Новости     Библиотека     Словарь-справочник     Ссылки     О сайте













предыдущая главасодержаниеследующая глава

Наука о сущности жизни


 Генетика - наука, объясняющая, почему
 ты похож на своего отца, если похож, и
 почему не похож на него, если так получилось.

Станислав Ежи Лец

В этом шуточном определении известного польского писателя-юмориста есть и вполне серьезная мысль: генетика - наука о наследственности. Наука сравнительно молодая, хотя на явления наследственности люди обратили внимание еще в глубокой древности. Сходство родителей с детьми изумляло первобытных охотников, а с тех пор, как человек занялся земледелием и животноводством, он столкнулся с загадками наследственности в животном и растительном мире. Загадочные явления привлекали мысль древних философов, которые старались дать им свои толкования.

Римский поэт и философ-материалист Тит Лукреций Кар (примерно 99-55 годы до нашей эры) в своей поэме "О природе вещей" писал:

 Если в смешении семян случится, что женская сила
 Верх над мужскою возьмет и ее одолеет внезапно,
 С матерью схожих детей породит материнское семя,
 Семя отцов - с отцом.*

* (Здесь и далее отрывки взяты из книги: Лукреций. "О природе вещей". М., Изд. АН СССР, 1958.)

Объяснение Лукреция Кара сходства детей с одним из родителей для нас звучит наивно, но вот что примечательно: Лукреций убежден в возможности какой-то степени физической идентичности ребенка или с отцом, или с матерью. У генетиков это явление получило название доминирования. Если из двух взаимно исключающих друг друга признаков родителей у потомка проявляется один, то его именуют доминантным, или доминирующим. Ну, а если одному из родителей "не повезло" и его признаки не передались сыну или дочери, то такие "нереализованные" возможности (признаки) генетики называют рецессивными. Однако продолжим цитату из Лукреция:

 А те, что походят, как видно,
 И на отца и на мать и черты проявляют обоих,
 Эти от плоти отца и от матери крови родятся,
 Если Венеры стрелой семена возбужденные в теле
 Вместе столкнутся, одним обоюдным гонимые пылом,
 И ни одно победить не сможет, ни быть побежденным.

Это как раз то, что современными генетиками названо "неполным доминированием", или "промежуточным наследованием", а основоположником генетики Грегором Менделем - "средними образованиями".

Поразительна та часть поэмы, где автор утверждает возможность появления детей, похожих на своих отдаленных предков:

 Может случиться, что дети порою бывают 
 С дедами схожи лицом и на прадедов часто походят. 
 Ибо нередко в своем собственном теле скрывают 
 Множество первоначал в смешении многообразном, 
 Из роду в род от отцов по наследству идущих; 
 Так производит детей жеребьевкой Венера, и предков 
 Волосы, голос, лицо возрождает она у потомков. 
 Ибо ведь это всегда из семян возникает известных, 
 Так же, как лица у нас и тела, да и все наши члены. 
 ...Как женщин рождать способно отцовское семя, 
 Так материнская плоть - произвесть и мужское потомство. 
 Ибо зависят всегда от двоякого семени дети...

К таким же выводам пришли творец эволюционной теории Чарлз Дарвин и Грегор Мендель.

Открытие наследственных факторов, которое в начале нашего века вызвало громоподобную сенсацию в ученом мире, оказывается, гениально предвосхитил античный философ почти за две тысячи лет до Менделя. А когда открываешь книгу пятую поэмы "О природе вещей", невольно спрашиваешь себя: "Уж не Дарвин ли это?"

 Чтобы породы сковать, размножение их обеспечив,
 Нужен, во-первых, им корм, а затем и пути, по которым
 В тело могли б семена из расслабленных членов излиться;
 А чтобы самки могли входить в сочетанье с самцами,
 Им для взаимных утех подходящие надобны члены.
 Много животных тогда поколений должно было сгинуть,
 Коль размноженьем приплод не могли они выковать новый.
 Те же, что, видишь, теперь живительным воздухом дышат,
 С юности ранней всегда берегут и блюдут свое племя,
 Или отвагой, или хитростью, или проворством.

