Чтение онлайн

Морган – тот самый ученый, имя которого увековечено во второй половине слова «вейсманизм-морганизм». Об Августе Вейсмане мы говорили в начале нашего повествования, и именно он связал дарвиновские идеи естественного отбора с первыми, еще весьма туманными представлениями о генах. А Томас Морган перебросил следующий мостик – от таинственных генов, аллелей и прочей полумистической кухни, о которой расплывчато рассуждали тогдашние немногочисленные генетики, к реальным, видимым в микроскоп хромосомам.

Томас Морган пришел в Брин-Мор по приглашению тогдашнего декана факультета, профессора Эдмунда Бичера Уилсона (1856–1939). Уилсон был, как сейчас говорят, цитологом, то есть ему нравилось рассматривать клетки в микроскоп. Для этого клетки обычно окрашивают, и к тому времени уже три десятилетия было известно, что некоторые анилиновые красители особенно хорошо окрашивают в ядре клетки некие тельца, которые за это были прозваны хромосомами. К моменту прихода Нетти Стивенс в Брин-Мор Уилсон уже постепенно отходил от административной работы, сосредоточившись на науке, а тридцатипятилетний Морган вел дела факультета, с энтузиазмом продолжая заданную Уилсоном тематику исследований. Этими исследованиями занялась и Нетти. Она была на пять лет старше Моргана, но в начале ХХ столетия место женщины в мужском, и особенно научном, мире было достаточно жестко фиксировано, и субординация не ставилась под сомнение.

Для тех, кто никогда не погружался в научные будни, нет ничего скучнее факультетских интриг (а для тех, кто погружался, нет ничего отвратительнее). Но надо потерпеть, потому что сейчас речь идет об исторической правде. Сложно оценить вклад Нетти Стивенс в деятельность бринморского факультета: в лаборатории не всегда понятно, кто и что именно предложил первым. К примеру, Морган вошел в историю как ученый, который привел в генетику плодовую мушку по имени Drosophila melanogaster. Кстати, ее имя означает «черножелудочный любитель росы», хотя характерное потемнение на брюшке самцов мухи – это на самом деле вовсе не желудок. Так вот, более или менее достоверно известно, что на самом деле первую дрозофилу принесла в лабораторию Моргана именно Нетти Стивенс.

А еще Нетти Стивенс окрашивала клетки мучного хрущака, рассматривая отличие мужских клеток от женских. В то время Х-хромосома уже была отмечена исследователями за свою странность: она как будто бы не участвовала в мейозе. Ее первооткрыватель, немецкий зоолог и цитолог Герман Хенкинг (1858–1942), вообще не был уверен, хромосома ли это, и назвал ее «Х-элементом». А Стивенс обнаружила в мужских клетках предполагаемую пару этой странной хромосомы и назвала ее следующей по алфавиту буквой Y. И не просто назвала, а высказала гипотезу о том, как эти две хромосомы, на первый взгляд непохожие, образуют особую пару, способную определять пол организма.

Кстати, вопреки распространенному представлению, названия Х и Y не имеют никакого отношения к тому, как эти хромосомы выглядят в современных учебниках. В те годы исследователи видели в свои микроскопы лишь расплывчатые кляксочки. То, что Х-хромосома похожа на наших картинках на косой крестик, а Y – на букву V или ?, просто совпадение.

Нетти Стивенс изложила свою гипотезу в статье, опубликованной в 1905 году. В том же году вышла и статья Эдмунда Бичера Уилсона, который, так уж случилось, написал примерно о том же самом. Сейчас считается, что открытие сделано двумя учеными независимо, и, судя по всему, так оно и было. Томас Морган видел ситуацию иначе. С одной стороны – известный корифей-цитолог, к тому же бывший декан. С другой – подчиненная Моргана, никому не известная сорокалетняя исследовательница, почти лаборантка.

