Текст книги "Яблони на Марсе"

Автор книги: Юрий Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 18 страниц)

Нарисованная картина – плод чистого, хотя никаких особых фантазий здесь нет, воображения. А вот реальные факты. По американским данным, ежегодные убытки национальной экономики США от неблагоприятной погоды составляют около 13 миллиардов долларов, из них больше 60 процентов приходится на сельское хозяйство. Даже в условиях высокой культуры земледелия погода по-прежнему остается лимитирующим фактором. На территории СССР природа более сурова, чем в США или в Западной Европе. Если у нас в благоприятных условиях находится всего 28 процентов земельных площадей, то в США – 79,9 процента.

Предотвращение погодных убытков – в первую очередь забота агрометеорологов. В нашей стране агрометеорологическая служба или просто «Служба урожая» была создана декретом Совета Труда и Обороны, подписанным Владимиром Ильичем Лениным в апреле 1921 года. Сейчас агрометеонаблюдения круглогодично проводят 2,5 тысячи станций и почти 16 тысяч постов, раскиданных по необъятным территориям СССР. Для слежения за погодой, посевами и окружающей их средой используются сотни типов всевозможных приборов: ауксанографы, снего-, влаго– и осадкомеры, фотометры, пиранометры, актинометры, термометры, барографы – все не перечесть! Регистрируется сложный комплекс связанных с погодой характеристик. Запасы продуктивной влаги в почве непосредственно под сельскохозяйственными культурами, время наступления фаз развития растений. В зимний период идет слежение за температурой почвы на глубине узла кущения озимых (3–4 сантиметра), проводится выборочное отращивание озимых для определения их жизнестойкости…

Лавина информации обрушивается на земледельцев. Справиться с ней, переварить ее способны только ЭВМ. Но даже при их посредничестве как не захлебнуться в этом изобилии данных? Трудные задачи приходится решать. Потому-то ежегодно и собирается Всесоюзный рабочий проблемный семинар ученых, имеющий непривычное название ПУМ (аббревиатура слов «погода» – «урожай» – «математика»). Математики, биологи, агрофизики, агрономы, метеорологи, географы, почвоведы хотят оградить урожай от погодных неурядиц, сделать его стабильным.

Многие видные исследователи стали постоянными участниками ПУМа. К примеру, доктор технических наук Ратмир Александрович Полуэктов (Агрофизический институт, Ленинград). Он разрабатывает имитационные модели, проверяя расчеты, выполненные на ЭВМ, на экспериментальных полях института.

Доктор физико-математических наук Эраст Григорьевич Палагин (Ленинградский гидрометеорологический институт) создал модели перезимовки озимых. Причин, вызывающих повреждение и гибель озимых, превеликое множество. Вымерзание, выпревание, вымокание, наличие притертой к поверхности почвы ледяной корки, выдувание, выпирание и механические повреждения всех мастей за счет частой смены оттаивания и замерзания почвы. Палагин поставил и решил задачу о распределении тепла в системе: атмосфера – снег – мерзлая и талая почва. Кроме того, в память ЭВМ ввели подробные сведения о прошедших дождях, снеге, параметры почвы и все другие необходимые данные. И – чудеса науки! – машина с вероятностью 93 (!) процента способна определить, какие культуры перенесли тяготы зимы, кто погиб, у кого повреждены корни, что надо пересеять… Модель Палагина проверялась на полях под Новосибирском и Воронежем.

Интересны работы москвича доктора технических наук Евгения Петровича Галямина. Он разработал методы оптимизации оперативного распределения водных ресурсов при орошении. Как, куда, сколько воды необходимо дать растениям. И все это в быстро меняющихся условиях…

Творческое, очень плодотворное сотрудничество математиков с представителями других наук, пекущихся о нуждах сельского хозяйства, продолжается. На очередных совещаниях ПУМа вновь разгорятся жаркие научные споры между энтузиастами-единомышленниками.

ПУМ – неформальное содружество ученых. Официальным же главным штабом агрометеонауки страны является Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии (ВНИИСХМ) Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды. Институт этот был создан в 1978 году и находится в небольшом городке ученых Обнинске, расположенном в Калужской области.

И вот я в Обнинске, благо езды из Москвы туда два часа на электричке, беседую с директором ВНИИСХМ кандидатом биологических наук Иосифом Генриховичем Грингофом.

