Доменделевские представления о наследственности

Мыслители и ученые задумывались над вопросами о передаче наследственных свойств от родителей к детям и формировании организма в процессе индивидуального развития со времен глубокой древности. Но в те далекие времена наблюдения за явлениями наследственности и изменчивости были очень неточными и немногочисленными. Вследствие этого мыслители, пытавшиеся создать целостные теории наследственности, вынуждены были заменять недостающие фактические данные предположениями и домыслами, что привело к созданию ряда умозрительных теорий наследственности.

Уже к V веку до н.э. сформировались две основные теории о механизмах наследственности: прямого и непрямого наследования признаков. Сторонником теории прямого наследования признаков был Гиппократ. По его мнению, половые задатки (в нашем понимании яйцеклетки и сперматозоиды), участвующие в оплодотворении, формируются из клеток всех органов и, таким образом, все органы тела непосредственно влияют на признаки потомства. Здоровые органы поставляют здоровый репродуктивный материал, а нездоровые – нездоровый, поэтому признаки, приобретаемые в течение жизни, должны наследоваться. Сторонником прямого наследования был и афинский философ V века Анаксагор: «…одно и то же семя несет в себе волосы, ногти, вены, артерии, сухожилия и кости, хотя и невидимые, поскольку их частицы очень малы. Во время роста они постепенно отделяются друг от друга, ибо… как могут волосы произойти не от волос, а плоть не от плоти?». По его мнению, мужские особи дают семя, а женские особи являются вместилищем для плода.

Точку зрения Гиппократа оспаривал Аристотель (1У в. до н.э.). Он был сторонником непрямого наследования признаков и полагал, что половые задатки, участвующие в оплодотворении, производятся не напрямую из соответствующих органов, а из питательных веществ, по своей природе предназначенных для построения разных частей тела. Аристотель был убежден в качественно различном вкладе мужского и женского начал в деторождение. По мнению Аристотеля, мужской организм запускает действие и определяет, каким будет ребенок, тогда как женский просто предоставляет для этого материал.

В работе «Наследственные заболевания» испанского врача Меркадо (1605) содержится утверждение, что оба родителя, а не только отец, определяют то, каким будет будущий ребёнок. Мальпиги (1628-1694) выдвинул гипотезу «преформации», согласно которой в яйце имеется полностью сформированный организм, который потом только растет. Ученых, поддерживающих эту точку зрения, назвали «овистами». После того как в 1677 г. Левенгук обнаружил сперматозоиды, появились представления о том, что новый организм полностью сформирован в них, а мать его только вынашивает. Ученых, поддерживающих такую точку зрения, назвали «сперматистами». Борьба между «овистами» и «сперматистами» завершилась только в 1759 г., когда К. Вульф подверг критике обе стороны.

Теория прямого наследования признаков просуществовала 23 века. Много лет спустя, на рубеже ХVIII – XIX вв. Ж.Б. Ламарк использовал представления Гиппократа для построения своей эволюционной теории передачи потомству новых признаков, приобретенных в течение жизни.

Последней серьезной вариацией на тему прямого наследования является теория пангенезиса, выдвинутая Ч. Дарвиным в 1868г. Согласно этой теории, от всех клеток организма (растений или животных) отделяются мельчайшие частицы – «геммулы», которые, циркулируя с током крови по сосудистой системе организма, достигают половых клеток. После их слияния в процессе развития нового организма геммулы превращаются в клетки того типа, из которого произошли, со всеми особенностями, приобретенными в течение жизни родителей.

В 1871 г. английский врач Ф. Гальтон экспериментально опроверг теорию пангенезиса. Он переливал кровь черных кроликов белым, а затем скрещивал белых между собой. В трех последующих поколениях он не нашел «ни малейшего следа какого-либо нарушения чистоты серебристо-белой породы». Эти данные показали, что, по крайней мере в крови кроликов геммулы не содержатся.

В 80-х гг. Х1Х в. с теорией пангенезиса не согласился и А.Вейсман. Он предложил свою гипотезу, согласно которой в организме существуют два типа клеток: соматические и половые. Только в ядрах половых клеток присутствует особая наследственная субстанция, названная им «зародышевой плазмой». «Зародышевая плазма» состоит из множества детерминант, каждая из которых определяет появление и специфическое развитие отдельных частей и признаков организма. Таким образом, Вейсман отрицал возможность наследования признаков, приобретенных в онтогенезе, и подчеркивал автономию зародышевых клеток.

При всей ошибочности умозрительных теорий наследственности их значение для формирования современной генетики состояло в том, что они стимулировали ученых к экспериментальной проверке спорных вопросов и тем самым содействовали накоплению точно установленных фактов об основных особенностях наследственности.

Первым большим вкладом в накопление фактического материала, подготовившим создание экспериментальной генетики как самостоятельной научной дисциплины, были исследования действительного члена Российской академии наук И.Г.Кельрейтера в начале Х1Х века. Кельрейтер провел обширные исследования по искусственному получению отдаленных гибридов у многих видов растений и обнаружил явление расщепления некоторых признаков у потомства; первым установил существование гибридной мощности (гетерозиса) на примере полученных им межвидовых гибридах табака.

В середине Х1Х века ботаники и растениеводы - практики Шарль Нодэн и О. Сажрэ во Франции, А. Гершнер в Германии и Т. Найт в Англии на основе получения и изучения гибридов у различных растений обратили внимание на то, что в потомстве гибридов преобладают признаки одного из родителей (т.е. наблюдается единообразие), а при их дальнейшем самоопылении происходит расщепление. Более того, О. Сажрэ предвосхитил понятие комбинативной изменчивости, обратив внимание на перераспределение константных признаков при гибридизации. Но ни один из них даже не попытался проанализировать свои результаты количественно: подсчитать соотношение классов среди гибридов различных поколений.

Несмотря на разные годы опубликования работ, фактически всех этих ученых можно считать непосредственными предшественниками Г. Менделя.