Страница:
Вскоре в моей большой теоретической статье, напечатанной в биологическом журнале, были подвергнуты жесткой критике все главные элементы метафизики и идеализма, которые цеплялись в то время за бурно развивающуюся, в основе своей материалистическую генетику. В ней написано:
"Мы видим, что проблема гена является одной из центральных проблем современной генетики. Она вовлечена в острый кризис, она в своих пределах, используя выражение Ленина, как и все современное естествознание, рождает диалектический материализм. Здесь, как и в кризисе физики, анализированном Лениным, эти роды происходят болезненно. Кроме живого и жизнеспособного существа они дают неизбежно мертвые продукты, кое-какие отбросы, подлежащие отправке в помещение для нечистот. Мы должны проявить максимальную бдительность в этой проблеме и должны суметь во всеоружии конкретной критики отправить в "помещение для нечистот" всю накипь идеализма и метафизики, которые расцветают на почве кризиса генетики и затащат науку в тупик, если мы не сумеем дать отпор".
В статье резкой критике подвергались ошибочные стороны во взглядах Лотси, Де Фриза, Бэтсона, Моргана, Серебровского, Филипченко и других. Было подчеркнуто важнейшее значение таких сдвигов в генетике, как искусственное получение мутаций, открытие дробимости гена, синтез генетики и дарвинизма и другие. Существенно и то, что в статье ставилась проблема о специфичности мутационного процесса. В ней говорилось, что специфическое значение среды для мутационного процесса представляет исключительный интерес. Если специфическое соотношение среды и мутационного процесса существует, то это первый шаг к действительному овладению мутационным процессом в смысле получения желательных наследственных изменений. Привлекая внимание к эволюционной генетике, вопреки многим ошибочным и при этом широко распространенным взглядам статья заявляла: "Мы рисуем картину творческого процесса эволюции... Перед современной генетикой, как одна из основных, поставлена грандиозная задача - вскрыть картину строения, динамики и эволюционной трансформации популяций, из комплекса которых в конечном итоге слагается реальный вид. Совместно с другими науками (экологией, систематикой) генетика должна вскрыть конкретные формы процесса органической эволюции на примерах живых, эволюционирующих видов. Эта же проблема представляет собою и практическую, утилитарную задачу, ибо возможности управления дикими популяциями и знание процессов, протекающих в популяциях домашних животных, очень важны. Социалистическое планирование, переделка лица целых географических районов (например, Волгострой и т. д.) ставят в этом отношении перед нами огромные задачи и создают огромные возможности для развития проблем эволюционной теории".
Это выступление в 1932 году вскрывало кризис и указывало на ломку понятий в генетике того времени. На основе марксистско-ленинской методологии была сделана попытка нащупать пути будущего генетики в целом и в связи с этим наметить вполне четкую генеральную программу работ перед отделом генетики. Предусматривались исследования по проблеме гена, по теории мутаций с упором на поиски специфических факторов для индуцирования наследственных изменений и исследования по теории эволюции.
Все эти направления и особенно вопросы химического мутагенеза были горячо поддержаны Н. К. Кольцовым. 16 лет громадного труда сотрудников отдела генетики были посвящены решению именно этих задач. Б. Н. Сидоров, В. В. Хвостова, Е. Н. Болотов исследовали проблему гена; И. А. Рапопорт, В. В. Сахаров, Г. Г. Фризен, С. Ю. Гольдат занимались проблемой индуцирования мутаций; Д. Д. Ромашов, Н. Н. Соколов. Г. Г. Тиняков, А. А. Малиновский изучали вопросы эволюции.
Н. К. Кольцов был далек от методики работ с дрозофилой, которая была центральным объектом исследований в отделе. Он не входил в методические тонкости тех исследований, которые мы проводили, хотя, конечно, отлично понимал их специфику и значение. В одном вопросе Н. К. Кольцов оказывал прямое влияние, это исследование по вызыванию мутаций внешними факторами. В свое время, в 1918 году, задолго до открытия Г. А. Надсона и Г. Г. Меллера, он предложил очень молодому тогда Д. Д. Ромашову вызвать мутации у дрозофилы с помощью рентгеновских лучей. Но Ромашов взял малоизученный вид дрозофилы и из-за методической неполноценности опыта не смог обнаружить мутагенного влияния радиации. В. В. Сахаров в нашей лаборатории по предложению Н. К. Кольцова начал исследования по химическому мутагенезу. Однако результаты этих работ оказались сравнительно скромными. Таких мутагенов, в отношении которых мог бы быть отчетливо установлен сам факт очевидного, заметного и повторимого влияния на наследственность, найдено не было.
Еще меньших результатов добился в Ленинграде М. Е. Лобашов. Собственно научное открытие самого факта химического мутагенеза принадлежит И. А. Рапопорту в Москве и независимо Ш. Ауэрбах в Эдинбурге. Роль Н. К. Кольцова в проведении работы И. А. Рапопортом очень велика. Он духовно всегда был с ним и предоставлял ему свои материальные лабораторные ресурсы. Помню, как Рапопорт без конца обследовал шкафы Н. К. Кольцова в его личной лаборатории, искал в них те или иные химические соединения. Н. К. Кольцов отдавал ему все, только работай, только реши эту огромной важности проблему.
Работая в отделе генетики Института экспериментальной биологии, мы, конечно, хорошо понимали, что являемся теоретическим крылом многопланового развития генетики в стране. В заключении моего методологического доклада 1932 года было написано: "Вторая пятилетка в области животноводства и растениеводства ставит перед генетикой огромные задачи. Эти задачи не могут быть решены без социалистической реконструкции генетики, ее методов, ее теоретического базиса и решительной работы над увеличением ее фактического содержания. Теоретическим проблемам генетики должно быть уделено большое внимание, ибо они являются теорией производственных процессов разведения животных и растений и без их углубленной разработки невозможно создание тех качественных показателей, о которых говорит вторая пятилетка. Углубленный анализ всех проблем теоретической генетики, реконструкция генетики на основе единства теории и практики, конечно, дело большого коллектива и долгого времени".
