II. Мичуринская биология: теория изменчивости
Влияние условий жизни на наследственность и изменчивость
Т.Д. Лысенко разделял представления ведущих биологов своего времени о влиянии внешней среды на наследственность. Обоснование этих представлений он видел, во-первых, в практической деятельности многих селекционеров, добивавшихся изменения наследственных признаков путём варьирования внешних условий; во-вторых, в приспособительном характере ряда наследуемых признаков; в третьих, в неразрывной связи живого организма и среды его обитания, о которой он писал: "Уже одно то, что живое тело, будучи изолированным от необходимых ему условий жизни, перестает быть живым, говорит о том, что организм и условия его жизни являются неразрывным диалектическим единством"22. Влияние внешней среды на наследственность вообще представлялось ему очевидным: "Должно быть бесспорным то, что изменённые условия внешней среды могут изменять процесс построения тела, в том числе и построение хромосом и вообще зачатковых клеток для будущего поколения. В первом случае зачатки, изменённые условиями внешней среды, дают изменённые организмы, во втором - организм, изменённый условиями внешней среды, может дать изменённые зачатки" ("Генетика").
Т.Д. Лысенко не только придерживался представлений о влиянии внешней среды на наследственность, но также неоднократно подчёркивал её важную роль в изменчивости, трансформации наследуемых признаков у организмов. В этом отношении его позиция существенно отличалась от взглядов вейсманистов, вначале отрицавших влияние внешних факторов на генетический аппарат - "неизменную зародышевую плазму"/ хромосомы - а потом, хоть и признавших такое влияние, но придававших ему незначительную роль в изменении наследуемых признаков.
Больше того, Лысенко считал, что для некоторых типов изменений внешней среды - а именно, изменений условий жизни организма -соответствующий им тип возможных изменений наследственности является определённым, предсказуемым, повторяющимся в опыте ("адекватным", как говорили в дискуссиях по генетике 1930-х гг.). С точки зрения здравого смысла это утверждение являлось вполне естественным - наследственная приспособленность организмов к тем или иным условиям (меняющейся) внешней среды вполне могла быть обусловлена влиянием этих изменений на "наследственную основу".
Д.А. Долгушин, близкий сотрудник Т.Д. Лысенко, следующим образом представлял "подгонку" наследственности организмов к изменившимся условиям жизни: "... формы живых существ изменялись и изменяются соответственно воздействию изменённых условий жизни. Растения пустыни - не только результат отбора из многообразия форм, населявших когда-то пустыню, или того, что сделалось позже пустыней, а созданы под воздействием окружающих условий и потому в той или иной степени пригнаны к новым, но всегда не совсем постоянным условиям. Возникли формы с новыми потребностями, соответствующие условиям среды, породившей их.
Водные растения и животные не случайно оказались приспособленными к этим условиям, но именно эти условия вызвали формы, приспособленные к жизни в водной среде.
Лианы тропических лесов не случайные мутации, а недостаток света воздействовал на ткани растений, заставляя их соответственно изменяться и стебли приобрели способность "ползти " к свету.
Когда мы с этой точки зрения посмотрим на живой мир, понятным становится "приспособительный", если можно так выразиться, характер естественной изменчивости в природе, поражающая нас пригнанность живых форм к условиям существования" 23.
В качестве примеров определённого и предсказуемого изменения наследственности под влиянием изменившихся условий жизни Лысенко приводил: 1) преобразование яровой пшеницы в озимую при изменении сроков её посева; 2) вегетативную гибридизацию - изменение наследственных признаков растения при его прививке к другому.
Лысенко подчёркивал, что не всякое изменение внешней среды является изменением условий жизни, а только такое, которое связано с его развитием. К условиям жизни организма Лысенко относил режим питания, температуры, освещённости. Изменение именно этих условий внешней среды могли, по Лысенко, вызывать определённые, предсказуемые, повторяющиеся в опыте (а не "случайные") изменения наследственности. В частности, изменение наследственного признака "яровость" в "озимость" у пшеницы происходило в результате изменения её температурного режима, а изменение наследственных признаков при вегетативной гибридизации - в результате изменения режима питания.
