Николай Вавилов

ПОИСКИ ГЛУБИН ЖИЗНИ

Еще объезжая равнины и горы Испании, Вавилов думал о подготовке к пятому конгрессу по генетике, который должен был собраться в Берлинском университете 12 сентября 1927 года. После предыдущего конгресса прошло уже 16 лет — немалый срок в развитии генетики, науки совсем юной.

О возросшем к ней интересе можно было судить по тому, что в Берлине собралось около 800 участников конгресса из многих стран мира, в том числе из СССР прибыло полсотни ученых, тогда как на предыдущем съезде в Париже присутствовал лишь один ученый из России, а на первых трех — вообще ни одного.

Доклад самого Н. И. Вавилова на общем заседании ученых был посвящен обзору и анализу результатов исследований в сфере наследственной изменчивости, обоснованию закона гомологических рядов и уточнению географических центров генов культурных растений. Результаты экспедиций Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур по всему миру позволяли вплотную подойти к определению очагов формообразования на земле, мировых источников сортовых богатств главнейших культурных растений. «Найдено множество форм, новых форм, — говорил Вавилов, — до сих пор не известных ботанику. Главнейшими мировыми центрами, хранящими до сих пор как бы залежи сортовых богатств, являются горные районы Юго-Восточной Азии, страны, расположенные по берегам Средиземного моря, Абиссиния и в Новом Свете — Мексика, Колумбия и Перу».

Какая же проблема больше всего волновала участников конгресса? А вот, пожалуй, что: однажды летом в скромном американском еженедельнике «Science» появилась небольшая статья генетика из Техаса Г. Мёллера о так называемых «превращениях генов». Она привлекла внимание биологов всего мира, поэтому доклад ученого выслушали с интересом. Что же ему удалось установить?

Действуя рентгеновскими лучами на ананасных мушек (дрозофил), Г. Мёллер установил, что у них при этом гораздо чаще, чем обычно, происходят мутации, и этот процесс по сути превращения одних генов в другие можно ускорить почти в 15 тысяч раз! Проще говоря, можно воздействовать внешне — облучением и вызывать массовые превращения экспериментально. Оказалось также, что получаются при этом преимущественно рецессивные формы, расы, часто биологически менее жизненные, чем исходные особи. Но, учитывая, как отмечал Вавилов, что культурные расы растений и животных представлены главным образом именно рецессивными формами, факты, установленные Мёллером, в случае подтверждения их и на других объектах, приобретают исключительный научный интерес.

Многие доклады и сообщения на конгрессе были посвящены отдаленным скрещиваниям, обычно сопровождающимся бесплодием гибридного потомства или очень сложным расщеплением. Но именно они, как показала селекционная практика, представляют глубокий практический и теоретический интерес.

Еще несколько лет назад в статье, опубликованной в газете «Известия» под названием «Наука на Западе», Вавилов отмечал, что он «вынес вполне определенное впечатление: нормальная научная жизнь нарушена в Европе почти во всех странах. Исключение, быть может, составляют Голландия и Швеция». А основная причина — разрушительные последствия мировой войны. «Но, несмотря на это, — продолжал Вавилов, — выделяется работа института кайзера Вильгельма, в котором широко разрабатываются вопросы наследственности виднейшими европейскими учеными — Корренсом, Гольдшмидтом, Гартманом и др.». В этом научном центре с 1925 года успешно вел исследования по радиационной генетике, перекликающиеся с экспериментами Г. Мёллера, Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский, один из российских основоположников радиационной генетики, биоценологии и молекулярной биологии, больше известный в своей среде под именем Зубр.

Как он попал в Германию? Почему на пятом конгрессе много говорят о его исследованиях?

Директор Берлинского института мозга профессор Оскар Фогт, которого приглашали в Москву для консультаций в связи с болезнью В. И. Ленина и потом попросили принять участие в изучении его мозга, в 1925 году просил наркома здравоохранения Н. А. Семашко порекомендовать ему молодого русского ученого для работы в новом отделе генетики и биофизики Института имени кайзера Вильгельма. Семашко обратился к директору Института экспериментальной биологии Академии наук СССР, и выбор пал на Тимофеева-Ресовского, изучавшего воздействие физических факторов на развитие мухи-дрозофилы. Работал он тогда на одной из подмосковных биостанций института — Звенигородской.

Один из учеников и сотрудников Зубра Н. В. Лучник записал своего рода похвальное слово учителя этой мушке:

— Незаменимый объект! Для нас, конечно, для исследователей. Быстро размножается. Потомство — большущее! Наследственные признаки — четкие. Мутацию — не спутать с нормальной. Глаза красные. Глаза белые. Во всех серьезных генетических лабораториях мира, скажу вам, работают на дрозофиле. Невежды любят говорить о том, что дрозофила не имеет хозяйственного значения. Но никто и не пытается вывести породу жирномолочных дрозофил. Они нужны, чтобы изучать законы наследственности. Законы эти одинаковы для мухи и для слона. На слонах получите тот же результат. Только поколение мух растет за две недели. Всего.

