Некоторые основные этапы развития теоретической генетики и их значение с точки зрения медицины{33} Г. Г. Мёллер

Вопреки обычно распространенному мнению, установленные законы наследственности и изменчивости, равно как и связь между ними и той материальной основой, на которой они базируются, необычайно просты. Тем не менее история установления этих закономерностей длинна и сложна. Применение их на практике встречает много затруднений, каковые должны быть разрешены. Последнее и должны быть одной из задач Медико-биологического института. Сейчас, однако, я буду говорить главным образом об истории установления самих законов наследственности и изменчивости, так как ясное понимание последних не только стало предварительным требованием в деле изучения наследственности, но должно быть тесно увязано с современными концепциями морфологии, физиологии и патологии.

Вторичное открытие законов Менделя в 1900 г. вызвало заметное оживление среди зоологов и ботаников. Однако в целом эти законы не рассматривались тогда как имеющие отношение к основным принципам жизни, а скорее как иллюстрирующие способ передачи по наследству некоторых резко очерченных, альтернативных, не имеющих большого значения, признаков, которыми одни индивидуумы отличаются от других индивидуумов того же вида. Обычно предполагалось тогда, что основные наследственные особенности (в первую очередь черты, свойственные виду и разновидности) наследуются не по законам Менделя. Мыслилось, что примерами неменделирующего наследования могут служить кажущееся «сливным» (blending) наследование цвета кожи в потомстве от браков белых с неграми, длины ушей при скрещивании различных кроличьих рас, роста и веса при скрещивании индивидуумов даже одной и той же разновидности и большинства признаков в известных к тому времени межвидовых скрещиваниях. Потребовалось несколько десятилетий, чтобы убедить большинство биологов в том, что наследственность во всех вышеуказанных скрещиваниях зависит от обычных менделирующих генов.

Правда, знаменитые эксперименты Иоганнсена с селекцией, демонстрировавшие постоянство наследственных признаков в инбридных линиях, наряду со значительными как количественными, так и качественными наследственными отличиями одной линии от другой еще раньше давали сильное подкрепление той мысли, что большая часть наследственной изменчивости, наблюдаемой в обычно смешивающихся популяциях, – есть результат скрещиваний, сопровождаемых менделевским расщеплением, и что должно, следовательно, существовать много незначительных (по своему эффекту) не аллеломорфных генов, определяющих какой-либо признак, причем сами эти гены остаются практически постоянными. Хотя возможность для подобного рода выводов и вытекала из работ Иоганнсена, тем не менее противникам распространтельного толкования этих принципов (напр., Кэстлю) не трудно было отрицать зависимость наследственной изменчивости, являющейся результатом скрещивания, от менделевского расщепления и выдвинуть в качестве ее причины своеобразную физиологическую реакцию, возникающую при соединении неодинаковых зародышевых плазм.

Данные, накопленные Нильсоном-Эле, Таммесом, Истом, Шеллом и др. в ближайшие после работы Иоганнсена годы, послужили доказательством зависимости менделирующих различий от двух или большего количества генов, причем различие в действии одной пары генов часто оказывалось незначительным. Однако и эти факты рассматривались скорее как особые случаи, где гены представляют собой некоторого рода дупликацию, а не как иллюстрация общей сложности проявления гена, способного производить такой же эффект, какой был найден в работе Иоганнсена. Правильное толкование менделевских принципов, включающих почти всю область наследственности, и принятие этого толкования всеми генетиками задерживалось до тех пор, пока не удалось глубже проникнуть в материальные основы наследственности. Работа в этом направлении дала наконец возможность получить решающие данные.

Изложенный ход развития генетики представляет собой прекрасный пример важности воззрений и методов материализма (по сути дела, материализма диалектического) в развитии науки (на этом я остановился более подробно при рассмотрении отношения учения Ленина к генетике; см. сборник, посвященный памяти Ленина). Представление о генах как о материальных частицах, лежащих в хромосомах, со всем тем, что из этого представления вытекает (возможность их подсчета), их взаимодействие, кроссинговер, синапсис и т. д.), было отвергнуто группой антиматериалистов, включая Иоганнсена, Иста и Бэтсон. Факты, однако, оказались против них.

