Започаткування і розвиток генетичних та селекційних досліджень у першій половині ХХ ст.

Важливим етапом в розвитку цитогенетики в Україні і в Росії була наукова діяльність С.Г. Навашина та його школи (Г.А. Левитський, Л.М. Делоне, Я.С. Модилевський, В.І. Фаворський та ін.).

Першими генетичними дослідженнями в системі закладів Академії наук були роботи з каріології, зокрема, з вивчення морфології хромосом рослин. Цей напрямок продовжив класичні дослідження С.Г. Навашина у період його професорської діяльності у Київському університеті (1885–1915 рр.) і розроблявся в Академії наук переважно його учнями та послідовниками (Г.А. Левітський, Л.М. Делоне, В.В. Фінн, Я.С. Модилевський, В.І. Фаворський та інші). С.Г. Навашин, обраний академіком НАН України у 1924 р., та його учні започаткували в Україні та в Росії цитогенетику. Окрім світового рівня відкриття у 1898 р. подвійного запліднення у рослин, С.Г. Навашин встановив, що хромосоми є двоплечими, у 1912 р. виявив супутники хромосом, а також показав, що рослини характеризуються видовою специфічністю числа і морфології хромосом, започаткувавши основи вчення про каріологію і її таксономічне значення. Учнями та послідовниками С.Г. Навашина були вивчені числа хромосом, а в багатьох випадках і їхня морфологія у низки видів культурних і диких квіткових рослин та у мохів. Зокрема, Г.А. Левітський удосконалив розроблені С.Г. Навашиним техніку фіксації та забарвлення хромосом, спільно з Л.М. Делоне провів порівняльне вивчення каріотипів споріднених видів рослин, визначив їхню роль в еволюції. Поглиблення і уточнення Г.А. Левітським введеного вперше Л.М. Делоне поняття “каріотип” (характерного для виду числа і морфологічних особливостей хромосом) і обговорення різних змін каріотипу у процесах видоутворення і еволюції відображено у його чудовій монографії “Матеріальні основи спадковості”, виданій у 1924 р. у Києві. Він ознайомив із вітчизняними дослідженнями хромосом широку міжнародну наукову громадськість. Завдяки йому українська школа у дослідженнях морфології хромосом стала всесвітньо відомою, отримавши назву “класичної”.

У 1922 р. на базі трьох лабораторій агрономічного факультету Київського політехнічного інституту було створено науковий Інститут селекції (з 1945 р.– НДІ цукрових буряків). У лабораторії систематики і цитології, яку організував і очолював до 1925 р. Г.А. Левітський, а у 1925–1928 рр. Л.М. Делоне, досліджували генетичні та цитологічні основи продуктивності цукрових буряків (з 1925 р. Г.А. Левітський працював на запрошення М.І. Вавилова у Всесоюзному інституті рослинництва (ВІР, м. Пушкін під Санкт-Петербургом), де він створив лабораторію цитології, якою керував до середини 1941 р.). Важливі результати з генетики буряків було отримано також в лабораторії селекції, яку очолював проф. В.В. Колкунов. До слова, професор Колкунов ще на І з’їзді діячів з селекції та насінництва (10–15 січня 1911 р., м. Харків) порушив питання про створення наукового інституту, який би займався теорією і практикою селекції рослин і тварин.

Результати порівняльної каріології рослин у подальшому успішно використовували в галузі філогенезу та вивчення видоутворення у багатьох сімействах квіткових рослин (Л.М. Делоне, П.Ф. Оксіюк, Є.Л. Кордюм та ін.) і у мохів (А.С. Лазаренко). Запропоновані Г.А. Левітським методики фіксації та вимірювання розмірів хромосом були використані в усьому комплексі робіт, присвячених вивченню морфології хромосом і застосуванню порівняльно-каріологічного підходу у систематиці і філогенетиці рослин, по суті було започатковано новий напрям – каріосистематику. Дослідження Г.А. Левітським і його учнями каріотипів міжвидових гібридів, зокрема пшенично-житніх, мало велике не лише теоретичне, а й практичне значення.

Цитологічні дослідження, присвячені мейозу, започаткував Я.С. Модилевський, обраний у 1939 р. членом-кореспондентом НАН України, який вивчав мікро- та макроспорогенез у багатьох видів рослин, у тому числі у гібридів, амфідиплоїдів і гаплоїдів тютюну. Він відкрив важливе явище відсутності мейотичної кон’югації хромосом у гаплоїдів. Під його керівництвом протягом багатьох років в Інституті ботаніки проводились широкі дослідження ембріологічних процесів у різних видів рослин, що мало важливе значення для вирішення низки генетичних питань і еволюційних аспектів (П.Ф. Оксіюк, Є.Л. Кордюм, О.І. Рибченко, В.П. Баннікова, М.І. Худяк та ін.). Успішно проведено дослідження каріосистематики і поліплоїдії у мохів (член-кореспондент НАН України з 1951 р. А.С. Лазаренко), зонтичних (член-кореспондент НАН України з 2000 р. Є.Л. Кордюм) та ендеміків Карпат (Х.Т. Пащук, С.П. Литвиненко). Результатом дослідження каріотипів природних популяцій мохів стало видання у 1971 р. першого на теренах СРСР “Атласа хромосом лиственных мхов СССР” (А.С. Лазаренко, Е.И. Высоцкая, Е.Н. Лесняк).