Выживание более приспособленных и гибель менее приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором. Естественный отбор, по Дарвину, осуществляют факторы среды обитания, среди них корм, упомянутый и Лукрецием. Описанное в последней цитате не что иное, как теория полового отбора Ч. Дарвина (в примитивной форме, конечно). Отбор более сильных приводит в ряду поколений, например, к большей активности, физической силе, большему росту, мощному развитию рогов у копытных, увеличению шпор у петухов и т. д.

Идея теории естественного отбора, открытая, доказанная огромным фактическим материалом и обоснованная Ч. Дарвином, возможно, подсказана поэмой "О природе вещей". Эту поэму любил еще дед Ч. Дарвина - Эразм Дарвин, врач, натуралист и поэт.

Несмотря на быстрое принятие общественностью, огромную популярность сочинения "Происхождение видов" (1859) и теории естественного отбора, Ч. Дарвин не был удовлетворен своей работой. До конца жизни его преследовали две не решенные им загадки природы.

Первая - почему дети не всегда похожи на своих родителей, хотя, казалось бы, должны быть "средними образованиями", раз у них от отца и матери все пополам?

Вторая - почему приспособление организмов достигает, казалось бы, невероятного, если учесть, что они "подогнаны" к среде и друг к другу за сравнительно короткий исторический срок от возникновения на планете живого и при медленном изменении в процессе эволюции.

Сознание незавершенности труда угнетало великого естествоиспытателя, поэтому так больно уколола его язвительная критика преподавателя инженерного дела в Шотландии Флеминга Джепкинса.

Дженкинс в своей статье рассуждал так: полезное изменение (признак), приобретенное одной особью, при скрещивании с другой, нормальной, у потомства окажется в ослабленной форме и в результате последующих скрещиваний будет нивелировано, то есть исчезнет. В подтверждение своего довода автор привел не лишенный оригинальности пример. Если белый человек, потерпевший кораблекрушение, попадет на остров, населенный темнокожими, то лишь его дети и внуки сохранят относительно светлую кожу, а правнуки и потомки дальнейших поколений уже ничем не будут отличаться от туземцев. Иначе говоря, по Дженкинсу, любой случайный признак, приобретенный одной особью, у последующих поколений исчезнет. По его мнению, полезный признак может быть сохранен в популяции только в том случае, если он встречается у многих особей.

Дарвин не смог опровергнуть аргументы Дженкинса, которые сам же назвал "весьма убедительными". Затруднение Дарвина объясняется уровнем развития науки того времени. Натуралисты были убеждены, что после оплодотворения наследственные основы родителей сливаются в потомстве подобно двум смешиваемым растворам.

Между тем естествоиспытатель мог бы дать отповедь Дженкинсу, если бы был знаком с работами чешского исследователя-любителя Грегора Менделя. Его опыты с горохом убедительно доказали, что признаки не сливаются в потомстве, а вновь и вновь проявляются "в чистом виде" даже через несколько поколений.

Опередившее свое время открытие Менделя, опубликованное в 1865 году, мало заинтересовало современников. Лишь много лет спустя (в 1900 году) трое исследователей - Гуго де Фриз (в Голландии), Карл Корренс (в Германии) и Эрих Чермак (в Австрии) - повторили опыты Менделя и доказали их достоверность. С этого времени началось бурное развитие генетики. Но слава к первооткрывателю пришла только после его смерти.

Судьба Менделя вообще-то печальна. Уже в шестнадцатилетнем возрасте Иоганну Менделю, только что окончившему шестой класс гимназии, пришлось заботиться о куске хлеба. От нищеты его спасло пострижение в монахи Брюннского монастыря. Там он и сменил имя Иоганн на Грегор. Новое поприще не принесло Иоганну-Грегору ни славы, ни богатства. Уже через год стало ясно, что он мало пригоден к роли каноника, и его рекомендовали учителем гимназии в Цнайме. Но Мендель опять терпит фиаско: проваливает заочный испытательный экзамен по геологии на право преподавания, а потом и очный экзамен по зоологии. Искренне жалея незадачливого молодого человека, прелат монастыря посылает его на учебу в Венский университет. К периоду учебы относятся две первые публикации Менделя в Трудах Зоолого-ботанического общества. Одна из них посвящена исследованию редиса, другая гороха - двум культурам, к которым Грегор питал слабость.