Много крупных представителей биологической науки приняли участие в выработке указанных выше материалистических основ генетики. Не следует забывать, что вскоре после обнаружения, главным образом немецкими цитологами, хромосом и митоза Вильгельм Ру выдвинул идею о том, что в хромосомах содержится наследственное вещество в виде многочисленных саморазмножающихся частиц (или, как мы бы теперь сказали, «генов»), расположенных линейно. К этому блестящему заключению он пришел на основании факта продольного расщепления хромосом. Пройдем мимо некоторых ошибочных положений этой концепции, развитых впоследствии как самим Ру, так и Вейсманом, принявшим эту точку зрения. Но следует отметить важное дополнительное теоретическое положение Вейсмана о том, что при одном из делений созревания происходит некоторого рода редукция в числе наследственных элементов, в результате чего остается половина их первоначального количества.

Вейсман, правда, понимал механизм этого процесса не так, как мы его теперь понимаем. Постепенно, однако, наблюдения цитологов, в особенности Ван-Бенедена, над хромосомами при оплодотворении, и над постоянством их числа, Бовери над неизменной индивидуальностью хромосом в стадии покоя (когда они непосредственно невидимы), и над различным влиянием разных хромосом на развитие, и Монтгомери, отметившего существование и значение гомологичных хромосом, создали солидную основу знаний, необходимых для действительной проверки истинности гипотез Ру и Вейсмана.

Крупный шаг вперед был сделан вскоре после вторичного открытия менделевских законов наследственности. Корренс, а вслед за ним Де Фриз, подтвердившие параллелизм между законом расщепления аллеломорфов и расхождения гомологичного хроматина при созревании, постулировали – правда, не имея на это точных данных, – что в течение процесса синапсиса, который к тому времени был уже значительно изучен, сходные частицы хромосом (хромомеры), происходящие от двух родителей, могут обмениваться местами, что приводит к рекомбинации менделевских генов. В то время, однако, ботаники склонны были думать, что хроматин на этой стадии находится скорее в форме непрерывной спирали, чем в виде отдельных пар хромосом. Теперь мы уже знаем, что независимая ориентация хромосом во время редукции дает основание для реализации 2-го закона Менделя, т. е. закона случайного распределения негомологичных генов.

На параллелизм в поведении хромосом и генов впервые указал Сетон в лаборатории Вильсона (1905 г.), после того как были накоплены дальнейшие данные о поведении хромосом в течение всего периода созревания. Уже в то время намечалась удивительная идентичность тех механизмов, посредством которых хромосомы и гены, соответственно представленные в первоначальных зародышевых клетках, распределяются пропорционально среди зрелых зародышевых клеток. Однако к тому времени не было еще известно таких случаев, где идентичность имела бы место не только в отношении способа распределения хромосом и генов, но и в отношении самого распределения, т. е. чтобы данная хромосома очутилась в той же самой зародышевой клетке, что и наследственный признак.

Подобного рода четкие данные впервые были обнаружены в явлениях определения пола. Мак-Кланг в 1905 г., обсуждая вопрос о роли непарной хромосомы у самцов некоторых насекомых, впервые высказал мысль о том, что это обстоятельство должно иметь следствием образование двух сортов сперматозоидов, соответственно тому, как распределится эта хромосома. По его мнению, эти два сорта сперматозоидов должны иметь противоположные потенции в смысле определения пола, причем он ошибочно думал, что спермий с добавочной хромосомой производит самцов. Предположение, высказанное Мак-Клангом, было подтверждено Стевенс, попутно исправившей незначительную ошибку Мак-Кланга и распространившей эту идею на Х-Y механизм. Немедленно после того, как Вильсон познакомился с результатами работ Стевенс, он подтвердил сформулированный ею принцип на своем собственном богатом материале.

Вскоре после этого были обнаружены другие случаи (помимо пола), в которых наследование признаков соответствовало распределению половых хромосом в гаметах. Правда, некоторые факты вызывали смущение. Так, у моли (работа Донкастера) гетерозиготным оказался женский пол, причем цитология тогда еще не разъяснила это обстоятельство; в других случаях, как, напр., у человека, не хватало убедительных цитологических доказательств, которые подтвердили бы указанную гипотезу.