На коллектив отдела генетики Института экспериментальной биологии, второй лаборатории, которую мне пришлось создавать, возлагались большие надежды. Эти надежды оправдались. В 1932 году были заложены первые камни этого будущего коллектива. Доклад как в Одессе, так и в Москве приняли с горячим одобрением. Все мы смотрели на него как на программу работ в эксперименте и в теории.
Поездка в Одессу явилась очень интересной и в смысле знакомства с людьми. Здесь состоялась встреча с Виталием Леонидовичем Рыжковым, исследователем вирусов, будущим членом-корреспондентом АН СССР. В дальнейшие годы нам много раз приходилось встречаться с В. Л. Рыжковым на путях генетики. Вновь встретились с приятным, внимательным И. М. Поляковым. Близко познакомился с А. А. Сапегиным, который руководил работой всего совещания.
Это был исторический момент в существовании Одесской селекционной станции, так как А. А. Сапегин начал и проводил здесь в это время опыты по получению мутаций у пшеницы под воздействием рентгеновских лучей. Он водил нас в специальное помещение и с гордостью показывал рентгеновскую установку, которую он первый в мире поставил на службу селекции. Теперь, в 70-е годы, в эпоху расцвета радиационной селекции, когда разнообразные источники излучений, такие, как гамма-лучи на гамма-полях, нейтроны и протоны в каналах реакторов, циклотроны и другие, облучают семена растений в целях селекции, - теперь наличием рентгеновского аппарата никого не удивишь. Но первый рентгеновский аппарат, облучавший семена, на станции А. А. Сапегина в 1932 году, был как пароход "Клермонт" Роберта Фултона, начавший бороздить воды в 1807 году, как первый паровоз Джорджа Стефенсона, построенный в 1814 году, как первый в мире радиоприемник А. С. Попова, который он продемонстрировал 7 мая 1895 года.
На конференции в Одессе произошла еще одна встреча. Я познакомился с Трофимом Денисовичем Лысенко. До Москвы уже дошли разговоры о молодом агрономе Лысенко, который активно ставил важные вопросы сельского хозяйства. Было известно, что он предложил новый агроприем - яровизацию семян, который широко начал внедряться в практику. Мы, группа делегатов совещания, знакомясь с лабораториями Одесской станции, пришли и в лабораторию Т. Д. Лысенко. Здесь впервые я увидел этого человека, который затем был прославлен как выдающийся новатор.
Т. Д. Лысенко выступал в прениях на самом совещании. Это выступление было хотя и горячим, но не убедительным. Он не признавал теории гена, говорил, что ген - это фальшь. Я глядел на него и думал о странном сочетании приходящей к нему славы с беспомощностью в вопросах теории.
Для нас в нашей лаборатории 1932 - 1936 годы были годами серьезного роста, мы достигли крупных успехов в исследованиях по проблеме гена и проблеме эволюции. О работе отдела генетики можно судить по отчетному докладу за первый год работы отдела. Этот доклад сохранился, выдержки из него покажут ту настроенность и жажду работы, которые царили в нашем отделе. Для своего выступления я воспользовался юбилейным 100-м заседанием научного семинара. Вот краткое изложение этого моего выступления:
"Генетический отдел - это часть Института экспериментальной биологии, решающего проблему взаимоотношения наследственности и среды. Он возник только год назад и вырос с 3 до 19 человек и привлек к работе еще 5 сверхштатных сотрудников. Теоретическая работа отдела идет по пяти проблемам современной генетики: проблема гена, факторы мутационного процесса, механизм наследственности, наследственность и изменчивость простейших организмов и генетические основы органической эволюции.
В работе отдела большую роль играл научный семинар. Все экспериментальные и теоретические проблемы отдела проходили через обсуждение, здесь они получали оценку, критику, идейное завершение. Работа семинара - это метод освоения огромной современной генетической литературы, наконец, это творческая лаборатория, где возникает, создается и развивается свой подход, самостоятельное восприятие задач, проблем и путей генетики, определяющих экспериментальную работу. Работой семинара по праву можно гордиться. Он регулярно собирается раз в шестидневку. За три года прошло 100 заседаний, причем... в течение последнего, 1933 года, когда начал работать новый отдел, прошло 48 заседаний, которые посетили 1495 человек. В работе коллоквиума принимали участие 14 исследовательских учреждений и представители других городов. Наш молодой коллектив ставит перед собой ясные задачи, он не боится головокружения при восхождении на любые доступные ему высоты. За истекший год проделана хорошая работа. Мы готовы к медленному и упорному восхождению, готовы к ошибкам и неудачам, но при этом каждую минуту готовы к атаке и штурму. Впереди горные высоты, тяжелый труд, но все это нужно нашей социалистической Родине".
В 1932-1934 годах еще продолжались печататься статьи, основа которых была заложена в лаборатории на Смоленском бульваре. В журналах выходили работы по дробимости гена. В 1934 году появились основные исследования по генетике популяций и другие. Однако сразу же при организации генетического отдела в Институте экспериментальной биологии мы начали и новые направления исследований.
Неожиданным оказался совершенно новый подход к проблеме гена. На нас большое впечатление произвели работы американских генетиков, в которых они, получая структурные перестройки хромосом с помощью радиации, смогли в определенных местах той или иной хромосомы у дрозофилы локализовать определенные гены. Мы разработали подробный план экспериментов по физической локализации в третьей хромосоме дрозофилы ряда еще не изученных в этом отношении генов. В качестве подсобной методической детали решили использовать в этих опытах особую рецессивную мутацию, изменяющую крыло у дрозофилы, которую в 1931 году обнаружил у нас в лаборатории Г. Г. Тиняков. При скрещивании таких дрозофил с нормальными появляются гетерозиготные потомки, которые в силу доминантности нормального аллеля имеют совершенно нормальные крылья. Эта работа мыслилась трудоемкой. Я обратился к Б. Н. Сидорову и предложил ему выполнить эту работу совместно.
