В 1889 Де Фриз опубликовал труд Внутриклеточный пангенезис (Intracellulare Pangenesis), в котором развивал дарвиновскую теорию пангенезиса, касающуюся механизма воспроизведения в потомстве признаков предшествовавших поколений. Дарвин полагал, что от всех клеток организма отделяются мельчайшие частицы, которые содержат признаки данных клеток; эти частицы скапливаются в репродуктивных органах и образуют половые клетки. Де Фриз придерживался теории внутриклеточного пангенеза. Он считал, что в ядре клетки содержатся «пангены», определяющие все признаки целого организма, а в протоплазму входят лишь те «пангены», которые определяют тип клеток. Тем самым отвергался принцип Ламарка о наследовании приобретенных признаков. Кроме того, Де Фриз сделал важный вывод, что панген вообще не является клеткой или органом, а представляет собой некий фактор, определяющий признак, т.е. уже в 1889 вплотную приблизился к точке зрения Менделя. Другая важная идея Де Фриза заключалась в том, что факторы наследственности не могут трансформироваться постепенно, а претерпевают резкие скачкообразные изменения. Изучая изменчивость энотеры (растения из семейства кипрейных), ученый пришел к выводу, что вид может внезапно распасться на несколько новых видов. Этот феномен Де Фриз назвал мутацией. Придерживаясь тезиса о том, что живой организм представляет собой мозаику из относительно независимых и скачкообразно изменяющихся признаков, он утверждал, что внесение мутаций – единственный способ образования стабильных новых форм (мутационная теория). В 1900 Де Фриз (независимо от К.Корренса и Э.Чермака) опубликовал результаты статистической обработки опытов по скрещиванию растений, которые можно было объяснить лишь в рамках постулата о существовании отдельных и независимых факторов наследственности. Все три автора указывали на сходство полученных данных с данными Менделя 1866. В дальнейшем Де Фриз занимался главным образом изучением мутантных форм энотеры и разработкой теории эволюции
Источник:
https://nspk-nvr.ru/bussines/gugo-de-friz-chto-otkryl.htmlОдин монах и три ботаника
В январе 1900 года добрые люди дали почитать голландскому ботанику Хуго Де Фризу статью Грегора Менделя «Versuche uber Pflanzen-Hybriden» («Опыты над гибридами растений») 1866 года. Вероятно, Де Фриз сразу понял, что он в своих опытах с кустами ослинника лишь повторил опыты с горохом уже давно покойного к тому времени августинского монаха Менделя и пришел к тем же выводам.
О своем открытии Де Фриз сообщил в номере Comptes rendus de l'Academie des Sciences («Доклады Французской академии наук») от 26 марта 1900 года в короткой заметке «Sur la loi de disjonction des hybrides» («О законе расщепления гибридов»). Едва она была опубликована, как еще два ботаника — Карл Корренс из Германии и Эрих фон Чермак из Австрии — заявили о похожих результатах и успели их в том же году опубликовать. Они тоже, как выяснилось, читали старую статью Менделя и тоже опытным путем пришли к выводу о дискретности наследственных факторов.
Но Де Фриз на тот момент пошел дальше них. Он писал: «И чтобы отдать себе отчет во всех явлениях, надо для каждой наследственной особенности принять отдельную частицу — панген... Эти пангены невидимо малы, однако они совсем другого порядка, чем химические молекулы и их бесчисленные соединения; они должны расти, размножаться и распределяться по всем или почти всем клеткам организма при делении клеток. Они неактивны (латентны) или активны, но размножаться могут в обоих состояниях. Будучи преимущественно латентны в клетках зародышевого пути, они развивают обычно высокую активность в соматических клетках. И именно так, что у высших организмов не все пангены в одной клетке достигают активности, но в каждой одна или же несколько небольших групп пангенов достигают господства и придают клетке ее характер». По образному выражению историка биологии Юрия Чайковского, в этом отрывке вся программа дальнейшего развития генетики.
Де Фриз допустил спонтанную, ничем не мотивированную изменчивость «наследственных корпускул», как их называл Мендель, или «пангенов», как их называл
сам Де Фриз. И пазл строгого научного объяснения эволюции по Дарвину наконец сложился: исходным материалом для естественного отбора служат резкие качественные скачки изменений в наследственных «невидимо малых» частицах — их «мутации», как их назвал Де Фриз.
Родилась теория мутаций, а вместе с ней новая наука — генетика. Про так называемый кошмар Дженкина, который почти полвека держал в подвешенном состоянии дарвиновскую теорию эволюции, можно было забыть. Правда, со временем сами мутации превратились в кошмар для науки, что лишний раз подтверждает нынешняя пандемия коронавируса.
«Кошмар Дженкина»
Как известно, выход в свет в 1859 году фундаментального труда Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» вызвал фурор не только в научном мире. Здесь биология вышла далеко за свои научные рамки, вызвав потрясение устоев общества и почти моментально породив социал-дарвинизм. Но спустя всего восемь лет дарвинизм, победоносно шагавший по планете во всех своих ипостасях — как узкобиологической, так и социальных,— споткнулся о небольшую публикацию в журнале North British Review под названием «Происхождение видов». Ее автором был инженер Генри Дженкин, а ехидство заголовка его статьи становилось понятным по ее прочтении.