В общем, однако, в пользу хромосомной теории наследственности накопилось большое количество данных, многие из которых были в убедительной форме изложены в книге Локка «Recent progress in the study of heredity, variation and evolution», опубликованной в 1906 и 1909 гг. Локк стал целиком на точку зрения, идентичную современной, высказываясь в пользу вероятности универсальности менделевских принципов наследственности и усматривая в хромосомах материальный субстрат последней.

Он доказывал, что эти принципы приложимы также к т. н. «сливной» наследственности и к наследственности, следующей якобы закону Гальтона. Эти кажущиеся явления объясняются, по его мнению, сложным взаимодействием многочисленных генов, обусловливающих данный признак. Он защищал взгляд, согласно которому гены в хромосоме расположены линейно, причем независимые гены лежат в разных хромосомах, а сцепленные гены (феномен сцепления только что был открыт Бэтсоном и Пеннетом) – в одной и той же или в гомологичных хромосомах, которые обмениваются между собой генами. Одну из таких пар хромосом он считал определяющей пол, в ней-то, вероятно, и локализованы сцепленные с полом признаки.

Новая глава в доказательство хромосомной теории наследственности, ошибочно называемая иногда «морганизмом», была заложена работами с дрозофилой. Начало в этом направлении положили эксперименты Кэстля, Менкгауза и Лютца, которые показали, что, благодаря быстроте и легкости, с которыми можно под контролем разводить на небольшом пространстве дрозофилу, а также благодаря обилию признаков, доступных наблюдению, эта муха является чрезвычайно благодарным объектом для генетических исследований.

Стевенс (1907, 1908), разработавшая цитологию дрозофилы, подчеркнула хромосомные преимущества этой мухи для изучения методами скрещивания проблем пола и связанных с ним наследственных признаков, равно как наследственности вообще. Вслед за этим Морган (1909) предпринял ряд исследований, главным образом с целью получения большого количества данных, касающихся происхождения и наследования вариаций. Его задачей было получить доказательства возможности избегнуть принципа естественного отбора в происхождении видов (см. его работы 1909 г.). Несмотря на применение разнообразных воздействий на дрозофилу, Морган не сумел получить наследственные изменения в заранее определенном направлении, обнаружив при этом различные мутации, возникавшие случайно. Чрезвычайно интересным оказался характер наследования этих мутаций. Некоторые из них оказались сцепленными с полом, и, на основании предыдущих работ Стевенс, стало ясно, что по крайней мере данные гены распределяются идентично распределению половых хромосом и, вероятно, лежат в последних. Происходящие тем не менее рекомбинации этих генов происходят не случайно, а обнаруживают разные степени сцепления между собой. Этим была доказана справедливость как постулата Корренса и Де Фриза о взаимообмене хромосом своими частями, так и соображений Локка об обусловленности сцепления расположением генов в одной хромосоме. В это же время (1908 г.) цитолог Янсен на основании своих наблюдений над амфибиями предложил современную теорию взаимообмена хромосом («хиазматипия» или «кроссинговер»). Согласно этой теории, хроматиды перекручиваются одна вокруг другой, рвутся и вновь соединяются в точке перекреста таким образом, что сразу целые группы линейно расположенных генов попадают из одной хромосомы в другую. Морган (1911 г.) высказал мысль о том, что эта гипотеза может хорошо объяснить наблюдавшиеся им различные степени сцепления между разными генами, поскольку вероятность разрыва между генами, лежащими в хромосоме далеко друг от друга, гораздо больше, чем между близко расположенными генами. Морган, который не только отвергал естественный отбор, но и колебался принять в обобщенном виде теорию Менделя и хромосомную теорию, сам не развил дальше рассматриваемые принципы.

В это время в отделении зоологии Колумбийского университета работала группа молодых ученых, находившихся под большим влиянием книги Локка и работ над хромосомной теорией в лаборатории Вильсона. Как я уже указывал в другом месте («Учение Ленина и его отношение к генетике»), в этой группе были чрезвычайно сильны материалистические, по существу марксистские, тенденции. Эта группа поняла, что работа с дрозофилой даст возможность гораздо дальше и глубже продвинуть материалистическое понимание зародышевой плазмы.

До сих пор гипотеза Янсена представляла лишь возможное объяснение существования различных степеней сцепления. Стертевант немедленно заметил, что если эта гипотеза верна, то на основании изучения сцепления можно построить линейные карты, показывающие положение генов в соответствующих хромосомах. Работа Стертеванта увенчалась успехом, хотя неясными еще оставались те осложнения, важность которых не сразу была распознана и которые объяснялись двойным кроссинговером.