Начались опыты. Но неожиданное наблюдение отвлекло нас от решения поставленной задачи и направило всю работу в новое русло. Было обнаружено, что в первом поколении от скрещивания самок гомозиготных по мутации с нормальными самцами почти все мухи были как мухи, они имели нормальные крылья. Однако хотя и редко, но вполне регулярно появлялись отдельные дрозофилы с крылом, измененным по типу рецессивной мутации. В чем дело? Откуда могли взяться эти исключительные особи?
Дальнейшее изучение генетики и строения хромосом у этих странных уклоняющихся дрозофил показало, что труд потрачен не зря. Оно привело к совершенно неожиданному открытию. Во всех случаях, когда рецессивная мутация начинала проявляться в гетерозиготах, выяснилось, что это касалось особых гетерозиготных особей. У них нормальный аллель находился в тех хромосомах, которые под действием рентгеновских лучей были структурно изменены. Проведя целый ряд обширных, детальных экспериментов, удалось доказать, что доминантный нормальный аллель гена теряет соседство с генами, которые исторически являются его соседями по хромосоме, и на их место при структурных изменениях в хромосоме приносились гены из других хромосом. В этих условиях нормальный доминантный ген теряет такое важное свойство, как доминантность.
Аспирантке В. В. Хвостовой я предложил использовать эффект положения изученного доминантного гена для выяснения количественных закономерностей, и она с успехом разработала эту тему. Вместе с Н. Н. Соколовым и Г. Г. Тиняковым были внимательно исследованы те структурные изменения в хромосоме, которые вызывают эффект положения доминантного гена, и определено, насколько далеко от места самого гена в хромосоме происходят разрывы.
Эта работа была повторена во многих лабораториях за рубежом, и этот совершенно неожиданный факт подтвердился с величайшей точностью. Открытое явление касалось важнейшей стороны вопроса об организации генетического материала, указывая, что действие гена стоит в связи с его положением в хромосоме.
Теория дробимости гена была встречена в штыки. Значение принципа генетического груза и генетико-автоматических процессов еще не были оценены по их достоинству. Что же касается данных по эффекту положения, то они были приняты безоговорочно, как крупнейший успех русской генетики. Поскольку я участвовал в изучении эффекта положения доминантного нормального гена в целом ряде исследований, а мои соавторы менялись, Курт Штерн в 1935 году предложил назвать это новое явление, существенно важное для генетики, "эффект Дубинина". После статьи К. Штерна это обозначение прочно вошло в мировые сводки, в монографии и в учебники по генетике. Однако при всем этом нельзя забывать, что само это явление было открыто совместно с Б. Н. Сидоровым и более правильным было бы название "эффект Дубинина-Сидорова".
Мои товарищи по работе в то время и долго после 1933 года гордились этим успехом. В 1957 году 4 января, в день моего пятидесятилетия, В. В. Сахаров, Б. Н. Сидоров, Н. Н. Соколов, В. В. Хвостова, А. А. Прокофьева-Бельговская, М. А. Арсеньева, М. Л. Бельговский, Е. С. Моисеенко и другие сотрудники лаборатории радиационной генетики написали мне шутливое стихотворное посвящение, в котором были и следующие строки:
Сказать мы смело можем, право, Что мухи крылышко и глаз В венец твоей научной славы Большой добавили алмаз.
На всем земном огромном шаре,
На весь земной научный мир
"Эффект Дубинина" недаром
С "эффектом Ньютона" на пару
Звучит, как гордый сувенир.
В архиве дорогих мне документов эти стихи-шутка с пестрой вязью подписей, отражающих различный характер их владельцев, берегутся мною, и я иногда читаю их и вижу туманы и радости нашего прекрасного прошлого.
Мы продолжали начатые исследования в несколько другом направлении, и мне с Б. Н. Сидоровым опять посчастливилось. Мы сделали еще одну хорошую работу по эффекту положения, которая опять привлекла к себе всеобщее внимание. К тому времени после нашей работы с кубитус интеруптус накопились факты о том, что при изменении хромосом некоторые гены, лежащие вблизи мест разрывов, хотя сами, казалось бы, и не претерпевают мутации, однако тем не менее приобретают новые функции. Различить, что здесь решает - мутационное изменение гена или эффект положения, было нельзя. Нам удалось разработать метод, при помощи которого такой ген, изменивший свое действие, оказалось возможным изъять из данной хромосомы с помощью кроссинговера, а затем вновь вставить его обратно в реорганизованную хромосому. Как по мановению волшебной палочки, вслед за этими генетическими манипуляциями свойства гена изменялись совершенно направленным образом.
Эти две работы молниеносно привлекли к себе всеобщее внимание. Многие пришли к выводу, что в Советской России генетика вышла на передний край науки. Взоры ученых обратились к нашим прежним исследованиям по скютам. Стало ясно, что и с принципом дробимости гена, по-видимому, придется считаться.
Овладение тончайшими методами вмешательства в структуру хромосом привело к мысли решить одну эволюционную задачу, над которой ломали головы многие крупнейшие ученые того времени. Было известно, что виды организмов отличаются по числу пар хромосом. Вопрос о сущности эволюционного механизма, при помощи которого новые виды приобретают изменения в числе пар хромосом, привлекал к себе пристальное внимание. Эти изменения сопровождают появление новых видов и целых родов растений и животных. Как же совершается эволюция, изменяющая число хромосом? Воздействуя рентгеновскими лучами на хромосомы, мне удалось с помощью невидимого молекулярного скальпеля по заранее разработанному плану изменить видовую хромосомную характеристику дрозофилы. Вместо обычных четырех пар хромосом, в которых записана генетическая информация дрозофилы, была экспериментально получена раса дрозофил с тремя ларами хромосом, а затем раса дрозофил с пятью парами хромосом. Эта работа открывала путь к направленному преобразованию ядерных структур. В настоящее время в центр молекулярной генетики становятся методы генетической инженерии, с помощью которых осуществляется целенаправленное изменение генетических свойств организмов. Работа по направленному изменению числа пар хромосом дрозофилы лежит у истоков генетической инженерии. После этой работы в нашем отделе Б. Н. Сидоров, Н. Н. Соколов и И. Е. Трофимов, а затем Б.Ф. Кожевников для других целей использовали те же принципы.
