Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Иными словами, у пелории наследственность идет двумя путями. Растение передает потомству копию своих генов, которые направляют развитие так, чтобы получилась льнянка. Но дочерние растения также наследуют и особую схему метилирования, которая не закодирована в их генах. Когда-то некая льнянка случайно добавила лишние метильные группы на ген l-cyc , это было еще до того, как в 1742 г. Сёберг нашел такое растение. Подобное метилирование привело к развитию новой формы цветка. Когда это измененное растение размножалось, оно передавало потомкам такие же эпигенетические метки. В итоге получилось так, что и на новых растениях распускались милые, но нелепые цветки. За прошедшие века некоторые потомки потеряли метильные метки и теперь цветут, как обычная льнянка. Но другие пелории продолжают наследовать свою растительную «волчью голову».

Когда я приехал к Мартиенсену, он как раз начинал эксперимент с пелорией. Никто точно не знает, каким именно образом это растение передает свои эпигенетические метки, вызывающие уродство цветков на протяжении многих поколений. У Мартиенсена появилась идея, как это можно выяснить, но его эксперимент чуть было не сорвался. Когда он спросил у Коэна, где можно найти пелорию, тот ответил, что этот цветок уже исчез. Насколько Коэн знал, нигде в мире пелории не осталось.

Мартиенсен говорил мне: «Они потеряли его в Садах Кью. Они утратили его в Оксфордском ботаническом саду, где выращивали в течение двух сотен лет».

Наконец, после нескольких месяцев поиска Коэн обнаружил запас этого исторически важного растения. Он нашел его не в ботаническом саду или научной лаборатории, а в одном из калифорнийских питомников, который торговал пелорией по всему свету. Мартиенсен сделал большой заказ и, как только растения прибыли в Колд-Спринг-Харбор, вместе с Маллиганом начал создавать собственный запас пелорий. Маллиган говорит: «Мы должны предпринять все возможное, чтобы надежно его сохранить».

Чарльз Дарвин и Фрэнсис Гальтон были первыми, кто представил наследственность в форме научного вопроса. Это произошло в конце XIX в. Ученые, подобные Хуго де Фризу и Уильяму Бэтсону, предположили, что ответ на него они нашли в генах. Они обнаружили способ, как можно связать ныне живущие организмы с их биологическим прошлым. Однако эти ученые не просто искали доказательства, что наследственная информация передается через гены. Они также пытались опровергнуть альтернативные взгляды.

Когда Август Вейсман утверждал, что передача наследственности осуществляется клетками зародышевой линии, отгороженными от соматических клеток, он выбрал себе в качестве оппонента Жана Батиста Ламарка. Вейсман опровергал утверждение французского ученого о наследовании приобретенных признаков оригинальным способом – он отрезал мышам хвосты. В 1889 г. Вейсман писал, что «если приобретенные признаки не могут передаваться по наследству, то теория Ламарка целиком отменяется и мы должны полностью отказаться от того единственного принципа, который, по мнению Ламарка, лежит в основе преобразования видов» [935] Weismann 1889, p. 403. .

Генетики начала XX в. вслед за Вейсманом, открывшим им путь в науку, вступили в ряды противников Ламарка и ламаркистов из числа их современников. Томас Хант Морган заявил в 1925 г., что генетические исследования «предоставляют, на мой взгляд, убедительные опровержения несвязных и нечетких аргументов ламаркистов» [936] Morgan 1925, p. 177. . Тот ламаркист, что, столкнувшись с генетическими доказательствами, не отказался от своих несвязных и нечетких аргументов, путает иллюзии с наукой. Морган высокомерно писал: «Готовность прислушиваться к каждой новой выдумке, доказывающей наследование приобретенных признаков, возникает, возможно, из человеческого желания передать потомству наши физические и умственные достижения».

И по сию пору Ламарк остается символом догенетического мышления. Но такой его образ несправедлив по отношению и к нему, и к истории [937] См.: Burkhardt 2013; Deichmann 2016. . Концепция наследования приобретенных признаков была широко распространена за тысячи лет до рождения Ламарка. Европейские ученые со Средних веков до эпохи Просвещения полагали ее верной. Когда Ламарк развивал свою теорию эволюции на основе наследования приобретенных признаков, он не считал нужным доказывать истинность этого положения, потому что этот вопрос был решен намного раньше. Однажды он написал: «Закон природы, согласно которому новые особи получают все, что было приобретено в организме при жизни их родителей, настолько точен, настолько четко выражен, настолько подтвержден фактами, что нет такого наблюдателя, который не смог бы убедиться в его действенности» [938] Цит. по: Burkhardt 2013, p. 796. .

Чьим бы именем ни была названа эта идея, она теряла свою популярность на протяжении всего XX в. Генетики все больше и больше узнавали об основах жизни, они открыли структуру ДНК и подробности ее наследования, проведя тысячи экспериментов. В то же время свидетельства существования других форм наследственности оставались неубедительными, будь то странная лягушка или отдельные ростки пшеницы, которые, казалось, передают приобретенные признаки по наследству. Однако некоторые ученые продолжали отстаивать принципиальную возможность существования разных форм передачи наследственной информации [939] См.: Bonduriansky and Day 2009; Day and Bonduriansky 2011; Uller and Helanterä 2013. . Они утверждали, что если мы просто приравняем наследственность к генетике, то никогда даже и не будем искать другие способы.

Ближе к концу XX в. стало известно несколько случаев, которые выглядели как наследование приобретенных признаков [940] Schaefer and Nadeau 2015. .

В 1984 г. шведский исследователь питания Ларс Олаф Бигрен приступил к изучению жителей Эверкаликса – отдаленного района Швеции, где вырос и он сам [941] См.: Bygren et al. 2014; Epstein 2013; Lim and Brunet 2013. . Столетиями земляки Бигрена тяжким трудом добывали себе пропитание на берегах реки Каликсэльвен, вылавливая лосося, выпасая скот и выращивая ячмень и рожь. Раз в несколько лет они страдали от губительного неурожая, оставаясь почти без еды на всю зиму, тянущуюся более шести месяцев. Но бывали периоды, когда погода благоприятствовала необычайно обильной жатве.

Бигрен заинтересовался долговременными последствиями таких резких изменений для населения Эверкаликса. Свое исследование он провел на 94 мужчинах. Используя церковные записи, ученый проследил их родословные и обнаружил, что существует корреляция между здоровьем человека и теми жизненными обстоятельствами, с которыми сталкивались его дедушки. Мужчины, чьи деды по отцовской линии пережили сытый сезон непосредственно перед половым созреванием, умирали раньше, чем те, чьи деды в том же возрасте голодали. В более позднем исследовании Бигрен обнаружил, что условия жизни женщин также влияют на следующие поколения. У женщины повышался риск умереть от сердечного приступа, если ее бабушка по стороне отца родилась в голодное время или сразу после него. О влиянии состояния здоровья женщины на плод было известно давно, но исследования Бигрена показали, что это воздействие простирается дальше – до внуков и даже следующих поколений.