Однако, как я уже показал, установление соответственных математических отношений между различно сцепленными генами той или иной группы, обнаружившее явление интерференции, уменьшающейся с увеличением расстояния между генами, и последовавшее утверждение математического «закона линейного сцепления» с необходимостью привели к заключению, что гены действительно расположены линейно и что обмен происходит между целыми отрезками этой линии, как это утверждал Янсен. В дальнейшем этот принцип был более детально разработан Вайнштейном. Альтенбург, работая с примулой, нашел подтверждение этого принципа у растений.

Изучение наследования других мутаций показало, что, помимо сцепленных с полом генов, имеются и другие группы сцепления и, как я отметил (1914, 1915, 1916), число этих групп было не только идентично числу хромосом, но и число генов и длина карт сцепления были в общем пропорциональны размерам соответствующих хромосом. Эти факты детально подтвердили цитогенетический параллелизм. Эти отношения оказались действительными и для видов, имеющих другие числа хромосом (Meтц и др.). В это же время Бриджес, проводя обширные скрещивания и консультируя со Стертевантом и со мной, доказал, что распределение половых хромосом и аутосом идентично с распределением генов даже в тех случаях, когда вследствие неправильностей митозов распределение хромосом в половых клетках отклоняется от нормы («нерасхождение» Х -хромосом, четвертых хромосом, а впоследствии и триплоидность). Результаты его исследований убедили даже Бэтсона. Что касается Моргана, так он, под влиянием своих молодых сотрудников, еще задолго до того принял в наиболее полном виде те же самые взгляды, опубликовав на эту тему ряд статей.

В последние годы, главным образом благодаря работам с хромосомальными аберрациями, вызванными рентгеновскими лучами, удалось показать не только связь различных генов с той или иной хромосомой, но и связь определенных генов с данной частью хромосомы. Расположение частей хромосом оказалось таким же, как его рисовали на более ранних картах сцепления, снова доказывая тем самым справедливость генетических постулатов (линейное расположение и кроссинг-овер), на основании которых были построены эти карты (Штерн, Мёллер, Пэйнтер, Добржанский). Чтобы понять, каким образом большое количество генов сохраняют линейное расположение в хромосоме, имеющей колбасообразную структуру, я прибег (1916 г.) к цитологическим работам Бонневи и Вейдовского (Vejdovsky), которые показали, что в хромосоме постоянно существует спирально закрученная нить – хромонема, более или менее раскручивающаяся в промежутках между митозами.

Последние работы Пэйнтера (1933 г.) показали, что хромосомы слюнных желез дрозофилы дают возможность изучать линейное расположение генов с значительно большим успехом, особенно в связи с тем толкованием этих хромосом, как связок, образованных удвоением нескрученных хромонем, которое дал Кольцов; это дает нам теперь значительно более тонкие методы изучения материальной основы наследственности. С помощью этого метода, примененного к сериям хромосом, в которых нарушаемые (ломаемые) точки лежат очень близко друг от друга, мы в Институте генетики Академии наук показываем, что гены располагаются в зонах окрашенного вещества или «узлах» этих хромосом, что эти узлы могут содержать несколько генов, между которыми может происходить кроссинг-овер, и что по отношению друг к другу эти гены линейно расположены [378] .

Все возраставшее знание об этом специфическом материальном базисе менделевских единиц дало уже в 1913 г. возможность четких доказательств правильности теории о чрезвычайно стойких менделирующих генах как основе наследственности.

Однако и на дрозофиле были найдены загадочные случаи, которые, казалось, противоречат этим принципам даже гораздо больше, чем известные кэстлевские «крысы с капюшоном» или другие аналогичные случаи, обычно приводимые в пример обскурантами. Когда в 1912 г. некоторые ученые, работавшие с дрозофилой, нашли у самцов отсутствие кроссинг-овера между некоторыми сцепленными генами, – мне показалось, что если это правило будет иметь место для всех генов во всех хромосомах, – то, выбрав для каждой хромосомы по сигнальному гену, мы сможем проследить распределение всего наследственного материала в зародышевых клетках данного самца, если, конечно, этот материал вообще содержится в хромосомах; а в таком случае мы могли бы определить, в каких пределах данный признак вообще зависит от хромосомной наследственности и не подвержен ли он в какой-либо мере наследственной изменчивости, имеющей другую природу.

