Елена Кочемировская - 10 гениев, изменивших мир

И вот тут на сцене появляется Томас Морган – 44-летний ученый, руководитель лаборатории в Колумбийском университете, признанный научный авторитет и специалист в области эмбриологии. Именно он стал «вторым» человеком в генетике после Менделя, хотя ранние работы ученого были полны скепсиса в отношении менделевской концепции наследственности. В частности, в 1905-м он оспаривал положение (которое впоследствии стало базовым для генетики), что каждая зародышевая клетка содержит в себе весь объем наследственной информации. Более того, он подвергал серьезному сомнению теорию естественного отбора и постепенности изменений, предпочитая ей теорию голландского ботаника Г. де Фриза, считавшего, что новый вид образуется в результате мутаций. «Природа сама создает новые виды, причем сразу и готовыми», – утверждал он. Так длилось до тех пор, пока Морган не начал эксперименты с плодовой мушкой Drosophila melanogaster. Собственно, она-то и принесла ученому всемирное признание и Нобелевскую премию.

История вопроса такова. Еще в 1902 году американский биолог Уильям С. Саттон и немецкий ученый Т. Бовери обратили внимание на сходство в поведении хромосом и менделевских «наследственных факторов» (генов) и независимо друг от друга высказали предположение, что гены размещаются внутри или на поверхности особых структур клеточного ядра – хромосом. Хромосома («окрашенные тельца», от греч. «хромо» – цвет, сома – «тело») – самовоспроизводящийся структурный элемент ядра клетки, содержащий ДНК, в которой заключена наследственная информация. Число, размер и форма хромосом строго определены для каждого вида. В любой клетке тела большинства животных и растений каждая хромосома представлена дважды: одна получена от отца, другая – от матери при слиянии ядер половых клеток в процессе оплодотворения.

Морган скептически относился к вышеупомянутой теории, считая, что хромосомы не являются носителями наследственности, а представляют собой всего лишь результат ранних стадий развития. Впрочем, ни убедительного доказательства, ни прямого опровержения хромосомной теории наследственности не было, и тогда Морган взялся за изучение и проверку выдвинутых гипотез.

Разумеется, сразу же возник вопрос о материале, на котором можно было бы построить исследования. Им стала уже упоминаемая мушка-дрозофила, превратившаяся в «священную корову» генетиков. Еще в 1900–1901 годах К. В. Вудворт, изучавший мушек в Гарвардском университете, обнаружил, что они являются превосходным исследовательским материалом для генетиков. С этим насекомым работали также В. Е. Кастл и Ф. Е. Лутц. Именно последний познакомил с результатами своей работы Моргана, подыскивавшего дешевый материал для научных изысканий. Тот с радостью ухватился за предложение Ф. Лутца, а через некоторое время Моргана уже именовали не иначе, как «повелитель мух».

В 1907 году ученый начал самостоятельное генетическое изучение плодовой мушки Drosophila melanogaster, маленького красноглазого насекомого, идеально подходившего для его исследований. Drosophila – это крошечное существо (всего-то 3 мм в длину), его легко содержать в лабораторных условиях – в полулитровую молочную бутылку помещалось тысяча мушек. Кроме того, у этой плодовой мушки всего четыре хромосомы, она начинает размножаться через две недели после появления на свет (в год сменяется около тридцати поколений дрозофил), и ее можно изучать в течение всей ее жизни, продолжительность которой составляет три месяца. У дрозофил можно легко определить потомков мужского и женского пола, и это оказалось немаловажным фактором. Вдобавок, поскольку у дрозофил нет внутриутробного развития, на каждом из этапов «взросления» мушки можно в полной мере наблюдать эффекты влияния мутаций. Ну и наконец, плодовая мушка почти ничего не стоила, была проста для разведения в лабораторных условиях (ее личинки развивались в бродящих, часто полужидких растительных остатках).

Томас Морган, начиная исследования, окружил себя группой наиболее толковых студентов и аспирантов. Совместными усилиями они оборудовали лабораторию в комнате 613 корпуса Шермерон Колумбийского университета, которая вскоре прославилась на весь мир как «мушиная комната». Во множестве банок и бутылок плодились и размножались мириады мух. Емкостей все время не хватало, и, если верить легендам, то ранним утром по пути в лабораторию Морган и его студенты похищали бутылки для молока, которые жители окрестных домов выставляли за двери.