Лорен Грэхэм - Сможет ли Россия конкурировать? История инноваций в царской, советской и современной России

Великолепная школа биологов и генетиков возникла в России еще в первые годы после образования советского государства. Эти ученые впервые представили концепцию «генофонда» (русский термин), внесли значительный вклад в «современный эволюционный синтез», объединив генетику Менделя с теорией эволюции Дарвина, что было необходимым шагом для дальнейшего развития современной биологии. Русский ботаник первым в мире вывел методом селекции новый вид растений. Русские ученые тесно сотрудничали с ведущими биологами и генетиками из других стран. Будущий лауреат Нобелевской премии американец Герман Джозеф Мёллер был так впечатлен научными работами русских, что специально выучил русский язык и приехал в Советский Союз, чтобы работать вместе с русскими коллегами.

Здесь очень интересно, и я вижу огромные возможности для развития исследований в области генетики.

К сожалению, эта выдающаяся школа биологии пала жертвой политической кампании, во главе которой стоял Трофим Лысенко, не признававший современной генетики. Опираясь на поддержку партийных функционеров, Лысенко фактически подавил развитие генетики в Советском Союзе. Взгляды Лысенко со временем подверглись жесткой критике, но результаты случившейся в свое время катастрофы можно наблюдать и сегодня. В настоящий момент ни одна российская биотехнологическая компания не входит в список ста мировых лидеров по показателям доходности бизнеса.

Георгий Карпеченко (1889–1941), впервые селекционировал новые виды растений методом полипоидизации. Расстрелян 28 июля 1941 г.

В 1920-е годы группа талантливых советских биологов заложила основы блестящей школы генетики, а сами они могли стать основателями молекулярной биологии – области знаний, которая изменила биологическую науку и биотехнологии во всем мире. После выдающегося старта Россия не сыграла практически никакой роли в этой революции. И хотя сейчас Россия предпринимает огромные усилия, чтобы догнать лидеров, она по-прежнему значительно отстает от них. Причина этого судьбоносного провала носила исключительно политический характер. Но пусть и на очень непродолжительный период, советская Россия все же оказалась на переднем плане исследований в области генетики. Советские биологи помогли разработать теорию современного эволюционного синтеза, что предопределило дальнейшее развитие этой области {117}. В 1927 году биолог Георгий Карпеченко впервые в мире вывел гибриды растений, относящихся к разным родам {118}.

Чтобы лучше понять значимость достижений советской биологии и последующего спада, полезно вспомнить историю развития биологической науки. В начале ХХ века многие биологи видели несоответствие, если не сказать «противоречие», между теорией эволюции Дарвина и генетикой Менделя. Сторонники Дарвина придерживались точки зрения, что изменения в организмах происходят постепенно, в течение длительного периода, на основе незначительных вариаций. Приверженцы генетики Менделя изначально подчеркивали необычайную устойчивость гена, а позднее, взяв на вооружение концепцию мутации, настаивали на стабильности гена, в некоторых случаях подверженного значительным изменениям. Кроме того, различие в подходах представителей двух лагерей усугублялось из-за противоположных методов, которые они применяли. Последователи традиционного дарвинизма опирались на описательное естествознание, тогда как новые менделианцы использовали математические методы. Был ли какой-то способ свести вместе два интеллектуальных направления, или дарвиновскому подходу было суждено уступить место подходу Менделя?

К 1920-м годам биологов, занимавшихся изучением этих проблем, можно было условно разделить на три группы: натуралистов, работавших в дарвиновских традициях конца XIX века; генетиков, изучавших локацию генов и мутацию (многие из них были связаны со школой Томаса Моргана в Колумбийском университете), и «биометристов», которые использовали методы высшей математики, разработанные Карлом Пирсоном [31]и другими. Существовала слабая надежда найти общее в различных подходах или даже объединить их. Но возможность реализовать это на практике была далеко не очевидной.

Одна из важнейших научных работ, указывающая на способ объединения, была написана русским ученым Сергеем Четвериковым в 1926 году {119}. В начале своей статьи Четвериков отмечал, что теорию Менделя враждебно принимают «выдающиеся эволюционисты» как в России, так и за рубежом. Далее он заявил, что его цель – объединение двух подходов посредством рассмотрения теории эволюции сквозь призму генетической концепции. Четвериков утверждал, что мутационный процесс в природных условиях протекает точно так же, как и в лабораторных, но из-за того, что особи с рецессивной мутацией являются гетерозиготными (скрытыми), фенотипически (внешне) они никак не проявляют себя. В ходе естественного отбора быстро уничтожаются особи с вредными доминантными мутациями, но в случае с вредными рецессивными мутациями этот процесс происходит медленнее. В итоге скрытые рецессивные мутации накапливаются в любой популяции.

В той же научной работе Четвериков согласился с американским биологом Томасом Морганом и другими, что селекция не оказывает непосредственного влияния на гены, но подчеркивал, что гены не функционируют изолированно от остального генотипа: «Тот же самый ген будет проявляться иначе в зависимости от комплекса остальных генов, в окружении которых он будет находиться. Для него этот комплекс, этот генотип, будет представлять генотипическую среду, в условиях которой он будет внешне проявляться. И как фенотипически проявление каждой черты зависит от окружающей внешней среды и является реакцией организма на данное внешнее воздействие, так генотипически проявление каждой черты зависит от структуры генотипа в целом и является реакцией на определенное внутреннее воздействие».

В своей работе Четвериков представлял очень сложные концепции популяционной генетики, которые он и его студенты подтвердили в оригинальной экспериментальной работе.

Еще одним вкладом советских ученых в развитие генетики в этот период стала концепция генофонда. Ее впервые сформулировал Александр Серебровский. Этот термин привез в США из Советского Союза Теодозиус Добржанский [32], один из членов группы Четверикова. Сегодня немногие знают, что термин «генофонд», ставший привычным в биологическом дискурсе по всему миру, имеет русское происхождение. Еще один советский исследователь, студент Четверикова Дмитрий Ромашов, самостоятельно вывел концепцию генетического сдвига, которую на Западе развивали Сиволл Райт и другие. И другой советский ученый, Юрий Филипченко, ввел в употребление термины «микроэволюция» и «макроэволюция», а также блестяще объединил законы Менделя и теорию эволюции, обеспечив, таким образом, развитие теории современного эволюционного синтеза.