Эти циклы исследований по эффекту положения и по направленному преобразованию структур хромосом в ядрах создали обстановку уверенности и успеха в Институте экспериментальной биологии. Генетический отдел стал ведущим отделом института, его работы получили мировое признание. В это же время появился ряд исследований Д. Д. Ромашова по вопросам эволюции. А. Н. Промптов показал, что ультрафиолетовый свет вызывает мутации.
В институте хорошо работал научный семинар по генетике. Мы слушали рефераты и сообщения о зарубежных работах, докладывали и обсуждали свои исследования и видели, что наши успехи вышли на передний край науки.
Н. К. Кольцов очень высоко оценил наши успехи и их роль для Института экспериментальной биологии в целом. В большой статье "Наследственные молекулы", напечатанной в 1935 году в журнале "Наука и жизнь", он много места уделил достижениям в управлении ядерными структурами клетки. Н. К. Кольцов писал, что в 1934 году физики достигли выдающихся результатов, с помощью потоков быстрых частиц они научились превращать элементы. Николай Константинович считал, что три работы, проведенные в Институте экспериментальной биологии за 1934 год с дрозофилой, являются параллельными великолепным достижениям физиков по превращению атомов с помощью их бомбардировки нейтронами. Затем он подробно описал сущность моей работы по изменению числа хромосом у дрозофилы, работы Н. Н. Соколова, Б. Н. Сидорова и И. Е. Трофимова, работы Б. Ф. Кожевникова, которые были выполнены в отделе генетики. Кольцов выступил в то время с крупными теоретическими разработками, напечатав такие статьи, как "Об экспериментальном получении мутаций" (1930), "Генетика и физиология растений" (1934), "Наследственные молекулы" (1935), "Роль гена в физиологии развития" (1935).
Работы, выполненные в отделе генетики Института экспериментальной биологии, начали привлекать к нему внимание не только генетиков, но и научной общественности. Большую роль в этом отношении сыграл вечер-смотр молодых научных сил советской медицины, организованный Наркомздравом 2 ноября 1933 года в Колонном зале Дома Союзов (Институт экспериментальной биологии находился в то время в системе Наркомздрава). Выступив на этом вечере-смотре, я изложил задачи генетики и рассказал о работе отдела генетики. Центральные газеты поместили отчеты об этом заседании. У меня сохранилась вырезка из ноябрьского номера газеты "Известия" за 1933 год, читая которую я вновь переживаю весь этот незабываемый смотр молодых ученых начала 30-х годов.
Моя речь на этом вечере-смотре, на пожелтевшей от времени бумаге, сейчас лежит передо мною. В какой-то мере она безусловно раскрывает мысли и чувства тех людей, которых страна воспитала как свою новую, советскую интеллигенцию, кровью и сердцем преданную социалистической России. Речь содержала как общие принципы, так и изложение объема и сущности экспериментальных работ. Последние уже были описаны мною выше, поэтому ограничусь кратким изложением общих и философских разделов этой речи. Председательствующий и другие выступавшие не раз упоминали об ученых советской формации. Это выражение послужило отправным для выступления, которое началось так:
"Товарищи! Эта краткая и столь лаконичная формула "ученые советской формации", однако, наполнена огромным содержанием. Она говорит о победе социализма в нашей стране, о прошедших великих годах, о создании железного фундамента коммунистического общества во всех областях. Нас, ученых советской формации, уже много, у нас разные биографии, разные пути и разные науки. Однако все эти биографии объединены огнем борьбы за построение социалистического общества. Все мы пришли в науку благодаря тому, что удары Великого Октября разбили железные оковы эксплуатации человека человеком, все мы со всей страной шагаем к построению коммунистического общества и нетерпеливо и жадно познаем природу, чтобы заставлять ее служить этой великой цели". В течение следующих 15 минут я рассказывал о работах в области теории гена, генетики популяций, эффекта положения генов и об экспериментальном изменении ядра дрозофилы. Заканчивая выступление, я сказал:
"Начиная с 1929 года мне пришлось выступать как с докладами, так и в печати по вопросам методологии генетики. Изучение марксистско-ленинского метода и обдумывание в свете его основных вопросов проблем, задач и перспектив генетики является одной из основ моей работы. Без этого трудно охватить основные, узловые вопросы науки, невозможно ясно видеть ее задачи и перспективы. Моим, хотя еще слабым, попыткам работать по крупным проблемам генетики я обязан в значительной степени методологическому анализу проблем, которые проводил по мере моих сил для всех важнейших вопросов, по которым я сам работаю, и по ряду других (статьи: "Основные проблемы генетики"; "Проблема гена"; "Генетика и неоламаркизм"; "Кризис буржуазной генетики и генетика в СССР"; "Дискретность и непрерывность в строении наследственного вещества" и др. Доклады: "Природа и строение гена", "Генетика и эволюция", "Методологический кризис современной генетики", "Генетика и фашизм" и т. д.).
Из года в год я вижу нарастание темпов и глубины моей научной работы, которая должна отвечать потребностям теории и практики строительства социализма на его соответствующем маленьком участке. Это заставляет меня не только учить, но самому непрерывно и много учиться. В области специальной приходится изучать новые разделы наук и новые науки, к которым подвели потребности работы и методами которых надо овладеть для успешного движения вперед, как-то: посильное изучение математики, физики и химии, новых разделов экологии, классиков эволюционной теории и течения эволюционной мысли, работа над языками, к которой я приступил, когда мне был 21 год, и т. д.
...Этот смотр молодых ученых,- говорил я далее,- организован по инициативе комсомола, и я счастлив выступить здесь, ибо это выступление дает мне право думать, что, несмотря на все мои личные недостатки, и на меня падает отблеск "молодого человека" того поколения, которое датирует свой восход особой исторической датой - Великом Октябрьской социалистической революции, того поколения, которое вместе с отцами штурмует небо, перестраивает землю и человека.
