Ученый-биолог отличается от простого лю­бителя природы тем, что многократно прове­ряет свои выводы. Морган был настоящим ученым, поэтому он несколько раз повторял уже описанное скрещивание «диких» мух с «двойными» мутантами. Как и полагалось, гибриды всегда были «дикого» типа — серое тело и длинные крылья. Казалось бы, прове­рять больше нечего — и так все ясно.

Но Мор­ган продолжал опыты — теперь он скрещивал с «двойными мутантами» полученные гибри­ды. Как и в самом первом его опыте, на свет появлялись мушки, как две капли воды похо­жие на своих «бабушек» и «дедушек», — ли­бо серые длиннокрылые, либо черные короткокрылые. Но в некоторых случаях рождалось и «незапланированное» потомство: серые дро­зофилы с короткими крыльями и черные — с длинными. Откуда они взялись? Ведь это про­тиворечит только что сформулированному правилу сцепленного наследования! Гены ок­раски и длины крыла находятся в одной хро­мосоме, значит, таких мух просто не может быть. Но они были! Нужно было найти хоть какое-то объяснение.

Сначала исследователи решили, что виной всему изменения в генах — мутации. Ведь все черные и короткокрылые дрозофилы — это мутанты, произошедшие от дикой формы. По­чему бы не предположить, что какая-то часть диких мух мутировала и в этом опыте? Мор­ган нашел простои путь проверки этого пред­положения. В то время уже было известно, что мутации возникают очень редко — из ста тысяч мушек обычно всего одна или две несут мутантный признак. Но «внеплановые» дро­зофилы в опытах Моргана появлялись гораз­до чаще — в среднем в восемнадцати процен­тах случаев. Значит, мутации здесь вовсе не причем, нужно искать другое объяснение.

И оно было найдено. Морган предполо­жил, что причиной возникновения мух с «пе­репутанными» признаками мог быть обмен хромосом участками. Помните, мы говорили с вами о том, как образуются половые клет­ки — гаметы? Они происходят от обычных клеток организма, только те особым образом делятся (ученые называют этот процесс мейозом), в результате чего количество хромосом уменьшается ровно в два раза. Так вот, в са­мом начале этого деления парные хромосомы плотно переплетаются друг с другом и обме­ниваются похожими кусочками. Представим себе хромосому дрозофилы, в которой нахо­дятся два гена, отвечающие за серую окраску тела и длинные крылья. В самом начале деле­ния клетки эта хромосома сплетается с другой хромосомой, несущей гены черной окраски и коротких крыльев. При этом гены серой и чер­ной окраски (вернее, не сами гены, а кусочки хромосом, в которых эти гены находятся) ме­няются между собой местами. В результате на свет появляется потомство, обладающее новы­ми сочетаниями признаков: серые мушки с ко­роткими крыльями и черные — с длинными.

Здесь мы ненадолго отвлечемся от опытов Моргана и поговорим о важности только что описанного явления. Вы можете спросить, ну и что в этом такого — у какой-то мухи вместо длинных крыльев выросли короткие? Эка не­видаль — сейчас и не таких монстров научи­лись получать. В том то и дело, что искусст­венно получить сейчас действительно можно кого угодно, а вот новое сочетание признаков у дрозофилы возникло естественным путем в результате процесса, которых называется ре­комбинация генов. Так вот, эта самая реком­бинация генов происходит не только у лабора­торных дрозофил, но и у всех остальных живых организмов, у которых образуются поло­вые клетки. В том числе и у человека. И каж­дый раз при этом возникают новые сочетания генов, а значит и признаков. В конечном ито­ге, именно благодаря рекомбинации появив­шийся на свет ребенок — это не абсолютно точ­ная копия своих родителей, а новый организм, чем-то отличающийся от них обоих.

Вернемся к Моргану и его дрозофилам. Ос­талось выяснить еще один вопрос: почему в од­них скрещиваниях хромосомы менялись уча­стками в восемнадцати процентах случаев, а в других рекомбинация происходила гораздо ре­же? Следующее предположение Моргана тоже было очень простым. В начале деления клет­ки сблизившиеся парные хромосомы разрыва­ются, и кусок одной хромосомы переходит в другую, а выпавший из нее участок займет ос­вободившееся место в первой хромосоме. Но хромосома разрывается где-то между двумя изучаемыми генами. Получается, что чем дальше эти гены отстоят друг от друга, тем больше мест, где хромосома может порваться, и тем чаще происходит обмен генами. Тут один из помощников Моргана, А. Стертевант, сделал поистине революционный шаг — он предложил считать частоту обменов участка­ми между хромосомами мерой расстояния, на котором гены находятся друг от друга.

Доказать это предположение генетики ре­шили с помощью простого опыта. Они взяли три сорта мух, каждый из которых отличался «своей» мутацией: у одних было желтое те­ло, у вторых — белые глаза, у третьих — кры­лья в виде вилочки. Ученым уже было изве­стно, что все три гена сцеплены между собой, то есть находятся в одной хромосоме. А затем исследователи провели три разных скрещива­ния. Вначале скрестили желтых мух с бело­глазыми: у 1,2% дрозофил эти гены поменя­лись местами. Затем белоглазых скрестили с вильчатокрылыми — частота обменов в этом случае выросла до 3,5 процентов. Теперь оста­валось решающее скрещивание — если пред­положение было верным и частота обменов показывает расстояние между генами, рассто­яние между генами белых глаз и вильчатых крыльев должно было быть равным сумме двух уже известных отрезков. Так оно и полу­чилось: скрестив белоглазых и вильчатокрылых дрозофил, Морган обнаружил, что обмен генами произошел в 4,7 процентах случаев. Так Морган и его ученики разработали новый метод изучения хромосом.

Эти открытия поистине перевернули всю генетику. Теперь стало возможным, имея в ру­ках только результаты скрещиваний (пускай и очень многочисленных) строить карты хромо­сом. На эти карты наносились все известные гены, более того, были точно измерены рассто­яния, которые разделяли эти гены. И все это происходило задолго до открытия роли ДНК в наследственности и разработки современных молекулярных способов изучения хромосом.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru