[47]. Теоретические аспекты
В первых главах мы уже рассмотрели генетическую дискуссию на уровне 1936 года. Мы видели этот запас фактического и теоретического материала, которым располагали оба направления в генетике. Но сравнение в этот исходный период не могло быть достаточно объективным критерием. Новое всегда выглядит более слабым по сравнению со старым — эту истину все мы усвоили со школьной скамьи.
С тех пор прошло более 25 лет— для науки большой срок, во всяком случае, вполне достаточный для того, чтобы новое направление окрепло и проявило свои силы не только на поприще административного разгрома своих противников.
Выше были рассмотрены в основном негативные события биологической дискуссии, ее методы, стиль, последствия. Однако теоретическая сторона продолжавшейся полемики оставалась пока без серьезного анализа. Между тем интересно узнать, какие успехи были сделаны за этот период в решении тех проблем наследственности и изменчивости, из-за которых и начался великий спор в биологии и которые были центральным звеном дискуссии в течение многих лет, заполненных непрерывными схватками.
Несмотря на решения «исторической» сессии ВАСХНИЛ в августе 1948 года, объявившей классическую генетику «лженаукой», реакционным морганизмом-менделизмом, развитие этой науки не было остановлено. Распространить решения сессии на весь мир не удалось, несмотря на то, что стенографический отчет был в 1949 году быстро переведен советскими издательствами на немецкий, английский и французский языки. Был переведен он и на языки дружественных нам социалистических стран, некоторые из которых, к сожалению, восприняли наш «опыт» гонений на классическую генетику.
Но все же далеко не весь мир принял на веру постулаты нового учения, и работа по изучению «наследственного вещества» продолжалась во многих лабораториях. Исследования в этом направлении не просто продолжались, а развивались стремительными темпами, оказывая революционизирующее влияние на смежные области науки: биохимию, биофизику, цитологию. Почти каждый год приносил сообщения о крупных открытиях, и механизм наследственности становился все более понятным. Уместно осветить вкратце основные этапы нового развития и дать характеристику главных открытий.
Достижения классической генетики и смежных с нею наук
Раскрытие биохимической структуры и функций генов
Хотя существование генов как дискретных единиц наследственности в 1936 году, как мы видим, было фактически обосновано, биохимическая природа и механизм их влияния на обмен и формообразование оставался все же предметом гипотез.
Были ясны и свойства генов — их дискретность, способность к точной саморепродукции, их стабильность и одновременно мутабильность, их способность влиять на внутриклеточные процессы, линейное расположение и т. д., однако биохимическая природа структур, обладающая этими свойствами, оставалась неясной. Примерно с 1940 года внимание исследователей в биохимической характеристике генетического материала начало переключаться с белков на нуклеиновые кислоты и прежде всего — на дезоксирибонуклеиновую кислоту — ДНК, которая содержится в клетках, именно в хромосомах. Ряд свойств ДНК указывал на то, что она является полимером более высокого порядка, чем белки, что она может «управлять» синтезом белков и что она, по-видимому, и является основным субстратом «вещества наследственности».
Изучение этой проблемы велось в нескольких направлениях. С одной стороны, вопрос решался биохимиками, изучавшими синтез белков. Основное участие в синтезе белков, как оказалось, принимает аналог ДНК — рибонуклеиновая кислота, или сокращенно РНК Синтез белков в клетке оказался процессом особого рода — он подобен сборке сложной машины из разных деталей. Разные детали — это аминокислоты, их 20 типов, и построение белковых цепей из этих деталей весьма специфично. Именно последовательность деталей определяет, какой из сотен тысяч белков создается в клетке, прочный ли коллаген, из которого строится хрящевая ткань, или ещё более прочный эластин — основа стенок кровеносных сосудов, или рибонуклеаза — белок-фермент со сравнительно небольшой молекулой, построенной из 124 аминокислотных деталей, или же гаммаглобулин — основа иммунных свойств живой ткани, белок, молекулы которого в десятки раз крупнее, чем молекулы рибонукдеазы.
Как гены управляют синтезом белков
О десятках важнейших белков известно уже все — из каких аминокислот и в какой последовательности они собраны и как складывается их длинная цепь, образуя объемную округлую или удлиненную структуру. Но как бы ни были многообразны свойства белков, сколь бы ни были многочисленны химические реакции, катализируемые белками — ферментами, они не способны к ауторепродукции, к «самообразованию». Для того чтобы данный белок образовался, нужна матрица, нужен шаблон, необходимо какое-то сборочное устройство. И вот такой матрицей оказалась рибонуклеиновая кислота (сокращенно — РНК), полимер совсем особого рода. Ее назвали матрицей по аналогии с газетной, и внешне это было правильно, ибо белок формируется именно на поверхности РНК, и нуклеотидное строение поверхности предопределяет структуру белков. И как типографские матрицы могут быть посланы из столицы в другие города для того, чтобы на месте печатать с них большие тиражи газет, так и рибонуклеиновая кислота, образуемая в ядрах на поверхности ДНК, посылается из ядра клетки на периферию — в цитоплазму, где на ее поверхности начинают образовываться разнообразные белковые молекулы.
