«Особенно тщательно он исследует эволюцию размера плодов крыжовника»: как советский агроном Николай Вавилов принес новую науку о генах в Россию

В своей великой теории эволюции Чарльз Дарвин не объяснил ни механизм наследственности, ни источники огромного разнообразия живых организмов. Перед генетиками стояла задача объединить теорию наследственности Менделя с фактом эволюции. На рубеже веков Уильям Бэтсон, исключительно независимый английский биологэволюционист и несгибаемый сторонник трудов Менделя, стал добрым другом молодому Вавилову.

Николай Иванович не мог сдержать восторга, когда, прибыв в Ботанический институт при Кембриджском университете, он оказался допущен в святая святых мировой ботаники — личную библиотеку Чарльза Дарвина. Он листал бесценные книги европейских охотников за растениями XIX века, видел пометки Дарвина на полях и буквально ощущал, как продвигалась работа великого ученого. «По его библиотеке можно до некоторой степени проследить путь творчества великого исследователя, огромную кропотливую работу, предшествовавшую обобщениям», — писал Вавилов.

Его восхитила широта охвата исследований Дарвина, изучавшего все культурные растения: «…кукурузу, овощные растения, плодовые, картофель, ягодные культуры, декоративные растения. <…> Тщательно он собирает сведения о числе сортов отдельных растений, приводя разительные для своего времени цифры; сорта роз уже в его время определяются тысячами. И особенно тщательно он исследует эволюцию размера плодов крыжовника, показывая, как от дикого крыжовника со средним весом одного плода 0,5 г культурные сорта путем селекции достигли 53 г». Дарвин «приводит замечательные примеры тыквенных… изумительную количественную амплитуду наследственной изменчивости в пределах одного и того же вида тыкв, выража ющуюся в тысячах раз по размеру плода». Высоко оценив возможность познакомиться с этой библиотекой, Вавилов отметил, что Дарвин «в шутливой форме… называл себя миллионером фактов».

Начиная с 1913 года молодой русский агроном путешествовал по Европе, стремясь познакомиться с состоянием науки в других странах. За двадцать стремительно пролетевших месяцев Вавилов побывал в библиотеках и лабораториях наиболее прогрессивных биологов Англии, Франции и Германии. Во время каждого визита он предъявлял рекомендательные письма своего наставника Роберта Регеля, который пользовался репутацией ведущего садовода России.

Эти рекомендации открывали Вавилову двери не только выдающихся теоретиков новой науки генетики, но и практиков, воплощавших эти теории, улучшая сорта растений.

В общении с великими генетиками того времени Николай Иванович познакомился с текущими представлениями о проблеме наследственности и изменчивости, ключевой для всей биологии. Молодой Вавилов жадно впитывал знания, и, хотя был на целое поколение моложе собеседников, они относились к нему как к равному. Путешествуя от одной известной лаборатории к другой, молодой русский ученый с воодушевлением ждал встреч с властителями дум европейской биологии. При этом ему не терпелось вернуться домой, поднимать русскую биологию на тот же уровень.

В Великобритании Вавилов работал с Уильямом Бэтсоном, самым энергичным сторонником Менделя и главным действу ющим лицом в переоткрытии его законов на рубеже столетий. Хороший знаток классической филологии, Бэтсон придумал новый термин — «генетика», от греческого gennáo «порождать» [Считается, что термин «генетика» происходит от древнегреческого γενετικός (genetikos) — «порождающий», которое, в свою очередь, восходит к понятию γένεσις (genesis) — «происхождение». Первым этот термин еще в 1819 году употребил венгерский ученый Имре Фестерик; Бэтсон «перезапустил» его в научное обращение после «переоткрытия» законов Менделя. — Прим. пер. и ред.] — и так дал название новой науке. В Германии Вавилов побывал у восьмидесятилетнего естествоиспытателя Эрнста Геккеля — первого ученого, объявившего, что ядро клетки содержит материал (он не называл его генами), который служит основой наследственности. Но Геккель считал, что главную роль в механизме наследственности путем передачи последующему поколению признаков, приобретенных организмом в течение жизни, играла цитоплазма (вещество, которое окружает ядро клетки), то есть разделял теорию Ламарка.

