У истоков новой биологии

Не следует, однако, думать, что эндосперм представляет собой какое-то автономное, самостоятельное образование, закладываемое организмом в момент оплодотворения и затем сохраняющееся изолированно и ориентированное лишь на будущее, когда оно понадобится потомству. Такой взгляд мало чем отличался бы от вейсманистских представлений о неизменном и независимом от тела организма «веществе наследственности», будто бы предопределяющем будущую структуру и все свойства потомства.

Так же, как вполне развившийся зародыш есть результат сложных реакций веществ, заключенных внутри оплодотворенного яичка, так и эндосперм — результат не менее сложных процессов обмена, веществ в материнском организме. И он, конечно, несет какую-то нагрузку, как и всякий другой орган тела, изменяется, выполняет какие-то физиологические функции, он нужен материнскому организму на любом этапе своего развития. Сообразно этому и подбирается его состав, соответствующий в каждый данный момент требованиям всей оплодотворенной клетки.

Возможно, что он служит той промежуточной инстанцией, как бы кухней или лабораторией, через которую осуществляется питание зародышевой клетки на всем протяжении ее развития.

Питание это меняется по ходу развития, как и все в организме. Не удивительно, что к моменту созревания семян растения или отделения яйца или икры от материнского организма их пищевые запасы оказываются по своему составу готовыми к тому, чтобы продолжать свою функцию питания (формирования) зародыша на следующем очередном этапе его жизни.

Верно ли, что вещества, заготовленные в «пищевом пайке» зародыша, играют направляющую роль в его формировании?

Едва ли можно в этом сомневаться. Мы знаем, как тщательно соблюдает каждый вид свой специфический состав этого «пищевого пайка». Химический анализ содержимого любого зерна может совершенно точно указать, какому виду растения принадлежит это зерно. В природе не существует и двух видов растений, у которых содержимое зерен было бы одинаково. Так же различно и содержимое яиц и икринок. Уже это обстоятельство указывает на активную роль этого материала в определении специфики видовых признаков.

Однако есть и более веские доказательства того, что «пищевой запас» зародыша служит фактором, направляющим развитие зародыша по определенному пути, по пути, характерному для данного вида.

Академик И. И. Презент, изучая роль «пищевого запаса» (эндосперма) семени в развитии растения, осуществил очень интересный опыт. Он взял семена пшеницы и, отделив их зародыши от эндосперма, стал выращивать эти зародыши отдельно — на фильтровальной бумаге, смоченной раствором глюкозы. Зародыши тронулись в рост и через несколько дней превратились в маленькие растеньица, которые затем были пересажены в землю — сначала в вазоны, а потом в грунт, на грядки, где они и закончили свое развитие, выколосились и дали потомство.

И вот оказалось, что полученные растения, лишенные «в детстве» родительского «пищевого запаса», приобрели целый ряд признаков, не свойственных тому виду пшеницы, которому принадлежали исходные семена. У них изменились ширина листа, его опушенность, форма колосковой чешуйки, стекловидность зерна. Изменился цвет семян: на одном и том же колосе оказались семена белые, розовые и красные.

Словом, растения как бы растерялись в своем развитии, утратили обычный для их вида путь и, лишившись направляющего влияния эндосперма в самом начале, поддались разнообразным влияниям микроусловий их выращивания.

Другой опыт еще более показателен.

Академик И. И. Презент взял зерна одного гибридного растения пшеницы и разделил их на две равные части — по 18 зерен. Отделив зародыши, он пересадил их на эндоспермы двух разных исходных сортов: одного — раннего и другого — позднего. Он приклеил эти зародыши клейстером, сделанным из эндосперма того же сорта, который служил «подвоем» в этой своеобразной прививке. Пересадка удалась. Зародыши пошли в рост и вынуждены были использовать весь запас чужого эндосперма.

В результате все растения, получившиеся из этих зародышей, оказались заметно более мощными, чем выращенные в прежнем опыте из изолированных зародышей без всякого эндосперма, на искусственном питании. А главное, они приобрели некоторые признаки того сорта, которому принадлежал эндосперм. Все восемнадцать растений, питавшиеся запасом раннего сорта, выколосились раньше, чем питомцы «позднего» эндосперма, хотя и те и другие выращивались в одинаковых условиях.

Эти опыты разоблачают роль эндосперма в развитии растения. Он представляет собой сложный специфический комплекс веществ, под влиянием которого и складывается столь же специфический комплекс особенностей развития, а тем самым и требований молодого растительного организма к условиям его существования. Иначе говоря, своим особым составом, свойственным только данному виду и сорту, эндосперм направляет развитие молодого растения на путь его предков и родителей, т.е. на путь развития данного вида.