Летом 1853 года Мендель занимает место помощника учителя по физике и природоведению в Брюннском реальном училище, где его далеко не изящные крестьянская внешность и речь, любовь к удручающе широким сюртукам и высоким смазанным дегтем сапогам не вызвали особого почтения у учащихся. Через три года Мендель предпринимает новую попытку сдать экзамены на звание учителя, но она опять оказывается неудачной. Жизненные невзгоды, казалось, мало трогали Грегора. Равнодушный к своей судьбе, он был целиком поглощен исследованиями, которые привели его впоследствии к величайшему открытию.

Живя в Брюнне, Мендель увлекся изучением растений в окрестностях города; и монастырские мыши не избежали его внимания: он даже разводит их у себя дома. С 1854 по 1863 год основным "хобби" Грегора становятся опыты с горохом - растением, верой и правдой послужившим генетике, ее формированию как науки. Результаты исследований Мендель опубликовал в двух сообщениях, сделанных в 1865 г. в городском Обществе естествоиспытателей, и в статье, помещенной за неимением более интересных, с точки зрения издателей, материалов в Трудах Общества в 1866 г. На эти публикации никто из современников не обратил никакого внимания.

По совету Карла Вильгельма Негели (1817-1891), известного немецкого биолога, Мендель перепроверяет свои результаты на новом объекте - многолетнем травянистом растении ястребинке и терпит крах: ястребинка не подчинилась открытым им "гороховым законам". Секрет неудачи крылся в том, что ястребинка не всегда скрещивается, часто "предпочитая" размножаться девственно без всякого участия мужского начала - пыльцы опылителя или своей собственной. О существовании такого парадокса в мире растений никто не подозревал. Некоторым утешением удрученному результатами исследования Менделю послужило лишь его избрание в 1868 году настоятелем монастыря.

Но это было и началом его конца как естествоиспытателя. Вскоре Мендель оставляет свои опыты. Здоровье его ухудшается, он слепнет. 6 января 1884 года естествоиспытатель умирает. Его записки и рукописи сжигают по распоряжению нового настоятеля монастыря, не подозревавшего, что через 16 лет имя Грегора Менделя будет на устах всего просвещенного человечества.

Открытие основных законов генетики не профессиональным исследователем, а любителем было предопределено особенностями характера Менделя - его наблюдательностью, склонностью к математическим вычислениям, редкостным терпением, не свойственным большинству людей, своеобразным складом острого пытливого ума, а также удачным выбором объекта для опытов и хорошо продуманными методами работы.

В своих экспериментах Мендель старался выдержать четыре основных правила: 1) выбор растений с четко выраженными взаимоисключающими друг друга (альтернативными) признаками; 2) непременная защита гороха в период цветения от попадания чужеродной пыльцы, или строгое самоопыление; 3) изучение растений, не имеющих каких-либо нарушений в плодовитости; 4) отбор в качестве родительских форм "чистого" материала с постоянными признаками в ряде поколений. Наблюдения Мендель вел за каждым растением очередного поколения. Методика включала также подсчет числа растений с определенным признаком в потомстве любого варианта скрещивания.

Всего Менделем в опытах с гибридами гороха прослежено наследование по семи взаимоисключающим парам признаков (семена желтые и зеленые, круглые и морщинистые; цветки пурпурные и белые; бобы зеленые и желтые и т. д.). Однако для упрощения эксперимента исследователь временно игнорировал все остальные пары признаков и на определенном этапе работы изучал только одну пару. Ныне такое скрещивание, при котором родительские формы различают лишь по одной паре признаков, называют моногибридным.

Уяснив характер наследования одной пары признаков, Мендель переходил к анализу уже двух пар признаков, например окраски цветков и высоты стебля, постепенно учитывая все большее количество признаков.

