Правда, Гражданская война разорила род Морган, они из-за сочувствия к силам Конфедерации лишились и гражданских прав, и собственности. Удар был настолько силен, что даже спустя десятилетия после разгрома Конфедерации отец Томаса Гента с большим трудом смог выдвинуться на политическом поприще (да и то большую часть времени занимался организацией встреч ветеранов минувшей войны).
Сам Томас Гент никакой склонности к политической карьере не питал, все его интересы были сосредоточены на естественной истории и геологии. Десятилетним мальчиком Том облазил все окрестности, собирая окаменелости, птичьи яйца, перья и тому подобные драгоценности, которые составили впоследствии довольно внушительную коллекцию. Став немного постарше, будущий ученый проводил летние каникулы в геологических и биологических исследовательских группах, являвшихся частью экспедиции Геологической службы Соединенных Штатов в горах Кентукки.
Окончив школу, Томас Морган поступил в колледж штата Кентукки (ныне университет), выпускником которого стал в 1886 году, получив степень бакалавра наук. После колледжа он продолжил учебу в университете Джона Хопкинса (Балтимор, штат Мериленд), в то время единственном вузе США, где значительная часть программы отводилась под самостоятельную исследовательскую работу студентов.
В университете молодой человек занялся изучением морфологии и физиологии животных и лето 1887 года провел в лаборатории, возглавляемой палеонтологом Альфеусом Хьяттом. Лаборатория занималась исследованиями морской фауны и располагалась в Аннискваме, штат Массачусетс.
Альфеус Хьятт состоял в переписке с Чарлзом Дарвином, оставаясь при этом последовательным критиком дарвинизма. Палеонтолог принимал идеи эволюции в целом, но придерживался ламаркианских взглядов, считая, что и конечная цель, и направленность всех изменений живой материи заданы изначально некоей высшей силой. Он отрицал естественный отбор как фактор эволюции, в чем немалую роль сыграла религиозность Хьятта и его искренняя вера в Божественное провидение.
Взгляды Хьятта и его критические замечания в адрес дарвиновской теории значительно расширили представления Томаса Моргана, которого в то время особенно интересовала эволюция. По крайней мере, он получил возможность взглянуть на проблему происхождения и развития видов с различных точек зрения и составить свое мнение о предмете.
В 1888/89 году Томас Морган был включен в состав исследовательской группы, работавшей по заказу правительства США на морской станции Вудс-Холл. Здесь под руководством известного специалиста в области биологии моря Уильяма Кейта Брукса будущий нобелевский лауреат выполнил свою первую «настоящую» научную работу, посвященную исследованию физиологии и морфологии морских пауков.
Тогда же Морган получил степень магистра естественных наук в колледже штата Кентукки. К тому времени вышли первые научные публикации молодого ученого, отразившие результаты исследований морских пауков. Кроме того, Томас выполнил условие, согласно которому претендент на звание магистра колледжа должен был пройти двухлетнюю магистратуру в другом учебном заведении, после чего сдать экзамены по специальности в самом колледже. Вместе с магистерской степенью Морган получил предложение стать преподавателем в колледже штата Кентукки, однако предпочел продолжить обучение в университете Джона Хопкинса и даже получил стипендию для дальнейшей исследовательской деятельности. Тогда же Томас Гент Морган заинтересовался эмбриологией.
Когда он работал над своей первой научной темой, еще ничего не было известно о фактическом механизме наследования. Общепринятая методика изучения эволюции и передачи наследственной информации состояла в том, чтобы, рассматривая морфологию и физиологию представителей разных видов, попытаться сделать вывод о причинах их сходства или различия. Важной составной частью таких исследований было изучение эмбрионального развития разных животных – ею-то поначалу и занялся Томас Морган в лаборатории Вудс-Холл, но много позже, в 1897 году, Томас Гент Морган стал одним из попечителей станции и оставался им всю жизнь. Более того, полученная стипендия позволила ему совершить исследовательские туры на Ямайку и Багамские острова, чтобы собрать необходимый материал.
В 1891 году Морган защитил в университете Джона Хопкинса диссертацию по эмбриологии морских пауков на материале, собранном на морской станции Вудс-Холл (впоследствии – Институт океанографии Вудс-Холл). В то же время он стал адъюнкт-профессором и возглавил факультет биологии в Брин-Майровском женском колледже, сменив на этой должности своего друга и коллегу Э. Б. Вилсона – известного американского цитолога, генетика и зоолога. Считается, что Э. Вилсон основал в США клеточную биологию. Более того, в 1898 году, изучая сходство эмбрионов животных различных видов, находящихся на одной стадии развития, он сделал далеко идущий вывод о том, что одни и те же органы формируются из одних и тех же групп клеток (вне зависимости от вида животного). Исходя из этого, он предположил, что все живые организмы имеют общего предка. Эта идея позднее нашла подтверждение в теории коацерватных капель – первых предбиологических систем в водах первичного океана, покрывавшего в отдаленные геологические эпохи земную поверхность. Считается также, что Э. Вилсон в 1905 году (независимо от Н. Стивенс) обнаружил, что половая принадлежность определяется сочетанием Х– и Y-хромосом.