Ничто не предопределено в организме на любом этапе его становления. Но все обусловлено: если будут такие условия — разовьются такие-то признаки. Если условия изменятся, — и признаки появятся иные.

Вопрос об эндосперме — этой первичной пище зародыша — еще недостаточно изучен, но не подлежит сомнению, что в нем таятся корни важнейших событий в жизни и развитии организмов. Достаточно сказать, что происхождением своим эндосперм обязан моменту оплодотворения. Как теперь установлено, эндосперм образуется тем же путем, что и зародыш, т.е. путем проникновения второго сперматозоида в материнское яичко.

Таким образом, становится понятным смысл так называемого «двойного оплодотворения», впервые открытого у растений известным русским ботаником С. Г. Навашиным еще полвека назад. Проникновение в материнскую яйцеклетку одного из сперматозоидов ведет к образованию зародыша, а второго — к образованию пищевого запаса для него.

Возможно, впрочем, что в создании оплодотворенного зачатка (яйца или зерна) принимает участие и большее количество мужских половых клеток. Во всяком случае, последними работами ученых-мичуринцев доказано, что путем искусственного опыления (оплодотворения) растения смесью пыльцы, взятой из двух разных сортов растений того же вида, можно получить потомство, обладающее признаками двух отцов.

Представление о том, что именно пища сама по себе может формировать организм, сообщать ему в зависимости от ее качества те или иные свойства, способности и признаки, в том числе и такие, которыми никогда не обладали родители, — относится к числу основных положений новой мичуринской биологии.

Не всякому легко правильно усвоить это представление. Реакционная формальная генетика за время своего господства довольно прочно укоренила в нас мысль о том, что свойства и признаки, отличающие один вид от другого, формируются специальным «веществом наследственности», генами, а совсем не пищей.

Между тем и в природе мы находим факты, убеждающие нас в огромной формообразующей роли пищи. Один из наиболее ярких примеров дает жизнь пчел.

Как известно, в каждой пчелиной семье, насчитывающей десятки тысяч особей, бывает одна матка. Ее нетрудно отличить по внешнему виду: она значительно крупнее всех других членов семьи, у нее иная форма головы, брюшка. Она одна способна оплодотворяться и производить потомство. Для этого у нее есть все необходимые органы.

Вся роль матки состоит в создании потомства. Раз оплодотворившись в начале своей жизни, она потом занимается только тем, что откладывает яички в свободные ячеи сотов. Больше никаких обязанностей матка в семье не несет. Пчелы кормят, оберегают, чистят ее.

Рабочие пчелы не только по внешним признакам, по строению тела, но и по своим свойствам и способностям отличны от матки. Они выполняют массу различных обязанностей. Они разыскивают и добывают пищу (нектар и пыльцу цветов), приготовляют ее, кормят личинок, строят из воска соты, убирают и очищают соты и весь улей, вентилируют в нем воздух, чистят одна другую и т.д. Но оплодотвориться они не могут. Органы размножения у них не развиты.

Таким образом, мы видим в пчелиной семье уже два разных типа насекомых, настолько разных, что, если бы матка могла существовать отдельно от семьи, она, вероятно, была бы причислена к другому виду.

А между тем и матка, и рядовые пчелы развиваются из совершенно одинаковых по величине, форме и внутреннему строению яичек, отложенных одной и той же пчелой.

Как же это получается?

Получается это очень интересно.

Все зависит от рядовых пчел. Это они по своему «усмотрению» могут вывести из одинаковых яичек, заложенных в ячейки маткой, либо матку, либо рабочую пчелу. Если матка в семье еще не слишком стара и исправно поддерживает нормальную для данного улья численность своей большой семьи, то рабочие пчелы продолжают строить соты с обычными ячеями. Матка кладет в каждую свободную ячейку по одному яичку. Через три дня яичко превращается в личинку. Теперь нужно ее кормить. Пчелы-кормилицы опускают в каждую ячейку нежную полужидкую массу, так называемое «молочко» — переработанные их «молочными» железами цветочный нектар и пыльцу. Порция молочка по весу в два-три раза больше веса личинки. По мере того, как личинка использует это молочко, пчелы-кормилицы непрерывно подкладывают в ячейки новые порции пищи. Начиная с трехдневного возраста, личинки получают пищу уже другого состава: смесь меда и цветочной пыльцы. Этим составом личинка и питается до тех пор, пока не начнет превращаться в куколку. Тогда пчелы «запечатывают» ячейки с куколками, покрывая отверстия ячеек тонкими восковыми крышечками. В результате на 21-й день от кладки яиц из ячейки выходит молодая, вполне сформировавшаяся рабочая пчела, которая немедленно же приступает к работе.