Благодаря связям Регеля Вавилов также познакомился с учеными-практиками, которые пользовались новыми теориями для выведения новых, улучшенных сортов растений. В Кембриджcком университете Николай Иванович работал под руководством Роуланда Биффена, который первым применил законы Менделя для совершенствования сельскохозяйственных культур, впервые продемонстрировав, как в соответствии с этими законами передается устойчивость растений к болезням. Биффен также указал, что этот процесс контролируется «факторами наследственности», которые несут хромосомы.

Во Франции молодой Вавилов сначала стажировался в Институте Пастера в Париже, а затем несколько недель — под Парижем в селекционносеменоводческой фирме VilmorinAndrieux et Cie, крупнейшей французской компании по продаже семян. (Молодой и красивый Вавилов, по-видимому, произвел очень приятное впечатление на владельцев компании, в особенности на супругу главы фирмы, мадам де Вильморен. В дальнейшем ее хорошие связи в правящих кругах Франции окажутся весьма полезны, когда Вавилов будет хлопотать о получении виз для экспедиций по поиску растений.)

Несмотря на активные переезды из одной лаборатории в другую, самым насыщенным и продуктивным для Вавилова оказалось время, проведенное с Бэтсоном. Любитель подискутировать, придирчивый по характеру Бэтсон заложил основу научной школы генетики в Кембридже. С его подачи генетика перекочевала в разговоры, которые велись в профессорских гостиных и университетских столовых. В 1910 году Бэтсона назначили директором ведущего европейского центра генетики — Садоводческого института имени Джона Иннеса под Лондоном.

Бэтсон перевел разговоры о генетике растений из «оранжерейной» в практическую плоскость: каким образом агрономию можно было бы совершенствовать, с тем чтоб избавить мир от голода. Именно это больше всего интересовало Вавилова.

Невзирая на разницу в возрасте (Бэтсон был на двадцать шесть лет старше Николая), двое ученых быстро стали друзьями. Очевидно, что Бэтсон сильно повлиял на профессиональную деятельность Вавилова — не только на его отношение к науке и научным исследованиям, но и на его стиль управления научной работой, на то, как Вавилов будет руководить собственным институтом.

В Мертоне Бэтсон возглавлял группу исследователей, преданных менделевской генетике. Он питал отвращение к ламаркизму и к идее наследования приобретенных признаков и одновременно скептически относился к идее естественного отбора в теории эволюции Дарвина. Как и другим биологам, ему было сложно принять идею, что небольшие вариации могут приводить к значительным эволюционным переменам и создавать новые виды. Он склонялся к тому, что такие явления вызываются единичными крупными изменениями свойств организмов или, как это потом станут называть, мутациями. Зоолог по образованию, Бэтсон обратил внимание на то, что назвал «прерывистость», по контрасту с описанной Дарвином непрерывной последовательностью мелких шагов-изменений. Дарвин тоже отмечал эти «прерывистые шаги», но исходил из допущения, что животные и растения избавлялись от них по ходу «естественного отбора». Бэтсон же считал, что эволюция, вероятно, шла «прерывистыми шагами», скачками, а не постепенно и непрерывно.

Кроме того, Бэтсон не соглашался с идеей Дарвина, что организмы пребывают в постоянной конкуренции, в состоянии непрекращающейся борьбы, в которой выживает наиболее приспособленный. Бэтсон любил приводить пример из собственного сада, где выращивал три вида вероники, многолетнего садового растения с голубыми, сиреневыми или розовыми цветками. Бэтсон посадил их рядом и рассказывал, что каждое из растений обладало отличительными признаками — вариациями, — которые не исчезли в силу какого-то механизма выживания, а накапливались поколение за поколением.

