком могло быть абсолютно все что угодно – окраска зерна у гороха, глаз у мушки– дрозофилы – генетическому анализу поддавался любой. Здесь же таился зародыш будущих проблем – как выяснилось впоследствии, разные признаки имеют разное генетическое определение, а некоторые вообще не имеют такового. Однако гордиев узел наследственности, в котором до той поры копались эволюционисты, рассуждая о полезных и вредных малых уклонениях, о неопределенной и определенной изменчивости, генетика просто разрубила. Признак – это то, что мы так назвали. Главное – чтобы отличие по нему было единственным у чистых линий. А откуда этот признак берется – это его личное дело. Так демон редукционизма был запряжен в колесницу познания и бодро потащил ее из болота спекуляций.

На фоне общих рассуждений, составлявших значительную долю теоретической биологии в конце XIX – начале XX века, количественный подход и строгая логика эксперимента были большим методологическим прорывом. (Взять хотя бы типичный продукт той эпохи – биогенетический закон Мюллера – Геккеля. Онтогенез есть краткое повторение филогенеза, учат нас в школе до сих пор. Очень хорошо, но ведь одним из критериев филогенетической близости – то есть общего эволюционного происхождения – как раз и являются эмбриологические доказательства – сходство онтогенеза. Получается логическая петля: общность индивидуального развития обуславливает эволюционную близость, одним из критериев которой как раз и является сходство индивидуального развития). Немедленно новый метод дал первые важные результаты – гипотеза чистоты гамет, закон единообразия гибридов первого поколения – все законы Менделя. Наследственные признаки оказались доступными количественному анализу, и началось головокружение от успехов. Гуго Де Фриз открыл мутации – внезапные скачкообразные изменения наследственных признаков. До сих пор считалось, что признаки животных и растений постоянны – Де Фриз первым открыл, что они подвержены скачкообразным изменениям. Именно скачкообразность изменения была новым фундаментальным фактом, на первый взгляд противоречившим дарвиновской идее постепенных преобразований. Под впечатлением от своего действительно фундаментального открытия Де Фриз объявил о создании новой теории происхождения видов, очень простой и понятной. Виды происходят от особей, подвергшихся крупным мутациям. Такие организмы, радикально отличающиеся от своих родителей, дают начало не просто видам, а более крупным таксонам.

Дарвин обнаружил, что вьюрки Галапагосского архипелага имеют четко различающиеся формы клюва в зависимости от источников пищи доступных на данном острове

Действительно, у мухи-дрозофилы есть мутация «tetraptera», при которой мухи приобретают лишнюю пару крыльев. А ведь это признак отряда – количество крыльев! У перепончатокрылых их как раз 4 – вот и начало превращения мухи в осу. Простота и обаяние этой идеи таковы, что до сих пор она периодически возвращается к жизни под разными названиями. Мутационизм, сальтационное видообразование – все это она, старая идея Де Фриза. Привлекательность мутационизма в том, что он легко объясняет возникновение признаков крупных систематических групп. Классический дарвинизм отводит на это миллионы лет, а тут раз – и готово!

Беда только в том, что «многообещающий урод» появляется один – так учит нас современный учебник генетики и теории эволюции. И хорошо еще, если его «уродство» не мешает ему скрещиваться с себе подобными – тогда мутация попадет в генофонд популяции и, если не исчезнет, сможет когда-нибудь распространиться – если окажется полезной.

А если мешает?

Если он «один такой»? Ведь вероятность возникновения у двух особей одинаковой мутации исчезающе мала.

На самом деле генетики не были такими идиотами, какими видит их современный учебник, и полагали, что такие «уродства» повторяются регулярно, если вид дошел до определенного порога. Де Фриз, изучавший растение энотеру (ослинник), своими глазами видел примеры проявления массовых мутаций. Через 40 лет выяснилось, что Де Фриз принимал за мутации то, что было другим генетическим явлением – сбалансированными транслокациями, которые вели себя при скрещивании друг с другом как гены. Почему же Де Фриз так ошибся? Его подвел тот самый метод, который принес ему успех – ведь для генетического анализа неважно, имеем мы дело с генами или с транслокациями – переносом части одной хромосомы на другую. Когда Де Фриз обнаружил, что его «мутации» совсем не всегда ведут себя так, как положено генам, да еще и вдобавок не порождают у растений различий видового уровня, он разочаровался в своей теории.