При исследовании передачи признака от поколения к поколению естествоиспытатель тщательно записывал родословные изучаемых растений и обозначал каждое из них номерами или особыми символами. Так, Менделем впервые была использована генетическая символика, оставшаяся на вооружении генетиков и в наше время. Во всех опытах применялось возвратное скрещивание (растение, служившее в одном варианте опыта материнской формой, в другом - применялось уже в качестве опылителя).

Семена первого гибридного поколения (сейчас его обозначают символом F1) Мендель высевал на садовых грядках или в горшках. Выросшие гибридные растения F1 каждой комбинации вновь скрещивал между собой или предоставлял им возможность естественно самоопылиться. Исследователь выращивал по возможности большее число растений второго поколения (F2) и строго учитывал особи, обладавшие любым из исследуемых контрастирующих признаков.

На основании этой экспериментальной работы Мендель подтвердил или выявил несколько принципов наследования, которые в истории генетики стали известными под названием законов, или правил, Менделя. Их формулировки принадлежат в основном комментаторам Менделя.

О первом законе доминирования, или, что более правильно, единообразия гибридов первого поколения, догадывался еще Лукреций Кар. Закон единообразия в 1859 году описал и Ч. Дарвин: "Гибридные растения, происшедшие от взаимного скрещивания, обыкновенно обладают весьма близким сходством между собой" ("Происхождение видов". М., Сельхозгиз, 1952, с. 307). Сам Мендель, впрочем, не претендовал на приоритет в этом вопросе.

В опытах Менделя у гибридов первого поколения (F1) из каждой пары альтернативных признаков развивался только один - доминирующий. Причем не имело значения, принадлежит ли доминирующий (доминантный) признак материнскому растению или растению-опылителю; выраженность признака у гибридов F1 в обоих случаях была одинаковой. Так, в первом поколении доминировали желтые семена над зелеными, круглые над морщинистыми, зеленые бобы (в обиходе их называют стручками) над желтыми, пурпурные цветки над белыми, высокие стебли над низкими и т. д.

Мендель выделял растения с выраженным доминированием, но отмечал, что у гибридов первого поколения встречается и промежуточное наследование. "Средние образования" он наблюдал у межвидовых гибридов гравилата и льнянки, о чем сообщал в своих письмах к Негели.

По мере накопления знаний о наследственности растений возрастало и число известных, случаев формирования гибридов с промежуточным характером проявления признаков. Современные биологи знакомы со многими примерами промежуточного наследования, при которых гибридное потомство в большей или меньшей степени напоминает того или другого родителя. Это явление получило название неполного доминирования.

Степени доминирования можно обнаружить по разным признакам у одной и той же особи. Ныне известно, что полная доминантность, равно как и полная рецессивность, являются крайними эффектами, между которыми существует постепенный переход от ясно выраженного доминирования к среднему состоянию и затем к полной рецессивности. Как при доминантном, так и при промежуточном наследовании признака все особи первого поколения характеризуются одинаковым проявлением изучаемого признака (это и есть современная формулировка закона единообразия).

Популяризация закона единообразия гибридов первого поколения имела важное значение для селекционеров, поскольку открыла им, что внешний вид особи не определяет ее наследственность и доминирование в той или иной степени прикрывает истинную наследственную основу организма.

После размножения семенами гибридов первого поколения Мендель получил второе поколение (F2), в котором наряду с доминирующими признаками вновь появились также рецессивные и при этом приблизительно в отношении 3:1, так что в среднем из каждых четырех растений этого поколения три имели доминирующий и одно рецессивный признаки.

Мендель в некоторых случаях изучил также третье (F3) и четвертое (F4) поколения. Более всего исследователя поразило то обстоятельство, что формы с рецессивными признаками во втором и последующих поколениях не проявляли доминантности, в то время как растения с доминантным признаком продолжали разделяться (расщепляться) на особей с доминантными и рецессивными признаками в отношении 3:1, то есть подобно второму гибридному поколению.

Отсюда Мендель сделал вывод, что из тех форм, которые во втором поколении обладали доминирующим признаком, две трети были гибридными по паре исследуемых альтернативных признаков, а одна треть растений с доминантным признаком - константной (то есть неизменной) и не расщеплялась в последующих поколениях.

