Хромосомная теория наследственности несовместима с признанием наследования приобретенных свойств. Ее сторонники или отрицают возможность получения направленных изменений, или допускают ее лишь в отдаленном будущем, только после вскрытия физико-химической структуры «наследственного вещества» и овладения на этой основе мутационным процессом.

Эта мысль была высказана академиком В. А. Энгельгардтом, который писал: «Расшифровать язык атомных и молекулярных комбинаций — прямая задача науки ближайшего будущего. Задача эта чрезвычайно трудная. Но не нужно быть беспочвенным оптимистом, чтобы верить, что через пятьдесят лет «биологический код» — химическая зашифровка наследственных свойств — будет расшифрован и прочтен. С этого момента человек станет полным властелином живой природы. Изменяя расположение атомов в генах, хромосомах, он даст растениям и животным такие полезные свойства, которые те, подчиняясь воле человека, будут воспроизводить в последующих поколениях»[10].

Это утверждение далеко не отражает истинное положение дел в генетике. Конечно, через 50 лет наука, при ее современных возможностях, сделает гигантский скачок вперед. Но, памятуя об этом, нельзя забывать, что она уже овладела не иллюзорной, а реальной возможностью направленного получения форм, нужных человеку. Об этом свидетельствуют результаты работ И. В. Мичурина и огромной армии его последователей. Об этом свидетельствуют обширные материалы по изменчивости микроорганизмов, о чем будет сказано ниже. В пользу этого говорят уже упоминавшиеся результаты работ профессора Бенуа и его сотрудников по изменению уток.

Подлинное развитие генетики идет не от овладения физико-химической природой гена к получению направленных изменений, а от получения направленных изменений к критике учения о монополии ядра в наследственности и тех представлений о гене, которые отстаивались в течение последних трех десятилетий сторонниками классической генетики.

В настоящей главе мы намеренно не будем говорить о фактах направленного изменения растений, большое число которых накоплено в исследованиях мичуринцев. Основное внимание будет сосредоточено на тех данных, которые приводятся в генетической литературе относительно редко и которые получены не только исследователями, стоящими на мичуринских позициях, но и исследователями, не относящими себя к мичуринцам или стоящими на противоположных позициях.

Дискуссия по вопросам генетики развернулась прежде всего вокруг проблемы управления природой животных и растений, возможности направленного их изменения. Это диктовалось интересами практики. Сторонники хромосомной теории наследственности полностью отрицают мичуринский путь получения направленных изменений через управление условиями развития, т. е. через изменения метаболических процессов (процессов обмена веществ). Мёллер (Müller, 1951), писал: «Имеется масса прямых доказательств того, что в наследственном веществе не отражаются изменения, вызванные средой в организме, содержащем это наследственное вещество». То же утверждает и Гольдшмидт: «Часто можно слышать, что организм является продуктом наследственности и среды. Я не могу согласиться с этим… Только наследственность делает организм» (Goldschmidt, 1951).

Подобные утверждения встречаются постоянно, несмотря на изменения, происходящие в биологической науке.

В первой главе у нас уже шла речь об явлении трансформации. Многие генетики прошли мимо открытия Гриффитца, так как полученные им данные находились в резком противоречии с. теоретическими положениями, господствовавшими в генетике. Это был период похода против «ламаркистских заблуждений» в биологии, объявленного Томасом Морганом. Всякое признание возможности направленных изменений, всякий эксперимент, показывающий такую возможность, объявлялись антинаучными.

Иллюстрацией к сказанному может служить любой старый учебник генетики. В нем обязательно имелись глава или раздел, посвященные вопросу о том, наследуются ли приобретенные признаки. Приводились опыты Каммерера с саламандрами и жабой-повитухой, Броун Секара с перерезкой седалищного нерва у морских свинок, Гюйера и Смита по наследованию дефекта хрусталика у кроликов в результате введения беременным крольчихам сыворотки курицы, иммунизированной белками хрусталика кролика, и др. Перечисленные работы служили иллюстрацией несерьезных, методически ошибочных опытов ламаркистов. Этим одновременно достигались две цели: дискредитировались имена исследователей, пытавшихся экспериментально доказать наследование приобретенных свойств, а вместе с этим опорочивалась и сама идея возможности получения направленных изменений.

На чьей же стороне была истина?

Данные Гюйера и Смита экспериментально опровергались многими исследователями (Huxley, Carr-Saunders, 1924; Finlay, 1924; Ibsen, Bushnell, 1934), о теоретической же их несостоятельности заявляли все представители классической генетики. Но прошло 20 лет, и в опытах Франсуа (Francois, 1941) они были подтверждены. Стертевант (Sturtevant, 1944) в работе, в которой он выдвинул гипотезу о возможности возникновения специфических мутаций под влиянием антител, говоря об опытах Гюйера и Смита, писал: «…я информирован профессором Р. Р. Хайдом, что его опыты, которые он успешно продолжает, дали подтверждающие результаты». Эмерсон (Emerson, 1944) установил, что у культур плесневого гриба Neurospora, обработанных антителами, которые содержатся в сыворотке крови кролика, иммунизированного экстрактами из мицелия (грибницы) гриба, наблюдается большая изменчивость потребностей в питательных веществах по сравнению с необработанными культурами.

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.