Всего через семь лет Стивенс умерла от рака, и тогда Морган опубликовал свой некролог, несколько омрачивший его репутацию в глазах историков науки. То есть некролог-то он все-таки написал и даже опубликовал в Science, однако представил научные достижения Стивенс в следующих терминах: «Мисс Стивенс внесла свою долю в значимые открытия, и результат ее работ станет лучшей памятью о ней – те мелкие детали, без которых невозможно осуществление общего дела». «Внесла свою долю» и «мелкие детали» – это очень красноречиво. Фраза Моргана цитируется до сих пор практически во всех текстах, посвященных Стивенс и ее открытию, и она призвана преподать ученым всего мира грустный урок: можно заслужить признание огромным многолетним вкладом в науку, а потом испортить себе биографию одной фразой, в которой вдруг вылезет ваше самодовольное нутрецо. Оно есть у всех, просто надо его всемерно сдерживать.

Как бы там ни было, в 1905 году было открыто хромосомное определение пола. В те годы в представлениях Стивенс и ее современников все выглядело так: вот самцы, у них есть пара хромосом Х и Y. Вот самки, у них есть пара хромосом Х и Х (кстати, именно Стивенс, а не Уилсон, впервые увидела эти ХХ в женских клетках человека). В хромосоме Х находятся женские гены, в хромосоме Y – мужские гены, и мужские, строго по Менделю, «доминируют» над женскими. Мужские половые клетки несут или хромосому Х, или Y, и от того, какая из них сольется с женским яйцом, зависит пол зародыша – опять же ХХ или ХY. И конечно, таким образом задается соотношение полов в потомстве – строго 1: 1. А поскольку эти хромосомы явным образом не участвуют в мейозе, то мужские и женские гены никогда не рекомбинируют, то есть не перемешиваются. Или мужчина, или женщина, никаких промежуточных вариантов.

Все это выглядело так просто и гениально, что легко было заподозрить тут мудрый замысел Творца. А вот понять, как такую совершенную машину мог выковать естественный отбор, было как раз совсем непросто. Однако уже несколько лет спустя в картине обнаружились дефекты. Вот, например, мужские гены: оказалось, что ни у мучного хрущака, ни у дрозофилы никаких мужских генов – да и вообще практически никаких генов – на Y-хромосоме нет. Она действительно определяет пол, однако другим способом: тем, что замещает Х-хромосому, которых без нее было бы две, а с ней – всего одна. У человека на Y-хромосоме гены есть, и один из них – знаменитый SRY (Sex-determining Region on Y), который действительно играет важную роль, но и тут все куда сложнее, чем казалось вначале.

Дальше – больше: у некоторых организмов, как оказалось, Y-хромосомы нет вообще, а вместо нее есть пустое место. Этот механизм определения пола так и называется – Х0. А у птиц, части насекомых, рептилий и даже некоторых растений есть другая система определения пола – ZW, в которой одинаковые половые хромосомы ZZ оказываются как раз у самцов (это называется «гомогаметный пол»), а разные Z и W – у самок («гетерогаметный пол»). А потом вдобавок ко всему выяснилось, что все эти хромосомы вовсе не родственны друг другу, а возникали в эволюции много раз, совершенно независимо. Мудрость Творца пришлось поставить под сомнение, зато всем стало интересно, как же все это возникло. И как, в конце концов, оно работает.

Bachtrog D., Mank J. E., Peichel C. L., et al. Tree of Sex Consortium. Sex Determination: Why so Many Ways of Doing It? PLoS Biology. 2014. 12(7): e1001899.

Borgia G. Sexual Selection in Bowerbirds. Scientific American. 1986. 254(6): 92–101.

Bull J. J. Sex Determining Mechanisms: An Evolutionary Perspective. Experientia. 1985. 41(10): 1285–1296.

Carey S. B., Laramie A., Harkess A. The Contributions of Nettie Stevens to the Field of Sex Chromosome Biology. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 2022. 377(11850): 20210215.

Dirk H., Spennemann R. Biology, Ecology and Distribution of the Date Stone Beetle, Coccotrypes dactyliperda (Coleoptera: Curculionidae). Zoology in the Middle East. 2019. 65(2): 163–182.

Fisher R. A. The Genetical Theory of Natural Selection. Ed. J. H. Bennett. Oxford: Oxford University Press, 1999.

Morgan T. H. The Scientific Work of Miss N. M. Stevens. Science. 1912. 36(928): 468–470.