Результаты этих исследований, которые Альтенбург предпринял вначале совместно со мной, а затем самостоятельно развивал дальше, показали с очевидностью, что генетика этих признаков была целиком обусловлена хромосомами, – пусть путем взаимодействия множества генов – и хотя проявление последних у данного индивидуума зависело также от среды (так что у потомков от данного скрещивания можно было проследить непрерывную цепь вариаций), – все же индивидуальные гены оставались константными и не смешивались с другими. Это собственно и было искомым дополнением к экспериментам Иоганнсена, в которых только несмешанные линии демонстрировали константность генов и где генетическое непостоянство, наблюдаемое при скрещивании этих линий между собой, лишь косвенным образом могло быть отнесено за счет менделевского расщепления. Дальнейшая работа с применением метода сигнальных генов все больше подкрепляла эти выводы для внутривидовых скрещиваний.

Переходя к наиболее дискутировавшемуся вопросу о наследственности при межвидовых скрещиваниях, где различие в отношении определенного признака редко расщепляется как простая пара менделевских аллеломорфов, мы снова находим, что знание материальной основы наследственности приходит к нам на помощь. В большинстве тех случаев, в которых при этом удается получить межвидовой гибрид, можно наблюдать непрерывную цепь вариаций вплоть до возврата к признакам каждого из исходных видов. Обусловливаются ли эти вариации действительно менделевским, т. е. хромосомным, расщеплением множества индивидуально самостоятельных генов? Что это действительно является фактом, – было доказано серией цитогенетических наблюдений в тех редких случаях межвидовых скрещиваний, где вышеуказанные вариации вовсе не имели места, и сравнением их с более обычными случаями. В этих наблюдениях было показано, что в то время как во всех случаях первой группы расщепление хромосом отсутствовало по той или иной причине, во второй оно имело место. Условия, препятствовавшие расщеплению хромосом в первой категории случаев, были весьма разнообразны; примерами могут служить: 1) бабочки-гибриды Федерлея, у которых хромосомы делятся, а не расщепляются; 2) наблюдения Карпеченко и др. на гибридах растений, в которых с помощью дублирования числа хромосом было достигнуто то, что каждая хромосома каждого вида имела идентичного себе партнера и вследствие этого оказывалась не в состоянии отщепляться от соответствующей хромосомы другого вида и 3) случаи разных видов бесполого размножения, как, например, при черенковом воспроизведении растений, некоторых формах партеногенеза и т. п., где не имеет места редукционное деление.

Тождество результатов во всех этих различных случаях показывает, что причиной, обусловливающей константность межвидовых гибридов, является отсутствие хромосомного расщепления и обратно – обычное их непостоянство обусловливается расщеплением хромосом, т. е. определенным типом менделевского наследования индивидуальных константных генов, целиком ответственных за все различия при межвидовых скрещиваниях.

Есть, таким образом, все основания думать, что виды, не скрещивающиеся между собой, отличаются друг от друга существенно в том же направлении, как и виды, скрещивание которых возможно; это становится особенно ясным в связи с теми переходами, которые мы находим между ними (когда третий вид может скрещиваться с каждым из двух, которые не поддаются скрещиванию между собой).

Здесь следует обратить внимание на вывод, естественно вытекающий из того факта, что хромосомы являются постоянной материальной основой менделирующих признаков. Вывод этот заключается в том, что принципы менделизма не только объясняют механизм альтернативного наследования поверхностных особенностей скрещивающихся организмов, но являются единственным доступным изучению выражением закономерностей расщепления, константности генов, их несмешиваемости и т. д. Эти закономерности имеют место и в отношении генов, находящихся в гомозиготном состоянии (в таком виде существует их большая часть); в особенности здесь имеются в виду гены, обусловливающие различия между видами и более отдаленными таксономическими единицами. Высшие организмы, как об этом можно судить из работ над дрозофилой, обладают тысячами таких ультрамикроскопических или почти ультра-микроскопических, практически гомозиготных генов, отличающихся друг от друга, химически взаимодействующих многообразными способами и определяющих тот сложный комплекс, который мы называем фенотипическими «признаками».