– У агрометеорологов, – рассказывает Грингоф, – немало еще и просто нелегкого физического труда. К примеру, для определения влажности почв обычно используется ручной бур. Долгое это дело: образчики надо извлечь, поместить в специальные алюминиевые стаканчики, сушить 8 часов в термостате, затем, проведя новое взвешивание, приняться за расчеты. Или, допустим, оценка урожайности зерновых. Так называемая метровка, рамка размерами метр на метр, накладывается на посев, количество стеблей, которые попали в нее, надо тщательно пересчитать. Нагнувшись, на корточках многие часы – на тысячу стеблей уходит примерно 1,5 часа – проводит человек за утомительным занятием: в день удается проанализировать лишь несколько рамок. Для облегчения работы к уже имеющейся большой армии приборов мы стараемся добавить новые, более удобные и совершенные. И все же будущее агрометеонаблюдений, без сомнения, принадлежит авиационной и космической службе…

Вместе с Грингофом я перехожу в отдел аэрокосмических методов исследования агрометеобъектов, где мне показывают удивительные средства для слежения за развитием растений.

…Экран дисплея, словно бы спросонок, моргнув пару раз, вдруг вспыхнул ослепительно ярким многоцветьем. Будто бы в комнату втащили кусок радуги, щедро изливающей все цветовые тона, от красных до фиолетовых. Так демонстрировал свои возможности комплекс технических средств «Диск», созданный в ГДР фирмой «Роботрон» и предназначенный для распознавания образов. В данном случае требовалось проявить умение оперативно и толково отличать посевы озимой пшеницы от кукурузы, люцерны от сахарной свеклы, поля клевера от лесных угодий. Их запечатленный из космоса образ, записанный на магнитную ленту, с помощью монитора мог быть выведен на телеэкран.

– Недостатки информации, которую дает наземная сеть постов и станций, очевидны, – рассказывает заместитель директора ВНИИСХМ по науке кандидат географических наук Александр Дмитриевич Клещенко. – Станций просто мало, ну максимум три на область, поэтому данные получаются «точечными» и до известной степени случайными. Кроме того, эти агрометеовести поступают неоперативно: пока обследования проведут, пока составят сводки, пошлют телеграммы… Данные же со спутников разом охватывают громадные площади посевов, времени на сбор этих сведений уходит минуты, так что, получив известия по радиоканалам, уже через полчаса можно приступить к их анализу. Хуже обстоит дело с интерпретацией. Ведь надо не только различать одну культуру от другой, не только оценивать площади посадок, но «видеть» их структуру: высоту, состояние растений, фазы развития и многое другое. Ну и, понятно, у спутниковой агрослужбы есть и досадные прорехи: скажем, облачный покров может заэкранировать посевы, сделать их невидимыми. Здесь-то должны выручать авиация и средства наземных наблюдений.

Идущая со спутников, самолетов, передаваемая по телетайпам закодированная в телеграммах информация поступает к тем, кто командует ходом посевной, кампанией агротехнических мероприятий, операциями по уборке урожая. Спрашивается, в какие формы надо облечь эти сведения, чтобы они стали компактными, легко обозримыми? Чтоб командирам полей было легче принять решение? Чтоб извлечь из данных наибольшую пользу? И на эти вопросы дают ответы математики.

Погода полями правит

На письменном столе разбросаны карандаши. Доктор физико-математических наук заведующий отделом математических моделей агроэкологических систем ВНИИСХМ Олег Дмитриевич Сиротенко берет поочередно карандаши нужного цвета, и на листе бумаги передо мной возникают паутины схем. Сиротенко один из активнейших пумовцев, я давно мечтал о встрече с ним.

– Моделирование системы погода – урожай, – говорит Олег Дмитриевич, – пережило уже несколько этапов своего развития. На смену описательным концепциям (первая четверть нашего века, когда еще только формировались обобщения данных агрономии, физиологии растений, а также выкристаллизовывались методы решения задач тепло– и влагообмена в приземном слое и почве) пришел второй этап (примерно 40–50-е годы), этап «статистический», пора установления эмпирических связей между входами и выходами посева (агроценоза), а затем (наше время) и наиболее полный и адекватный действительности, позволяющий отчетливо представлять как биологический, так и физический смысл явлений, третий этап – «физико-математический».

