Вечное движение (О жизни и о себе) - Николай Дубинин

На весь мир прогремела битва на Курской дуге, которая началась 5 июля 1943 года. Цвет фашистских армий был уничтожен в этом гигантском сражении. Звон погребального колокола над гитлеровской Германией стал слышен во всех уголках мира.

Одним из замечательных впечатлений по возвращении в Москву был первый салют 5 августа 1943 года. Он расцветил небо в честь освобождения от фашистских войск городов Орла и Белгорода. До окончания войны оставалось еще далеко, но эти первые огни, вспыхнувшие в торжествующем небе Москвы, говорили: победа придет.

В Москву были привезены 20 ящиков с дрозофилами из алма-атинских популяций, и здесь в московской лаборатории продолжалась работа по выяснению природы явления внутрипопуляционного гетерозиса. Почти все сотрудники отдела были на месте. Не хватало только И. А. Рапопорта и Н. Н. Соколова. И. А. Рапопорт в 1941 году добровольцем ушел на фронт. Мы знали, что он удостоен многих орденов Советского Союза и ряда иностранных орденов. Н. Н. Соколов служил лейтенантом в медсанбате, и замена его в медсанбате не представляла труда. Я обратился с письмом к Л. А. Орбели, где указывал, что, учитывая научные качества Н. Н. Соколова, следует добиться его демобилизации и возвращения на работу в Москву.

В 1944 году Н. Н. Соколов вернулся в наш институт.

С осени 1943 года исследовательская работа у нас заметно усилилась еще в одном направлении. Наряду с изучением природы внутрипопуляционного гетерозиса, которое проводилось на линиях дрозофилы, привезенных из Алма-Аты, мы детально стали изучать некоторые процессы эволюции популяций на дрозофилах, обитающих на севере, в том числе в Москве и в окружающих ее районах. Это был другой вид дрозофилы, который называется дрозофила погребальная, или, по-латыни, дрозофила фунебрис. Это более крупные сравнительно с плодовой дрозофилой черные мушки, живущие на портящихся овощных и других отбросах.

Изучая популяции этого вида, мы еще до войны нашли, что некоторое количество особей в каждой популяции, взятой из разных мест страны, характеризуется определенными структурными изменениями в хромосомах. Эти изменения носят название инверсий, так как они представляют собой поворот на 180 градусов того или иного участка внутри хромосомы. В результате в повернутом участке хромосомы блок генов этого участка расположен по отношению к хромосоме в целом в обратном порядке. Наличие этих структурных изменений в хромосомах можно безошибочно устанавливать с помощью рассмотрения клеток из слюнной железы личинок под микроскопом. Было известно, что разные виды дрозофил отличаются друг от друга инверсиями. Однако как же идет эта эволюция внутри популяции, когда происходят процессы становления новых видов? Долгое время считалось, что инверсии нейтральны, в силу законов чисто случайного распределения мутаций они оказываются присутствующими в природных популяциях.

В работах 1943-1945 годов нам удалось раскрыть иную картину. Опыты отчетливо показали, что распределение инверсий связано с действием естественного отбора в природе. Известно, что принцип естественного отбора занимает центральное положение в эволюционной теории Дарвина. Но, будучи великолепной дедукцией из массы фактов, он тем не менее очень трудно поддается экспериментальному изучению. Даже современная теория эволюции имеет в своем распоряжении мало фактов о действии естественного отбора в природе, которые были бы строго обоснованными как в качественном, так и количественном отношении.

Тем поразительнее было открытие, что ничем внешне не изменяющие облик дрозофил структурные изменения хромосом, казалось бы, скрытые в глубинах ядра клетки, через какие-то биологические механизмы, через преобразования в действии генетической информации, записанной в хромосомах, оказываются отчетливым образом связанными с деятельностью естественного отбора. Изучая сотни и тысячи особей, оказалось возможным установить характер естественного отбора на базе строгих количественных методов.

Это важное открытие указывало на новые перспективы в экспериментальном обосновании и изучении дарвиновской теории эволюции, на базе принципов современной генетики.

Одним из пороков старой генетики было широкое хождение в ней всяких автогенетических теорий, отрицавших влияние внешней среды как для появления мутаций, так и для протекания процессов эволюции. В нашей работе с популяциями дрозофилы фунебрис ярко раскрывалось значение факторов внешней среды, которые определяли течение структурной эволюции хромосом. В этом случае оказалось возможным в прямых экспериментах проследить быструю эволюцию ядерных структур при изменении условий обитания популяций дрозофилы.

