Жизнь науки - С. Капица

Для объяснения явлении изменчивости де Фриз сформулировал понятие о мутациях, которые он впервые наблюдал на Oenothera. Позднее было показано, что эти мутации обязаны перераспределению хромосом и не являются истинным возникновением нового гена. Тем не менее теория мутации де Фриза занимает важное место в биологии, так как она впервые указала на путь возникновения изменчивости. Однако до Фриз не смог согласовать открытые генетикой; факты с эволюционной теорией и выступил против учения Дарвина. Механизм мутаций был позднее раскрыт в генной теории наследственности. Умер де Фриз в Амстердаме, где прошла его научная жизнь.

Мы приводим предисловие и введение к первому тому итоговой монографии де Фриза «Теория мутаций» (1901—1903).

ТОМ I. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВИДОВ ВСЛЕДСТВИЕ МУТАЦИИ

Предисловие

До настоящего времени учение о возникновении видов относилось к описательным естественным наукам. Общепринято представление, что этот важнейший процесс не поддается непосредственному наблюдению и уж во всяком случае — экспериментальному исследованию.

Это убеждение основано на господствующих представлениях о понятии вида и на том мнении, что виды растений и животных возникли постепенно один из другого. Превращения эти представляются столь медлительными, что человеческой жизни не хватило бы для того, чтобы увидеть возникновение новой формы.

Задача данного труда состоит в том, чтобы в отличие от этого показать, что виды возникают в результате «внезапных внутренних изменений», «взрывов», и что отдельные «взрывы» относятся к процессам, которые можно наблюдать так же хорошо, как и любые другие физиологические процессы. Образовавшиеся в результате каждого из таких «взрывов» формы отличаются друг от друга столь же отчетливо и по такому же большому числу пунктов, как и большинство так называемых малых видов и как многие родственные виды, описанные лучшими систематиками, даже такими как Линней.

Таким образом открывается возможность путем непосредственных наблюдений изучения культурных растений и опытов познать те законы, которым подчиняется процесс возникновения новых видов. Результаты таких исследований можно сопоставить с выводами, сделанными по этому вопросу на основании систематических, биологических и, главным образом, палеонтологических данных. Согласие между этими выводами и новейшими данными получается весьма удовлетворительное.

«Взрывы» или мутации, из которых «скачкообразные вариации» являются примерами наиболее известными, составляют особый раздел учения об изменчивости. Они происходят без каких-либо переходов и очень редки, в то время как обычные изменения происходят непрерывно d повсеместно.

Учение об изменчивости распадается таким образом на два раздела, из которых один относится к всегда имеющей место индивидуальной пли флюктуирующей изменчивости, а второй — к собственно мутациям. Явления, относящиеся к первому разряду, подчиняются известным законам вероятности и обусловлены в существенной мере условиями питания; на них основано выведение ценных разновидностей, в частности в сельском хозяйстве.

Вследствие мутации возникают не только виды, но и вариации; в садоводстве, как давно известно, они играют выдающуюся роль. Поэтому необходимо углубленное, сравнительное и экспериментальное исследование вариаций садовых растений, чтобы получить разностороннюю картину способов возникновения новых видов.

Указанные соображения относятся, очевидно, в равной мере как к животным, так и к растениям. Будучи ботаником, я ограничился изучением растительного мира. Все же я полон надежд, что мои результаты позже найдут применение и по отношению к миру животных. Существенное значение имеет четкое отличие мутации от изменчивости также при применении результатов биологических исследований к обработке социальных проблем. Если с этими важнейшими вопросами учение о возникновении видов находится в весьма отдаленной связи, то исследование флюктуирующей изменчивости непосредственно затрагивает эмпирические основы социальных исследований.

Отличие названных двух разделов — изменчивости в более узком смысле от мутаций — станет с первого момента ясным, если предположить, что свойства организма складываются из определенных, резко отличных друг от друга признаков (единиц). Возникновение нового признака означает, что это мутация; но признак сам по себе изменяем по тем законам, по которым изменяемы все остальные, старые элементы вида.