Сиротенко подводит меня к стендам. (Видимо, это следы какой-то недавней научной конференции.) Показывает демонстрационные плакаты, что-то ищет в стопке лежащих у него на рабочем столе чужих диссертаций. Он только что вернулся из Москвы, где исполнял священную роль оппонента. Мы перемещаемся к доске, и писанные мелом символы быстро покрывают ее поверхность. Я вслушиваюсь в его слова, и постепенно меня охватывает изумление. Нет, ведь это просто чудо! Великой похвалы достойно умение ученых имитировать, воспроизводить в своих внешне сухих схемах и моделях и трепет колеблемой ветром листвы, и грозные ливневые низвержения небесной влаги, и страшные укусы солнечной радиации при засухах, и кротовью сонную жизнь сосущих соки земли корней! Все это не может не быть уделом избранных, гордящихся своим мастерством.

– В настоящее время динамические модели погода – урожай, – словно прочитав мои мысли, говорит Сиротенко, – настолько отлажены и упрощены, что их вполне можно тиражировать. Любой владелец персонального компьютера имеет возможность начать компьютерные агроигры, спрашивать и получать ответы на сотни практически важных агрометеовопросов.

Я узнаю, что исследователи из ВНИИСХМ создали агрометеорологическую имитационную систему, сокращенно АМИС. Ее главное назначение – давать точную количественную информацию в ответ на широкий спектр вопросов типа: «Что было бы, если?..» и «Что будет, если?..» Вопросов, охватывающих, как видим, и прошлое, и настоящее, и будущее. Агрометеорологи словно бы получили в свое полное распоряжение машину времени. Они, как писатели-фантасты, могут начать увлекательное и полезное путешествие в мир Возможностей, путешествие, позволяющее лучше понять ту реальность, что пока скрыта от глаз, но имеет решающее значение для судеб сельского хозяйства.

Вопросы, их можно задавать без конца. Насколько оправдана азотная подкормка именно в данный момент? Какова северная граница рентабельных посевов кукурузы в данном году? Как оптимально разместить культуры на территории совхоза, области, края, страны? Каковы лучшие сроки сева при сложившихся запасах влаги в почве? Целесообразна ли замена в отдельных районах страны посевов озимых яровыми культурами?..

Имитационные игры будут особенно полезны тем, кто руководит битвой за урожай.

На огромной территории нашей страны каждый год, – говорит Сиротенко, – в соответствии с особенностями крупномасштабных синоптических явлений разворачивается уникальный пространственно-временной сценарий агрометеорологических условий, определяющих судьбу урожая данного года. Использование АМИС позволит анализировать эти процессы на качественно новом уровне.

Погода полями правит. Эта ставшая пословицей истина (равно как и другие проявления народной мудрости: «Сей овес в грязь – будешь князь», «Снег на полях – хлеб в закромах») ныне уже требует существенных уточнений. И будем надеяться, что скоро вопреки погоде, если она зла, и в помощь ей, если добра, править полями будет также и математика. Порукой тому – новейшие исследования советских агрометеорологов.

Глава 8
По примеру Полинга

Я хочу воздать должное одному из незаметных ученых, Фридриху Мишеру, который немногим более ста лет назад, в 1869 году, где-то между Тюбингеном и Базелем открыл нуклеиновые кислоты. Как и следовало ожидать, никто не обратил ни малейшего внимания на это открытие. Тогда еще не заработала гигантская машина прессы, которая сегодня громкими фанфарами извещает мир даже о самом незначительном ходе науки на шахматной доске природы.

Эрвин Чаргафф

В известной русской сказке смерть Кощея была запрятана в яйце, яйцо – в утке, утка – в зайце… Примерно так же хитро и дальновидно «захоронена» генетическая информация, определяющая развитие любого организма.

Гены – таинственные частички материи, вещество, заставляющее всякое творение природы быть похожим на своих родичей и в то же время быть глубоко индивидуальным, не похожим ни на какое иное живущее создание.

Где они расположены? Как устроены? Как им удается отдавать приказы на особом биохимическом языке?

В головокружительные, темные, бездонные глубины живой клетки пришлось погрузиться ученым, чтобы докопаться, разыскать наконец то место, где зашифрована программа жизни слона или бактерии, человека или лягушки, яблони или микроскопической водоросли хлореллы, живших когда-то на Земле мамонтов или динозавров.