"Мы видим, что проблема гена является одной из центральных проблем современной генетики. Она вовлечена в острый кризис, она в своих пределах, используя выражение Ленина, как и все современное естествознание, рождает диалектический материализм. Здесь, как и в кризисе физики, анализированном Лениным, эти роды происходят болезненно. Кроме живого и жизнеспособного существа они дают неизбежно мертвые продукты, кое-какие отбросы, подлежащие отправке в помещение для нечистот. Мы должны проявить максимальную бдительность в этой проблеме и должны суметь во всеоружии конкретной критики отправить в "помещение для нечистот" всю накипь идеализма и метафизики, которые расцветают на почве кризиса генетики и затащат науку в тупик, если мы не сумеем дать отпор".
В статье резкой критике подвергались ошибочные стороны во взглядах Лотси, Де Фриза, Бэтсона, Моргана, Серебровского, Филипченко и других. Было подчеркнуто важнейшее значение таких сдвигов в генетике, как искусственное получение мутаций, открытие дробимости гена, синтез генетики и дарвинизма и другие. Существенно и то, что в статье ставилась проблема о специфичности мутационного процесса. В ней говорилось, что специфическое значение среды для мутационного процесса представляет исключительный интерес. Если специфическое соотношение среды и мутационного процесса существует, то это первый шаг к действительному овладению мутационным процессом в смысле получения желательных наследственных изменений. Привлекая внимание к эволюционной генетике, вопреки многим ошибочным и при этом широко распространенным взглядам статья заявляла: "Мы рисуем картину творческого процесса эволюции... Перед современной генетикой, как одна из основных, поставлена грандиозная задача - вскрыть картину строения, динамики и эволюционной трансформации популяций, из комплекса которых в конечном итоге слагается реальный вид. Совместно с другими науками (экологией, систематикой) генетика должна вскрыть конкретные формы процесса органической эволюции на примерах живых, эволюционирующих видов. Эта же проблема представляет собою и практическую, утилитарную задачу, ибо возможности управления дикими популяциями и знание процессов, протекающих в популяциях домашних животных, очень важны. Социалистическое планирование, переделка лица целых географических районов (например, Волгострой и т. д.) ставят в этом отношении перед нами огромные задачи и создают огромные возможности для развития проблем эволюционной теории".
Это выступление в 1932 году вскрывало кризис и указывало на ломку понятий в генетике того времени. На основе марксистско-ленинской методологии была сделана попытка нащупать пути будущего генетики в целом и в связи с этим наметить вполне четкую генеральную программу работ перед отделом генетики. Предусматривались исследования по проблеме гена, по теории мутаций с упором на поиски специфических факторов для индуцирования наследственных изменений и исследования по теории эволюции.
Все эти направления и особенно вопросы химического мутагенеза были горячо поддержаны Н. К. Кольцовым. 16 лет громадного труда сотрудников отдела генетики были посвящены решению именно этих задач. Б. Н. Сидоров, В. В. Хвостова, Е. Н. Болотов исследовали проблему гена; И. А. Рапопорт, В. В. Сахаров, Г. Г. Фризен, С. Ю. Гольдат занимались проблемой индуцирования мутаций; Д. Д. Ромашов, Н. Н. Соколов. Г. Г. Тиняков, А. А. Малиновский изучали вопросы эволюции.
Н. К. Кольцов был далек от методики работ с дрозофилой, которая была центральным объектом исследований в отделе. Он не входил в методические тонкости тех исследований, которые мы проводили, хотя, конечно, отлично понимал их специфику и значение. В одном вопросе Н. К. Кольцов оказывал прямое влияние, это исследование по вызыванию мутаций внешними факторами. В свое время, в 1918 году, задолго до открытия Г. А. Надсона и Г. Г. Меллера, он предложил очень молодому тогда Д. Д. Ромашову вызвать мутации у дрозофилы с помощью рентгеновских лучей. Но Ромашов взял малоизученный вид дрозофилы и из-за методической неполноценности опыта не смог обнаружить мутагенного влияния радиации. В. В. Сахаров в нашей лаборатории по предложению Н. К. Кольцова начал исследования по химическому мутагенезу. Однако результаты этих работ оказались сравнительно скромными. Таких мутагенов, в отношении которых мог бы быть отчетливо установлен сам факт очевидного, заметного и повторимого влияния на наследственность, найдено не было.
Еще меньших результатов добился в Ленинграде М. Е. Лобашов. Собственно научное открытие самого факта химического мутагенеза принадлежит И. А. Рапопорту в Москве и независимо Ш. Ауэрбах в Эдинбурге. Роль Н. К. Кольцова в проведении работы И. А. Рапопортом очень велика. Он духовно всегда был с ним и предоставлял ему свои материальные лабораторные ресурсы. Помню, как Рапопорт без конца обследовал шкафы Н. К. Кольцова в его личной лаборатории, искал в них те или иные химические соединения. Н. К. Кольцов отдавал ему все, только работай, только реши эту огромной важности проблему.
Работая в отделе генетики Института экспериментальной биологии, мы, конечно, хорошо понимали, что являемся теоретическим крылом многопланового развития генетики в стране. В заключении моего методологического доклада 1932 года было написано: "Вторая пятилетка в области животноводства и растениеводства ставит перед генетикой огромные задачи. Эти задачи не могут быть решены без социалистической реконструкции генетики, ее методов, ее теоретического базиса и решительной работы над увеличением ее фактического содержания. Теоретическим проблемам генетики должно быть уделено большое внимание, ибо они являются теорией производственных процессов разведения животных и растений и без их углубленной разработки невозможно создание тех качественных показателей, о которых говорит вторая пятилетка. Углубленный анализ всех проблем теоретической генетики, реконструкция генетики на основе единства теории и практики, конечно, дело большого коллектива и долгого времени".