Иначе говоря, отношение 3:1, которому следовало распределение растений с доминирующим и рецессивным признаками во втором гибридном поколении, можно было также записать как отношение 2:1:1 (доминантные в строке по правилам должны идти прежде рецессивных), где две части (половина всех подопытных растений) с доминирующим признаком являются гибридными по данной паре признаков (согласно терминологии современной генетики гетерозиготными), одна часть - константной гомозиготной по доминирующему признаку и одна часть - константной гомозиготной по рецессивному признаку. В итоге отношение растений с доминирующим признаком (2 + 1) к растениям с рецессивным признаком (1) дает известное менделевское отношение (2 + 1):1, или 3:1. Описанное Менделем явление де Фриз позднее назвал законом расщепления гибридов во втором поколении. Современные генетики формулируют его так: гибриды первого поколения в случае гетерозиготности всегда дают расщепление в потомстве F2, в котором вновь появляются особи с рецессивными признаками.

Принцип расщепления - основной вклад Менделя в биологическую науку и краеугольный камень фундамента, на котором заложено современное здание науки генетики.

Менделевское расщепление 3:1 у мышей
Менделевское расщепление 3:1 у мышей

Менделевское расщепление 1:2:1 у кур
Менделевское расщепление 1:2:1 у кур

Мендель обозначил один из альтернативных доминирующих признаков прописной буквой "А", рецессивный - строчной буквой "А", гетерозиготную форму - сочетанием букв - "Аа". Пользуясь этими символами, выражение расщепления признаков (на самом деле не признаков, а их наследственных задатков) во втором поколении можно записать так:

АА + 2Аа + аа.

Число гетерозиготных форм (Аа) в связи с выщеплением гомозиготных (АА и аа) с каждым последующим поколением, получаемым от самоопыления, снижается относительно числа гомозиготных форм.

Для объяснения наблюдавшихся между гибридами отношений Мендель предложил гипотезу, согласно которой расщепление по признакам обусловлено расхождением по разным особям гибридов особых наследственных задатков (факторов), контролирующих появление признаков (впоследствии они были названы генами). Этого предположения оказалось достаточно для объяснения наблюдаемых отношений.

После скрещивания растений, предположим, гомозиготных по альтернативным факторам А и а, гибрид первого поколения объединит в гетерозиготе оба фактора (Аа). Половые клетки гибрида первого поколения получат в среднем в одинаковом числе факторы А и а, которые в результате случайного сочетания гамет (половых клеток) дадут во втором поколении (F2) четыре примерно равных группы растений со следующими комбинациями факторов: АА, Аа, аА и аа. Если фактор А обусловливает появление доминантного признака желтых семян, а фактор а - рецессивного признака зеленых семян, то в потомстве у формы с двумя доминантными факторами АА будут желтые семена, и этот признак не расщепится в последующих поколениях. Формы с комбинацией фактОРОВ Аа и аА также будут обладать желтыми семенами, но эти формы при пересеве семян в следующих поколениях выщепят растения с зелеными семенами. Наконец, формы с комбинацией факторов аа будут иметь только зеленые семена, и эта особенность сохранится и в дальнейших поколениях. В итоге отношение общего числа доминантных форм к рецессивным составит 3:1.

Для объяснения полученных данных Мендель, как нам уже известно, предположил, что гибриды образуют два рода половых клеток (вспомним Лукреция: "...от двоякого семени дети ..."): одни содержат фактор А, другие - фактор а. Желая проверить предположение о том, что у гибридов первого поколения фактор рецессивного признака не исчезает, естествоиспытатель провел скрещивания, которые позднее получили название анализирующих. Гибрид первого поколения Аа скрещивался с исходной гомозиготной по рецессивному признаку родительской формой аа.

Гетерозиготный гибрид F1 (Аа) образует половые гаметы с фактором А и фактором а. Гомозиготная по фактору а родительская форма формирует гаметы только одного типа - с фактором а. При оплодотворении рецессивной формы любая женская половая клетка с фактором а имеет равные возможности соединиться с мужской половой клеткой, несущей как фактор А, так и фактор а. Такой вариант скрещивания можно изобразить схематически:


Судя по представленной решетке, здесь возможны лишь две комбинации, а именно: 2Аа и 2аа. Отношение доминантов к рецессивным формам составит 1:1. Иначе говоря, встреча гамет гибрида Аа с гаметами родительской формы аа должна дать две категории зигот - Аа и аа, причем примерно в равном количестве особей.