Хранилище, вместилище генов? Их потаенный склад? Теперь его адрес установлен. И то, что потребовало усилий стольких поколений исследователей разных стран, то, что являлось предметом жарких споров, ученейших препирательств и распрей, что поначалу казалось подозрительным, наивным, незрелым, требовало проверки, строжайших доказательств – теперь все это стало азбучными истинами, далекой историей науки, буднично и просто составляет пару страничек школьного учебника биологии.

Застенчивый швейцарец

Да и сто лет спустя, в 1969 году, почти в наше с вами, читатель, время, никто особо не праздновал дату важного открытия – момента обнаружения молекул наследственности. И сегодня разыскать материалы для биографии Фридриха Иоганна Мишера все еще совсем непросто.

Мишер (1844–1895) – швейцарский биохимик, сын врача, прожил, по нынешним меркам, недолгую жизнь. Был чем-то вроде аспиранта в университете южногерманского города Тюбингена, на кафедре Гоппе-Зейлера (1825–1895), одного из основоположников современной биохимии, наставника многих известных ученых (в том числе и русских: Сеченова, Захарьина, Боткина, Дьяконова, Манасеина и других).

Лаборатория Эрнста Феликса Иммануила Гоппе-Зейлера была тогда Меккой приверженцев физиологической химии, здесь-то 25-летний Мишер и совершил свое выдающееся открытие. Впрочем, необходимо отметить, что строго-то говоря, не Мишер поднял, возвеличил, прославил имя ДНК, а сама эта замечательная молекула, задним числом, всем своим авторитетом в науке увековечила имя Мишера!

Обстоятельства открытия были таковы: исследователь обрабатывал элементы крови – лейкоциты ферментом желудочного сока пепсином, разрушающим белки. Клетки разваливались, что можно было наблюдать в микроскоп, но их ядра оставались невредимыми. Мишер выделил содержащееся в ядрах неизвестное вещество небелковой природы с необычайно большим содержанием в нем фосфора и азота и, не мудрствуя лукаво, назвал его нуклеином, то есть ядерным (от латинского «nucleus» – «ядро»).

Детальному изучению нуклеиновых кислот Мишер посвятил, покинув лабораторию учителя и вернувшись в родной Базель, оставшуюся часть жизни. Он скупо сообщал о результатах своего труда, и лишь после смерти Мишера его друзья и близкие, разобравшись в кипах лабораторных тетрадей, черновиков, записей, сделанных в спешке, в перерывах между опытами и лекциями, которые он читал в Базельском университете, выпустили в 1897 году в свет книгу, озаглавленную «Работы Ф. Мишера по гистохимии и физиологии». На первой странице сборника был помещен портрет автора: хорошее, слегка смущенное (или печальное?) лицо одного из тех людей, которые, кажется, с рождения не снимали со своей головы шапку-невидимку.

Видимо, так и не удастся установить, сознавал ли застенчивый швейцарец всю значимость своего открытия. Или же его тщательнейший научный розыск – просто следствие прилежания и педантичности. Несомненно только то, что предчувствия важности содеянного, интуиция разведчика новых земель тревожили его. В одном из многих писем к своему родственнику профессору Вильгельму Гису Мишер высказывал предположение, что ключ к решению проблемы передачи наследственных свойств будет найден стереохимиками.

Вот его подлинные слова о стереозомерах: «…с их помощью мы можем выразить все бесконечное многообразие наследственных признаков, подобно тому как при помощи двадцати четырех или тридцати букв алфавита мы можем составлять слова и выражать мысли на любом языке…» (выделено мною. – Ю. Ч.).

Удачный выбор

В начале XX века открытие Мишера было прочно забыто. В те времена у всех биологов на устах вертелось совсем другое имя – Грегор Мендель.

Мендель (1822–1884), сын бедного силезского крестьянина, вынужден был поступить послушником в августинский монастырь святого Фомы города Брюнна, ныне Брно, в Чехословакии. Был посвящен в священники, мирское имя Иоганн он поменял на церковное Грегор, но никаких церковных обязанностей не исполнял, а занимался преподаванием. Был в разное время учителем математики и греческого языка, позже физики и естественной истории, ставил опыты по скрещиванию растений. (В прошлом веке в школах и гимназиях Австро-Венгрии часто можно было видеть монахов, они преподавали не только слово божие, но и светские науки – химию, ботанику, зоологию. Мендель вначале учился в Ольмюцком философическом институте, а в 1851 году администрация монастыря посылает его в Венский университет для изучения естественных наук.)