А вот что происходит, когда матка по какой-либо причине внезапно погибла. Как только это случилось, пчелы немедленно приступают к устройству маточника, т.е. большой желудеобразной ячейки. Для этого они перестраивают одну из обычных ячеек, в которую уже раньше было положено маткой яичко и из которой со временем вышла бы рабочая пчела. Они расширяют эту ячейку за счет соседних и придают ей надлежащие размеры и форму.

Личинку, появившуюся в этой большой ячейке, пчелы кормят очень щедро. Однако теперь они не меняют рода пищи, как при выкармливании рабочих пчел, а в продолжение всего периода роста личинки питают ее только молочком. Именно в этот период и происходит формирование будущей пчелы-матки. Личинка вырастает, окукливается, куколка заполняет всю ячейку, и, наконец, из нее выходит новая, молодая матка.

Позволительно спросить уважаемых генетиков-морганистов: что же случилось с их пресловутыми генами? Почему они «не сработали»? Из двух одинаковых яичек, отложенных маткой и оплодотворенных одним и тем же самцом-трутнем, следовательно, по воззрениям морганистов, несущих в себе одинаковые наборы генов, получаются: из одного яичка — матка, а из другого — рабочая пчела.

Если считать, как некоторые думают, что рабочая пчела — это недоразвивавшаяся матка (на том основании, что у рабочей пчелы органы плодоношения не развиты), то откуда же у этих рядовых пчел-искусниц берутся все их, поистине замечательные, свойства и способности, которые даже у искушенного в биологии наблюдателя невольно вызывают впечатление разумности их поведения? Ведь ни одним из их свойств никогда не обладали ни мать, ни отец-трутень, которые не могут ни добывать пищу, ни строить соты, ни выделять воск или молочко и т.д.

Установлено, что трутень развивается из неоплодотворенного яичка. Таким образом, он является как бы вегетативным потомком матки. Никаких «отцовских генов» он в себе не несет. А между тем трутень обладает прекрасно развитыми мужскими органами оплодотворения и в жизни пчелиной семьи выполняет одну единственную функцию: оплодотворяет матку. По строению тела трутень отличается и от матки и от рабочей пчелы и по величине занимает среднее место между ними. Личинку его пчелы кормят пищей, также отличающейся по составу и количеству от пищи маточных или рядовых личинок.

Надо сказать, что в биологии пчелы еще очень много белых пятен. Однако формообразующая роль пищи здесь проявляется с неотразимой ясностью.

***

Итак, мы рассмотрели основные типические обстоятельства развития нового организма, начиная от оплодотворения материнской половой клетки до того момента, когда этот новый молодой организм уже окончательно освобождается от направляющего влияния родителей.

Если первый из этих двух моментов (оплодотворение) четко определяет начало формирования всякой новой жизни у всех животных и растений, то второй, т.е. переход к вполне независимому от родителей существованию, происходит в различные моменты развития особей и во многих случаях очень нечеток. Здесь нет резкой грани! Зависимое существование не прекращается внезапно, а понемногу сходит на нет и по мере того, как молодая особь начинает самостоятельно реализовать те требования к условиям своей дальнейшей жизни, которые уже сложились в ней в результате всего предыдущего воспитания.

Теперь нам ясно, что, когда зерно пшеницы упало из созревшего колоса в почву, это еще не начало независимой от непосредственных родительских влияний жизни растения. Зерно прорастает, выпускает корешок и росток, корешок начинает подавать воду ростку, но питание идет главным образом за счет эндосперма. Это он превращается в молодое растеньице. И только с того момента, когда этот кусочек родительского тела исчерпается до конца, растение начинает добывать пищу из окружающей среды и окончательно становится на «собственные ноги».

Зародыши рыб в икринках или пресмыкающихся в яйцах развиваются за счет такого же родительского пищевого запаса. Они выходят из своих оболочек маленькими, но вполне сформировавшимися особями и сразу же начинают жить и питаться самостоятельно.

У птиц этот переход очень растянут. Яйцо снесено; под влиянием родительского тепла (высиживание) его питательный и формирующий запас переходит в зародыш, превращается в молодую особь. Но и это еще не начало независимости. Начинается выкармливание, причем каждый вид подбирает особый корм, сменяет его в строго определенной последовательности, а многие виды к тому же и обрабатывают его перед кормлением своими выделениями. Едва ли можно сомневаться в том, что этим путем усиливается или даже сообщается корму способность формировать определенные родительские (видовые) черты в потомстве.