На коллектив отдела генетики Института экспериментальной биологии, второй лаборатории, которую мне пришлось создавать, возлагались большие надежды. Эти надежды оправдались. В 1932 году были заложены первые камни этого будущего коллектива. Доклад как в Одессе, так и в Москве приняли с горячим одобрением. Все мы смотрели на него как на программу работ в эксперименте и в теории.
Поездка в Одессу явилась очень интересной и в смысле знакомства с людьми. Здесь состоялась встреча с Виталием Леонидовичем Рыжковым, исследователем вирусов, будущим членом-корреспондентом АН СССР. В дальнейшие годы нам много раз приходилось встречаться с В. Л. Рыжковым на путях генетики. Вновь встретились с приятным, внимательным И. М. Поляковым. Близко познакомился с А. А. Сапегиным, который руководил работой всего совещания.
Это был исторический момент в существовании Одесской селекционной станции, так как А. А. Сапегин начал и проводил здесь в это время опыты по получению мутаций у пшеницы под воздействием рентгеновских лучей. Он водил нас в специальное помещение и с гордостью показывал рентгеновскую установку, которую он первый в мире поставил на службу селекции. Теперь, в 70-е годы, в эпоху расцвета радиационной селекции, когда разнообразные источники излучений, такие, как гамма-лучи на гамма-полях, нейтроны и протоны в каналах реакторов, циклотроны и другие, облучают семена растений в целях селекции, - теперь наличием рентгеновского аппарата никого не удивишь. Но первый рентгеновский аппарат, облучавший семена, на станции А. А. Сапегина в 1932 году, был как пароход "Клермонт" Роберта Фултона, начавший бороздить воды в 1807 году, как первый паровоз Джорджа Стефенсона, построенный в 1814 году, как первый в мире радиоприемник А. С. Попова, который он продемонстрировал 7 мая 1895 года.
На конференции в Одессе произошла еще одна встреча. Я познакомился с Трофимом Денисовичем Лысенко. До Москвы уже дошли разговоры о молодом агрономе Лысенко, который активно ставил важные вопросы сельского хозяйства. Было известно, что он предложил новый агроприем - яровизацию семян, который широко начал внедряться в практику. Мы, группа делегатов совещания, знакомясь с лабораториями Одесской станции, пришли и в лабораторию Т. Д. Лысенко. Здесь впервые я увидел этого человека, который затем был прославлен как выдающийся новатор.
Т. Д. Лысенко выступал в прениях на самом совещании. Это выступление было хотя и горячим, но не убедительным. Он не признавал теории гена, говорил, что ген - это фальшь. Я глядел на него и думал о странном сочетании приходящей к нему славы с беспомощностью в вопросах теории.
Для нас в нашей лаборатории 1932 - 1936 годы были годами серьезного роста, мы достигли крупных успехов в исследованиях по проблеме гена и проблеме эволюции. О работе отдела генетики можно судить по отчетному докладу за первый год работы отдела. Этот доклад сохранился, выдержки из него покажут ту настроенность и жажду работы, которые царили в нашем отделе. Для своего выступления я воспользовался юбилейным 100-м заседанием научного семинара. Вот краткое изложение этого моего выступления:
"Генетический отдел - это часть Института экспериментальной биологии, решающего проблему взаимоотношения наследственности и среды. Он возник только год назад и вырос с 3 до 19 человек и привлек к работе еще 5 сверхштатных сотрудников. Теоретическая работа отдела идет по пяти проблемам современной генетики: проблема гена, факторы мутационного процесса, механизм наследственности, наследственность и изменчивость простейших организмов и генетические основы органической эволюции.
В работе отдела большую роль играл научный семинар. Все экспериментальные и теоретические проблемы отдела проходили через обсуждение, здесь они получали оценку, критику, идейное завершение. Работа семинара - это метод освоения огромной современной генетической литературы, наконец, это творческая лаборатория, где возникает, создается и развивается свой подход, самостоятельное восприятие задач, проблем и путей генетики, определяющих экспериментальную работу. Работой семинара по праву можно гордиться. Он регулярно собирается раз в шестидневку. За три года прошло 100 заседаний, причем... в течение последнего, 1933 года, когда начал работать новый отдел, прошло 48 заседаний, которые посетили 1495 человек. В работе коллоквиума принимали участие 14 исследовательских учреждений и представители других городов. Наш молодой коллектив ставит перед собой ясные задачи, он не боится головокружения при восхождении на любые доступные ему высоты. За истекший год проделана хорошая работа. Мы готовы к медленному и упорному восхождению, готовы к ошибкам и неудачам, но при этом каждую минуту готовы к атаке и штурму. Впереди горные высоты, тяжелый труд, но все это нужно нашей социалистической Родине".
В 1932-1934 годах еще продолжались печататься статьи, основа которых была заложена в лаборатории на Смоленском бульваре. В журналах выходили работы по дробимости гена. В 1934 году появились основные исследования по генетике популяций и другие. Однако сразу же при организации генетического отдела в Институте экспериментальной биологии мы начали и новые направления исследований.
Неожиданным оказался совершенно новый подход к проблеме гена. На нас большое впечатление произвели работы американских генетиков, в которых они, получая структурные перестройки хромосом с помощью радиации, смогли в определенных местах той или иной хромосомы у дрозофилы локализовать определенные гены. Мы разработали подробный план экспериментов по физической локализации в третьей хромосоме дрозофилы ряда еще не изученных в этом отношении генов. В качестве подсобной методической детали решили использовать в этих опытах особую рецессивную мутацию, изменяющую крыло у дрозофилы, которую в 1931 году обнаружил у нас в лаборатории Г. Г. Тиняков. При скрещивании таких дрозофил с нормальными появляются гетерозиготные потомки, которые в силу доминантности нормального аллеля имеют совершенно нормальные крылья. Эта работа мыслилась трудоемкой. Я обратился к Б. Н. Сидорову и предложил ему выполнить эту работу совместно.