Мы можем представить себе энтузиазм, с которым он наставлял своего юного русского гостя: «Для меня, Вавилов, ясно, что эти изменения возникли у вероники не оттого, что представляют ценность для выживания, а оттого, что эти формы не настолько вредные, чтобы довести своего обладателя до истребления. Терпимость, мой дорогой Вавилов, в той же степени связана с разнообразием видов, как и отбор». Иными словами, существовало несколько видов вероники и они всегда жили мирно, «терпели» свою среду обитания и не эволюционировали. Их генетическое строение не менялось.

В эти месяцы в Мертоне молодой русский и пожилой англичанин проводили долгие часы за обсуждением эволюции, наследственности и изменчивости. Вечерами их часто можно было застать за беседой в кабинете у Бэтсона.

На Бэтсоне твидовый костюм и галстук-бабочка, он попыхивает сигарой; Вавилов одет в строгий серый костюм из саржи, в белой рубашке с воротничком и при галстуке. В соседней комнате жена Бэтсона Беатрис могла играть на виолончели, а двое ученых мужей за полночь засиживались за разговорами о том, как были связаны между собой формы изменчивости, о влиянии генов и о том, какую роль играли окружающая среда или заботливый земледелец.

Бэтсон не упускал возможности проявить скептицизм и всегда был рад бросить вызов любой новой теории. По его признанию, генетика была, конечно, не идеальным решением. Профессор часто говорил, что для создания подлинного синтеза эволюционной теории, объединяющего Дарвина и Менделя и все знания о механизмах наследования и развития организма, требуется «скрупулезно изучить» вариации и наследственность. Именно такого ободрения и искал Вавилов. Он как раз стремился к пристальному изучению вариаций культурных растений и твердо решил, что это станет делом его жизни по возвращении в Россию.

Бэтсон также советовал Вавилову не отмахиваться от идей, которые на первый взгляд противоречат здравому смыслу. Иногда для забавы Бэтсон переворачивал устоявшуюся идею эволюции с ног на голову, просто чтобы продемонстрировать, что ни одна из имеющихся теорий не абсолютна и далеко не на все вопросы уже найдены исчерпывающие ответы.

Наверняка Бэтсон предполагал, что, когда дойдет дело до более широкого обсуждения фактов генетики, на эту тему будет много дискуссий. В одном из своих выступлений он как-то сказал: «Я прошу вас быть открытыми новым идеям. Это требует определенного усилия».

Эта прямота и неординарность настолько привлекали Николая Ивановича, что спустя год ему не хотелось уезжать из Института имени Джона Иннеса. Личность Бэтсона и его методы руководства стали для Вавилова откровением. Научные учреждения в России представляли собой косную иерархию с малой степенью настоящей свободы для ученого-новатора, готового сделать шаг в сторону от порученного ему задания, желая исследовать нечто неизученное или просто любопытное. В Мертоне шло изучение разнообразнейших объектов на всех стадиях эксперимента: пшеница, лен, кролики, куры, канарейки, прямокрылые, крыжовник, примулы, бегонии, табак, картофель, львиный зев, сливы, яблоки, земляника, павлины — все это было предметом исследований.

Читайте также

Растения-антибиотики и медицинский виноград. Биолог Александра Дубровина — об РНК-интерференции и перспективах современных биотехнологий

Уильям Бэтсон давал сотрудникам такую же свободу, какой требовал для себя самого. Ортодоксальный догматизм приводил его в бешенство. Профессор всегда искал альтернативные пути, и эти нехоженые тропы подчас вели к ценнейшим научным открытиям. «Вопреки обычному представлению о замкнутости английского характера, трудно было представить большее радушие, внимание, готовность прийти на помощь, чем те, что встретил русский начина ющий исследователь в Мертоне», — писал позже Вавилов.

Благодаря Бэтсону и его коллегам Николай Иванович уезжал домой воодушевленный. Профессор сподвиг Николая отправиться в экспедицию на поиски новых сортов культурных растений. Программа исследований института в Мертоне вдохновила Вавилова на создание аналогичного учреждения с широким спектром исследований, независимостью научных сотрудников и сильной личностью директора во главе.