Если доминантный фактор А обусловливает признак желтых семян, а рецессивный фактор а - зеленых, то в потомстве от скрещивания Аа ×аа (или аа×Аа) при достаточно большом количестве анализируемых растений наиболее вероятно появление одной половины особей с желтыми семенами, а другой - с зелеными.

Этот метод возвратного анализирующего скрещивания, примененный Менделем, в современной генетике часто используется для проверки гомозиготности родительских форм по признакам, подчиняющимся менделевским принципам расщепления в потомстве. Метод "возвратный" потому, что гибрид F1 (Аа) "возвратно" скрещивают по исследуемому признаку с родительской формой аа.

Для Менделя результаты выполненных анализирующих скрещиваний послужили подтверждением его гипотезы, что каждая гамета является носителем только одного фактора (из любой пары контрастирующих факторов). В генетической литературе эта гипотеза получила название закона чистоты гамет у диплоидов.

Диплоиды - это организмы, в каждой клетке которых (кроме половых) содержится два идентичных, или гомологичных, набора хромосом. К диплоидам относятся человек, почти все животные и подавляющая часть растений планеты. В половых клетках природных диплоидов двух гомологичных хромосом не найти; здесь у каждой клетки свое индивидуальное и неповторимое "лицо".

Таким образом, в гетерозиготном организме два альтернативных наследственных фактора существуют совместно, не смешиваясь и не растворяясь друг в друге, а при образовании гамет оказываются каждый в отдельной гамете. При оплодотворении различные типы гамет соединяются в зиготу случайно.

В обсуждавшихся выше опытах Мендель, отвлекаясь временно от других признаков, сосредоточивал внимание на распределении в потомстве гибридов одной пары альтернативных факторов. Но экспериментатор ставил перед собой еще одну задачу - исследовать, сохраняется ли найденная им закономерность развития каждой пары альтернативных признаков в гибридах и в случае объединения при оплодотворении нескольких факторов.

Изучение скрещивания растений, имеющих семена гладкие (А), желтые (В) и морщинистые (а), зеленые (b), привело Менделя к открытию закона независимого расщепления и случайного комбинирования признаков (напоминаю, на самом деле их задатков). Этот закон гласит: поведение в гибридном соединении каждой пары различающихся признаков независимо от других различий у обоих исходных растений.

Мендель обнаружил, что все гибридные растения первого поколения завязали только гладкие и желтые семена (доминантные признаки). Однако исследователь фиксирует появление в следующем поколении не только отобранных для опыта растений с гладкими желтыми семенами и растений с морщинистыми зелеными семенами, но и особей с двумя новыми сочетаниями признаков, а именно: с гладкими зелеными и морщинистыми желтыми семенами. Причем число растений, относящихся к каждому из четырех комбинационных классов, находилось в определенном численном соотношении:


Иначе говоря, при достаточно большом количестве анализируемых растений наиболее вероятно появление в F2 соотношения рассматриваемых типов растений - 9:3:3:1. Читатель может сам убедиться в справедливости ожидаемого расщепления, если построит решетку наподобие приведенной выше. По вертикали и горизонтали вне ее нужно распределить возможные типы гамет скрещиваемых (или самоопыляемых) растений: АВ, Аb, аВ, аb, а в клетках решетки расставить их сочетания в зиготе. Важная особенность доминирования заключается в том, что две внешне одинаковые особи в принципе могут иметь разную генетическую конструкцию. Так, у гетерозиготного организма Аа такое же внешнее выражение признака, обусловленного доминирующим фактором А, как и у доминантной гомозиготной особи АА. Обнаружить их различия можно, лишь изучив потомство Аа и АА от самоопыления или выполнив возвратные анализирующие скрещивания с родителем, несущим фактор в рецессивном гомозиготном состоянии.