Начались опыты. Но неожиданное наблюдение отвлекло нас от решения поставленной задачи и направило всю работу в новое русло. Было обнаружено, что в первом поколении от скрещивания самок гомозиготных по мутации с нормальными самцами почти все мухи были как мухи, они имели нормальные крылья. Однако хотя и редко, но вполне регулярно появлялись отдельные дрозофилы с крылом, измененным по типу рецессивной мутации. В чем дело? Откуда могли взяться эти исключительные особи?
Дальнейшее изучение генетики и строения хромосом у этих странных уклоняющихся дрозофил показало, что труд потрачен не зря. Оно привело к совершенно неожиданному открытию. Во всех случаях, когда рецессивная мутация начинала проявляться в гетерозиготах, выяснилось, что это касалось особых гетерозиготных особей. У них нормальный аллель находился в тех хромосомах, которые под действием рентгеновских лучей были структурно изменены. Проведя целый ряд обширных, детальных экспериментов, удалось доказать, что доминантный нормальный аллель гена теряет соседство с генами, которые исторически являются его соседями по хромосоме, и на их место при структурных изменениях в хромосоме приносились гены из других хромосом. В этих условиях нормальный доминантный ген теряет такое важное свойство, как доминантность.
Аспирантке В. В. Хвостовой я предложил использовать эффект положения изученного доминантного гена для выяснения количественных закономерностей, и она с успехом разработала эту тему. Вместе с Н. Н. Соколовым и Г. Г. Тиняковым были внимательно исследованы те структурные изменения в хромосоме, которые вызывают эффект положения доминантного гена, и определено, насколько далеко от места самого гена в хромосоме происходят разрывы.
Эта работа была повторена во многих лабораториях за рубежом, и этот совершенно неожиданный факт подтвердился с величайшей точностью. Открытое явление касалось важнейшей стороны вопроса об организации генетического материала, указывая, что действие гена стоит в связи с его положением в хромосоме.
Теория дробимости гена была встречена в штыки. Значение принципа генетического груза и генетико-автоматических процессов еще не были оценены по их достоинству. Что же касается данных по эффекту положения, то они были приняты безоговорочно, как крупнейший успех русской генетики. Поскольку я участвовал в изучении эффекта положения доминантного нормального гена в целом ряде исследований, а мои соавторы менялись, Курт Штерн в 1935 году предложил назвать это новое явление, существенно важное для генетики, "эффект Дубинина". После статьи К. Штерна это обозначение прочно вошло в мировые сводки, в монографии и в учебники по генетике. Однако при всем этом нельзя забывать, что само это явление было открыто совместно с Б. Н. Сидоровым и более правильным было бы название "эффект Дубинина-Сидорова".
Мои товарищи по работе в то время и долго после 1933 года гордились этим успехом. В 1957 году 4 января, в день моего пятидесятилетия, В. В. Сахаров, Б. Н. Сидоров, Н. Н. Соколов, В. В. Хвостова, А. А. Прокофьева-Бельговская, М. А. Арсеньева, М. Л. Бельговский, Е. С. Моисеенко и другие сотрудники лаборатории радиационной генетики написали мне шутливое стихотворное посвящение, в котором были и следующие строки:
Сказать мы смело можем, право, Что мухи крылышко и глаз В венец твоей научной славы Большой добавили алмаз.
На всем земном огромном шаре,
На весь земной научный мир
"Эффект Дубинина" недаром
С "эффектом Ньютона" на пару
Звучит, как гордый сувенир.
В архиве дорогих мне документов эти стихи-шутка с пестрой вязью подписей, отражающих различный характер их владельцев, берегутся мною, и я иногда читаю их и вижу туманы и радости нашего прекрасного прошлого.
Мы продолжали начатые исследования в несколько другом направлении, и мне с Б. Н. Сидоровым опять посчастливилось. Мы сделали еще одну хорошую работу по эффекту положения, которая опять привлекла к себе всеобщее внимание. К тому времени после нашей работы с кубитус интеруптус накопились факты о том, что при изменении хромосом некоторые гены, лежащие вблизи мест разрывов, хотя сами, казалось бы, и не претерпевают мутации, однако тем не менее приобретают новые функции. Различить, что здесь решает - мутационное изменение гена или эффект положения, было нельзя. Нам удалось разработать метод, при помощи которого такой ген, изменивший свое действие, оказалось возможным изъять из данной хромосомы с помощью кроссинговера, а затем вновь вставить его обратно в реорганизованную хромосому. Как по мановению волшебной палочки, вслед за этими генетическими манипуляциями свойства гена изменялись совершенно направленным образом.
Эти две работы молниеносно привлекли к себе всеобщее внимание. Многие пришли к выводу, что в Советской России генетика вышла на передний край науки. Взоры ученых обратились к нашим прежним исследованиям по скютам. Стало ясно, что и с принципом дробимости гена, по-видимому, придется считаться.
Овладение тончайшими методами вмешательства в структуру хромосом привело к мысли решить одну эволюционную задачу, над которой ломали головы многие крупнейшие ученые того времени. Было известно, что виды организмов отличаются по числу пар хромосом. Вопрос о сущности эволюционного механизма, при помощи которого новые виды приобретают изменения в числе пар хромосом, привлекал к себе пристальное внимание. Эти изменения сопровождают появление новых видов и целых родов растений и животных. Как же совершается эволюция, изменяющая число хромосом? Воздействуя рентгеновскими лучами на хромосомы, мне удалось с помощью невидимого молекулярного скальпеля по заранее разработанному плану изменить видовую хромосомную характеристику дрозофилы. Вместо обычных четырех пар хромосом, в которых записана генетическая информация дрозофилы, была экспериментально получена раса дрозофил с тремя ларами хромосом, а затем раса дрозофил с пятью парами хромосом. Эта работа открывала путь к направленному преобразованию ядерных структур. В настоящее время в центр молекулярной генетики становятся методы генетической инженерии, с помощью которых осуществляется целенаправленное изменение генетических свойств организмов. Работа по направленному изменению числа пар хромосом дрозофилы лежит у истоков генетической инженерии. После этой работы в нашем отделе Б. Н. Сидоров, Н. Н. Соколов и И. Е. Трофимов, а затем Б.Ф. Кожевников для других целей использовали те же принципы.