Раскрытие этих взаимосвязей не было делом теоретических абстракций — оно основывалось на экспериментальных открытиях, на тысячах фактов, установленных в сотнях лабораторий. Теория и эксперимент шли рядом, попеременно обгоняя друг друга. Вопрос о роли РНК в синтезе белков, ее детерминирующая роль в создании специфичности были уже экспериментально решены, однако тонкий механизм этого процесса несколько лет был предметом теоретических построений. Затем года два назад быстрый экспериментальный прорыв начал отбрасывать одну за другой устаревшие гипотезы и схемы — в теорию складывались реальные факты, теория превращалась в открытие фундаментального значения — в открытие механизма синтеза белков.
Молекулярный механизм мутаций
Матрица — РНК — это полимер особого рода. Он состоит из сложных химических соединений — нуклеотидов. Таких нуклеотидов всего четыре: адениловый (А), гуаниловый (Г), цитидиловый (Ц) и урациловый (У). Однако из этих четырех нуклеидов складываются длинные цепочки, хорошо видимые в электронный микроскоп. Последовательность нуклеотидов в цепях может меняться. Нуклеотиды подобны буквам алфавита. Разными комбинациями букв можно создать текст, содержащий ту или иную информацию. Это характерно и для РНК, ее нуклеотиды, чередуясь между собой, создают особый «текст», содержащий определенную структурную информацию. Эта информация управляет синтезом белков — она содержит нуклеотидный «текст», который «переводится» в «текст», составленный аминокислотами. Принцип механизма такого перевода подобен переводу какой-либо фразы с, записи, сделанной азбукой Морзе, на обычный текст. Как в азбуке Морзе, тройная комбинация из тире и точек, например: — .- соответствует одной из 30 букв русского алфавита, так и при синтезе белков на поверхности РНК каждая комбинация из трех нуклеотидов определяет положение одной из 20 аминокислот в белковой молекуле. В результате вдоль цепочки РНК с определенным составом должна создаваться молекула белка тоже определенного состава. На синтезируемую молекулу белка как бы переносится информация, «записанная» в РНК. Сейчас это уже показано в десятках экспериментов и не вызывает сомнений. Более того, ученые смогли изменять белки посредством изменения их матриц — молекул РНК. Если в длинной цепочке, допустим, вирусной РНК в каком-либо звене, например, в АГУЦАУЛАЦАУ… произвести химическое превращение какого-либо нуклеотида, допустим, А — в другой, скажем, в Г (а это легко сделать путем строго дозированного окисления), то происходит так называемая мутация, появляется мутанный вирус с измененными свойствами. При этом и во всех его белковых частицах происходит изменение какой-либо строго определенной аминокислоты, одна аминокислота заменяется другой, и это изменение имеет Наследственный характер. Изменение другого нуклеотида, например Ц в У, приводит к изменению другой аминокислоты, и это могут быть разные аминокислоты, в зависимости от того, какие нуклеотидные соседи у Ц. Соседи нуклеотида определяют и его «смысл», так как информацию несет тройка нуклеотидов. В этом направлении сделаны уже десятки экспериментальных работ и получены многие формы вирусов.
Изменение нуклеиновых кислот ведет к изменению белков — таков был основной вывод, который на молекулярном уровне отражал старую связь между изменением гена и изменением признака. Молекулярный механизм мутаций становился ясным. Постепенно был экспериментально раскрыт и способ «перевода» информации РНК, преобразование ее в структуру белковой молекулы.
Раскрытие природы кода генетической информации
Для этой цели в клетках существует двадцать разновидностей особых «мелких» форм РНК — переносчиков аминокислот. Захватывая активированные аминокислоты, поступающие в клетку извне, они переносят их на матрицу и устанавливают в строго определенном порядке — они «считывают» текст матриц и располагают аминокислоты в соответствии с «кодом» информации РНК. Таким образом на разных матрицах формируются разные белки. Но белки — это уже признаки — это ферменты, процессы-циклы реакций. Выявление этих взаимодействий и механизмов было нелегким делом. И логически оно вело к дерзновенной мечте — попытке создать искусственные матрицы и на их поверхности искусственные белки. За такую задачу взялись в 1961 году две американские лаборатории М. Ниренберга и С. Очоа, и задача была успешно и быстро решена. Это достижение стало сенсацией, быстро облетевшей весь мир. Синтез белка на предварительно искусственно созданной матрице— аналоге РНК помог и решению другой задачи — изучению нуклеотидного кода в РНК, выявлению природы «алфавита», которым записывается наследственная информация. Изменяя состав нуклеотидов, из которых создавались искусственные матрицы, ученые получали белки разного состава — сопоставление вело к раскрытию кода. Работа велась на искусственных и на бактериальных системах, но когда сопоставили полученные данные с теми, которые были выявлены на вирусах, то оказалось, что генетический код, по-видимому, универсален, одинаков, во всяком случае, для широких групп организмов.
РНК — это матрица, но ведь РНК в основном функционирует в цитоплазме. Следовательно, это еще не ген — ведь гены расположены в хромосомах.
Однако и здесь вопрос был решен в соответствии с теоретическими ожиданиями. Молекулы РНК, как оказалось, это только переносчики генетической информации. Молекулы РНК, выполняющие функции матриц белкового синтеза, образуются в хромосомах, они образуются на поверхности ДНК и копируют структуру ДНК ДНК сосредоточивает в своем составе информацию о синтезе белков. Эта информация передается РНК, и РНК создает в цитоплазме белки.