Еще совершеннее этот процесс в мире млекопитающих. Тут все развитие, с момента оплодотворения и до полного превращения зародыша в молодую особь, совершается внутри материнского организма, где плод, развиваясь, становится как бы временным органом материнского тела. Он надежно защищен, изолирован от всех непосредственных влияний внешней среды, той среды, которая служит внешней для материнского организма и которая могла бы свернуть его с пути развития родителей. В то же время он целиком подчинен тем внешним условиям существования, какими являются для него условия внутри материнского организма. Его сосуды наполнены кровью матери. Его пульс — ритм материнского сердца. Дышит он легкими матери, питается ее пищеварительным путем.

Условия — идеальные для осуществления задачи, поставленной перед каждым организмом отбором: повторить, создать себе подобное.

Но и этого оказывается недостаточно. Покинув тело матери, плод еще некоторое время продолжает усваивать только одну, особую пищу, специально создаваемую для него все тем же материнским телом, — молоко, прежде чем перейдет на иное питание, тоже вначале подбираемое для него родителями.

Вот с какой исключительной настойчивостью решается в природе поставленная все тем же отбором задача всего живого: повторять себя, создавать себе подобное.

И можно видеть, чем выше на эволюционной лестнице стоит организм, тем более совершенными приспособлениями он осуществляет эту задачу.

Мы привыкли представлять себе отбор, как причину, созидающую, творящую новое в живой природе и таким образом двигающую эволюцию. Это верно. Но это не единственная и, пожалуй, даже не первостепенная функция отбора. Не следует забывать, что именно отбору обязаны виды своим существованием.

Именно отбор определил те границы относительного постоянства форм, в пределах которых эти формы могут переносить и ассимилировать меняющиеся, колеблющиеся условия существования. Именно отбором выработан половой процесс, как наиболее совершенный способ воспроизведения относительно постоянных форм и обогащения их приспособительными возможностями. Вся сумма бесчисленных приспособлений, направленных к сохранению вида, к созданию максимального количества себе подобных, создана отбором. В условиях неизбежной межвидовой борьбы (ибо одни формы жизни служат пищей для других) устанавливается известный баланс, порядок, определяющий дальнейшее существование и развитие жизни на Земле.

Легко представить себе, что если бы отбором не создались виды и неустойчивая природа каждого организма формировалась бы под влиянием разных условий по-разному, то каждая особь, каждый организм противостоял бы всем остальным. Борьба между видами превратилась бы в неравную борьбу каждого против всех и, естественно, привела бы к гибели всего живого.

Уже из этих рассуждений ясно, что борьба внутри вида принципиально не может иметь места. Ее мог бы породить только отбор. Но отбор, как мы видели, действует в прямо противоположном направлений. Его задача — поддерживать, совершенствовать виды, укреплять их позиции в природе, а всякая борьба внутри вида неизбежно ослабила бы эти позиции и привела к гибели вида.

Однако вопрос о внутривидовой борьбе требует особого рассмотрения, и здесь мы не будем разбирать его более подробно.

Какие же выводы можно сделать из всей суммы рассмотренных нами фактов?

Мы начинали наш обзор с критики «хромосомной теории» наследственности, созданной формальной генетикой. Теория эта была попыткой современной реакционной лженауки объяснить «тайну наследственности», издавна привлекавшую внимание не только ученых, но и каждого вдумчивого человека. Таинственным всегда казался тот путь, тот способ, которым природа «передает» от родителей к детям не только основные, видовые черты строения, но и мельчайшие, порой незначительные и, по-видимому, ненужные индивидуальные черточки и свойства.

Попытка формальной генетики кончилась неудачей. Дело ограничилось по существу тем, что одно неизвестное было заменено другим: тайна наследственности — тайной генов, непостижимыми путями формирующих постоянные признаки в бесконечном ряду поколений. Так и должно было случиться: теория, основанная на неверных предпосылках, не может правильно объяснять явления.

Мичуринская биология решительно порвала с представлением о «передаче» признаков, как с коренной ошибкой генетики, и утвердила единственно правильный, биологически обоснованный взгляд: признаки не передаются и не могут передаваться. Они появляются, развиваются всякий раз наново в результате определенных физиологических процессов, порождаемых столь же определенными условиями, в которых протекает развитие организма. Условия развития творят признаки и свойства. В сходных условиях неизбежно развиваются и сходные признаки.