Велику роботу з віддаленої гібридизації та акліматизації плодових і лікарських рослин проводив у 1915-1936 рр. акад. Микола Феофанович Кащенко(1855–1935) – біолог, ембріолог, видатний фахівець у галузі зоології, акліматизації і селекції рослин, організатор і директор (1919–1926) Зоологічного музею – предтечі Інституту зоології НАН України, засновник (1913) і директор (1915–1933) Акліматизаційного саду в м. Києві. Акліматизаційний сад був створений на території Київського політехнічного інституту, де М.Ф. Кащенко у той час обіймав посаду професора агрономічного факультету. У 1922 р. Акліматизаційний сад було перенесено на Лук’янівку, де у 1930 р. Він складався з п’яти ділянок і займав площу 12 га. У 1975 р. сад було ліквідовано, а на його території побудовано Вищу партійну школу при ЦК Компартії України (нині Інститут міжнародних відносин Київського національного університету імені Т.Г. Шевченка). Колекцію саду (близько 6 тисяч рослин) було перенесено на територію Національного ботанічного саду імені М.М.Гришка, а старі меморіальні дерева знищено.

Академік М.Ф. Кащенко, лікар за освітою, започаткував в Україні селекцію лікарських рослин і досяг у цій справі значних успіхів, застосовуючи, зокрема, метод віддаленої гібридизації. Він уперше в Україні одержав амфідиплоїд від схрещування різних видів наперстянки з гарними лікувальними властивостями, створив високопродуктивний сорт валеріани, нові форми багаторічного американського та гімалайського подофілу, опійного маку, анісу, чебрецю, аконіту, шавлії, ромашки, меліси, рути та багатьох інших. Особливо велика і важлива робота була проведена ним із акліматизації південних плодових рослин – перш за все персика, абрикоса, винограду, айви, хурми тощо, а також понад 250 видів і форм декоративних культур. Здобутки колективу саду високо оцінив М.І. Вавилов (на той час президент ВАСГНІЛ), який відвідав Акліматизаційний сад у 1932 р. Зібраний тут у 20–30-ті рр. ХХ ст. генофонд теплолюбних плодових, лікарських, декоративних, ефіро-олійних, прядильних та інших технічних рослин став значним внеском у фонди створеного пізніше Національного ботанічного саду НАН України. До речі, тут лише із зібраного М.Ф. Кащенком генофонду південних плодових рослин до кінця 80-х років ХХ ст. було виведено і відібрано понад 70 перспективних форм персика, які стали вихідним матеріалом для створення 16 сортів, зокрема таких широко розповсюджених, як Дружба, Рум’яний, Дніпровський, Пам’ять Шевченка та ін. (автори –І.М.Шайтан, Р. Ф. Клеєва та Л.М. Чуприна).

Наукові дослідження з інтродукції та селекції південних та нових плодових культур, започатковані академіком Кащенком, успішно продовжуються у відділі акліматизації плодових рослин Національного ботанічного саду імені М.М. Гришка НАН України, цьому відділу присвоєне ім’я М.Ф. Кащенка.

Величезне значення для генетики, селекції і рослинництва мали роботи академіка НАН України В.Я. Юр’єва – одного із фундаторів селекційної науки в Україні. Досягнення Харківської селекційної станції, заснованої у 1909 р., Інституту генетики і селекції АН УРСР (1946–1956 рр.) і створеного на їхній базі у 1956 р. Українського науково-дослідного інституту рослинництва, селекції і генетики (нині – Інститут рослинництва імені В.Я.Юр’єва) нерозривно пов’язані з творчою і організаційною діяльністю В.Я. Юр’єва. Велику увагу він приділяв збору колекцій вихідних матеріалів, добору батьківських форм для схрещування, розробці методів випробовування ліній, гібридів і сортів на різних етапах селекційного процесу. Він показав переваги методу добору чистих ліній із місцевих популяцій пшениць порівняно з малоефективними методами масового добору. Цим методом під керівництвом В.Я.Юр’єва було виведено низку цінних високоврожайних сортів озимої та ярої пшениці, жита, ячменю, проса, кукурудзи. З метою вивчення закономірностей успадкування найважливіших господарсько-цінних ознак у пшениці В.Я. Юр’єв проводив міжсортові і міжвидові схрещування диалельного типу. Використовуючи індуковані рентгенівським опроміненням і спонтанні мутації він отримав цінні високоврожайні сорти і морозостійкі форми озимих пшениць із високоякісним зерном. Широко застосовуючи штучне проморожування, В.Я. Юр’єв розробив методи оцінки і добору зимостійких форм і сортів. Багато також ним зроблено у галузі створення сортів, імунних і стійких до ураження іржею, сажкою, гессенською мухою. На визнання наукових заслуг академіка В.Я. Юр’єва його іменем було названо премію НАН України, яку з 1965 р. щодва роки присуджують за найвищі досягнення в галузі генетики і селекції.