Мы приходим к выводу, что различие между видами, как и между подвидами данного вида, заключается в менделирующих хромосомных генах, имеющих обычно высокую константность, но подверженных редким мутациям и еще более редким перемещениям и изменениям в числе (у растений мы можем признавать также и наличие некоторых геноподобных тел в пластидах, но они не играют столь заметной роли в индивидуальной или видовой изменчивости).

Исходя из признания единого эволюционного дерева для всего – живого или по крайней мере для всех животных, – мы приходим к выводу, что все, даже наиболее резкие, отличия между крайними членами всего ряда – различия в строении их протоплазмы, их химическая потенциальность и т. д. – в конечном счете должны быть обусловлены генами, возникшими в результате мутаций, имевших место при их расхождении от общих предков. Распространяя это положение на наиболее элементарные стадии развития жизни, мы видим, что практически все особенности протоплазмы являются в известном смысле побочными продуктами генной деятельности и выжили потому, что мутации, породившие их, были благоприятны для дальнейшего размножения генов. Так, ген становится основой жизни (Мёллер, 1921, 1926), и его способность к умножению и самосохранению, хотя бы в мутировавшем виде, дает живой материи все превосходство над материей мертвой.

Изучение химических свойств гена, в особенности тех свойств его структуры, которые позволяют ему воспроизводить самого себя и, – что, видимо, связано с этим – притягивать к себе другой аналогичный ему ген, еще не было проведено. Однако в последние годы генетика была занята изучением мутационных особенностей генов, сначала на дрозофиле (Мёллер, Альтенбург и др.) и на Antirrhinum (Баур и др.), а затем и на кукурузе и других объектах (Стадлер и др.). Из всех этих работ ясно, что мутации являются внезапными изменениями, необязательно значительными по своему эффекту, причем более мелкие мутации происходят чаще. Они представляют собой, очевидно, химические реакции в микроскопическом масштабе; так, если один ген мутирует, его идентичный аллеломорф, расположенный поблизости в клетке, обычно остается неизмененным. Критическое изучение условий, при которых происходят мутации, в первую очередь потребовало выработки такого метода, посредством которого частота столь редких явлений могла вообще быть определена. Такое критическое исследование показало, что воздействие на физиологию организма при помощи даже таких резких агентов, как наркотики, яды, электрические разряды и т. п., не нарушает устойчивости генов; последние оказываются настолько хорошо защищенными, что эти воздействия обычно не вызывают в них мутаций. Последнее обстоятельство находится в противоречии с теми мнениями, которые обычно встречаются в медицинской литературе. Однако повышение температуры (как этого и можно было ожидать) несколько повышает частоту мутаций, а применение X– или гамма-лучей оказывается даже способным участить мутации во время облучения в 100 000 раз. Некоторый эффект имеет и ультрафиолетовый свет, если он достигает ядра клетки. Однако ни один из этих агентов не вызывает наследственно передаваемые изменения в определенном направлении, как это недавно утверждал Иоллос и как вначале думал Морган, хотя гены обладают весьма различной мутабильностью и на изменения по крайней мере некоторых особенно мутабильных генов могут оказывать влияние специфические генные и экзогенные факторы (Демерец, Андерсон и др.). Хотя мутации генов могут быть самого разнообразного типа, однако, поскольку они вызваны не каким-либо целенаправленным процессом, они обычно являются вредными (Мёллер, 1917 г.). Изменения, производимые ими, касаются гл. обр. не видимых морфологических, а физиологических особенностей организма, как этого и можно было ожидать и как независимо друг от друга показали это Керкис и Тимофеев-Ресовский (1934 г.). Поэтому, ввиду того, что эволюция основана на мутациях, большая часть их должна погибнуть, в то время как многие полезные или не столь вредные размножаются (естественный отбор). Так как большинство этих мутаций является рецессивным, то своевременное устранение вредных и увеличение числа остальных генов нуждается в определенной степени инбридинга.