Эта позиция, которую следует считать основной в системе взглядов мичуринско-лысенковской биологии, впервые привела науку к действительному разоблачению «тайны наследственности». Ведь если под действием сходных условий развивается сходное, то остается только убедиться в том, что условия, в которых развивались любые организмы, сходны с условиями развития их родителей, и тогда ничего загадочного не остается в проблеме наследственности.

***

... В прошлом году этими опытами заинтересовался академик Т. Д. Лысенко. Он обратил внимание на одно странное обстоятельство, упорно сопровождавшее все эти попытки селекционеров. Когда они подвергали переделываемую ими твердую яровую пшеницу «испытанию зимой», то в результате во всех случаях с поразительной настойчивостью повторялась одна и та же картина: наряду с выжившими растениями твердой пшеницы («остальные погибли, вымерзли!»), можно было всегда найти на этой делянке и некоторое количество неизвестно откуда взявшихся мягких пшениц («случайная примесь!»).

Опыт, в котором это странное постоянство появления «случайных примесей» обратило на себя внимание Т.Д. Лысенко, проводился аспирантом Института генетики тов. Карапетяном на экспериментальной базе Академии сельскохозяйственных наук им. Ленина и был повторен.

Тщательный анализ выживших после зимовки растений показал, что они представляют собой шесть разновидностей мягкой пшеницы яровых и озимых форм, различных по ряду признаков — остистости, окраске колоса и др. Потомство многих из них было крайне пестрым по ряду признаков. Последнее обстоятельство указывало на то, что наследственная природа этих «примесей» — неустановившаяся, расшатанная, какой обычно обладают новые, только что образовавшиеся растительные организмы.

Точно такое же разнообразие форм — шесть разновидностей мягких. пшениц — получилось и в Сибирском институте зернового хозяйства после двух лет посева под зиму твердой пшеницы. Совершенно такие же результаты были получены и на многих других опытных станциях Союза.

Сомнений не оставалось. Академик Т.Д. Лысенко констатировал, что, при перевоспитании твердой яровой пшеницы в озимую, после двух-трех-четырехлетнего осеннего посева (необходимого для превращения ярового в озимое) вид твердой пшеницы (дурум) превращается в другой вид — мягкой (вульгаре).

Когда, в какой момент развития растения происходит это превращение, — неизвестно. Это еще не установлено. Но оно происходит сразу, скачкообразно, без всяких промежуточных форм: из зерна пшеницы дурум вырастает пшеница вульгаре. Один вид превращается в другой. Микроскопический анализ клеток тех растений, которые участвовали в опыте, подтвердил, что исходные формы и полученные из них новые действительно относились к разным видам: в клетках исходных пшениц (дурум) было 28 хромосом, а в клетках полученных мягких (вульгаре) — 42. А число хромосом в клетках считается одним из существенных признаков каждого вида растений и животных.

Вот перед каким событием, которое с предельной откровенностью показывала нам природа, стояли мы тогда с Петром Алексеевичем и... ничего не видели.

Скачок в будущее

Это открытие академика Т.Д. Лысенко представляет собой одно из крупнейших событий в современной биологии. Впервые в истории человек может экспериментально наблюдать таинственный процесс превращения одного вида в другой, а по существу — процесс возникновения нового вида, потому что, очевидно, именно так в какие-то незапамятные времена (может быть, в ледниковый период) — под влиянием изменившихся климатических условий из еще более древнего растения дурум впервые возникла новая форма — вульгаре.

Не случайно это открытие сделано у нас передовым ученым мичуринской школы. Иначе и быть не могло. Ни один представитель моргановской «генетики» не мог бы даже допустить возможность такого превращения видов под влиянием естественных условий среды.

Но такие открытия не проходят без «потрясения основ». Нам, очевидно, придется внести некоторые поправки в наши представления о видообразовании в природе.

По классическим воззрениям Дарвина, господствующим в современной биологии, виды животных и растений в историческом процессе эволюции создавались в результате постепенного, медленного накопления изменений организмов. Первый, — и пока единственный, — экспериментально наблюдаемый факт видообразования говорит о внезапном, скачкообразном и общем превращении вида без всяких промежуточных форм. Момент, когда происходит скачок, наступает не сразу. Пшеница дурум требует, чтобы ее растение в течение двух, трех, четырех лет (поколений) подвергалось воздействию новых для него условий, прежде чем этот скачок совершится.

За это время никаких видимых изменений в растении не появляется, оно сохраняет все признаки, характерные для его вида. Но может ли быть, чтобы такой огромный, с биологической точки зрения, скачок из одного вида в другой совершился без всяких сдвигов, предварительно накопившихся в организме? Конечно, нет. Сдвиги, изменения, конечно, происходят, накапливаются ...