Николай Лучник - Невидимый современник

• Название: Невидимый современник
• Автор: Николай Лучник
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биофизика
• Год: 1968

Угроза здоровью людей в связи с повышением уровня естественного радиоактивного фона…

Новые методы лечения рака и других тяжелых заболеваний…

Радиационная угроза в современных войнах…

Борьба с вредными насекомыми…

Наиболее эффективные методы диагностики в медицине…

Изучение тончайших процессов обмена веществ…

Так же как некогда пар и электричество, так теперь ионизирующие лучи стали неотъемлемой частью современной техники, науки, повседневной жизни.

О радиобиологии — науке, которая занимается всеми этими проблемами, рассказывает доктор биологических наук Н. Лучник, первая книга которого — «Почему я похож на папу» — получила широкое признание читателей.

---

Если сравнивать объем не клеток, а клеточных ядер, то разница между мужскими и женскими половыми клетками окажется гораздо меньше. А вот объем, занимаемый в этих клетках хромосомами, в точности одинаков! И это обстоятельство (наряду со многими другими) служит одним из веских доводов в пользу того, что гены, материальные носители наследственности, находятся действительно в хромосомах.

Но что же представляют собой гены, эти удивительные атомы наследственности?

В рассказах о приключениях Шерлока Холмса и его многочисленных подражателей нас привлекает не то, что злодея он находит. Ведь если бы он просто застал виновного на месте преступления, результат был бы тот же, но об этом не стоило бы писать. Нас восхищает в этих рассказах то, что Холмс приходит к правильным выводам на основании анализа косвенных улик, иногда даже очень косвенных.

Это же влечет многих людей в науку. У кого из нас в детстве не вызывал зависти и восторга рассказ о том, что Леверрье открыл Нептун, не глядя в телескоп, сидя в своем кабинете? И не только открыл новую планету, но и точно указал место на небосводе, где ее следует искать.

История изучения гена полна подобных подвигов. Так, американский биолог Томас Гент Морган вместе со своими немногочисленными сотрудниками, не видя генов, не зная, что они представляют собой с химической точки зрения, смог сказать, как именно расположены они в хромосомах, где именно находится определенный ген, ответственный, например, за цвет тела или форму глаз.

Крылатая «морская свинка»

«Когда мы раскупорили одну из бутылок, то в первом стакане обнаружили трех утонувших мух, — так начал свой рассказ Вениамин Франклин, известный ученый и политический деятель. — Я когда-то слышал о том, что утонувшие мухи оживают под лучами солнца, и потому предложил поставить с ними опыт. Мы выставили их на солнце, на том же ситечке, с помощью которого выловили их из стакана, и стали наблюдать. Меньше чем через три часа две из них стали постепенно возвращаться к жизни».

Мухи, о которых шла речь, вне всякого сомнения, те самые мушки, которые способствуют превращению виноградного сока в вино, занося в него винные дрожжи. Правда, та же мушка и портит вино, помогая ему превратиться в уксус. Ее именуют плодовой, или уксусной. А научное название этой мушки — дрозофила, что по-гречески означает «любящая росу».

Так, еще в позапрошлом веке дрозофила была впервые использована в качестве «морской свинки» — объекта для проведения биологических опытов. В начале этого века Томас Гент Морган избрал дрозофилу в качестве объекта для генетических исследований, причем выбор оказался исключительно удачным.

Морган начал ставить на ней генетические опыты около 1910 года, и до сих пор дрозофила остается одной из любимейших «морских свинок» генетиков. Почему? Эта мушка мала, но не слишком мала, чтобы ее нужно было рассматривать в микроскоп, — достаточно простой лупы. Она неприхотлива, легко размножается в лаборатории. Но самое ценное — скорость размножения. Поколения у дрозофилы могут чередоваться каждые две недели, а одна пара мух дает по нескольку сотен потомков. Конечно, на таком объекте можно быстро получить очень большой материал. А объем материала — это точность выводов.

Морган делал в общем то же, что и Мендель; ставил скрещивания и исследовал гибридное потомство. Но если Менделя интересовали наиболее общие законы, то Морган искал отклонений от них. Стоит заметить, что Морган, ставший уже известным ученым к тому времени, когда заинтересовался генетикой, вначале был ее недоброжелателем. Он не разделял восторга окружавшей его молодежи в связи с переоткрытием законов Менделя. И опыты начал в какой-то мере для того, чтобы опровергнуть эти законы.

Но он был хорошим экспериментатором и честным ученым. В результате своих работ он не только убедился в полной правоте Менделя, но, кроме того, смог сделать и значительный шаг вперед. Этот шаг — создание хромосомной теории наследственности.

