Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Как бы поступил современный физик, получи он в свое распоряжение модель, позволяющую описать часть ранее непонятных явлений? Сначала попытался бы распространить на как модно более широкую область. Дойдя до предела применимости, модифицировал бы модель. И так до тех пор, пока дальнейшие улучшения станут невозможными или покажутся неразумными из-за своей громоздкости и потребуется новое понимание (здесь дана, конечно, упрощенная схема). Найденные на этом пути факты послужили бы хорошим подспорьем при поисках новых подходов.
Так, впрочем, поступили и биологи. Но на это ушло много времени. С открытиями Г. Менделя в теорию наследственности пришел новый способ работы, расширивший область применения количественного языка. Биология постепенно созревала для того, чтобы переварить этот
106
переворот, пока, наконец, в 1900 году Г. Де Фриз, Э. Чермак и К. Корренс независимо не переоткрыли законы Менделя.
История науки знает немало трагедий непризнанных первооткрывателей. Судьба Г. Менделя - один из ярких примеров. Он-то наверняка понимал значимость своего открытия. Но трагична и судьба первооткрывателей. Честно пройдя свой путь и совершив великое, они потом узнают, что на вершине уже побывал другой. Единственное, что можно сделать для них, это помнить их имена. Тем, кто повторил открытие Менделя, было легче, 35 лет работы многих исследователей изменили ситуацию, но все же...
У генетики была и своя предыстория. Она связана с именами О. Сарже, Т. Найта и других. Рекомендуем любителям биологии прочитать интересную книгу А. Е. Гайсиновича [27] (она будет полезна и профессионалу).
В заголовке рядом с именем Г. Менделя стоит другое. В. Иоганнсен в 1909 году придал предложенной Г. Менделем модели четкую форму, введя, в частности, термины “генотип”, “аллель” и др. Название книги В. Иоганнсена знаменательно: “Элементы точного учения о
наследственности ”. Далее модель совершенствовалась и уточнялась. Велик вклад в этот процесс таких ученых, как В. Бэтсон, Т. Г. Морган и многих других. Мы решили все же включать в название модели только двух авторов первых вариантов, чтобы оно не превратилось в нечто неудобочитаемое.
Молекулярная биология далеко продвинулась в изучении физикохимической природы наследственности, и модели классической генетики относятся уже ко второму типу (феноменологическая модель). Тем не менее, они и по сей день составляют азы современной генетики - с них начинается ее изучение. Но не только азы, еще и основы. Многие положения генетики строятся так: сначала предлагаются простейшие модели, как если бы они точно соответствовали реальности; потом, пользуясь ими как идеальной картиной, формулируются многочисленные уточнения и исключения. Наконец, с некоторого момента эти простые модели могут уже не рассматриваться вовсе или применяться в качестве очень приближенной схемы. По дороге может быть высказано немало ложных (“ограниченно верных”) утверждений, которые уточняются позднее.
Чтобы не быть голословными - два примера. “В каждой клеточке любого организма данного вида содержится определенное число хромосом”. Это неверно - в некоторых клетках организма утрачена часть хромосом, которым там “положено быть”, или даже все они (хрестоматийный пример - эритроциты). В других клетках организма “положенное” число хромосом удваивается, и еще, и еще... (скажем, в
107
некоторых клетках печени). Обратите внимание: мы отрицали
утверждение, пользуясь им самим, применяя введенное в нем понятие “определенное для данного вида число хромосом” для описания контрпримера. Еще один пример: “У диплоидного организма имеется по два гена каждого типа, причем эти гены занимают одинаковые локусы (места) в гомологичных хромосомах ”. Это тоже не соответствует истине. Некоторых генов в одной из хромосом может не быть совсем (нехватки), а какие-то могут содержаться в нескольких экземплярах (дупликации). Мы специально не указываем источники цитат, чтобы не создавать ложного впечатления дискуссии. Авторы приведенных отрывков прекрасно понимают условность сделанных утверждений и демонстрируют это в дальнейшем развитии текстов.
Такой способ излагать научную теорию: сначала понятия вводятся на простых примерах, а потом постепенно уточняются - не единственно возможный. Его порою ошибочно считают некорректным, хотя он широко распространен и при правильном употреблении приводит к успеху. Этот способ иногда называют развертыванием, а еще - восхождением от абстрактного к конкретному. Начальные простые и “неправильные ” модели здесь необходимы.
Попытаемся изложить основные идеи моделей классической генетики, вообще не обращаясь к клеткам организма (соматическим). Будем следовать известному афоризму: “Курица - это всего лишь способ, каким яйцо создает другое яйцо”.
Первое положение модели: наследственные свойства организмов определяются набором дискретных единиц - генов, полученных им от родителей. С этой точки зрения генотип - множество генов.
Но не просто множество. Важную роль играют дополнительные структуры. Второй вариант определения: генотип - множество генов, распределенных по хромосомам. И снова, конечно, неполно и неточно.
