Весь замысел эксперимента представлял собой логическую ошибку, известную как круг в доказательстве. Вначале отобрали по условиям эксперимента наследственные линии, из которых было искусственно устранено необходимое для отбора разнообразие, а затем с блеском доказали, что отбор не действует. Отбор не действовал, потому что не из чего было отбирать.
Если бы Иоганнсен вошёл в историю науки только как ниспровергатель дарвинизма, его работы ныне воспринимались бы как своеобразные курьёзы, как примеры заблуждений, лишь преодоление которых помогло развитию науки. Однако благодарные потомки вспоминают Иоганнсена как одного из основателей генетики, классика изучения наследственности.
В 1909 г., через 6 лет после опубликования своего труда, развенчивающего теорию отбора, именно Иоганнсен ввёл в научный обиход понятие гена как своего рода «атома» или «кванта» живой материи, «элементарной частицы» наследственности, существование которой вытекало из законов Менделя, из показанной в его экспериментах дискретного характера наследования признаков.
Первоначально понятие об этой частице было столь же абстрактным, как понятие об атоме Демокрита, Левкиппа, Эпикура или Лукреция. Предполагалось, что именно она обеспечивает передачу от предков потомкам определённого наследственного признака.
Иоганнсен же впервые сформулировал понятия фенотипа и генотипа, понимая под фенотипом совокупность всех макроскопических признаков организма, а под генотипом – совокупность всех генов, создающих генетическую основу этих организмов.
На заре своего существования генетика создала альтернативу дарвинизму не случайно. При всём значении работ Августа Вейсмана, Гуго де Фриза и Людвига Иоганнсена, проторивших человечеству путь в таинственный мир генов, они двигались по этому пути ощупью, руководствуясь умозрительными соображениями и чересчур радикально трактуемыми результатами экспериментов. Однако следует удивляться не тому, что они при этом часто впадали в заблуждения, а скорее тому, как много они поняли при столь скудном наличии экспериментальных данных.
При всех различиях между ними основателей ранней классической генетики объединяло отчётливое стремление объяснить эволюцию, исходя из теории наследственности, доказать ведущую роль факторов наследственности и наследственной изменчивости в биологической эволюции. В начале XX века мутационная теория де Фриза оттесняет дарвиновскую теорию и становится почти повсеместно общепризнанной в научных кругах, мутации рассматриваются как центральный фактор эволюции, а естественный отбор – в лучшем случае как вторичный, второстепенный фактор, как уборщик эволюционного мусора.
Главным недостатком генетики начала XX века являлось представление об абсолютном постоянстве и неизменности генов. Это представление базировалось на правилах Менделя, утверждавших неизменяемость наследственных признаков в череде поколений. Эта способность к передаче доминантных и рецессивных признаков объяснялась неизменностью генов.
В этом объяснении проявлялось влияние механистической картины мира, которая с начала XX века стала давать всё более сильные сбои. Представление о гене как о некоем твёрдом теле, движущемся в гелеобразном веществе наследственности и передаваемом от поколения к поколению наподобие эстафеты на легкоатлетических соревнованиях, в свою очередь влекло за собой представление о том, что рецессивные мутации порождаются выпадением каких-то генов.
Исходя из этих представлений, весьма авторитетный английский биолог В. Бэтсон (по другой транскрипции – Бейтсон или Батсон), создавший крупную научную школу и бывший в своё время учителем Николая Вавилова, выступил с крайне консервативной моделью биологической эволюции, в чём-то напоминавшей космогонию древнегреческого поэта Гесиода.
Заимствовав у Вейсмана идею о вечности и бессмертии наследственных структур, Бэтсон трансформировал её в представление о существовании вечного генного фонда, который образует посредством перекомбинаций все живые существа. В этой ретроградной эволюции – наоборот древнейшие организмы, родившиеся в своего рода «золотой век» возникновения жизни на Земле, оказывались с генетической точки зрения сложнее, чем современные организмы, поскольку в генофонде жизни постепенно выпадали и утрачивались отдельные гены, что за миллионы лет значительно обеднило первичный генофонд.
Бэтсон первым оценил значение законов Менделя, переоткрытых в экспериментах на кукурузе, цыплятах и мышах, и истолковал дискретность элементов наследственности по Менделю в пользу теории о скачкообразном изменении видов. Будучи избран президентом Британской ассоциации зоологов, он стал защищать мутационизм де Фриза от нападок дарвинистов, по-прежнему стоявших на градуалистических позициях. В результате на заседании ассоциации в 1904 г. развернулась резкая дискуссия между генетиками и дарвинистами, которая быстро переросла в перепалку.