Влияние изменившихся условий жизни организма на его наследственную основу оказывалось, по Лысенко, через изменение обмена веществ, а также через некоторую внутреннюю приспособительную реакцию в результате изменения-отклика организма на новые условия, "ассимиляцию" этих условий. "Причиной изменения природы живого тела является изменение типа ассимиляции, типа обмена веществ... Во всех тех случаях, когда организм находит в окружающей среде условия, соответствующие его наследственности, развитие организма идёт так же, как оно проходило в предыдущих поколениях. В тех же случаях, когда организмы не находят нужных им условий и бывают вынуждены ассимилировать условия внешней среды, в той или иной степени не соответствующие их природе, получаются организмы или отдельные участки их тела, более или менее отличные от предшествующего поколения. Если изменённый участок тела является исходным для нового поколения, то последнее будет уже по своим потребностям, по своей природе <включая наследственность> отличаться от предшествующих поколений" ("Генетика"). "Путём ассимиляции и диссимиляции, путём соответствующего обмена веществ, живое тело само себя строит из условий внешней среды. При относительно одинаковом из поколения в поколение типе обмена веществ получаются и относительно одинаковые растения и животные в ряде поколений. При нарушении же по тем или иным причинам типа обмена веществ, например при ненахождении данными растениями в окружающей среде нужных им условий в соответствующий период их жизни, тело организма не может создаваться таким, каким оно было в прошлом поколении. Создаётся в большей или меньшей степени иное живое тело. При ином построении тела получаются иными и его свойства, в том числе получается иная и наследственность, то есть природа данного изменённого тела"24.
Изучение физико-химических механизмов влияния изменений внешней среды на хромосомы Лысенко считал менее важным по сравнению с изучением, в том числе чисто эмпирическим, влияния этих изменений на наследуемые признаки. Появление изменённых признаков в потомстве растений могло свидетельствовать о том, что произошло определённое воздействие изменившихся условий жизни/ внешней среды на наследственность, что позволяло, при повторении таких явлений, сформулировать биологический закон этого воздействия.
Вейсманисты отрицали возможность определённого воздействия изменений внешней среды/ условий жизни на наследственность. По их мнению, изменения-мутации генов, даже происходящие при вполне определённых воздействиях внешней среды, являлись неопределёнными- "случайными".
Т.Д. Лысенко считал этот вопрос главным пунктом расхождения между мичуринской биологией и вейсманизмом. "Центральным пунктом расхождения мичуринского учения и учения генетиков менделистов-морганистов является признание одними (мичуринское учение) изменений и направленности этих изменений в зависимости от условий жизни и абсолютное отрицание другими (менделизм-морганизм) зависимости качества, направленности изменений от условий жизни, от питания, в общем, от условий внешней среды" ("Агробиология", стр. 295).
Направленное изменение наследственности. Если наследственность организма меняется при изменении его условий жизни по некоторым (познаваемым) законам, а не "случайно", то, найдя эти законы, например, установив их эмпирически, можно было бы менять наследственность целенаправленно.
Лысенко неоднократно утверждал возможность направленного изменения наследственности растений или животных путём воздействия на их условия жизни, "воспитания", в его терминах. "Управляя условиями жизни, создавая нужные условия, можно всё в большей и большей степени управлять, создавать нужную нам природу, то есть наследственность растительных и животных организмов" ("Агробиология", стр. 414; "Генетика").
Сходных взглядов на принцип "переделки наследственности" придерживались и коллеги Лысенко:
"Не всякое изменение внешней среды и не всегда приводит к изменению наследственных свойств. Нужно знать, какие именно условия, когда и в какой момент развития организма их нужно подставить растению, чтобы вызвать сдвиг <наследственности> в нужном направлении" (Д.А. Долгушин) ("Спорные вопросы...", стр. 266).
"Принцип переделки растений путём соответствующего их воспитания можно сформулировать в наиболее общем виде так: узнай, какие условия принимали участие в формировании генотипа растения, и ты сумеешь, воспитывая в известных тебе условиях, определённым образом изменить генотипрастения в будущем" (М. Ольшанский)25.