Морган вместе со своими талантливыми сотрудниками — Меллером, Стертевантом и Бриджесом доказали, что гены действительно находятся в хромосомах. Мало того: они выяснили, что гены в хромосомах расположены линейно, то есть следуют один за другим. Иногда хромосому предлагают рассматривать как бусы: нить, на которую нанизаны шарики. Каждый шарик — ген. Это, конечно, не совсем точно, но не так уж далеко от истины.

Но и этого мало. «Четыре разбойника», как назвали генетики Моргана и его друзей, продолжая опыты с дрозофилой, смогли разработать методы нахождения тех точек, где расположены определенные гены. Например, ген, ответственный за цвет глаз, находится на самом конце первой хромосомы дрозофилы. Неподалеку от него — ген, ведающий окраской тела, а ген, контролирующий форму глаз, — почти что на противоположном конце. Ген, от которого зависит нормальное образование поперечной жилки на крыльях, находится в маленькой, еле заметной в сильный микроскоп четвертой хромосоме. И так далее. Ученые локализировали сотни генов плодовой мушки. Излишне говорить, что те же методы применимы и к другим организмам.

Итак, исследователи научились находить то место, где расположен любой заинтересовавший их ген. Но в те времена никто не видел гена, никто ничего не знал о его физической и химической природе. Подобно тому как Леверрье, не видя Нептуна, определил, где он должен располагаться на небосводе, так и Морган, не видя генов, точно указывал их место в хромосомах. И заметим, совершенно правильно.

Вы присутствуете при открытии

Следующая задача, вставшая перед учеными: научиться изменять гены. Хотя это долго не удавалось, особых оснований считать гены неизменными не было. Большинство генов известны в нескольких разновидностях. И у растений гороха, которые скрещивал Мендель, гены несколько различались: у одного растения ген обусловливал гладкую поверхность семян, у другого — он же — морщинистую. Наследственные изменения генов, или, как их называют, мутации, широко распространены в природе. Время от времени они возникают у всех живых организмов без каких-либо внешних воздействий. Но хотя появляются они и крайне редко, значение их велико. Если бы не существовало естественных мутаций, не было бы и генетики — науки о наследственности. Все представители одного вида походили бы друг на друга больше, чем близнецы. А не было бы различий, нечего и сравнивать. Если бы не было мутаций, не существовало бы и высоко развитой жизни на нашей планете, так как именно мутации дают материал для эволюции организмов.

И вот, наконец, в 1927 году ученый мир узнал, что мутации можно вызывать и искусственно. Однако теперь, когда пишут об открытии действия ионизирующих лучей на наследственность, упоминают, что на два года раньше то же открытие сделали двое ленинградских ученых — Георгий Адамович Надсон и Григорий Семенович Филиппов. В 1925 году они, как известно, опубликовали первые работы о возникновении наследственных изменений у дрожжей под влиянием излучений радия.

Перед тем как начать писать эту главу, я решил просмотреть статьи Надсона. Вот самая старая из его радиобиологических работ, «О действии радия на дрожжевые грибы в связи с общей проблемой влияния радия на живое вещество». Она напечатана в самом первом номере журнала «Вестник рентгенологии и радиологии», основанного Неменовым. На журнале дата: 1920. Статья занимает почти сто страниц большого формата. Много места уделено подробнейшему обзору литературы, которая теперь безнадежно устарела. Говорится и об опытах по радиобиологии дрожжей, начатых Надсоном и его сотрудниками. Должен сознаться, раньше я эту статью не читал. Зачем? Ведь существуют более лаконичные последующие публикации того же автора, основанные на большем материале. Впрочем, статью, видно, почти никто внимательно не читал. Сейчас мне это совершенно ясно.

На странице 122 черным по белому написано: «Полученный от радия импульс может передаваться клеткой наследственно (это выделено и в журнале. — Н. Л.). Иногда клетка, непосредственно радиированная, не обнаруживает никаких заметных изменений, которые выявляются лишь у ее потомков». Это опубликовано в 1920 году, в самом первом номере журнала. Но чтобы напечатать статью, ее нужно сначала написать, а чтобы написать статью, провести опыты. Совершенно ясно, что опыты были поставлены не позже чем в 1918–1919 годах.

Выходит, Надсон опередил американских ученых не на два года, как обычно считают, а почти на целое десятилетие! Почему же честь открытия обычно приписывают Меллеру, почему именно он, а не кто-нибудь другой стал лауреатом Нобелевской премии за открытие действия ионизирующих излучений на наследственность?

В том, что открытие было сделано раньше 1920 года, а первая специальная статья по этому поводу вышла в свет в 1925 году, нет ничего удивительного. Низшие грибы, в частности дрожжи, относятся к числу трудных объектов для генетического исследования, даже сейчас с ними еще не все ясно. А в начале 20-х годов ясности было гораздо меньше. Правда, Надсон был одним из крупнейших в мире специалистов по дрожжам, именно это и позволило ему провести такие опыты.