Однако, несмотря на столь очевидные экспериментальные преимущества, эти мушки в качестве объекта генетических исследований в СССР еще долго не могли приобрести должного авторитета. Тимофеев-Ресовский забрал своих дрозофил в Германию и продолжал там опыты целенаправленно и много лет. Николай Иванович Вавилов, приезжая в Берлин, старался обязательно побывать у Зубра, ознакомиться с новыми результатами. Они ошеломляли, открывая простор для серьезных научных поисков.

Молодой немецкий физик Макс Дельбрюк, слушая лекцию Нильса Бора на международном конгрессе по световой терапии, о связях жизни как биологического явления с теми факторами, которые выявлены квантовой механикой, «заболел проблемами жизни» и стал искать контакты с биологами. Приглашал — и все чаще и чаще — Тимофеева-Ресовского, который часами обучал всех генетике, раскрывая ее тайны на ходу, то есть бегая по комнате из угла в угол и жестикулируя.

Работа Тимофеева и его коллеги физика-экспериментатора Циммера очень заинтересовала М. Дельбрюка. В генетике для физиков открывалось столько созвучного квантовой механике, что дух захватывало: квантовая механика ввела в научный обиход понятия дискретности и скачкообразности, заставила серьезно относиться к случайности. Но, оказывается, и биологи обнаружили и тщательно изучают дискретную неделимую (биологически) частицу — ген, который «случайно» переходит из одного состояния в другое. Этот переход, превращение называют мутацией. А что такое ген? Для биологов это то же, что для физиков электрон — элементарная частица наследственности. И когда Тимофеева-Ресовского однажды особенно настойчиво принялись расспрашивать о генах, он задал встречный вопрос: а из чего состоит электрон? Все рассмеялись.

— Вот видите! — сказал Николай Владимирович. — Вопрос этот выходит за рамки генетики, и ответ на него должны искать вы, физики. А вообще, мой учитель Николай Константинович Кольцов считает, что ген — это полимерная молекула, скорее всего, молекула белка.

— Ну и что это объясняет? — Дельбрюк встал от волнения. — Если мы назовем ген белком, мы что, поймем, как гены удваиваются? Ведь главная-то загадка в этом!

Великая тайна, скрывавшаяся за коротким словом «ген», пленила его окончательно: как все-таки происходит удвоение или, иначе, репликация генов при делении клеток?

Вскоре немецкий ученый узнал о существовании так называемых бактериальных вирусов или, как их чаще называют, бактериофагов и начал на них изучать процесс удвоения генов. Он увидел сравнительно простое явление, «гораздо более простое, чем деление целой клетки. Здесь нетрудно будет разобраться. В самом деле, надо посмотреть, как внешние условия будут влиять на воспроизводство вирусных частиц. Надо провести эксперименты при разных температурах, в разных средах, с разными вирусами».

Так физик-теоретик превратился в биолога-экспериментатора. Однако мышление его, естественно, не могло существенно перемениться — оно опиралось на ту же систему знаний, что и прежде, но добавилось и нечто совершенно небывалое: перед физиком встала биологическая цель исследований. И во всем мире не было другого человека, который так увлеченно занимался бы изучением вирусов с единственной целью — раскрыть физическое строение гена. Вавилова очень интересовала и эта работа.

Когда Рокфеллеровский фонд начал субсидировать работы по применению физических и химических идей и методов в биологии, распорядитель фонда Уоррен Вивер предложил Дельбрюку переехать в США, чтобы целиком посвятить себя изучению репликации бактериофагов. В Америке ученый собрал вокруг себя группу исследователей-энтузиастов, возникла «фаговая группа», выполнившая серию исследований по изучению мутационного процесса у бактерий и бактериофагов, за которые Дельбрюка удостоили Нобелевской премии. Однако поставленной цели он так и не достиг.

Другой физик, Эрвин Шредингер, имя которого по праву может стоять рядом с именами Нильса Бора и Альберта Эйнштейна, собрал воедино все накопленные до него материалы по квантовой механике, обобщил их и тем самым совершил интеллектуальный скачок невиданной смелости. Уже в сороковые годы XX века вышла в свет его небольшая книжечка «Что такое жизнь с точки зрения физики?», где дано ясное и сжатое изложение основ генетики. Его книга послужила громким призывом к мозговому штурму: «Вот они, сияющие вершины! Вперед!»

