Направленная изменчивость организмов и естественный отбор (стр. 3 )

Что Дарвин верил в реальность определенной наследственной изменчивости индивидов и ясно представлял себе трудность объяснения этого явления хорошо видно из следующего: “Хотя нам редко удается проследить характер связи, многие уклонения в строении, несомненно бывают следствием прямого влияния измененных условий на организацию, действующих помимо воспроизводящей системы. Мы можем быть уверенными в этом в некоторых случаях, когда все или почти все особи, находившиеся в сходных условиях, изменяются одинаковым и притом определенным образом, чему мы привели несколько примеров. Однако далеко неясно, почему потомки должны изменяться, если их родители попадают в новые условия, и почему в большинстве случаев необходимо, чтобы в этих условиях пробыло несколько поколений” (Ч. Дарвин, 1951, стр. 736). Или о действии упражнения: “Во всей области физиологии нет ничего более удивительного. Каким образом упражнение или неупотребление какой-нибудь определенной части тела или мозга может так влиять на маленькую группу воспроизводящих клеток, расположенных в отдаленной части тела, что существо, развивающееся из этих клеток, унаследует признаки одного или обоих родителей? Мы удовлетворились бы даже неполным ответом на этот вопрос” (там же). И о наследовании таким образом приобретенного: “В общем, мы можем заключить, что наследование – правило, а ненаследование – аномалия” (там же). Отсюда видно, что Дарвин признавал существование наследования приобретенных признаков, но считал это явление пока необъяснимым. И он сделал попытку такого объяснения на основании созданной им временной гипотезы Пангенезиса.

Наличие различных способов размножения (половым путем, почками, кусочками ткани), явления восстановления ампутированных частей тела, случаи прямого действия мужского элемента на женский организм, появление у организмов признаков далеких предков (реверсии) и другие факторы привели его к мысли о существовании более мелких чем клетки самовоспроизводящихся элементов организма, определяющих его признаки, которых он назвал геммулами. Каждая единица (клетка) тела на любой стадии его развития производит множество характерных для нее геммул, которые разносятся по всему телу, так, что каждая клетка (в особенности почки и половые клетки) содержат в результате в виде набора геммул представительство от всех частей тела. Геммулы способны развиваться в клетки, идентичные тем, которые их породили.

Гипотеза позволила Дарвину объяснить ранее необъяснимые факты, такие, например, как реверсия. Геммулы, образовавшиеся в клетках предков, могут в результате самовоспроизведения сохраняться в течение множества поколений в скрытом виде в клетках потомков. В определенных условиях они получают возможность размножиться преимущественно перед геммулами более позднего происхождения и обеспечить тем развитие у организма признаков отдаленных предков. Получили объяснение и другие явления, в том числе и наследование приобретенных признаков. “Исходя из любого обычного взгляда, непонятно, каким образом измененные условия, действующие на зародыш, на молодое или же на взрослое существо, могут вызвать наследственные изменения. Если придерживаться обычных взглядов, то столь же, или даже более непонятно, каким образом последствия продолжительного упражнения или неупотребления части или изменения телесных или душевных привычек могут передаваться по наследству. Едва ли можно поставить более сложную задачу, но, придерживаясь нашего взгляда, нам нужно только предположить, что в некоторых клетках в конце концов происходят структурные изменения и что эти клетки отделяют от себя геммулы, измененные сходным образом” (Ч. Дарвин, 1951, стр. 751).

Гипотеза пангенезиса, благодаря предположению о микропредставительстве частей тела в других (каждой его же) частях объясняла удовлетворительно способность живых тел воспроизводить себе подобных из своих частей (половых клеток, почек у растений, кусочков ткани), или воспроизводить утраченные части. Но объяснения изменчивости гипотеза по сути не давала. В самом деле, процесс наследственного изменения организма согласно гипотезе таков: изменения условий – структурные изменения клеток организма – изменение геммулы – измененный организм потомка. Геммулы нужны здесь только для того, чтобы понять как из части организма может возникнуть целый организм, наследующий признаки исходного целого.

Предположение о непрерывном во времени отделении геммул клетками и строгой специфичности геммул для производящих их клеток объясняет наследование приобретенного, но не объясняет как происходит само приобретение. По Дарвину выходит буквально, что организм изменяется потому, что… в некоторых клетках в конце концов происходят структурные изменения… ответ не лучше ламарковского. Вопрос как? Каким образом? – поставлен Дарвином, но ответа на него не дано. Ни на то как изменяются клетки, ни на то, почему именно так, а не иначе они изменяются. Что до той части ответа, которая касается наследования, то и она не убедительна, поскольку включает в себя нерешенность вопросов о природе геммул, механизме их образования, размножения, развития, способах перемещения и т. д.

Итак, с одной стороны, были факты, достоверные для Дарвина, с другой – неубедительная временная гипотеза для их объяснения.