Быстрота процесса отбора при различных условиях, зависящая от типа размножения, степени рецессивности, размеров популяции, быстроты миграций, интенсивности селекции, частоты мутаций, типа хромосом и т. д., стала основой обширных математических исследований, произведенных Райтом, Фишером, Холденом и Хогбеном. Наиболее существенным моментом является здесь для нас то, что при повторяющихся рецессивных мутациях последние обнаруживают тенденцию аккумулироваться в популяции, пока они не становятся столь многочисленными, что при данной интенсивности инбридинга и селекции устранение их происходит столь же быстро, что и аккумуляция; иначе говоря, достигается равновесие, при котором в популяции сохраняется довольно константное, обычно большое число мутантных генов, распределенных с характерной частотой среди большого числа locust. Последние постепенно меняются друг с другом местами, причем эта замена не зависит от той быстроты, с которой мутируют рецессивные аллеломорфы. Поэтому разные расы какого-либо вида или одни и те же расы в неодинаковые отрезки времени должны отличаться различной частотой индивидуальных мутантов, причем общая сумма рецессивных мутантов остается константной, пока не изменяются перечисленные выше условия.

Значительная часть этих мутаций является, как было уже указано выше, патогенной. В их гомозиготной форме, редкой для индивидуальной точки, но часто встречающейся, если речь идет о них суммарно, они являются причиной многочисленных страданий, распространенных в популяции и имеющих неодинаковую патогенность, – начиная от наиболее ужасных форм, как врожденное отсутствие конечностей, и кончая обычными, часто встречающимися функциональными ослаблениями систем, иногда не выходящими далеко за пределы нормального типа и доступными обычному терапевтическому воздействию.

Для врачей является совершенно необходимым знание описанной выше природы наследственных дефектов (точно так же, как и наследственно обусловленных положительных свойств). Необходимо установить, что во всех случаях, поскольку они наследственны, эти дефекты связаны с определенными, хотя и многочисленными и взаимодействующими друг с другом, генами, подчиняющимися известным нам законам хромосомной наследственности и мутационного процесса. Но знание этих принципов есть лишь первый шаг в интересующем нас здесь деле.

Мне хотелось бы теперь ближе определить то, что я называю действительной генетической структурой, относя это как ко всей популяции, так и к отдельным ее индивидам. Каковы наиболее важные гены, в отношении которых популяция в целом и ее отдельные группы являются гетерозиготными? С какой частотой и у каких конкретных людей они встречаются? Каков эффект действия этих генов, прежде всего – эмпирически и уже затем – в аспекте механики развития, физиологии, патологии и химии? Как изменяются эти эффекты в различных генетических комбинациях и в зависимости от случайных или искусственно вызываемых изменений среды? Значительный объем и трудность этих исследований является результатом того, что на один признак оказывает влияние множество генов, что целый ряд генов обусловливает неподдающийся различению морфологический эффект, равно как с трудом устанавливаемый анализируемый эффект физиологический, что самое действие генов очень сложно, что многие из них по своей природе рецессивны, что сходные эффекты часто обусловливаются как средовыми, так и наследственными факторами, что человеческая популяция отличается высокой гетерозиготностью, что она характеризуется незначительным числом членов семьи при значительной продолжительности жизни отдельных поколений, что невозможно контролировать скрещивания и трудно собирать генеалогические сведения. Однако наша собственная зародышевая плазма является наиболее важным из всего того, чем мы обладаем, и эта работа должна быть проделана.

Для облегчения этой работы должны быть разработаны новые пути диагностики наличия и отсутствия данных генов и отличие их от других, внешне сходных с ними по эффекту. Эти методы должны быть найдены при помощи медико-генетических исследований; быть может, здесь могут быть выработаны и более общие методы диагностики, основывающиеся, например, на иммунно-биологических реакциях. Особенно важными являются попытки найти методы, которые дали бы нам возможность различать в гетерозиготном состоянии те гены, которые при более поверхностном наблюдении кажутся нам рецессивными.

При анализе генной и экзогенной обусловленности признаков наибольшую ценность представляет близнецовый метод. При помощи него мы узнаем не только о соотносительной роли и характере тех воздействий, которые оказывают на определенный признак обычно встречающиеся в популяции средовые и наследственные факторы, но во многих случаях он оказывается способным и стать аналитическим, выделяя специфические экзогенные и генные факторы и их комбинации (см., напр., работу Медико-биологического института о волне Т на электрокардиограмме и из другой области – работу с изучением развития конструктивных операций при стройке моделей).

