Изучение жизни

К концу XIX в. дарвиновскую теорию эволюции приняли многие ученые. Однако оставались и такие, кто отвергал ее. Они утверждали, что теория Дарвина не объясняет, как именно возникают видоизменения животных и растений и как новые признаки передаются следующим поколениям. Исследование этих вопросов привело к созданию гене­тики, науки о наследственности.

Рождение генетики

Грегор Мендель (1822-1884) родился в Хайнцендорфе, в Австрии. В 1847 г. он стал священником монастыря в Брно, а через восемь лет принял сан аббата. Мендель хотел выяснить, как отдельные признаки растений, на­пример, их высота и форма, передаются по наследству. Он изучал стебли гороха и выяснил, что по наследству передаются даже такие признаки, как форма цветков. Мендель также заметил, что вероятность передачи одних признаков выше, а других — ниже. Признаки, вероятность наследования которых равна трем из четырех, он назвал преобладающими. А те, вероятность наследования которых равна один из четырех, исчезаю­щими. Мендель открыл, что каждый признак контролирует пара частиц — генов, по одному от каждого из родителей. Это — первый закон Менделя. Его исследования и теории приоткрыли тайну наследственности и легли в основу современ­ной генетики. И хотя труды Менделя были  опубликованы в 1866 году, их истинное значение оценили лишь со­рок  лет спустя.

Опыты с плодовыми мушками

Томас Морган (1866— 1945) родил­ся в Кентукки (США). В 1928 году он основал отделение биологии в Калифорнийском технологическом институте и руководил им до конца жизни. По­началу Морган вы­ступил с критикой менделевской теории наследственности, но затем стал ее ярым приверженцем. Он захотел выяснить, характерны ли открытые Менде­лем изменения у растений также и для животных. В 1908 г. Морган начал изучать плодовых мушек. Его ра­боты  оказались очень важны для развития теории Менделя. Глаза у плодовых мушек-дрозофил обычно красные, но как-то Моргану попал­ся самец с белыми глазами. Ученый посадил его в банку вместе с обычными мушками. Через не­которое время он обнаружил в следующем поколении мушек уже несколько особей с белыми глаза­ми. Большинство из них были самцами, но после спаривания их с самками первого поколения одна половина белоглазого потомства родилась самцами, а другая — сам­ками. Для объяснения полученных результатов, когда преобладающий признак передавался через самцов, Морган воспользовался теорией Менделя.

Набор хромосом

Все живые организмы состоят из клеток — основных элементов живой природы. Внутри клетки находится крохотный комочек — ядро, окруженное волосками-хромосомами. Морган и его коллеги открыли, что частицы, упоминавшиеся Менделем, расположены относительно хромосом в определенном положе­нии. Они на­звали  эти частицы генами — от греческого слова, означающего «рождение». Благодаря это­му открытию Морган смог определить наборы хромосом, показывающие положение генов на хромосоме. В 1922 г. его группа разработала варианты свыше двух тысяч наборов хромосом плодовых мушек. Так выявили ген, обусловливающих появление белых глаз у мушек, и подтвердили правоту теории Менделя, объясняющей это явление.

Молекулярная биология

Гены служат химическим кодом, несущим информацию о внешнем виде и строении растений и животных. «Копию» этой информации родители передают своему потомству. Наука, молекулярная биология, изучает строение молекул, из которых состоят все живые организмы, и пытается разобраться, как родители передают потомству ин­формацию. В начале XX в. ученые открыли, что клетки растений и животных со­держат особое вещество — дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК). В 1950 г. было установлено, что молекулы ДНК служат кодом, ответственным за наследственность, но этот код не содержит прямой информации о том, как выглядит и устроено потомство. Разные ученые предлагали различные способы решения этой проблемы.

Создание модели ДНК

Френсис Крик (1916-2004) родился в Лондоне, в Англии. Физику он изучал в Лондонском университете, а биологию — штудировал в Кембридже. Вместе с американским ученым Джеймсом Уотсоном Крик начал изучать структуру ДНК. Он использовал материалы и других ученых, в частности Мо­риса Уилкинса и Розалинды Франклин (1920-1958). Уилкинс и Франклин ис­следовали ДНК с помощью Х-лучей. Их труды имеют громадное значение для открытия структуры ДНК и для определения, как она передает генетическую информацию следующим поколениям организмов. В 1953 г. Крик и Уотсон создали из проволоки и пластмассовых шариков модель молекулы ДНК. Ее форма — двойная переплетающаяся спираль. Модель пока­зала, как происходит деление молекул ДНК и образование новых ее копий.

Каждая клетка растений и животных при размножении делится надвое. При этом всякий раз копируется и поэтому при делении клетки каждая из двух новых клеток получает свою «копию» на­следственной информации. Так признаки родителей пе­редаются их потомству. Многие ученые считают это одним из величайших открытий XX в. В 1962 г. Крику, Уотсону и Уилкинсу присудили Нобелевскую премию в области медицины. И если бы Розалинда Франклин не умер­ла безвременно от рака, она по праву разделила бы с ними Нобелевскую премию.