Белки же создают признаки, создают процессы, создают то, что внешне проявляется как живое тело с присущими ему свойствами. Следовательно, ДНК — это и есть субстрат наследственности, это и есть материал, из которого строятся гены. Концепция, утверждавшая, что один ген отвечает за один признак, изменилась в биохимически более осязаемую: один ген — это участок молекулы ДНК, содержащий информацию для синтеза одного белка, верняЦ, для одного полипептидного фрагмента белка.
Механизм точной ауторепродукции генетического материала хромосом
Несмотря на убедительность этих открытий, несмотря на их воспроизводимость, и здесь оставалось зерно сомнения для тех, кто не верил в существование «наследственного вещества» — вещества, управляющего индивидуальным развитием и передающего от поколения к поколению всю характерную для вида наследственную информацию.
Допустим, говорили такие скептики, что ДНК управляет синтезом белков. Но что управляет синтезом самих нуклеиновых кислот? Что определяет воспроизведение тонкой структуры и специфичности самой ДНК? Наверное, это делают какие-то особые белки, не может же ДНК сама себя воспроизводить. Однако и этот чисто полемический тезис оказался неверным. Сначала теоретически, а затем экспериментально было доказано, что молекулы ДНК действительно обладают способностью к саморепродукции. Эта саморепродукция ускоряется особым белком-ферментом, но действие фермента неспецифично, точность воспроизведения зависит от самой структуры ДНК. Природа кирпичиков-нуклеотидов, из которых состоит ДНК, такова, что они образуют между собой очень специфические пары соединений, и вся молекула ДНК создается из двух переплетающихся друг с другом цепочек, одну из которых можно сравнить с негативом, а другую с позитивом. Там, где у негатива темный участок, на позитиве он светлый, и наоборот. То же и в ДНК. Там, где на одной цепочке расположен, например, тимин, на другой стоит аденин, и там, где на первой стоит аденин — на другой может располагаться только тимин и ничто другое.
И так же, как при пропускании света через негативное изображение мы получаем позитив, через позитивную пленку — снова негатив, так и в ДНК разделение ее двойной спирали на «позитивную» и «негативную» приводит к тому, что возле «позитива» образуется «негатив», а возле «негатива» — «позитив», и получаются две идентичные молекулы. Этот процесс был не просто объяснен теоретически, он был воспроизведен в лаборатории. Искусственный синтез ДНК в лабораторных условиях полностью подтвердил теоретические модели. Открытие этого явления было, несомненно, величайшим достижением естествознания, объяснившим материальную биохимическую природу преемственности жизни на нашей планете.
«Управлять» синтезом ДНК оказалось, таким образом, излишне. ДНК способна к точной саморепродукции, она сама «управляет» собственным синтезом, а если для ускорения этого синтеза и нужны какие-либо белки — ферменты, то они создаются по «программе», записанной в самой ДНК Образование белков — это и есть, оказывается, основная функция ДНК и РНК — путь, которым ДНК управляет процессом обмена веществ.
Объем генетической информации для развития особей
Но и это не убедило тех, кто старался подвергнуть сомнению каждое новое открытие генетики и биохимии. Упрощенное представление о большом и малом, сложном и 216 простом никак не позволяло некоторым скептикам сопоставлять между собой микроскопическое ядро клетки и сложность сформированного организма. «Нет, — говорили они, — в таком малом объеме ядерного вещества нельзя сконцентрировать столь большой объем «наследственной информации», который необходим для синтеза всех белков сложного организма». Однако и это возражение оказалось несерьезным. В организме, например, человека идентифицировано около 2–3 тысяч разных белков, однако это только начало. По ориентировочным подсчетам Л. Полинга, количество разных белков, входящих в состав человеческого тела, может достигать 100 000. Средний размер полипептидной цепочки белка соответствует 150–200 аминокислотным остаткам.
В ядре же человека — 46 хромосом, а в каждой такой хромосоме не менее 10 000 молекул ДНК. В каждой молекуле ДНК около 20 000 нуклеотидов. Общая длина всех молекул ДНК клеточного ядра соответствует почти 10 миллиардам нуклеотидов. Учитывая уменьшающие факторы — трехнуклеотидность аминокислотного кода, двуцепочечный характер ДНК и парность хромосомного набора (диплоидностъ), можно легко подсчитать, что полинуклеотиды ДНК в ядре клетки человека могут содержать информацию для синтеза 4 миллионов разных белков. Если бы каждые три нуклеотида ДНК соответствовали только одной букве русского алфавита, то информация, содержащаяся в ДНК одной клетки, была бы равна информации, собранной в 400 томах, каждый из которых равен по объему одному тому Большой Советской Энциклопедии!
Очевидно, таким образом, что с теоретической и с фактической точек зрения хромосомная теория наследственности неуязвима. Даже с помощью маленькой клетки один организм может передавать другому зашифрованный в ДНК точный проект всех основных белков, свойственных данному виду. И эмбриональное развитие — это развитие по проекту, причем тот или иной белок возникает в определенный период и в определенном месте. Для изучения механизма контроля развития возникла и успешно развивается новая область генетики — так называемая генетика развития.