С «признаками» гораздо удобнее оперировать в области исследования гибридов, чем в области учения о происхождении видов. По этой концепции явления в области гибридизации, на первый взгляд чрезвычайно сложные, сводятся к простейшим случаям скрещивания родственных форм. И, наоборот, из комбинации таких элементарных процессов можно получить объяснение в отношении обычных гибридов и нередко предсказать поведение их в определенных обстоятельствах.

Задачей второго тома является приложение теории мутаций к учению о гибридах и рассмотрение вопроса, какие же выводы можно при этом сделать в отношении теории возникновения видов.

Познание законов возникновения мутаций в перспективе приведет к тому, что можно будет искусственно и произвольно создавать мутации и, следовательно, новые свойства растений и животных. И точно так же, как методом селекции можно выводить более ценные, более урожайные и более красивые виды, когда-нибудь, овладев законами возникновения мутаций, будут непрерывно улучшать виды культурных растений и животных.

Амстердам, август 1901 г.

Мутационной теорией я называю гипотезу, согласно которой свойства организма складываются из резко отличных друг от друга признаков (единиц). Эти единицы могут быть объединены в группы, и в родственных видах повторяются те же единицы и их группы. Переходных форм, какие нам демонстрируют на многочисленных примерах во внешнем облике растения и животные, между этими единицами не существует подобно тому, как не существует переходных форм молекул в химии.

Само собой разумеется, что эти положения относятся как к миру животных, так и к миру растений. В этой книге я все же ограничиваюсь растениями; я убежден, что правильность принципа будет общепризнана в отношении фауны, как только она будет доказана в отношении флоры.

В учении о происхождении видов эта гипотеза приводит к убеждению, что виды развивались один из другого не плавным, а «ступенчатым» образом. Каждая новая (в дополнение к старым) единица образует ступень и отделяет новую форму, как самостоятельный вид, полностью и очень резко от тех форм, из которых она возникла. Новый вид возникает таким образом спонтанно; он возникает из старых видов без видимой подготовки, без переходов.

Мутационная теория, на мой взгляд, кроме учения о происхождении видов распространяется на все учение о гибридах. Не виды, а признаки вида, так называемые элементы вида, являются теми единицами, о которых идет речь при гибридизации. Этот принцип дает возможность перейти к совершенно новому способу рассуждений — от простейших явлений можно постепенно подниматься к более сложным вместо того, чтобы выдвигать на первый план, как это обычно принято, рассмотрение самых запутанных случаев.

По этим причинам данный труд делится на две части; в первой — рассматривается возникновение видов вследствие мутации, а во второй — принципы учения о гибридах.

В теории происхождения видов мутационная теория противостоит господствующей ныне теории селекции. По теории селекции обычная, или так называемая индивидуальная изменчивость, рассматривается как исходный механизм для возникновения новых видов. По мутационной теории эти процессы совершенно независимы друг от друга. Обычная изменчивость при самой строжайшей и длительной селекции, как я надеюсь показать, не может привести к практическому переходу за рамки вида, а еще меньше к образованию новых, стойко наследуемых признаков.

Каждое новое свойство возникает из существующей разновидности, но не просто из нормальной особи, а вследствие внезапного, хотя и незначительного ее изменения. По аналогии проще всего эти изменения сравнивать с химическими замещениями.

Вот эту «изменчивость, способную создавать новый вид», следует именовать снова старым термином «мутация», обычно применявшимся Дарвином. Возникновение мутации относится к числу процессов, о природе которых мы знаем еще очень мало. Наиболее известными примерами мутаций являются так называемые спонтанные изменения («Single variations»), дающие начало новым разновидностям, резко отличным друг от друга. Их обозначают также термином «скачкообразные разновидности». Несмотря на то, что они встречаются сравнительно часто, почти всегда их замечают только тогда, когда имеется налицо готовая новая форма и когда уже слишком поздно для того, чтобы проследить процесс ее возникновения экспериментально.