Менделя интересовали две далекие друг от друга дисциплины – математика и ботаника. Ему нравилось возиться с растениями в монастырском саду – крохотном, 7 на 35 метров, под окнами своей кельи, ибо с детства приобрел практические навыки в садоводстве. Восемь лет неторопливо и тщательно этот странный монах проводил загадочные опыты – скрещивал различные сорта гороха и терпеливо фиксировал результаты, подвергая их математической обработке. В 1865 году итоги работы были доложены в Брюннском обществе естествоиспытателей и в 1866-м опубликованы (труд назывался «Опыты над растительными гибридами») в «Записках» того же общества.

Злые языки утверждают, что издатели поместили работу Менделя в сборник только потому, что более интересных материалов тогда не нашлось, но не будь этой публикации, Мендель не стал бы всемирно известным исследователем, отцом учения о наследственности. Однако тогда печатное детище Менделя не вызвало никакого отклика в научном мире. Известно, что труды общества естествоиспытателей в Брно со статьей Менделя были разосланы в 120 научных библиотек мира, сам Мендель дополнительно распространил 40 оттисков. Не было ни дискуссий, ни просто вопросов к творцу новой науки.

Чувствуя всю шаткость своего положения никому не известного любителя, Мендель решил обратиться к светилам тогдашней ботаники. Его выбор пал на Карла Вильгельма Негели (1817–1891), ибо Негели был одним из первых, кто пытался применять математические методы в ботанике. Но ответ Негели на послание Менделя был кратким и сухим.

При жизни Менделя его выдающиеся, теперь классические, исследования не были по достоинству оценены, хотя не только Негели, но и другие крупные биологи знали о них. Ученый скончался, не подозревая о произведенном им революционном перевороте в научных взглядах. Лишь в 1900 году непонятная и забытая работа Менделя привлекла вдруг всеобщее внимание. Сразу несколько исследователей – Хуго Де Фриз в Голландии, Карл Корренс в Германии и Эрик Чермак в Австрии – на собственных опытах убедились в справедливости выводов Менделя.

Своими научными успехами Мендель обязан также и необычайно удачному выбору объекта исследований. Всего в четырех поколениях гороха он обследовал 20 тысяч потомков. А представьте себе, что Мендель ставил бы эксперименты не на горохе, а на… слонах! Или каких-то других крупных сельскохозяйственных животных – до гороха Мендель возился, безуспешно, с мышами – тут бы ни средств, ни времени, ни терпения ему бы не хватило.

Горох был удобен еще и по иным соображениям. Потомство этого растения обладает рядом четко различимых признаков: зеленый или желтый цвет семядолей, гладкие или, напротив, морщинистые семена, вздутые или четкообразно перетянутые бобы, длинная или же короткая стеблевая ось соцветия и так далее. Переходных, половинчатых, смазанных признаков не было. Всякий раз можно было уверенно говорить да или нет, или – или, иметь дело с альтернативой. А потому и оспаривать выводы Менделя, сомневаться в них не приходилось. И все положения теории Менделя уже никем не были опровергнуты и по заслугам стали частью золотого фонда науки.

«Просто короткое и удобное слово»

Считается, что только тот владеет основами генетики, для кого один из выводов Менделя – 3 : 1 – ясен, как простая гамма. Расщепление признаков во втором поколении гибридов – три к одному. Скажем, при скрещивании сильного желтозерного гороха с зеленозерным первое поколение гибридов будет обязательно иметь желтые горошины. Однако в следующем поколении появляются и слабые зеленые горошины, причем в строгом численном соотношении – 1 : 3: в среднем один зеленозерный на три желтозерных ростка. Зеленый цвет может дать только одно сочетание зеленый + зеленый, все остальные три комбинации: зеленый + желтый, желтый + зеленый и желтый + желтый – ведут к желтой окраске. Отсюда и возникают цифры 1 и 3.

На этот счет у студентов-генетиков Ленинградского университета есть даже особая песенка. Начало у нее:

 
Три к одному – какой закон!
Как много дум наводит он…
 

Гармония чисел, согласие явлений природы, стройность и порядок, проглядывающие сквозь путаницу и кавардак явлений. Многие историки науки полагают, что Мендель будто бы знал, что ищет. Что-де он сначала интуитивно проник в душу природных событий, а уже затем так спланировал свои опыты, чтобы озарившая мозг идея выявилась наилучшим образом и в кратчайшие сроки. Потому-то он останавливается на больше всего пригодном для опытов виде растения-самоопылителя – горохе. Оттого два года отбирает наиболее пригодные признаки. И затем проводит эксперименты на таком количестве растений, сколько нужно, чтобы установить численные отношения для генетических законов.