Молекулярный механизм репродукции вирусов, фагов и бактерий
Но и этим не ограничивались доказательства существования и функций наследственного вещества. На простейших живых системах — вирусах и фагах — удалось искусственно разделить наследственное вещество РНК или ДНК и тело — «сому», а затем воспроизвести «сому» за счет одного только наследственного вещества и синтетических систем другого организма.
Один из наиболее простых вирусов — вирус табачной мозаики — состоит из длинной спирали РНК, на которую как бы нанизаны сотни идентичных белковых молекул, образующих своеобразный футляр. Белки вируса очень специфичны, таких белков в клетках растения нет. И вот в этой простейшей структуре произошло разделение на наследственное вещество — PH К и «сому» — тело вируса, состоящее из белков.
Френкель — Конрат в США и Шрамм в Германии впервые в 1957 году установили, что РНК вируса, отделенная от белка, сохраняет инфекционность. Если снять с этой РНК ее белковый футляр, то и такая свободная от белка РНК вируса при введении в растение вызывает все признаки заболевания. При этом в клетках растения накапливаются типичные вирусные частицы вместе с белковым футляром. РНК вируса, служащая в данном случае «наследственным веществом, не только воспроизводит белки вируса. Для синтеза вирусного белка используются, конечно, ферментативные активирующие системы клеток растений, но матрицей синтеза служит вирусная РНК Опыты по инфекционности «чистой» вирусной РНК были быстро подхвачены и распространены на десятки и сотни вирусов, и результат был всегда один и тот же. Слово «чистая» РНК мы поставили в кавычки, ибо абсолютная чистота такого сложного соединения, конечно, не может быть гарантирована. Однако даже наличие сотых долей процента аминокислотной примеси оказалось достаточным для скептиков, чтобы выразить сомнение. «Вот видите, — восклицали они, — ведь РНК не была абсолютно чистой. Может быть, именно эта примесь и играла главную роль?» Но получение абсолютно чистой РНК, так же как и получение абсолютно чистого белка, — дело вообще нереальное. Биополимеры — соединения весьма нежные и на какой-то ступени очистки разрушается сама структура РНК Однако попытка опереться на сотую долю процента примесей к РНК в решении проблемы наследственности была, конечно, несерьезным делом. И это возражение провалилось, как только стали изучать механизмы потери инфекционности. Только те факторы, которые влияли на РНК, лишали препарат инфекционности.
Опыты по переносу наследственных свойств вида с помощью нуклеиновых кислот продолжили на более сложных организмах — бактериофагах, построенных из одного-двух 218 десятков белков и ДНК, находящейся, как в футляре, в головке фага, к которой прикрепляется подвижный хвост.
Было обнаружено, что фаговая частица, «подплывая» к бактерии и «прокалывая» ее особым устройством, инъецирует в ее цитоплазму всего лишь одну гигантскую молекулу ДНК. Остальная часть тела фага в его репродукции не участвует. Попадая в бактерию, молекула ДНК развивает бурную деятельность. На ее поверхности образуются особые формы РНК — посланники генетической информации. Они «садятся» на клеточные структуры — бактерии и начинают синтез белков фага. ДНК тем временем начинает размножаться и к концу этого размножения в клетке бактерии вместо одной молекулы ДНК образуется два десятка фаговых частиц. Однако опыты с попыткой заражения бактерий фаговых ДНК, предварительно выделенной из фагов искусственно, не дали первоначально положительных результатов. Фаговая ДНК — это очень большой и длинный полимер, ее молекулярный вес достигает десятков миллионов. Выделить эту ДНК в чистом виде без повреждений оказалось трудным делом, да и без особого прокалывающего устройства, содержащего фермент-лизоцим, который растворяет оболочку бактерий, она не проникала в цитоплазму. При обычном же заражении в клетку бактерии вместе с ДНК попадает ничтожное количество белка — всего около 1 % от веса ДНК, Этот белок не имеет, конечно, прямого отношения к передаче наследственной информации, но для скептиков и это предлог, чтобы усомниться в том, что именно ДНК является наследственной субстанцией. Однако и эти сомнения оказались недолговечными. Недавно были найдены и изучены мелкие фаги с молекулами ДНК меныиего размера. ДНК этих фагов и в отсутствии белков оказалась инфекционной, особенно в том случае, когда ею обрабатывались «голые» бактерии, прочные оболочки которых были предварительно удалены лизоцимом.
Доказательства особых функций ДНК в переносе наследственных свойств перешли на уровень бактерий. И здесь-то в опытах по трансформации одних форм в другие, по изучению полового процесса, в исследованиях синтеза адаптивных ферментов были получены объективно достоверные неопровержимые данные, подтверждавшие роль ДНК и выявлявшие ранее неизвестные особенности действия генетической системы.
Противники генов не внесли в это бурное развитие биологии ничего, кроме искусственно раздуваемых сомнений. Они радовались каждому белому пятну на карте научных открытий. Они старались уверить всех, что именно в области этих пятен лежит разгадка всей проблемы, подтверждение их собственных идей. Но таких пяхен становилось все меньше и меньше.