В качестве примеров экспериментально полученных направленных изменений наследственности растений Лысенко приводил: 1) преобразование яровой пшеницы в озимую путём изменения сроков её посева; 2) вегетативную гибридизацию - изменение наследственных признаков растения путём его прививки к другому. В первом случае определённое изменение наследственных признаков происходило в результате определённого изменения температурного режима; во втором - в результате изменения режима питания.
К возможности направленного получения хозяйственно-ценных признаков путём прямого воздействия на хромосомы мутагенов, с которыми работали в 1930- 40-х гг. вейсманисты - химических и радиоактивных веществ - Лысенко относился скептически: "Мы, мичуринцы, никак не можем отрицать действия этих веществ. Ведь мы признаём действие условий жизни на живое тело. Так почему же мы должны не признавать действия таких резких факторов, как рентгеновские лучи, или сильнейшего яда колхицина и других. Мы не отрицаем действия так называемых мутагенных веществ, но настойчиво доказываем, что подобного рода воздействия, проникающие в организм не через его развитие, не через процесс ассимиляции и диссимиляции, лишь в редких случаях и только случайно могут привести к полезным для сельского хозяйства результатам. Это не путь планомерной селекции, не путь прогрессивной науки" ("О положении."; "Агробиология", стр. 576)26. Об опытах вейсманистов по созданию полиплоидных форм растений с помощью колхицина Лысенко отзывался отрицательно: "Действием на растения сильнейшего яда - колхицина, разнообразными другими мучительными воздействиями на растения, они уродуют эти растения... Ничего практически ценного в этих работах пока не получено"27.
Сходным образом оценивали результаты экспериментов по применению в качестве мутагенов радиоактивных и химических веществ и его коллеги:
"Существующие методы искусственного получения мутаций - это просто-напросто насильственные операции, ведущие к ненормальным изменениям в самых важных частях организма - половых клетках. Такие мутации, на наш взгляд, ненормальные, дефектные изменения организма, получаемые в результате воздействия на него (не являющимися необходимыми для развития организма) физическими и химическими агентами. Проще говоря, уродство организма, только в большей или меньшей степени" (Д.А. Долгушин)28.
"С мутагенными веществами мы давным-давно знакомы. Мы помним, с каким апломбом... говорили морганисты, когда впервые применили в качестве мутагенного фактора рентген, ультрафиолетовые лучи, аммиак, формалин и т.п. Чего вы хотите? Ещё 20 лет подождать, чтобы узнать, какова природа вашего нового очередного химического мутагенного вещества? Говорят, что это химическое вещество уже вызывает в большом количестве мутации. Это как будто хорошо: большое количество мутаций. А ведь по существу, что это такое? Если бы этого "большого количества" вообще не существовало, было бы ещё лучше, потому что все организмы, полученные этим путем, - один лишь брак, уроды!. В книге академика Шмальгаузена "Факторы эволюции" даётся сводка огромного количества нежизнеспособных мутаций. Какое основание думать, что новые мутации, полученные под влиянием нового мутагенного вещества, другой природы? Наоборот, есть все основания думать, что они той же природы" (Г.А. Бабаджанян)29.
"Пшеница является одним из первых растений, с которым были начаты работы по получению искусственных мутаций воздействием рентгеновский лучей, а позже и других ионизирующих излучений... искусственные мутации у пшеницы изучаются уже около сорока лет . Несмотря на это, ни одного сорта пшеницы, ни в одной стране мира таким способом не выведено" (П.П. Лукьяненко)30.
Критика доктрины "случайных мутаций". По мнению Лысенко изменения генов, "внутренних факторов", определяющих наследуемые признаки, должны были иметь определённые и вполне познаваемые причины. Доктрину вейсманистов о "случайных мутациях" он критиковал. Выступая на августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 года, Лысенко говорил: "В общем, живая природа представляется морганистам хаосом случайных, разорванных явлений, вне необходимых связей и закономерностей. Кругом господствует случайность. Не будучи в состоянии вскрыть закономерности живой природы, морганисты вынуждены прибегать к теории вероятности и, не понимая конкретного содержания биологических процессов, превращают биологическую науку в голую статистику". Он подчёркивал, что "наука - враг случайностей" ("О положении."; "Агробиология", стр. 579).