Расщепление у гороха по двум альтернативным признакам
Расщепление у гороха по двум альтернативным признакам

В то же время потомство одного вида и одной генетической структуры при выращивании в неодинаковых условиях среды может резко различаться по внешнему выражению признаков. Так, у китайских примул есть формы, которые в зависимости от температуры окружающей среды цветут красными или белыми цветами.

Для обозначения "чисто" наследственных факторов науке о наследственности и изменчивости организмов необходимы были удобные термины.

В 1909 году датский биолог Вильгельм Иогансен ввел для обозначения менделевских факторов термин "ген" и дал ему следующее определение: "Ген - это просто короткое и удобное слово, которое легко сочетается с другими, и поэтому оно может быть полезным для обозначения имеющихся в гаметах "единичных факторов", "элементов" или "аллеломорфов", наличие которых показано современными исследованиями менделевских закономерностей".

Совокупность генов, определяющая генетическую конструкцию организма и, следовательно, его способность к развитию определенных признаков, была названа генотипом. Иногда (и это тоже допустимо) термин "генотип" применяют не ко всему комплексу генов, а только к известным генам или генам, интересующим исследователя.

В отличие от генотипа термином фенотип обозначают совокупность всех внешних признаков и свойств организма, обусловленных взаимодействием генотипа и среды. Индивидуальные временные фенотипические изменения организма, не наследуемые потомством, называют модификациями. Организм наследует только генотип и обусловленную им норму реакции на условия среды (норма реакции выражается в совокупности фенотипов, которые "планирует" генотип под влиянием разных условий среды).

Опыты Менделя показали, что гены, обусловливающие тот или иной признак, не растворяются и не разбавляются в потомстве. Знай об этом Дарвин, он спокойнее воспринял бы выпад Дженкинса, но теория отбора не объясняла "стремительную" эволюцию (философ сказал бы революцию) видов и возникновение новых видов, происходящее на памяти двух-трех поколений людей. Это сумел сделать голландец Гуго де Фриз (1848-1935), один из трех ученых, переоткрывших менделевские законы.

Де Фриз пришел к убеждению, что новые виды возникают не в результате постепенного накопления непрерывных мелких изменений, а благодаря скачкам, сразу превращающим один вид в другой. Такие наследуемые потомством изменения де Фриз назвал мутациями.

Тщательные поиски растения, которое бы обладало такими изменениями, долгое время были тщетны, пока де Фриз не обнаружил близ Амстердама дикорастущую энотеру - заносное американское растение с исключительным разнообразием форм. Уже через год после начала наблюдений де Фриз заметил появление двух не встреченных ранее форм, которые он описал как новые элементарные виды. Продолжая наблюдения примерно над 50 тысячами растений в течение семи лет исследователь отметил около 800 мутаций.

Энотера (в центре нормальное растение, слева и справа мутанты де Фриза)
Энотера (в центре нормальное растение, слева и справа мутанты де Фриза)

Де Фриз полагал, что эволюционное значение имеют только мутации. Наибольшие шансы на выживание в острой борьбе за место под солнцем, думал он, у тех организмов, которые отличаются незначительными, но многочисленными изменениями.

Объект исследования де Фриза, как выяснилось позже, был обычным естественным гибридом энотеры с расщепляющимися в потомстве признаками. Факт сам по себе интересный тем, что на основе ошибочных фактических данных де Фриз построил в принципе верную теорию мутагенеза, подтвержденную в дальнейшем другими биологами на более удачно выбранных объектах исследования. К сожалению, де Фриз не придавал эволюционного значения гибридизации.

Таким образом, познакомившись с некоторыми этапами возникновения и начального периода развития генетики как науки, мы можем перейти от ее шутливого определения к строго научному. Вот оно. Генетика (от греч. genesis - происхождение) - наука о законах наследственности и наследственной изменчивости организмов, о путях и методах управления наследственностью для получения нужных человеку наследственно измененных форм организмов или управления их индивидуальным развитием.

предыдущая главасодержаниеследующая глава




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2013-2016
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://genetiku.ru/ "Genetiku.ru: Генетика"