Особенно наглядным примером прогрессивности и ценности новых открытий в области генетики было развитие исследований, вскрывающих механизм наследственной изменчивости. От вирусов и до высших животных механизм наследственной изменчивости оказался единым — для этого необходимо изменение ДНК в репродуктивных клетках и частицах фагов или РНК в частицах вирусов. На вирусах и фагах продукция мутаций доведена до такой степени совершенства, что удается сопоставить — изменение какого неуклеотида в цепочке РНК или ДНК приводит к изменению позиций той или иной аминокислоты в белковой цепи.
Резкое отставание молекулярно-генетических исследований в СССР
Так развивалось во всем мире изучение наследственности и изменчивости на базе современной техники, в рамках «морганизма-менделизма». Это была волнующая эпопея открытий, но советская наука долгое время стояла в cf ороне из-за деятельности небольшой группы лиц. Нельзя, конечно, сказать, что наши ученые не внесли в это развитие своего вклада, однако он был сравнительно скромным, ибо технических и методических условий для проведения экспериментов подобного масштаба у нас не было. Работы такого характера были невозможны без действительного возрождения в СССР классической генетики, без пересмотра учебных программ, без подготовки соответствующих кадров, без создания новых лабораторий и институтов, но это-то и наталкивалось на яростное сопротивление сторонников Т. Д. Лысенко.
Только в самые последние годы в СССР были созданы действительно первоклассные лаборатории и возникли исследовательские коллективы, способные развивать направления генетики и молекулярной биологии на уровне мировой науки (В. А. Энгельгардт, Р. Б. Хесин, А. С. Спирин, С. И. Алиханян, И. А. Раппопорт, Ю. М. Оленев, С. Н. Бреслер, В. С. Шапот, С. А. Нейфах, Б. Л. Астауров, H. П. Дубинин и др.).
После 1948 года методический уровень биологической науки в нашей стране резко снизился, и это открыло широкий путь к ученым степеням и высоким должностям большому количеству людей, не способных к действительному и серьезному научному творчеству и. заинтересованных в продолжении гонений на классическую гинетику и биологию. Возникла даже большая, довольно влиятельная и крикливая «плеяда» биологов и философов, которые сделали восхваление Т. Д. Лысенко и критику современных достижений в области биологии и генетики своей основной профессией (И. И. Презент, Ф. Дворянкин, Н. И. Фейгинсон, И. А. Халифман, И. С. Варунцян, Г. Платонов, Н. И. Нуждин. М. А. Ольшанский и др.) и которые ни к чему более не были способны. Их задача состояла в том, чтобы шельмовать всех противников Т. Д. Лысенко, где бы они ни появлялись. Редакции журналов и газет и другие учреждения, покровительствующие науке и управляющие наукой, были заполнены людьми такого же образа мыслей, видевших свое призвание прежде всего в том, чтобы подавлять и глушить все то, что противоречило концепциям Т. Д. Лысенко и его окружения. Фактически в науке появилась особая обширная секта с особым вероучением, яростно сопротивляющаяся действительно прогрессивному развитию биологии. Она завоевывала периодически министерские посты, долгое время занимала некоторые ключевые посты в биологическом отделении Академии наук, в ВАСХНИЛ, в Высшей аттестационной комиссии и в академиях наук союзных республик, в обществе «Знание», в сельскохозяйственной секции Союза обществ культурной связи с заграницей. Она блокировала каналы информации о биологии и сельскохозяйственной науке, поступавшей в ЦК КПСС. Положение и власть этих людей базировались не на развитии науки, а на фальсификации и застое науки, на догматизме, на слепой вере в непогрешимость Т. Д. Лысенко и сформированных им постулатов.
За 15-лет, прошедших после «исторической» сессии ВАСХНИЛ, представители этой секты, имевшие в своем распоряжении все условия для научной работы и все ключевые позиции для обеспечения влияния науки на сельскохозяйственное производство, не сделали ни одного нового широко признанного теоретического открытия, не продвинулись ни на шаг в понимании механизмов наследственности.
В результате господства этой секты советская биологическая наука сильно отстала от мировой науки.
Но во имя чего принесла советская биологическая наука эти огромные жертвы? Ведь в физике, химии, кибернетике, изучении космоса мы очень чутко реагировали на успехи зарубежных стран, мы следили за их достижениями в теории и практике, мы ассимилировали их опыт с тем, чтобы в конце концов оказаться впереди. Почему же в биологии мы позволяли группе лиц проводить политику игнорирования, замалчивания, фальсификации и дезинформации?
Чтобы ответить на этот вопрос, уместно рассмотреть развитие генетических концепций противоположного толка, посмотреть, какими теоретическими открытиями обогатили они советский народ за период, прошедший после «исторической» сессии ВАСХНИЛ. Сопоставление практических достижений обоих направлений будет сделано ниже.
Теоретические аспекты «мичуринской» генетики
По вопросу о природе наследственности и изменчивости за прошедший период «новое направление» не выяснило ничего нового. И это не случайно, ибо сам характер новых формулировок о наследственности и изменчивости, которые были сделаны на заре генетической дискуссии, не содержал элементов дальнейшего их развития. Углубляться в доказательство первичной гипотезы о том, «что наследственность есть свойство живого тела, требовать определенных условий среды и определенным образом реагировать на эти условия», нельзя. Можно лишь повторять малопонятный тезис, как некое откровение, одинаково приемлемое для всех времен и народов. Наследственность — свойство, присущее всем крупинкам живого вещества, утверждали творцы «новой генетики». Это особое свойство живого, его нельзя познать методами химии и физики, его нельзя аналитически изучать. Его нужно понять, и кто его понял, тот уже не нуждается в признании веществ наследственности. Именно такой тезис сформулировали Т. Д. Лысенко и И. И. Презент в журнале «Наука и жизнь» (1962. № 4), и именно так представил проблему Н. Фейгинсон в своей статье «У живой природы свои законы» (Известия. 1962. 26 июля).