Все это и породило красоту и стройность найденных Менделем пропорций. Так, к примеру, при свободном комбинировании двух пар признаков: окраски (желтые, сильные или, как говорят ученые, доминантные семена и семена зеленые, слабые, или рецессивные) и формы семян (гладкая – доминантная и морщинистая – рецессивная форма) растения в первом поколении дают желтые и гладкие горошины. Но затем происходит расщепление признаков в строгой пропорции: 9 : 3 : 3 : 1. В среднем из 16 растений 9 желтых и гладких гибридов, 3 желтых и морщинистых, 3 зеленых и гладких и только 1 зеленый и морщинистый.

О, тут нет никаких сомнений, именно гармония, словно свет, озарила первые шаги зарождающейся науки. Мендель руководствовался принципом красоты.

После работ Менделя и его переоткрывателей трудно было сомневаться в том, что передачу наследственных признаков осуществляют какие-то имеющиеся в клетках частицы. Именно Мендель фактически ввел в науку понятие «гены», хотя называл их иначе – факторами.

Коротенькое, но емкое слово «ген» (от греческого «genos» – «род, происхождение», отсюда пошли и родственные слова «генезис», «генофонд», «геном», «генетика» и им подобные) предложил в 1909 году в книге «Elemente die exakten Erblichkeitslehre» – «Элементы точного учения об изменчивости и наследственности» датский биолог Вильгельм Иогансен (1857–1927).

Следует отметить, что Иогансен, как и Мендель, не был ученым-профессионалом, свою научную карьеру начинал учеником аптекаря, склонялся к пониманию гена как чистой абстракции, только как подходящего термина для истолкования явлений наследственности. «Ген – это просто короткое и удобное слово, которое легко сочетается с другими…» – писал он. До конца жизни этот ученый не принимал попыток материального воплощения предложенного им понятия. «Слово „ген“, – настаивал он, – свободно от всякой гипотезы; но выражает лишь тот твердо установленный факт, что многие особенности организма обусловлены… „состояниями“, „основами“, „зачатками“ – короче, тем, что мы именно будем называть генами».

Помогли трудности

А увидеть гены, превратить это поначалу полумифическое, зыбкое, ускользающее понятие в реальность, в нечто материально видимое и различимое удалось американцу Томасу Ханту Моргану.

Морган (1866–1945) – биолог, как и Мендель, один из основоположников генетики. Коллеги из Колумбийского университета в 1908 году были удивлены, когда он, профессор экспериментальной зоологии, получивший уже широкую известность как эмбриолог (эмбриология – наука о зародышах человека, животных, растений), решил заняться модной, но неустоявшейся наукой – генетикой. Но Морган стоял на своем, он хотел проверить, действительно ли, как утверждал Мендель, в клетках существуют гены?

Морган обладал редким уменьем собирать вокруг себя талантливую молодежь. Один из его будущих ближайших сотрудников Кальвин Бриджес (1889–1938) зашел к Моргану, чтобы узнать, нельзя ли немного подработать, и получил задание мыть пробирки. Через неделю ему полюбился не только шеф, но и наука генетика. Девятнадцатилетний студент-второкурсник Алфред Стёртевант (1891–1970) был страстным лошадником, рылся в книгах, пытаясь установить, как наследуется масть. Отчаявшись, он пошел за разъяснениями к Моргану – и остался в его лаборатории. Через год Стёртевант сделал большое открытие – обнаружил явление сцепления генов. Позже он был удостоен многих званий, в частности, стал членом Национальной академии наук США.

Еще пример. Будущий классик генетики Герман Мёллер (1890–1967) жил и учился в другом городе. Ему было всего 17, он только что поступил на первый курс, но уже регулярно отправлял Моргану толстенные письма, где излагал… теоретические наметки экспериментов, которые должны были пролить свет на проблему наследственности… В 1946 году Мёллер стал нобелевским лауреатом.