Должен сказать, что во время проведения работ по эволюции хромосом в популяциях дрозофилы фунебрис мне очень повезло. Эти работы, проведенные в 1943-1945 годах, сблизили меня с Георгием Гавриловичем Тиняковым. Способный, дружелюбный, покладистый, он, словно вечно гудящий шмель, трудился, не боясь ни многочасовых просмотров хромосом на препаратах под микроскопом, ни черной работы по сбору диких дрозофил, когда нам приходилось залезать в самые грязные места, где скрывались дрозофилы фунебрис. Зажав во рту резиновую трубку особого духового устройства, через которое мы втягивали в стаканчик мух, накрывая их воронкой на стене, работая с микроскопом, он неизменно был весел и добр. Под стать его жизнелюбию и огромной трудоспособности была его жена, Антонина Петровна Тинякова, которая, будучи лаборанткой, помогала нам при разведении в лаборатории пойманных нами диких дрозофил.

Георгий Гаврилович Тиняков работал с тем жизнелюбием и весельем, сочетая их с фантастическим упорством, которое выдавало в нем ученого, преданного своему делу. Все годы работы с ним оставили во мне память как о примере истинного содружества в науке. Никогда и ни в какой форме Георгий Гаврилович не ставил вопроса о личном приоритете. Он рассматривал все наши работы как коллективные. Мы и сейчас, хотя работаем в разных местах, встречаясь, испытываем чувство дружбы и с восторгом вспоминаем те дни во время войны, когда неистово изучали эволюцию хромосом в популяциях дрозофилы фунебрис.

Работа по эволюции хромосом в популяциях дрозофилы фунебрис принесла нам огромное удовлетворение. Она дала возможность сделать целый ряд открытий. Вначале мы изучали хромосомы у особей дрозофилы фунебрис, пойманных в Москве. Этот вид дрозофилы в отличие от плодовой дрозофилы является действительным космополитом, обитая как на юге, так и на севере. После первых же анализов московских дрозофил фунебрис мы были поражены, найдя у них громадную хромосомную изменчивость, которая выражалась в наличии у особей четырех инверсий.

Расширяя эти исследования, мы собрали диких дрозофил фунебрис из целого ряда популяций, которые обитают в сельских местностях, окружающих Москву. К нашему удивлению, в этих популяциях количество особей с инверсиями было ничтожно.

В дальнейшем обширные опыты по изучению популяций из многих мест нашей страны подтвердили существование серьезных различий по структуре хромосом. Во всех индустриальных городах особи из популяций дрозофилы фунебрис имели высокие концентрации инверсий, а в селах обитали преимущественно нормальные особи, без инверсий. Так было открыто существование городской и сельской расы у дрозофилы фунебрис, которые отличались друг от друга по структуре их ядер.

В чем же причина этих различий? По-видимому, дело в том, что индустриализация вызывает появление ряда особенностей в среде обитания, что и приводит к отбору инверсий. В городах имеет место повышение зимней температуры, излишние количества углекислого газа и т. д. Но становление современных индустриальных городов - дело недавнее. Если это так, то процесс отбора расовых различий по строению хромосом у дрозофилы должен проходить исключительно быстро. Данные о необычных скоростях эволюции и о связи структуры хромосом с определенными условиями внешней среды проливали новый свет на дарвиновскую теорию естественного отбора.

Эти открытия прямо связывали процессы хромосомной эволюции популяций с условиями внешней среды. Именно среда сельских местностей как бы нормализовала строение хромосом, а условия индустриального города вызывали сложную изменчивость хромосом в популяциях дрозофилы фунебрис.

Среди изученных популяций дрозофилы фунебрис была популяция из города Воронежа. В 1942 году фашистские самолеты разрушили этот замечательный русский город. В Воронеже не стало тех специфических условий, которые ранее характеризовали его как индустриальный центр. Конечно, популяции дрозофилы в нем сохранились. Однако ранее в этих популяциях была высокая хромосомная изменчивость. Что стало с ними сейчас, когда в городе исчезли условия индустриального центра, которые характеризовали его раньше? Осенью 1944 года в Воронеже были собраны дрозофилы, жившие среди развалин. Этот большой город, с которым через его университет я был так тесно связан с 1938 года, теперь лежал в руинах. Ветер жутко свистел в пустых коробках сгоревших зданий. Но город был чист, он готовил себя к возрождению. Удивительно сохранились асфальтовые проспекты, они, как каменные пояса, стянули развалины города. Иногда вдруг падала стена, вздымая пыль и засыпая щебнем асфальт. Иногда были слышны глухие взрывы - это саперы рвали стены.