Таким образом, в Брин-Майровском колледже Морган сменил маститого и прославленного ученого, а в 1894 году, благодаря своим научным успехам, был направлен на стажировку в Неаполь, в Зоологическую лабораторию – Stazione Zoologica, где двумя годами ранее работал Вилсон. В Неаполе молодой адъюнкт-профессор продолжал свои изыскания в области эмбриологии.
Stazione Zoologica была основана в марте 1872 года Антоном Дорном. Он был младшим сыном в семье потомственного торговца, который, однако, много времени посвящал разнообразным хобби: путешествиям, фольклорным экспедициям, коллекционированию насекомых. Антон изучал зоологию и медицину в университетах Германии, однако эти науки не увлекали его. Все изменилось в 1862-м, когда биолог-эволюционист Эрнст Геккель познакомил юношу с трудами Чарлза Дарвина. Дорн стал пламенным адептом теории Дарвина и решил посвятить себя защите и распространению дарвинизма.
В то время эмбриология приобретала все большее значение в теории эволюции. В частности, речь идет об открытии Геккеля, который показал, что зародыш в процессе формирования проходит все стадии развития животного мира. Это подтверждало дарвиновскую теорию эволюции, и Дорн решил открыть лабораторию, где можно было бы досконально изучать процессы развития живых организмов. Именно это он и сделал в Неаполе в 1872 году.
Через четверть века после открытия одним из исследователей-эмбриологов, работавших в лабораториях Stazione Zoologica, стал Томас Гент Морган. За время своего пребывания в Неаполе он закончил экспериментальное исследование эмбриологии морских пауков. Надо сказать, что эта работа очень выделялась на фоне традиционной для XIX века описательной морфологии, поскольку в ней были предприняты попытки обнаружить объективные физические и химические предпосылки развития живого организма.
Здесь, на Stazione Zoologica, ученый впервые занялся темой регенерации, однако впоследствии решил, что данная проблема слишком сложна, чтобы ее можно было изучить (а тем более предложить практические способы восстановления тканей живых организмов) за время пребывания в Неаполе. Тогда Томас Морган отошел от эмбриологии и вплотную занялся темой наследственности и наследования признаков, которая показалась ему более интересной (впрочем, в конце своей научной карьеры исследователь снова вернулся к эмбриологии).
Кроме того, поездка в Неаполь позволила будущему Нобелевскому лауреату познакомиться с Куртом Хербстом и Гансом Дришем, с которым позднее он сдружился и установил плодотворное сотрудничество. Собственно, знакомство с научными воззрениями Дриша на долгие годы определило сферу исследовательских интересов Т. Моргана. Дриш оказал большое влияние на молодого ученого и, вне всякого сомнения, заинтересовал его экспериментальными аспектами эмбриологии (в частности, речь идет о работах, посвященных самым ранним стадиям развития эмбрионов).
Судьба Ганса Дриша довольно интересна. Он был фактически последним защитником витализма – теории, утверждавшей, что жизнь как явление не может рассматриваться как физико-химический феномен. Ученые труды Дриша, созданные еще в начале XX века, на много лет предвосхитили эксперименты по клонированию животных. Дриш впервые обнаружил, что каждая из эмбриональных клеток после деления содержит все клеточные элементы и может развиваться самостоятельно, являясь, по его выражению, «цельной и гармоничной сбалансированной системой» (теория получила блестящее подтверждение, когда были выведены основные законы существования ДНК). И именно необъяснимый с точки зрения науки того времени факт полного сохранения генетической информации в каждой из эмбриональных клеток привел ученого к отрицанию того, что законы развития живой материи могут объясняться с позиций физики или химии. Он попросту не верил в это, отдавая – как и Хьятт – главную роль некоей привнесенной извне жизненной силе, которая направляла и определяла развитие всего живого. В результате, не найдя способа объяснить полученные результаты, Ганс Дриш полностью оставил эмбриологию и посвятил себя философии.
В жарких дебатах между сторонниками преформизма (т. е. наличия в половых клетках организмов неких структур, предопределяющих развитие будущего организма) и эпигенеза (учения о зародышевом развитии как процессе последовательных новообразований, возникающих в результате внешнего влияния), к которым относил себя Г. Дриш, Томас Морган придерживался середины. С одной стороны, он не считал верной концепцию, в соответствии с которой вся наследственная информация равномерно распределяется между клетками организма, с другой – не мог вполне согласиться с идеей наследуемости приобретенных признаков. В целом Морган был склонен придерживаться теории наследования врожденных признаков, характерной для американской эмбриологии. Согласно этой теории, полная генетическая информация содержится в каждой зародышевой клетке, но в то же время она может изменяться под влиянием мутаций, вызванных внешним воздействием.