Віддалену гібридизацію для створення нових форм рослин широко застосовували й інші вчені. В.М. Лебедєв створив міжродові пшенично-житні гібриди ортоплоїдного типу з константно-проміжним числом хромосом (2n=28), із яких 14 походили від пшениці, а інші 14 – від жита. Вперше у світі він встановив різну схильність до аутосинтезу (мейотичної кон’югації хромосом у поліплоїдів) гібридів F1 та обґрунтував положення, за яким у м’якої пшениці, як природного амфіплоїдного гексаплоїда, два її геноми є близькими, а третій – філогенетично віддаленіший. Гібриди між пшеницею і житом були новою зерновою культурою – тритікале. У результаті міжродових схрещувань озимої твердої пшениці з житом і переведення гібридів на поліплоїдний рівень А.Ф. Шулиндін створив перший вітчизняний сорт озимого тритікале – гексаплоїдний пшенично-житній амфідиплоїд АД-1, розробив схему синтезу тривидових форм тритікале, що включали два види пшениці (м’яку і тверду) і жито. Так було створено тритікале зернового напрямку АД-206. Дослідження спонтанних гібридів між егілопсом і пшеницею провів С.Х. Дука.

Дослідження з генетики і цитогенетики, гібридизації і селекції проводив А.М. Фаворов. Його ранні роботи присвячені методиці міжвидової гібридизації сорго із суданською травою, питанням спадковості у гібридів, цитогенетичним дослідженням і вивченню каріотипів цих рослин. Значних успіхів він досягнув у галузі селекції картоплі – створив низку цінних сортів для гірських умов Карпат і Прикарпаття.

Г.С. Кияк вивів озиму пшеницю Галицька, ярову пшеницю Дублянка 4, жито Львівське, озимий ріпак Дублянський, кормові боби Коричневі.

Над проблемою регуляції статі у рослин, до речі, досі ще дуже слабко вивченою, активно працював у 1930-ті роки академік М.М. Гришко – автор першого україномовного підручника з генетики, поданого до друку у 1931 р.

(М.М. Гришко-Лесенко “Курс загальної генетики”, Харків - Київ, Держсільгоспвидав, 1933) та підручника “Курс генетики” (М.М. Гришко, Л.М. Делоне, М. Сельхозгис, 1938). У 1929 р. він уперше встановив успадкування однодомності у коноплі. М.М. Гришко виявив різні типи однодомності з первинними ознаками статі і розробив методику отримання сортів з одночасним дозріванням обох статей. У 1937 р. було створено перший сорт одночасно дозріваючих конопель ОСО-72, який перевищував за виходом волокна кращі сорти на 35–50 % і був придатним для механізованого збирання. (До слова, у 1944–1958 рр. у Національному ботанічному саду, який нині носить ім’я М.М. Гришка, під його керівництвом створено також низку нових сортів декоративних рослин).

Вивчення генетичних особливостей ознаки статі у шпинату, конопель і рицини було проведено Ю.П. Мірютою. Він у 1936 р. установив, що стать контролюється полігенами, зі статтю зчеплені такі ознаки, як потужність розвитку, морфологія статевих органів, їхня анатомічна будова. Встановлено можливість отримання лише жіночих рослин шляхом схрещування гомозиготних жіночих рослин із гомозиготними однодомними, які мали невелику кількість чоловічих квіток. Отримані жіночі рослини виявились гетерозиготними і за зміни зовнішніх умов (короткий день) перетворювались в однодомні. Він також встановив, що чоловіча стать домінує над жіночою, а жіноча – над однодомністю. На відміну від конопель, у шпинату Ю.П. Мірюта спостерігав стійкість ознаки статі до впливу зовнішніх умов. Він розробив схему отримання константних форм шпинату у співвідношенні 1:1. Пізніше, розширивши дослідження з генетики систем розмноження рослин, відкрив феномен “вибірковості” кон’югації хромосом у рослин природних поліплоїдів, який отримав назву “ефект Мірюти”.