От невозможности объяснить явление к объяснению его невозможности

Отсутствие объяснения привело к сомнению в существовании самого явления, а затем и к полному отрицанию его. А. Вейсман, который первоначально разделял идею о наследовании приобретенных признаков, а впоследствии сделался самым решительным ее противником, так описал причину метаморфоза своих взглядов: “Как же могут сообщиться зародышевой клетке, лежащей внутри тела, изменения, произошедшие в мускуле благодаря его упражнению, или уменьшение, испытанное органом от неупотребления, и притом еще сообщаться так, чтобы впоследствии, когда эта клетка вырастет в новый организм, она на соответствующем мускуле и на соответствующей части тела из самой себя произвела те же самые изменения, какие возникли у родителей в результате употребления или неупотребления? Вот вопрос, который встал передо мной уже давно и который, по дальнейшем его обдумывании, привел меня к полному отрицанию такой наследственной передачи приобретенных свойств” (А. Вейсман, 1905, стр. 301-302).

Если передача изменений тела половым клеткам существует, то как она могла бы происходить? Вейсман предложил для рассмотрения два мыслимых варианта: “Или предсуществующие проводящие пути, по которым половых клеток достигает совершенно непостижимое влияние, или отделение от измененного органа материальных частиц, принимающих участие в построении зародышевой плазмы; третьего не дано” (А. Weismann, 1892, стр. 515). Или каждая клетка тела связана нервом с каждой половой клеткой, что Вейсман назвал фантастикой, или каждая клетка тела отделяет специфические геммулы, собирающиеся в половых клетках, что также невероятно с точки зрения Вейсмана по той причине, что необходимое непрерывное производство геммул не согласуется с постоянством числа и формы, а следовательно и массы структур зародышевой плазмы. Впрочем, последнее возражение Дарвин предвидел и нейтрализовал его предположением, что геммулы могут погибать и потому непрерывного нарастания их массы может и не происходить.

Однако, нам кажется, наиболее существенным возражением против обоих вариантов возможной связи соматических и половых клеток является то, что они не отвечают на поставленный вопрос: как обеспечивается качество изменений половых клеток в ответ на изменение клеток соматических, качество, состоящее в том, что организмы, возникшие из таких измененных половых клеток будут нести соматические клетки с изменениями, адекватными изменениям соматических клеток родителей. Ссылка на агента, связывающего соматические и половые клетки, будь то нервные волокна или геммулы, указывает лишь на опосредованность этой связи и на возможных посредников, подобно тому, как указание Ламарка на то, что организмы изменяются средой через изменение привычек, потребностей, строения говорит лишь о поэтапности этого изменения, но не является объяснением его приспособительного характера.

В том, что любые объекты, непосредственно или опосредованно связанные изменяются определенным (соответствующим) образом в ответ на изменение близкого или далекого партнера в цепи, не сомневается никто из тех, кто не сомневается в справедливости закона сохранения энергии. Задача же состоит в том, чтобы объяснить конкретное качество этого “определенного”, “соответствующего” изменения.

Однако, не только метод исключения фантастического и непредставимого был использован Вейсманом для доказательства невозможности наследования приобретенных признаков. Этого вывод являлся также следствием его представления о зародышевой плазме.

Связь между поколениями, осуществляемая посредством половых клеток, с очевидностью указывала на то, что половые клетки содержат в себе задатки целого организма. В дальнейшем было показано, что именно в ядре половой клетки находятся эти задатки, а точнее – в хромосомах ядра. Эти данные, вместе с фактами о ранней дифференциации и обособлении половых клеток в зародышах животных, а также идея Вейсмана о неравно наследованном делении ядер клеток развивающегося зародыша, послужили Вейсману основанием для создания представления о зародышевой плазме, согласно которому непрерывность жизни обеспечивается самовоспроизводящейся зародышевой плазмой, “подобной длинному ползущему корню, от которого периодически поднимаются отдельные растения – особи последовательных поколений” (А. Weismann, 1886, стр. 20).

Зародышевая плазма не создается организмом всякий раз заново. Наоборот, часть этой плазмы, преданной родителями в половых клетках, после оплодотворения идет путем неравно распределенного деления клеток на создания тела организма. Другая часть, обособляясь в зародыше, ждет зрелости организма, когда для нее представится возможность дать очередную ветвь – смертный организм следующего поколения.

Поскольку плазма создает организм, а не организм плазму, естественно, что изменения организма никакого влияния на плазму оказать не могут. Правда, зародышевая плазма изменяется во времени по причине случайного перемешивания наследственных единиц при оплодотворении и благодаря действию на нее внешних условий. Все это обеспечивает наследственные различия организмов, то есть создает поле деятельности для естественного отбора. Но, если организм в целом имеет дело с такими факторами среды как пища (ее вид и условия ее добывания), характер места обитания, включая преимущественную его окраску, наличие хищников и т. п., то зародышевая плазма, представленная определенными молекулярными структурами, встречается, естественно, с объектами и силами молекулярного и субмолекулярного уровня. Отсюда следует, что изменения, полученные сомой и зародышевой плазмой под действием факторов внешней среды, могут быть по отношению друг к другу только случайными. А это говорит в пользу того, что “с точки зрения любой теории, рассматривающей ядерное вещество половых клеток как зародышевую плазму, т. е. субстанцию наследственности, немыслимо принять наследование соматических изменений” (А. Weismann, 1892, стр. 518).