Эти циклы исследований по эффекту положения и по направленному преобразованию структур хромосом в ядрах создали обстановку уверенности и успеха в Институте экспериментальной биологии. Генетический отдел стал ведущим отделом института, его работы получили мировое признание. В это же время появился ряд исследований Д. Д. Ромашова по вопросам эволюции. А. Н. Промптов показал, что ультрафиолетовый свет вызывает мутации.
В институте хорошо работал научный семинар по генетике. Мы слушали рефераты и сообщения о зарубежных работах, докладывали и обсуждали свои исследования и видели, что наши успехи вышли на передний край науки.
Н. К. Кольцов очень высоко оценил наши успехи и их роль для Института экспериментальной биологии в целом. В большой статье "Наследственные молекулы", напечатанной в 1935 году в журнале "Наука и жизнь", он много места уделил достижениям в управлении ядерными структурами клетки. Н. К. Кольцов писал, что в 1934 году физики достигли выдающихся результатов, с помощью потоков быстрых частиц они научились превращать элементы. Николай Константинович считал, что три работы, проведенные в Институте экспериментальной биологии за 1934 год с дрозофилой, являются параллельными великолепным достижениям физиков по превращению атомов с помощью их бомбардировки нейтронами. Затем он подробно описал сущность моей работы по изменению числа хромосом у дрозофилы, работы Н. Н. Соколова, Б. Н. Сидорова и И. Е. Трофимова, работы Б. Ф. Кожевникова, которые были выполнены в отделе генетики. Кольцов выступил в то время с крупными теоретическими разработками, напечатав такие статьи, как "Об экспериментальном получении мутаций" (1930), "Генетика и физиология растений" (1934), "Наследственные молекулы" (1935), "Роль гена в физиологии развития" (1935).
Работы, выполненные в отделе генетики Института экспериментальной биологии, начали привлекать к нему внимание не только генетиков, но и научной общественности. Большую роль в этом отношении сыграл вечер-смотр молодых научных сил советской медицины, организованный Наркомздравом 2 ноября 1933 года в Колонном зале Дома Союзов (Институт экспериментальной биологии находился в то время в системе Наркомздрава). Выступив на этом вечере-смотре, я изложил задачи генетики и рассказал о работе отдела генетики. Центральные газеты поместили отчеты об этом заседании. У меня сохранилась вырезка из ноябрьского номера газеты "Известия" за 1933 год, читая которую я вновь переживаю весь этот незабываемый смотр молодых ученых начала 30-х годов.
Моя речь на этом вечере-смотре, на пожелтевшей от времени бумаге, сейчас лежит передо мною. В какой-то мере она безусловно раскрывает мысли и чувства тех людей, которых страна воспитала как свою новую, советскую интеллигенцию, кровью и сердцем преданную социалистической России. Речь содержала как общие принципы, так и изложение объема и сущности экспериментальных работ. Последние уже были описаны мною выше, поэтому ограничусь кратким изложением общих и философских разделов этой речи. Председательствующий и другие выступавшие не раз упоминали об ученых советской формации. Это выражение послужило отправным для выступления, которое началось так:
"Товарищи! Эта краткая и столь лаконичная формула "ученые советской формации", однако, наполнена огромным содержанием. Она говорит о победе социализма в нашей стране, о прошедших великих годах, о создании железного фундамента коммунистического общества во всех областях. Нас, ученых советской формации, уже много, у нас разные биографии, разные пути и разные науки. Однако все эти биографии объединены огнем борьбы за построение социалистического общества. Все мы пришли в науку благодаря тому, что удары Великого Октября разбили железные оковы эксплуатации человека человеком, все мы со всей страной шагаем к построению коммунистического общества и нетерпеливо и жадно познаем природу, чтобы заставлять ее служить этой великой цели". В течение следующих 15 минут я рассказывал о работах в области теории гена, генетики популяций, эффекта положения генов и об экспериментальном изменении ядра дрозофилы. Заканчивая выступление, я сказал:
"Начиная с 1929 года мне пришлось выступать как с докладами, так и в печати по вопросам методологии генетики. Изучение марксистско-ленинского метода и обдумывание в свете его основных вопросов проблем, задач и перспектив генетики является одной из основ моей работы. Без этого трудно охватить основные, узловые вопросы науки, невозможно ясно видеть ее задачи и перспективы. Моим, хотя еще слабым, попыткам работать по крупным проблемам генетики я обязан в значительной степени методологическому анализу проблем, которые проводил по мере моих сил для всех важнейших вопросов, по которым я сам работаю, и по ряду других (статьи: "Основные проблемы генетики"; "Проблема гена"; "Генетика и неоламаркизм"; "Кризис буржуазной генетики и генетика в СССР"; "Дискретность и непрерывность в строении наследственного вещества" и др. Доклады: "Природа и строение гена", "Генетика и эволюция", "Методологический кризис современной генетики", "Генетика и фашизм" и т. д.).
Из года в год я вижу нарастание темпов и глубины моей научной работы, которая должна отвечать потребностям теории и практики строительства социализма на его соответствующем маленьком участке. Это заставляет меня не только учить, но самому непрерывно и много учиться. В области специальной приходится изучать новые разделы наук и новые науки, к которым подвели потребности работы и методами которых надо овладеть для успешного движения вперед, как-то: посильное изучение математики, физики и химии, новых разделов экологии, классиков эволюционной теории и течения эволюционной мысли, работа над языками, к которой я приступил, когда мне был 21 год, и т. д.
...Этот смотр молодых ученых,- говорил я далее,- организован по инициативе комсомола, и я счастлив выступить здесь, ибо это выступление дает мне право думать, что, несмотря на все мои личные недостатки, и на меня падает отблеск "молодого человека" того поколения, которое датирует свой восход особой исторической датой - Великом Октябрьской социалистической революции, того поколения, которое вместе с отцами штурмует небо, перестраивает землю и человека.