Там, где наследственность играет большую роль в сравнении со средой и не является слишком сложной, ценные данные относительно генов человека могут быть получены путем собирания генеалогий, если только эта работа проделывается достаточно критически как с медицинской, так и с генетической точки зрения, в подобном случае индивиды, обладающие определенными генами, могут подвергаться специальному изучению с целью нахождения специфических форм реакций различных генотипов на различные условия среды, факторы лечения и т. д. Примером последней работы может служить исследование геморрагических диатезов, проделанное в Медико-биологическом институте. Идя этим путем, наука о генетике человека окажет, быть может, помощь в деле лечения всех тех болезней, в которых наследственность играет существенную роль.

Становится все более ясным, что по мере того, как такие исследования по генетике человека будут успешно продвигаться вперед, они сделают возможным все более широкое и благотворное воздействие на индивидуальную жизнь, с тем чтобы каждый индивидуум получал тот тип лечения, гигиенических навыков, образа жизни, характера работы, методов воспитания и т. д., которые наиболее соответствуют его наследственным возможностям. Только при этих условиях индивид окажется в состоянии развернуться во весь свой рост, дать максимум обществу, достигнуть наивысшего уровня, короче – использовать свою жизнь с наибольшей полнотой.

Работая в этом направлении, мы прежде всего должны научиться понимать процесс возникновения и лечения наиболее тяжелых патологических дефектов. Более обычно встречающиеся легкие страдания и идиосинкразии могут, однако, оказаться еще более важными. Весьма существенно также исследование особо ценных наследственных задатков и разработка путей наиболее эффективного их использования.

Только в социалистической стране могут быть мобилизованы в достаточном количестве коллективные усилия нужных для этой цели врачей, генетиков, педагогов, администраторов больниц и жилищ. С другой стороны, прогрессирующее улучшение жизненных условий и создание бесклассового социалистического общества будут способствовать тому, что наследственные различия между людьми будут выступать гораздо более отчетливо и их будет труднее смешивать с различиями, возникающими от действия среды. И только здесь результаты этих генетических исследований могут получить должное использование в деле воспитания, профессиональной ориентации, терапии и т. д., – с тем чтобы помочь личности развиться соответственно ее возможностям, независимо от тех случайных условий рождения, которые играют столь решающую роль в капиталистических странах в определении судьбы человека. Это поднимет генетику от наблюдения к овладению жизнью и поможет приблизиться к идеальным условиям «от каждого по способностям, каждому по потребностям».

В дополнение к изучению того, как сделать среду оптимальной для генов существующих, растущая генетическая наука, в союзе со смежными областями, должна показать, какие изменения в генной структуре являются наиболее желательными и какие оптимальные биологические методы должны быть использованы для этого. Как часть этой работы, должны быть изучены скорость мутационного процесса у человека, а также условия, ведущие в человеческой популяции к увеличению или уменьшению числа этих генов; точно так же должны быть разработаны те факторы, которые необходимы для формул Райта и других математиков. И в этой области генетике необходимо переходить от наблюдения к овладению природой.

Ответственность Медико-биологического института велика, так как он должен указывать пути во всех этих вопросах. Он является единственным институтом в мире, в котором сконцентрирован достаточный коллектив генетически образованных врачей, подготовленных к разрешению подобного рода проблем. Он является единственным институтом, имеющим все необходимые условия для большой клинико-генетической работы и для актуальных экспериментальных исследований на близнецах. Во многих других местах производятся отдельные исследования в области человеческой наследственности, но почти во всех, за исключением лишь очень немногих, работающих над крайне узкими проблемами, – отсутствуют или медицинская подготовка и соответствующие возможности, необходимые для того, чтобы сделать эту работу эффективной и полезной, или (если работа ведется на правильной медицинской основе) знание генетики является недостаточным. Еще чаще подобные исследования базируются на ложных установках, касающихся классов, рас и отношений между общественными и биологическими явлениями, трактуемых в свете буржуазной идеологии. И наконец, средства, отпускаемые в капиталистических странах на действительно правильные исследования подобного рода, очень незначительны, поскольку значение этих работ имеет широко общественный характер.

Медико-биологический институт должен, следовательно, быть ведущим институтом в мире в этой столь важной области, разрабатывая новые пути и продолжая создавать те орудия, с помощью которых эти пути могут быть построены.

В этом деле этот институт уже сделал ряд в высшей степени вдохновляющих начинаний.