Среди тех, кто услышал этот призыв, были совсем еще юный воспитанник «фаговой группы» Джим Уотсон и сотрудник Кавендишской лаборатории в Кембридже Френсис Крик. Они встретились в Европе, куда приехал на стажировку Уотсон. Разгадать структуру ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты — в Кавендишской лаборатории, возглавляемой Лоуренсом Бреггом, пытались еще в 30-е годы. Основные усилия были сосредоточены на определении пространственного строения белков. Исследовать молекулу ДНК с помощью рентгеноструктурного анализа оказалось еще сложнее, чем молекулу белка. Однако кое-какие очень важные параметры сложной архитектоники молекулы ДНК все же удалось установить. Эти параметры, выявленные английскими исследователями М. Уилкинсом и Р. Франклин, а также подробные данные о химическом строении ДНК и были положены Уотсоном и Криком в основу их оригинальной разработки. Они знали, как устроены отдельные элементы создаваемой конструкции — мономерные звенья ДНК: адениновое, гуаниновое, тиаминовое и цитозиновое. Из этих элементов, как из кубиков детского конструктора, надо было собрать структуру, соответствующую рентгеновским данным. И результатом этой «игры» стало одно из величайших научных открытий в истории человечества. В апрельском номере журнала «Nature» за 1953 год появилась маленькая, в одну страничку, статья, подписанная двумя учеными, в которой излагалось их мнение о структуре молекулы ДНК. Оно получило мировое признание.

…А во второй половине 20-х годов и, в частности, в дни V Международного генетического конгресса Н. И. Вавилов и Н. В. Тимофеев-Ресовский только мечтали о том времени, когда удастся расшифровать структуру гена и сам механизм передачи наследственности, ее конкретные материальные основы. Верилось, что это событие уже недалеко, что оно вот-вот наступит.

Николай Владимирович не только высоко ценил и уважал своего тезку как ученого и бескорыстного самоотверженного человека, но прямо-таки тянулся к нему, как к старшему брату, с нескрываемой нежностью. Сближало их очень многое: основные жизненные интересы оказались в одной области биологии — генетике, московское детство и юность, московские традиции и воспоминания, обучение в Москве, некоторые общие знакомые. Одинаковой оказалась у них и бескорыстная любовь к искусству.

Николай Иванович побывал, наверное, во всех крупных музеях Европы, в некоторых — по нескольку раз, любил классику и знал новейшие направления в искусстве, умел объективно оценить их и, что особенно было по душе Тимофееву-Ресовскому, имел вполне определенные личные пристрастия и проявлял активное отношение ко многим картинам и скульптурам, а также и к самим художникам, жизнь и творчество которых его по-настоящему занимали. Они часто спорили об искусстве, не уступали друг другу, «с разных сторон приближались к истине».

Однажды Тимофеев-Ресовский в одной из так называемых биошкол в Германии прочитал лекцию, посвященную Н. И. Вавилову, в которой отметил его «поразительную способность, природное умение не потонуть в многообразии объектов изучения, полученных фактов, вскрытых явлений».

— Это его поистине редкий дар, — доверительно говорил молодым немецким слушателям Николай Владимирович. — Я могу об этом судить по тому, что мне пришлось заниматься системной изменчивостью, и я представляю способности, какие надо было проявить молодому Вавилову, чтобы не захлебнуться в фактах, как захлебывается большинство. На многих миллионах экземпляров культурных растений — миллионах! — увидеть закономерность.

Известный немецкий физик Роберт Ромпе вспоминал в беседе с писателем Даниилом Граниным, который собирал материал для книги о Тимофееве-Ресовском, что лекции этого ученого о Н. И. Вавилове и других советских исследователях были тогда в Германии настоящей сенсацией.

Николай Владимирович не раз отмечал также, что Вавилов отличался большой простотой, он не любил генеральничать. Относился к людям без всякого чинопочитания, одинаково разговаривал и с министром, и с академиком, и со студентом. Еще бы: для него самым главным была наука, а в изучении ее тайн все были равны.

И вот вскоре после завершения конгресса, после споров, дискуссий и задушевных бесед Тимофеев спросил у Николая Ивановича, куда дальше он намечает свой путь.

— На Восток! — коротко ответил Вавилов и рассказал, как несколько лет назад ему довелось быть в Нью-Йорке на выставке под названием «Как создавалась Америка». Испания открыла Америку, Англия дала ей свой язык и культуру, Германия построила университеты… А Россия? Она дала Америке семена важнейших сельскохозяйственных культур. Оказалось, земледелие Канады и северной части США основано на российских сортах. Российские пшеницы, рожь, ячмени, овсы…

Проезжая по полям Саскачевана, Альберты, Северной Дакоты, Канзаса, Вавилов узнавал «родные» российские сорта. Более того, в садах Канады растут российские сорта яблони, груши, черешни… И составляют основу сортимента!

Вообще, считал ученый, сортовые ресурсы Востока надо гораздо полнее и лучше изучать и гораздо шире использовать. Роль их велика и несомненно будет возрастать, поэтому туда и предстоят новые экспедиции.