За материализм в биологии - [11]

Случай с опытами Гюйера и Смита был бы частным эпизодом, если бы за последние 10–15 лет биологическая наука не накопила огромного фактического материала по направленной изменчивости. В свете этих данных приходится говорить не о случайном эпизоде с отдельными непонятыми и недооцененными опытами, а о принципиальной ошибке генетиков-морганистов, ошибке, которую многие из них упорно отстаивают и в наши дни, отрицая возможность получения направленных наследственных изменений.

За последнее время в биологической науке накопился огромный фактический материал по направленной изменчивости у микроорганизмов. Нет возможности осветить даже незначительную часть этих фактов, которые группируются под разными наименованиями: индукция, трансформация, трансдукции, адаптация и т. п. Отметим, что у нас опубликован ряд сводок (Г. Н. Калина, 1949, 1952; С. Н. Муромцев, 1953; П. Е. Визирь, 1957) и сборники «Направленная изменчивость бактерий» и «Адаптация у микроорганизмов», в которых приведен обширный экспериментальный материал. Поэтому ограничимся здесь лишь общей характеристикой и отдельными примерами.

Прежде всего коснемся большой, исключительно многообразной и довольно хорошо изученной группы явлений, связанных со способностью микробной клетки синтезировать не свойственные ей ферменты. Сущность явления сводится к тому, что под влиянием субстрата (индуктора) изменяется обмен в микробной клетке и она начинает образовывать новый фермент, который способен гидролизовать (разлагать) несвойственный ей сахар. Эта вновь приобретенная способность в дальнейшем стойко сохраняется.

В качестве примера можно назвать серию исследований, выполненных в Институте генетики Академии наук СССР К. В. Косиковым (1951, 1952, 1956, 1957). У дрожжей Saccharomyces globosus была экспериментально выработана способность сбраживать несвойственные им сахара: мальтозу и сахарозу, а у S. paradoxus — мальтозу и простые декстрины. Эта способность вырабатывалась при выращивании дрожжей на субстрате, содержащем соответствующие сахара.

Давно уже известно, что кишечная палочка (Вас. coli) при выращивании на среде с лактозой (молочный сахар) становится способной ее гидролизовать, приобретая свойство образовывать фермент — лактазу. Интересные данные были получены Дином и Хиншельвудом (Dean, Hinshelwood, 1954) по адаптации к лактозе неадаптированной культуры Вас. coli mutabile, которую выращивали на синтетической среде, где источником углерода была лактоза. При первых пассажах (пересевах) образовывались мелкие колонии и лишь отдельные достигли нормального размера. После 6—22 пассажей на лактозной среде подавляющее число клеток давало нормальные по размерам колонии. Предварительное выдерживание неадаптированной культуры в жидкой среде с лактозой резко сокращало период приспособления. Возникшее приспособление прочно удерживалось бактериями.

Описаны случаи появления у паратифозной палочки варианта, вырабатывающего фермент рафиназу под влиянием субстрата, содержащего сахар рафинозу; у тифозной палочки таким же путем, т. е. при выращивании на средах, содержащих соответствующие сахара, получены формы, вырабатывающие ферменты лактазу, сахаразу, рамназу.

Можно было бы привести огромное число примеров таких изменений. Сошлемся на характеристику, которую дает этому явлению Поллокк (1956): «Немногим более 10 лет назад возможность образования микробами адаптивных ферментов вызывала сомнения у ряда исследователей… В настоящее время явление ферментативной адаптации четко отдифференцировали от других типов специфической адаптации микробов и, в особенности, от адаптации в результате отбора спонтанно образующихся или искусственно вызванных мутаций, возникающих у очень ограниченного числа бактериальных клеток». Такой точки зрения придерживается не только Поллокк. На этой же позиции стоят крупнейшие ученые Запада, не говоря уже о советских микробиологах.

Другую группу не менее интересных фактов составляют обширные материалы по так называемому «привыканию» микроорганизмов к ядовитым и лекарственным веществам. Накопление этих материалов началось с конца прошлого века и усиленно идет в наши дни. Последнее вполне понятно, так как проблема возникновения устойчивости в результате «привыкания» имеет, помимо теоретического интереса, и большое практическое значение в борьбе за здоровье человека. «Привыкание» микроорганизмов к антибиотикам, сульфамидным препаратам и т. п. выдвигает ряд проблем в области медицины и ветеринарии.

Во многих случаях вопрос не исчерпывается только повышением устойчивости к лекарственному препарату. Под воздействием того или иного вещества нередко возникают формы микроорганизмов, зависимые от него, для своего нормального развития уже нуждающиеся в том веществе, которое дли «предков» этих организмов было ядовито.

В связи с этим следует указать на одно из важнейших положений мичуринской генетики о том, что «внешние условия, будучи включены, ассимилированы живым телом, становятся уже не внешними условиями, а внутренними, т. е. становятся частицами живого тела и для своего роста и развития уже требуют той пищи, тех условий внешней среды, какими в прошлом они сами были» (Т. Д. Лысенко, 1953). Такая формулировка раскрывает понимание наследственности, как свойства живого требовать для своего развития и роста определенных условий; в этом заключается биологическая возможность управления наследственностью через управление обменом веществ; наконец это определяет возможность наследования свойств, приобретенных организмом в процессе его жизни. Приведенная выше формулировка в свое время вызвала немало иронических улыбок. А теперь ее правильность с особой отчетливостью показана в экспериментах по получению зависимых форм микроорганизмов.