В борьбе мнений, разделивших биологов на две враждующие партии, дарвинисты отстаивали свои позиции в глубокой обороне. Под влиянием Батсона исследования наследственности в Европе и США приобретали всё возрастающую интенсивность. Дарвинисты же в этот период почти исчерпали свой мобилизационный потенциал. Они не предлагали почти ничего нового и только критиковали достижения соперников, явно сдавая позицию за позицией.
При этом на многочисленных конгрессах и научных семинарах Дарвину воздавались всевозможные почести и признавались его заслуги, но его теория всё чаще и решительнее признавалась безнадёжно устаревшей.
Представление о выпадении генов стало основой ещё одной генетически ориентированной теории эволюции, которую предложил соотечественник де Фриза голландский ботаник Ян Лотси. Он выдвинул и стал активно продвигать концепцию эволюции на основе гибридизации. Он считал, что виды существуют в неизменном состоянии, пока не произойдёт скрещивание с представителями каких-либо других видов, сопровождающееся выпадением генов.
Рациональное зерно теории Лотси состояло в указании на эволюционную роль генетических рекомбинаций. Конечно, его попытка свести весь процесс эволюции к комбинациям генов был заблуждением. Она проистекала опять же из механистического представления о неизменности генов. Лотси представлял гены как наследственные зачатки, общие для всех живых существ, которые так же постоянны, как химические элементы таблицы Менделеева.
И подобно химическим элементам, вступающим в разнообразные связи и комбинации друг с другом при образовании химических веществ, наследственные зачатки таким же образом формируют эволюционные изменения организмов в течение длинного ряда веков. Книга Лотси «Эволюция путём гибридизации» получила широкое распространение среди генетиков и создала альтернативу безудержному сальтационизму сторонников мутационной теории де Фриза и их вере во всемогущество эволюционного потенциала мутаций.
Колоссальный рост мобилизационной активности учёных по изучению наследственности после переоткрытия законов Менделя в начале XX века как бы повторял рост активности дарвинистов в последние десятилетия XIX века, которая на рубеже веков резко пошла на спад. К генетическому движению примкнуло большое множество ботаников и зоологов, растениеводов и животноводов.
Ширилась и разрасталась экспериментальная база исследований. Они проводились на бобах и томатах, разнообразных сорняках и кукурузе, божьих коровках и мухах, на мышах и крысах, хомячках и кошках, других растениях и животных. Но особые возможности открылись перед исследователями в экспериментах на дрозофиле.
Эта плодовая мушка как объект экспериментов обладала явными преимуществами по сравнению со своими многочисленными «конкурентами». С момента откладывания ими яиц до момента, когда из личинок появлялись взрослые мухи, проходило всего 10 дней. Их хромосомный набор обладал максимальной простотой, он состоял всего лишь из четырёх хромосом. Они были способны очень быстро размножаться на ограниченном пространстве и образовывать мутации под действием различных химических веществ и излучений.
Опыты на дрозофилах начали производить американские генетики В. Кастл и Ф. Лутц, но никаких особенных результатов не добились. Великие достижения достались самому упорному – Томасу Генту Моргану, тоже американскому генетику, который посвятил изучению наследственных изменений этой мушки почти всю свою жизнь.
В начале своей научной карьеры Морган изучал индивидуальное развитие организмов – онтогенез. Однако под впечатлением от поездки в Амстердам и посещения лаборатории де Фриза он загорелся идеей экспериментального изучения наследственности. Он сразу же отверг дарвинистско-ламаркистский градуализм и заразился сальтационистским фанатизмом де Фриза.
Он занялся исследованиями в Колумбийском университете, где для устройства лаборатории ему выделили комнату размером 5 х 7 метров. Это и была та самая «мушиная комната», которая вскоре стала местом паломничества генетиков всего мира. Условия для проведения экспериментов были очень тяжёлыми. Всё оборудование лаборатории состояло из восьми шкафов и полками, на которых лежали бутылки из-под молока. В этих бутылках разводились тысячи мух. Подкармливали их бананами.
Первые два года «мушиная комната» работала безрезультатно. Наконец, после долгих трудов на свет появился первый мутант – самец с белёсыми глазами, затем второй – с укороченными крыльями. Естественным, т. е. случайным путём, без применения искусственных средств воздействия было получено всего 28 мутаций, и все мутанты были самцами. Морган решил, что это не случайно, что эти мутации связаны с половыми различиями.
Огромная работа по выращиванию всё новых поколений мушек и изучению их потомства натолкнула Моргана на констатацию некоторых закономерностей. Когда у мутанта изменялось сразу несколько признаков, некоторые из них переставали наследоваться последующим поколением. Приобретенные посредством мутаций признаки расходились в определённом соответствии с дарвиновским принципом дивергенции признаков.