Невидимый современник - Лучник Николай Викторович (читать книги полные .TXT) 📗
Вторая особенность опытов Менделя состояла в том, что он ставил количественные опыты, а не ограничивался, как многие другие, рассмотрением потомков одной пары растений. Например, скрещивая растения с морщинистыми и с гладкими семенами, он получил от 253 гибридов 7324 горошины и каждую внимательно рассмотрел. И так было с каждым признаком, который изучался. Подобных опытов тогда никто не ставил.
И трудолюбие Менделя было вознаграждено. При исследовании столь обширного материала сразу обнаружилась закономерность. Так, при скрещивании растений с морщинистыми и гладкими семенами все потомки дали гладкие семена. Уже это показывало, что нет никакого смешения, а один признак явно доминирует над другим. Если же гибриды первого поколения скрещивались друг с другом, то во втором поколении наблюдались и гладкие и морщинистые семена, причем первых было втрое больше.
Такая же картина получалась и с другими парами признаков: полное доминирование одного над другим в первом поколении и расщепление признаков во втором в соотношении 3:1. Эти опыты позволили сформулировать два закона: закон доминирования и закон расщепления. Эти законы, справедливые не только для гороха, но и для всех живых существ на нашей планете, теперь во всем мире называют законами Менделя: первым и вторым. А всего законов Менделя три.
Третий касается скрещиваний между формами, отличающимися более чем одной парой признаков. Закон независимого расщепления (так его называют) гласит, что отдельные признаки наследуются независимо друг от друга.
К таким выводам пришел Мендель в результате своей многолетней почти каторжной работы. Ведь помощников у него не было. Даже грядки он вскапывал собственными руками. К тем же выводам пришли три других ученых спустя 35 лет. А потом десятки и сотни ученых поставили опыты на разнообразнейших растениях и животных, изучили наследование признаков у человека и подтвердили универсальность «гороховых законов». Но не это самое главное.
Если бы Мендель только открыл законы Менделя, и тогда его имя навсегда осталось бы в науке. Однако он сделал гораздо больше. Он разработал гипотезу, которая объясняла, почему при скрещиваниях признаки наследуются именно так, а не иначе. Причем гипотеза оказалась совершенно правильной, хотя Мендель пришел к ней в то время, когда живая клетка была почти не изучена. Ведь и открыли-то клетки незадолго до этого.
Гипотеза Менделя сводилась к тому, что каждый признак определяется специальным материальным наследственным зачатком («фактором», как их назвал сам Мендель) и что в каждой клетке находится по два экземпляра факторов каждого сорта. При скрещивании зародыш получает по одному фактору каждого сорта от отца и по одному от матери.
Эти простые предположения объясняли все результаты, полученные Менделем в его многочисленных опытах. Гипотеза, предложенная Менделем, оказалась справедливой, превратилась в теорию. Теперь менделевские факторы называют генами (это имя они получили в начале XX века), и ученые довольно хорошо знают их строение и химический состав.
Человеку, незнакомому с историей науки, вероятно, трудно себе представить совершенную удивительность работы Менделя. Дело не только в том, что гены — тончайшие структуры живой клетки, в которой и гораздо более грубые детали не были еще известны, но и в том, что Мендель применил в своей работе математический анализ — подход, совершенно неслыханный для биологов прошлого века.
Не удивительно, что в 1865 году, когда Мендель обнародовал свою работу, на нее никто не обратил внимания и она пылилась на библиотечных полках до конца века.
В последнее время популярны фантазии о «пришельцах» с других планет или из других времен, оставляющих какие-то следы. Чем работа Менделя не тема для любителей таких фантазий? Ведь ничего не стоит доказать, что без посторонней помощи подобную работу в середине прошлого века по целому ряду причин выполнить было невозможно.
Но гипотеза о «пришельцах» не нужна. Достаточно лишь верить в безграничную силу человеческого разума и воздавать должное наиболее выдающимся его носителям. Они этого заслужили.
Знаете ли вы, что такое папиллярные линии? Эти линии, покрывающие тончайшим узором подушечки наших пальцев, у всех людей различны, что очень помогает криминалистам. Расстояние между линиями настолько мало, меньше половины миллиметра, что они едва различимы невооруженным глазом.
Что живые организмы состоят из клеток, нет надобности повторять, это все знают. Но мало кто, даже из видевших клетки под микроскопом, представляет себе, насколько они малы. Между двумя папиллярными линиями умещается примерно от 20 до 50 клеток! Причем клетки, покрывающие поверхность нашего тела, относятся к числу крупных.
Нам трудно осознать величину больших чисел. Как часто мы говорим слово «миллион». А помните, когда Остап Бендер получил, наконец, миллион рублей, к которому так стремился, то просто не смог его истратить. Если увеличить в миллион раз человека, то, распластавшись на земле, он протянется от Крыма до берегов Финского залива! А миллиард — тысяча миллионов…
И я боюсь, что если скажу: человеческий мозг состоит из 15 миллиардов клеток, мало кто сможет ясно осознать, как это много или, с другой стороны, насколько мелки клетки. Должен признаться, что и я вполне ясно, зрительно, не очень-то представляю эти величины. Приходится сравнивать. Но и это не просто. Можно сказать, что клеток в мозгу примерно раз в пять больше, чем людей на Земле. Но вы представляете себе население нашей планеты?
А понять, что клетки малы — очень важно. Пусть даже останется не совсем ясным, насколько они малы, достаточно помнить, что они очень-очень малы, меньше всего того, с чем нам приходится иметь дело.
Это нужно, чтобы представить себе всю тонкость сложной клеточной организации. Организм человека достаточно сложен. Во всяком случае, мы им очень гордимся, считая почти верхом совершенства. Но ведь человек, как любое другое живое существо, вырастает из одной-единственной клетки — оплодотворенного яйца. И все наследственные признаки организма, вся информация о его строении, свойствах, развитии заложена в этой клетке, точнее, в небольшой ее части.
Живая клетка — мешочек, заполненный вязкой жидкостью. В этой жидкости, протоплазме, плавают мелкие частички — митохондрии и микросомы (в них-то и происходит большая часть процессов, которые называют обменом веществ). Среди них, окруженное тончайшей оболочкой, находится ядро клетки, также заполненное жидкостью, похожей на протоплазму. А в этой жидкости, кариоплазме, плавают тончайшие нити. Их называют хромосомами, и с ними нам частенько придется встречаться в дальнейшем.
Число хромосом в клетках разных видов организмов может быть очень различным. Так, в клетках лошадиной аскариды лишь по одной паре хромосом, у растения Гаплопапус грацилис — две пары, а у некоторых птиц или бабочек число их может достигать нескольких сотен. В клетках человека содержится по 23 пары хромосом.
Двадцать три пары, то есть сорок шесть штук. Но их действительно 23 пары, потому что в каждой клетке содержится по две хромосомы каждого сорта. Не ассоциируется ли это с менделевскими гипотетическими факторами (теперешними генами)? Пожалуй. И это не случайно, хотя хромосомы и гены — далеко не одно и то же.
Итак, каждая клетка содержит удвоенный набор хромосом. Но это не совсем так, потому что есть одно исключение из общего правила. Это исключение — зародышевые клетки. Клетки размножаются путем деления. Делению предшествует удвоение числа хромосом. Поэтому в каждой новой клетке оказывается то же самое, всегда постоянное число хромосом. Но при созревании половых клеток одно из делений происходит довольно своеобразно, в результате чего в зрелую клетку попадает только половинный, точнее — одиночный набор хромосом.
