Происхождение эволюции. Идея естественного отбора до и после Дарвина - [60]

Основой понимания эволюции, как догадались Дарвин и Уоллес, являлась идея, что подобное порождает подобное, но не в идеальной форме. У кота и кошки всегда рождаются кошки, а не канарейки, треска или ивы. «Перспективных монстров» не существует. Но ни один из потомков никогда не будет точной копией одного из родителей. Наследственный механизм этого несовершенного копирования сбивал с толку Дарвина, хотя он и пытался разгадать эту загадку в 1860-е и 1870-е гг.

Впервые Дарвин описал свою (ошибочную) модель наследственности в отдельной главе в конце книги «Изменение животных и растений в домашнем состоянии», вышедшей в 1868 г., а затем продолжил развивать ее в других трудах, в том числе в более поздних изданиях «Происхождения видов» (это одна из причин, почему первое издание лучше последующих). Он назвал свою модель «пангенезис», от греческих слов «пан» («все»), так как Дарвин считал, что этот механизм задействует все клетки организма, и «генезис» — в значении «воспроизводство». Суть идеи, которую в книге «Изменение…» он описал как «предварительную гипотезу или рассуждение», заключалась в том, что каждая клетка тела вырабатывает крошечные частицы — «геммулы», которые проникают в половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды) и передаются следующему поколению. В этой идее присутствовал элемент ламаркизма, потому что на производство геммул может оказывать влияние окружающая среда: например, если климат становится холоднее, геммулы изменяются, чтобы стимулировать рост меха у следующих поколений. Но, как и многие его современники, Дарвин также считал, что при наследовании каким-то образом смешиваются признаки обоих родителей. Если выбрать простой пример, такое смешивание приведет к тому, что у детей светловолосого мужчины и темноволосой женщины будут темно-русые волосы. Но это было бы очень неблагоприятно для эволюции, поскольку привело бы к исчезновению различий между особями, при помощи которых действует естественный отбор, — жуки-скакуны Уоллеса, например, в таком случае никогда бы не смогли приобрести окрас, идеального совпадающий с окружающей средой. В действительности дети светловолосого мужчины и темноволосой женщины могут быть блондинами, брюнетами или даже рыжими, совершенно непохожими на своих родителей. Именно объяснению этого аспекта наследования были посвящены эксперименты Менделя, которые он провел и даже опубликовал их результаты еще при жизни Дарвина. Но до начала XX в. о его открытии практически никто ничего не знал.

Мендель появился на свет в 1822 г., на шесть месяцев раньше Уоллеса, и прожил до 1884 г. Он родился в бедной крестьянской семье в Моравии, историческом регионе, в состав которого входили части современной Польши, Германии и Чехии. При крещении его назвали Иоганном. Он блестяще учился в школе, но единственным подходящим занятием для умного молодого человека его происхождения было священство. В 1843 г. он стал послушником в монастыре Августинского ордена в Брюнне (ныне Брно), а при постриге в монахи взял себе имя Грегор. Постепенно поднимаясь по церковной карьерной лестнице, Мендель стал школьным учителем, и настоятель монастыря отправил его в Венский университет, где он проучился с 1851 по 1853 г. Он был не «просто» священником, а еще и ученым. В этом не было ничего необычного: монастырь в Брюнне являлся не только религиозным центром, но и своего рода мини-университетом — среди его монахов были ботаник и астроном. Несмотря на то что Мендель в основном преподавал в местной школе и исполнял обязанности священника, у него оставалось достаточно времени на проведение экспериментов, направленных на изучение принципов наследственности. Он очень заинтересовался тем, как признаки передаются от одного поколения к другому, и сначала разводил мышей, но в 1856 г. занялся ботаникой, что в итоге привело его к знаменитым опытам с горохом.

Изучив несколько других растений, Мендель остановился на горохе по ряду важных причин. Он знал, что горох обладает четко различимыми признаками, которые образовывали чистые линии и которые можно было анализировать методами статистики. Статистический анализ играл ключевую роль в его исследованиях и являлся поистине передовым для того времени. Мендель изучал несколько признаков горошин, в том числе их гладкость или морщинистость, а также их цвета — желтый или зеленый. Его уникальным вкладом в науку являлось то, что он двигал вперед биологию как физик. Он проводил воспроизводимые эксперименты, вел подробные записи и использовал статистические методы для анализа данных. Из 28 000 кустов гороха он отобрал для детального исследования 12 835. Для каждого из растений Мендель составлял своего рода генеалогическое древо, регистрируя всех его потомков. Он знал «дедушек», «прадедушек» и даже более ранних предков каждого нового ростка. Это можно было сделать только благодаря тому, что он вручную опылял каждое из тысяч растений, перенося пыльцу с одного конкретного растения на цветки другого. Ухаживая за растениями, по мере их роста он описывал отличительные признаки каждого из них, а затем точно так же наблюдал за следующими поколениями. Семь лет ушло у Менделя на создание базы данных, которая позволила ему понять, как передаются признаки от одного поколения к другому.