Самым внимательным образом просмотрели мы всю научно-теоретическую продукцию этого направления и не нашли ничего реально нового, устремленного на раскрытие природы наследственности. Природа наследственности считается во всех такого рода работах раскрытой еще в первоначальных трудах Т. Д. Лысенко, и вся энергия, все эксперименты, все теоретические построения преследуют одну главную цель — «опровергнуть» хромосомную теорию наследственности, ошельмовать новые идеи о роли ДНК в передаче наследственности, задержать проникновение в биологию новых точных методов химии, физики, математики, кибернетики. Основная активность последователей Т. Д. Лысенко в области теории по-прежнему находится в сфере дезинформации и критики, и они по-прежнему основной своей заслугой считают именно борьбу со своими противниками.
Вот что говорилось, например, ими о генах в 1948–1954 годах, когда существование генов было уже неопровержимо доказано, но механизм их действия на внутриклеточный обмен еще не совсем ясен: «Система цитогенетики рушится. Недаром же морганисты на скорую руку придумывают в дополнение к генам всякие «плазмогены», «пластидогены» и другие такого же рода слова, долженствующие завуалировать полный теоретический и фактический разгром морганизма… Менделизм-морганизм уже полностью обнаружил свою зияющую пустоту, он гниет также и изнутри, и ничто его спасти уже не может» (Презент И. И. Стенографический отчет августовской сессии ВАСХНИЛ. 1948).
«Наследственное вещество, противопоставленное живому, так же не существует, как теплород и флогистон» (Кострюкова К. Ю. // Там же. С. 272).
«Никакого особого вещества наследственности не существует, подобно тому, как не существует флогистона — вещества горения и теплорода — вещества тепла» (Беленький Н. Г. // Там же. С. 73).
«В прошлом для обоснования сверхматериальности жизненных явлений витализм выдвигал представление об «энтелехии», «жизненной силе», а его современная разновидность в лице морганизма, чтобы не терять видимости, прибегает к генам, «шифровальным кодам» и «матричным молекулам»… Но, как известно, от изменения терминологии существо не меняется. По своему существу, «энтелехия» и «матричные молекулы», «жизненная сила» и «генонема» являются синонимами. Как бы ни ухищрялись морганисты, они не могут скрыть того, что единственной целью жонглирования ими новой терминологией является маскировка идеалистического существа их учения, стремления преподнести неприкрытый идеализм под научным соусом» (Сисакян Н. М.[48] Биохимия обмена веществ. М., 1954).
А вот что утверждают столпы лысенкоизма в 1961–1963 годах, в период, когда механизм действия генов уже раскрыт на уровне молекул и когда биология вышла в лидеры среди других естественных наук: «Утверждение, что в организме есть какие-то мельчайшие частицы — гены, ответственные за передачу наследственных признаков, — чистейший домысел, не имеющий основания в данных науках».
Это уже голос знакомого читателю И. И. Презента, и звучит он, к сожалению, со страниц журнала «Биология в школе», журнала, который почти 30 лет дезориентировал советскую школу по вопросам биологии (1961. № 6).
Мнение К. Ю. Костриковой: «То же произошло и с современной генной теорией, ищущей укрепления своих пошатнувшихся основ в новейших данных микробиологии и биохимии. Гипотетическая связь пустых абстракций этих теорий с определенным субстратом — хромосомами, ДНК, провозглашенными «материальными носителями наследственности», не наполняет эти пустые абстракции материалистическим содержанием, точно так же, как суеверное обожествление предметов не делает эти суеверия материалистическими (Науч. докл. Высш. шк. Серия философ. 1962. № 1).
А вот о чем поведала передовая статья журнала общей биологии (1962, № 1), написанная В. М. Кагановым и озаглавленная весьма ответственно: «XXII съезд КПСС и некоторые проблемы биологии": «Приходится лишь сожалеть, что урок, преподанный самой природой и всем развитием современной биологии, еще не пошел на пользу многим представителям формальной генетики. Они пытаются и новые факты уложить в модернизированные, исходя из современого уровня науки, старые теоретические представления. Например, молекулу ДНК представители формальной генетики отождествляют с геном и тем самым переносят на нее все слабые стороны и недомолвки учения о гене. Такая замена не способствует раскрытию природы наследственности и мешает выяснению подлинной роли ДНК в живой системе. История науки учит, что неоправдавших себя теорий нельзя удержать любым числом последующих надстроек. И чем больше, тем очевиднее становится несостоятельность тех теорий, которые они призваны поддержать».
Но все рекорды профанации и фальсификации науки были побиты профессором философии Г. В. Платоновым, выпустившим в начале 1962 года книгу под громким названием «Диалектический материализм и вопросы генетики». «Среди бужуазных естествоиспытателей, — пишет Платонов, — находится немало таких, которые продали душу и тело своим хозяевам. Они стараются верно служить буржуазии. Одни из иих, выполняя классовый заказ монополий, создают атомную и водородную бомбу, изобретают новые отравляющие вещества, разнообразные средства бактериологической войны и прочие орудия массового уничтожения людей. Другие переходят от научной деятельности к прямому участию в работе аппарата буржуазного государства. Третьи специализируются на извращении новейших данных естествознания в духе идеализма и мистики» (с. 27).
К этой третьей группе Г. Платонов относит генетиков классического направления. Из этой книги мы можем также узнать, что «реакционные тенденции, присущие вейсмановско-моргановской генетике с момента ее возникновения, в настоящее время не только не иссякли, но, пожалуй, еще более усилились. Об этом говорят, например, антиэволюционная, антидарвинистская направленность «корпускулярной» теории наследственности и связанное с ней стремление многих морганистов к восстановлению пошатнувшейся веры в сотворение мира» (с. 140–141).
Вот как описывает Г. Платонов историю борьбы двух направлений в генетике, историю, с которой читатель уже ознакомился в предшествующих разделах нашей книги.
Представив в искаженном виде борьбу «новаторов» Т. Д. Лысенко, М. Ольшанского и других против «идеалистов» и «метафизиков» Н. И. Вавилова, Н. К. Кольцова, А. С. Серебровского и других, Г. Платонов пишет: «Существенный удар по вейсманизму-морганизму был нанесен в ходе борьбы Коммунистической партии против меньшевиствующего идеализма— философского течения, извращающего марксизм и воскрешавшего одну из вреднейших догм и традиций II Интернационала — разрыв между теорией и практикой. Среди меныпевиствующих идеалистов наряду с философами (А. Деборин, Я. Стэн, Н. Карев) были и некоторые естествоиспытатели, в частности генетики (И. Агол, М. Левин, С. Левит, А. Серебровский). Поэтому разгром меньшевиствующего идеализма серьезно подрывал также и позиции вейсманистов-морганистов в нашей стране.
В свою очередь, зарубежные лидеры вейсмановско-моргановской генетики усилили свои атаки на дарвиновско-мичуринское учение. Мировая буржуазия мобилизовала все идеологические средства борьбы против марксизма и тех естественнонаучных теорий, которые служат обоснованию и упрочению диалектико-материалистического мировоззрения. Широко был использован, в частности, и вейсманизм-морганизм с его теорией о бессмертном веществе наследственности. С помощью этого учения делаются попытки оправдать эксплуатацию трудящихся, колониализм и расовую дискриминацию. Одновременно оно используется для доказательства положения о том, что движущей силой общественного развития является не производство материальных благ, не классовая борьба, а субстрат наследственности, прежде всего наследственности великих личностей» (с. 49–50).
Переполнив такого рода политической демагогией всю свою книгу, оскверняя светлую память выдающихся ученых, погибших за свои убеждения в результате подобных необоснованных обвинений, выдвинутых против них в период культа личности, Г. Платонов сделал все возможное для того, чтобы препятствовать вооружению советской науки новейшими достижениями биологии. Он, несомненно, чувствует, что новейшие открытия в области гинетики подрывают основы демагогии, которая кормила его и ему подобных последние 25 лет, и он старается любыми средствами затормозить этот- процесс. Фактически Г. В. Платонов ставит перед читателем выбор — либо классическая генетика, либо марксизм и диалектический материализм и, противопоставляя марксизм новейшим достижениям теоретической и экспериментальной биологии, искажает прогрессивный творческий дух марксистско-ленинского учения.
Примеров такого рода фальсификации науки можно привести великое множество. При этом методы фальсификации также весьма многочисленны. Среди них не только прямая ложь и искажение фактов, но и ряд более тонких приемов: приписывание современной генетике концепций 50—60-летней давности, приписывание взглядов и высказываний отдельных генетиков всей генетике, сознательное смешение философских и научных взглядов зарубежных ученых, замалчивание и даже присвоение практических достижений классической генетики и т. д.
Однако и этот богатый арсенал средств оказывался уже малоэффективным. Несмотря на запреты, несмотря на критику, на отсутствие кадров, несмотря на переделку всех учебных программ, классическая генетика, целиком основанная на хромосомной теории наследственности, на признании реальности генов как материальных факторов наследственности, начинала быстро возрождаться. Она проникала в нашу науку со стороны химии, физики, математики, биофизики, радиобиологии, селекции, ботаники, зоологии, медицины, и это почти неодолимое движение 226 становилось более и более отчетливым. Читая научные, научно-популярные журналы и широкую печать, уже нельзя не заметить статей, пропагандирующих именно эту генетику, сообщающих о раскрытии химической природы генов, об управлении наследственностью посредством усиления хромосомных мутаций (изменение генов), о том, что пресловутое, объявленное ранее несуществующим «вещество наследственности» в действительности существует в хромосомах клеток.
Но, как и в прошлые времена, живому течению творцы «новой биологии» старались помешать по административной линии, по линии политических провокаций, путем дезинформации партийно-правительственных кругов.