Частота изменений генов. Исходя из примеров селекционной практики, а также из представлений о приспособительном характере изменчивости, Лысенко утверждал, что изменения-мутации генов происходят достаточно часто. Он не соглашался с мнением лидеров вейсманистов его времени о чрезвычайной редкости мутаций. "Основное заблуждение генетиков <вейсманистов> состоит в том, что они признают несменяемость в длительном ряду поколений генов. Правда, они признают изменчивость гена через десятки и сотни тысяч поколений, но спасибо им за такую изменчивость" ("Спорные вопросы.", стр. 455; "Агробиология", стр. 196).
Преобразование яровой пшеницы в озимую. Лысенко утверждал, что, подбирая сроки осеннего посева для яровых злаков, можно было бы в третьем поколении преобразовать их в озимые. То есть, изменением температурного режима можно было бы направленно преобразовать наследственный признак "яровость" в "озимость". Это своё теоретическое положение он подтвердил в ряде опытов, проводимых начиная с середины 1930-х гг., повторенных позже и другими исследователями, советскими и зарубежными. Основываясь на предложенной Т.Д. Лысенко методике, селекционер В.Н. Ремесло вывел ряд ценных сортов озимых пшениц. За эти работы В.Н. Ремесло был удостоен звания Героя Социалистического труда (дважды), лауреата Ленинской и Государственной премий, орденов и медалей СССР, а также наград других стран.
Вегетативная гибридизация. Ещё один пример направленного изменения наследственности давала, по Лысенко, вегетативная гибридизация - прививка одного растения на другом, при которой комбинированные признаки от обеих передавались в их семенном потомстве. На ряде экспериментальных данных, в том числе взятых из практики Мичурина, Лысенко показывал, что при определённых условиях создание таких гибридов возможно. Позже опыты с вегетативной гибридизацией, проведённые как сотрудниками Лысенко, так и независимыми исследователями других стран, подтвердили это положение. Поскольку в результате прививки изменялся характер получаемых растением питательных веществ, то её можно было рассматривать как изменение режима питания - "воспитание питанием". "Думаю, не будет большой ошибкой, если я скажу, что вегетативные гибриды - это гибриды, получаемые путем особого кормления. В самом деле, что такое прививка? Прививают черенок одной породы к другой породе, идёт обмен соками, пластическими веществами, вырабатываемыми этими двумя породами" ("Агробиология", стр. 288-289)31. Поскольку характер новых признаков при этом "воспитании" был до некоторой степени предсказуем, то такое изменение наследственности можно было считать направленным.
Наследование приобретённых признаков. Лысенко разделял общие представления Ламарка, Дарвина, Тимирязева, Мичурина, Бербанка о возможности наследования некоторых приобретенных телом признаков. Позицию вейсманистов, полностью отрицавших такое наследование, он считал ошибочной. "В споре, разгоревшемся в начале XX века между вейсманистами и ламаркистами, последние были ближе к истине, ибо они отстаивали интересы науки, тогда как вейсманисты ударялись в мистику и порывали с наукой" ("О положении."; "Агробиология", стр. 552)32.
Следует иметь в виду, что "когда Лысенко и его последователи начали в 1930-х гг. <вновь> выдвигать идею наследования приобретённых признаков, ламаркизм не был реликтом прошлого. Хотя почти все генетики <вейсманисты> отвергали его, он был популярен среди палеонтологов и садоводов"33.
Вместе с тем, ламаркизм не играл в мичуринской биологии (вопреки "расхожему" мнению) главной роли. Её ключевой концепцией была возможность направленного изменения наследственных признаков с помощью изменения условий жизни организма. В частности, именно направленное изменение наследственных признаков, а вовсе не "ламаркизм", иллюстрировали наиболее известные достижения мичуринской биологии: преобразование яровых в озимые и вегетативная гибридизация. Т.Д. Лысенко вполне понимал и отмечал это различие: "Далеко не всякий учёный, признающий неотъемлемую роль внешних условий в эволюционном процессе растительного и животного мира, будет ламаркистом" ("Спорные вопросы.", стр. 57; "Агробиология", стр. 183).