Любопытно, что в 1933–1937 годах он работал в Москве в Институте генетики АН СССР, куда его пригласил академик Вавилов. Вернувшись в Америку, Мёллер долго не мог найти подходящей работы, его считали коммунистом! Обозленный, он, ненавидящий антисемитизм, немец по национальности, чтобы подразнить власти, стал выдавать себя… за еврея.

Морган делал ставку на молодых и не ошибся: в его лаборатории родилось множество замечательных открытий.

Президент Национальной академии наук США с 1921 по 1931 год, почетный член АН СССР, 1931 год, что, однако, не помешало в послевоенные годы Лысенко и его приспешникам объявить Моргана метафизиком и идеалистом, был в 1933 году удостоен Нобелевской премии.

А еще Моргану помогли трудности. Ученый обычно работал с кроликами, мышами и крысами, но в то время бюджет университетской лаборатории был весьма скромен, денег на сооружение большого вивария ему не дали. Пришлось искать новый экспериментальный объект, и Морган выбрал крошечную плодовую мушку дрозофилу. Редкий случай, когда скупость снабженцев оказала науке неоценимую услугу!

Дрозофила, Drosophila melanogaster, что означает «любительница росы с черным брюшком», все мы не раз видели эту мушку, вьющуюся вокруг перезрелых фруктов, стала для Моргана величайшей удачей. И сегодня число исследователей, занимающихся во всем мире этой мухой, насчитывает не одну тысячу. Почему? Что сделало мушку такой популярной? Об этом стоит поговорить особо.

Как бусины на нитке

Стеллажи, стеллажи… От пола до потолка. В неярком свете люминесцентных ламп (шестнадцать часов – день, с 12 до 8 утра – ночь) поблескивают на стеллажах тысячи пробирок-стаканчиков. В них ползают, вьются, копошатся крохотные существа с прозрачно-серыми крылышками…

Дрозофила, это маленькое, длиной около 3,5 миллиметра, со вздутым телом и обычно красными глазками насекомое легко разводить в пробирках на засеянных дрожжевыми клетками растертых бананах или просто манной каше с изюмом.

Главное достоинство дрозофилы – ее плодовитость. При температуре 25 градусов по Цельсию новое поколение мух появляется на свет через 10–12 дней. Одна самка может дать более тысячи потомков. Потому только за год удается получить 30–35 поколений и изучить сотни тысяч особей. Богатейшие возможности для тех, кто прослеживает длинные наследственные линии!

А еще дрозофила привлекательна вот чем. Наследственные проявления у нее бесчисленны и вместе с тем просты и легко различимы. Как окраска, форма семян и другие признаки у выбранного когда-то Г. Менделем гороха!

Мушки различаются укороченными крыльями (они могут быть и совсем маленькими, и загнутыми кверху и т. д.), цветом глаз (белые вместо нормальных – красных) и различными иными особенностями.

Исследуя под микроскопом ядра клеток дрозофилы, Морган и его ученики установили фундаментальные факты. Особые ядерные тельца – хромосомы (от греческого «chroma» – «краска» и «soma» – «тело», названы так вследствие способности хромосом сильно окрашиваться определенными красками, они делают хромосомы хорошо видимыми, что облегчает их изучение) меняли свою структуру, форму вместе с изменениями облика самой дрозофилы. Значит? Следовательно, сделал Морган вывод, гены должны локализоваться именно в хромосомах.

Не сразу, не вдруг пришел Морган к такому заключению. Хромосомная теория наследственности стала результатом огромной серии (благо плодовитость дрозофилы позволяла!) экспериментов.

Понятно, поначалу моргановские представления многим казались невероятными. Николай Иванович Вавилов, в 1921 году побывавший в США у Моргана, вспоминал позднее: «В этой лаборатории скептики выслушивались с особым вниманием. Исходя из сложности явлений наследственности и развития, мы полагали в то время, что строгое расположение генов в хромосомах в виде бус в линейном порядке мало вероятно. Такое представление казалось нам механистическим. Подобно другим, мы высказали наши сомнения Моргану. Он ответил нам, что он сам, как эмбриолог, вначале был большим скептиком, но колоссальное количество фактов наиболее просто объяснялось и объясняется линейным расположением генов. Он предложил нам посвятить несколько дней конкретному просмотру опытных материалов, на которых построена линейная гипотеза, добавив при этом, что охотно согласится с любой другой гипотезой, удовлетворительно объясняющей все наблюдаемые факты».