Наиболее отчетливо это проявилось в административном запрещении[49] в начале 1961 года большой научной конференции по экспериментальной (в основном сельскохозяйственной) генетике, созываемой Ленинградским университетом. Запрещения добился Т. Д. Лысенко, который неожиданно обнаружил в программе преобладание докладов своих научных оппонентов. Было представлено более 100 докладов по актуальным и практически важным проблемам науки, и запрещение конференции всего за 2–3 дня до ее открытия заставило многих ученых, уже приехавших в Ленинград, возвратиться домой.
Особенно энергично пытался затормозить развитие новых тенденций в нашей биологии и агрономии Президент ВАСХНИЛ М. А. Ольшанский[50]. В своих печатных статьях и выступлениях он не выдвинул никаких реальных конструктивных идей о развитии науки и сельскохозяйственной практики. В то же время он старался опорочить работы советских генетиков. М. А. Ольшанский и его единомышленники старались доказать, что положения классической генетики противоречат записанному в Программе КПСС тезису о ведущей роли условий жизни в развитии живого мира (предложение о включении этого тезиса в Программу было сделано Т. Д. Лысенко).
Между тем понимание «внешнего» и «внутреннего» в представлениях лысенковцев весьма односторонне и диалектически направлено. Внешние факторы они рассматривают лишь как внешнюю среду, отрывая их от наиболее важных внутренних факторов развития. В действительности, если мы коснемся изменений, например хромосом, то почти каждый из факторов, индуцирующий эти изменения (радиация, аналоги нуклеотидов, ошибки синтеза и т. д.), существует как внешний, но и в еще большей степени как внутренний.
Помещение организма в строго постоянные внешние условия не прекращает, как это много раз показано, его изменчивости и не останавливает эволюции, так как не только условия, но и сама внутренняя изменчивость порождает Отбор, особенно в направлении прогрессивного развития. Изменения внешней среды (температурные, световые, питание и т. д.) меняют направленность отбора, ибо создают переоценку полезности тех или иных молекулярных изменений. Сам же по себе отбор может существовать и при сохранении стабильности среды, так как для него имеют значение не только изменения среды по отношению к организму, но и изменения организма по отношению к среде. Любое внутреннее изменение организма, любая спонтанная мутация меняет взаимоотношения организма и среды и создает условия для отбора, для эволюции. И возможности относительных изменений условий взаимосвязей со средой в этом случае бесконечно разнообразны и более стабильны.
Обычные изменения внешней среды, как правило, эпизодичны, переходящи или ритмичны. Приспособляемость к условиям внешней среды проявляется в биологических ритмах (суточных, сезонных, годовых).
Изменения относительных условий среды в результате эндогенных мутаций — постоянно действующий фактор, и не исключено, что их удельный вес в формировании прогрессивной изменчивости преобладающий.
Таким образом, сравнение теоретических джостижений двух направлений за последние 14–16 лет оказалось явно не в пользу концепций Т. Д. Лысенко. Даже в нашей стране число научных публикаций по молекулярной генетике и молекулярной биологии, по генетике классического типа и радиационной (мутационной) генетике во много раз превышает число публикаций противоположного лысенковского направления. И в развитии классической генетики наши ученые равняются не только на зарубежные достижения. У нас были и есть свои, отечественные традиции в этих областях знания. Нельзя забывать того, что и советские ученые в прошлом внесли в развитие генетики неоцениммый вклад, и это признано всем миром. Гипотеза молекулярной ауторепродукции генов родилась в СССР еще в 1927 году. В СССР впервые Н. К. Кольцовым была развита концепция синтеза с помощью матриц. Американец Г. Меллер получил Нобелевскую премию за открытие искусственных мутаций под действием рентгена, однако у него были и русские предшественники. В. В. Сахаров, М. Е. Лобашев и И. А. Рапоппорт впервые в мире открыли мутагенное действие химических веществ. Крупнейший вклад в мировую науку внесли Н. И. Вавилов, Г. Д. Карпеченко, ГА. Левитский, С. Г. Левит и многие другие. Именно в СССР начала наиболее интенсивно развиваться прикладная и медицинская генетика. Крупнейшие ученые еще до войны признавали, что советская генетика идет впереди мировой науки. Этот процесс был, как известно, искусственно задержан, и если бы этого не произошло, то, может быть, не Корнберг, Очоа и Ниренберг, а наши ученые открыли бы методы искусственного синтеза белков и нуклеиновых кислот и расшифровали код генетической наследственной информации.
Приходя к столь неутешительным выводам относительно теоретических достижений последователей Т. Д. Лысенко в области выявления наследственности, объективности ради следует отметить, что речь идет о сравнительно небольшой группе лиц, концентрирующих свои усилия именно на теоретических проблемах генетики. Однако следует подчеркнуть, что к числу последователей Т. Д. Лысенко примкнула после 1948 года большая группа ученых других специальностей (физиологи растений, биохимики, растениеводы, селекционеры, ботаники и др.). В своей узкой области они выполняли весьма полезные и нужные исследования, но вне прямой связи с генетикой. Они просто соглашались с концепциями Т. Д. Лысенко о наследственности. Усвоив их со школьной скамьи, они повторяли его критику в адрес современных генетических теорий, не разбираясь в них по существу, не зная истории генетики, ее методов, ее современных открытий. Достижения этих ученых в разных областях науки лысенковцы обычно вписывали в свой актив. Подобная ассимиляция представляет собой, конечно, простую дезинформацию.