Дженкин писал: допустим, что Дарвин прав и с изменчивостью, и с наследственностью, и с естественным отбором, но что из этого следует? Только дикарь, глядя, как ядро вылетает из пушки, может решить, что в конце концов оно долетит до звезд. И скорость ядра, и размах наследственных вариаций стремительно убывают по мере удаления от исходной точки. Поэтому нет никаких оснований ожидать, что выгодные для организма изменения будут накапливаться. Напротив, любое из них очень скоро исчезнет, и вот почему. С кем скрещиваться носителю этого изменения, если вокруг одни нормальные особи? Словом, если следовать логике Дарвина, шансов передать полезное новшество нет: через несколько поколений оно будет «засосано болотом» обычных организмов.
Следовательно, никакая уникальная вариация не может иметь значения для эволюции. Остается предположить одно из двух: либо новая вариация не должна теряться при скрещиваниях, либо она должна возникнуть сразу у значительного процента особей. Однако, писал Дженкин, обе гипотезы отрицают суть дарвинского учения. Первая противоречит наследственности, какой она выглядит в природе и как ее описывает сам Дарвин; вторая же, если ее допустить, приводит к порочному кругу: чтобы распространиться, новая вариация уже должна быть достаточно распространенной.
Более подробно про «кошмар Дженкина» можно почитать в интересных и доступных для понимания читателя без специального образования работах Юрия Чайковского. А сам Дженкин привел пример столь же наглядный, сколь вопиюще неполиткорректный по нынешним меркам: «Представим себе белого человека,
потерпевшего кораблекрушение на острове, населенном неграми… он выживет и станет среди них королем… заведет очень много жен и детей, в то время как множество его подданных умрут холостяками… Но даже его длинной жизни явно не хватит для того, чтобы кто-то из его потомков в каком-либо поколении стал полностью белым… В первом поколении будет несколько дюжин смышленых молодых мулатов, чей ум будет в среднем превосходить негритянский. Нас не удивит, что трон в течение нескольких поколений будет принадлежать более или менее желтокожему королю; но сможет ли поверить кто-то, что население всего острова постепенно станет белым или пусть даже желтым?.. В нашем случае признак попал в исключительно благоприятные условия, способствующие его сохранению,— способствующие, но все же неспособные закрепить и сохранить его».
Из переписки Дарвина известно, что он читал и перечитывал статью Дженкина много раз и в конце концов написал: «Доводы Дженкина меня убедили». Спустя еще три года, в 1870 году, уже в солидном научном журнале Nature (а не в провинциальном общественно-политическом North British Review) вышла статья Альфреда Беннетта под названием «Теория естественного отбора с математической точки зрения». В ней все, о чем писал Дженкин с точки зрения формальной логики, доказывалось строго математически. А вывод был тот же: доказательства эволюции по Дарвину более чем сомнительны. Дарвинизм пошатнулся, но устоял, хотя «кошмар Дженкина», как его назвали, преследовал дарвинизм вплоть по появления теории мутаций Де Фриза.
Новый дарвинизм
В своем первоначальном виде, образца 1901 года, теория эволюции Де Фриза, допускавшая, что один вид переходит в другой скачком в одну мутацию, была крайне несовершенной с современных позиций. Но верным был в ней главный посыл: исходным материалом для отбора служат качественные скачки в наследственных «невидимо малых» частицах. Отталкиваясь от этого, генетики довольно быстро, в течение четверти века, заложили капитальный фундамент под дарвинизм, который стал называться синтетической теорией эволюции.
Стало ясно, где кроется причина ошибки в рассуждениях Дженкина (и Дарвина, кстати, тоже). А крылась она в дискретности наследственного материала — генов, чего ни биологи того времени, ни тем более инженер Дженкин не могли знать. Признаки, закрепляемые отбором, не «разбавляются» при скрещивании, а либо передаются в полном объеме (нивелирующий эффект скрещивания просто не существует, что доказал в своих опытах Мендель), либо не передаются вовсе. Это определяется при скрещивании. Дальше — больше: оказалось, что ген признака может не подвергаться естественному отбору, находясь в рецессивном состоянии. Но новый признак (мутация) не пропадает бесследно в генофонде популяции, хотя его распространение в ней может быть процессом очень длительным и успех не гарантирован.
Общепринято, что окончательно связал эволюционное учение Дарвина и законы наследственности, установленные к тому времени генетиками, и тем самым покончил с «кошмаром Дженкина» советский генетик Сергей Четвериков в статье «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» 1926 года. За
границей эта его статья никогда не публиковалась, но западные генетики ее знали и читали ее переводы с русского благодаря коллегам Четверикова Феодосию Добржанскому и Николаю Тимофееву-Ресовскому. Оба они были «невозвращенцами»: Добржанский работал с 1927 года в США, Тимофеев-Ресовский — с 1925 года в Германии.
По Четверикову, теория эволюции Дарвина теперь выглядела так: мутация (насыщение видов в природе возникающими мутациями) — свободное скрещивание — естественный отбор. При этом он сделал допущение, что мутационный процесс в природе протекает точно так же, как и в условиях лаборатории. Поэтому ученые вправе экстраполировать выводы из результатов лабораторных опытов на природные ситуации.
Первый такой вывод — это непрерывное во времени возникновение новых мутаций у всех видов живых организмов. Второй — рецессивность большинства вновь появляющихся мутаций по отношению к аллелям (формам гена) дикого типа, распространенным в природных популяциях. Третий — в природе преобладает панмиксия (свободное скрещивание). На этих трех китах до сих пор стоит наука «популяционная генетика», и дополнительных опор ей пока не нужно.