Вчені України активно розробляли еволюційно-генетичні проблеми. Уже в 1929 р. І.М. Поляков опублікував у Харкові книгу “Современная эволюционная теория”, присвячену аналізу еволюційного вчення у світлі нових біологічних знань. Він показав тісний зв’язок дарвінізму і генетики, роль положень теорії Ч. Дарвіна у вивченні явищ спадковості і мінливості, а також значення генетики для обґрунтування і розвитку дарвінізму. Роль мутацій в генетиці й еволюції детально розглянуто в книзі В.Л. Рижкова “Роль мутацій у теперішній генетиці”, ДВУ, 1930.

Слід виокремити дослідження А.О. Сапєгіна, обраного академіком НАН України у 1929 р. Він уперше застосував селекцію на науковій основі і розглядав її як прикладну генетику, для поліпшення сортів пшениці застосував міжвидову і міжродову гібридизацію. На його пропозицію ще у 1912 р. було створено відділ селекції в Одеському дослідному полі, який він і очолив. Цього ж року в Одеському університеті він першим у колишній Російській імперії почав читати курс генетики, видав посібник з генетики і цитогенетики. У 1918 р. на базі відділу селекції Одеського дослідного поля було створено Одеську селекційну станцію, директором якої було призначено А.О. Сапєгіна, а у жовтні 1928 р. на базі станції створено Український генетико-селекційний інститут, який також очолив Андрій Опанасович. Інститут швидко став координаційним центром генетико-селекційних досліджень, які проводились в Україні. Селекційна робота тут проводилась основним чином із зерновими злаками, а також із соняшником, кенафом, суданкою, картоплею. Саме тут були виведені і широко впроваджені перші українські сорти пшениць. А вже через рік після створення інституту, узимку 1929 р. тут відбувся Український генетико-селекційний з’їзд, який виробив основні завдання генетико-селекційних досліджень в Україні.

Під час роботи у Селекційно-генетичному інституті А.О. Сапєгін особисто провів важливі генетичні і цитогенетичні дослідження у галузі міжвидової і міжродової гібридизації рослин. Зокрема, при схрещуванні твердої і м’якої шениць він отримав 35-хромосомні гібриди, а у деяких випадках досить плодючі рослини із 36 хромосомами. Аналіз цих та інших міжвидових та міжсортових гібридів, у тому числі пшенично-пирійних гібридів, дозволив ученому зробити низку основоположних висновків, які увійшли до сучасної генетики віддалених гібридів. А.О. Сапєгін установив, що частота хромосомних аномалій, які зустрічаються при мікроспорогенезі у віддалених гібридів, визначається ступенем невідповідності генотипів їхніх батьківських форм. Як правило, вона є тим вищою, чим віддаленіші батьки у систематичному відношенні, а при внутрішньовидовій гібридизації зростає у міру географічної віддаленості батьківських форм. Успіх віддаленої гібридизації залежить від того, наскільки відрізняються хромосомні набори видів або родів, що схрещуються, і наскільки великими є відмінності генів або груп генів, що містяться у їхніх геномах. У ці роки А.О. Сапєгін видав монографії “Общая методика селекции сельскохозяйственных растений” (1925 р.) та “Вариационная статистика”, яку з 1922 по 1937 р. перевидавали шість разів.

У 1933 р. А.О. Сапєгін на запрошення М.І. Вавилова переїхав до Ленінграда, де працював заступником директора Інституту генетики АН СРСР. Очолювана ним лабораторія генетики була переведена з Одеси до Інституту ботаніки НАН України в м. Київ. В Україну Сапєгін повернувся у 1940 р. після обрання його віце-президентом НАН України (1939 р.). У 1944 р., після повернення з евакуації до Києва, він відновлює роботу відділу генетики і селекції рослин, працюючи, на жаль, недовго на посаді завідувача цього відділу і директора Інституту ботаніки. Помер А.О. Сапєгін від інфаркту 8 квітня 1946 р.

Серед найвидатніших наукових досягнень академіка А.О. Сапєгіна у першу чергу слід зазначити, що він, застосовуючи цитогенетичні методи, удосконалив техніку селекції та застосував цитогенетичний аналіз віддалених гібридів. У 1928–1935 рр. уперше в світі застосував у селекції методи експериментального мутагенезу, індукуючи рентгенівськими променями спадкові зміни у рослин. Новаторські досліди А.О. Сапєгіна з пшеницею, так само як аналогічні досліди, проведені у той же час харківським генетиком Л.М. Делоне з пшеницею і ячменем, дозволили одержати велику кількість генних і хромосомних мутацій, виявити серед них спельтоїдні та стерильні форми. Користуючись удосконаленими ними методами класичної селекції і точними математичними методами вивчення мінливості, А.О. Сапєгін створив низку чудових сортів озимої та ярої пшениці і ячменю. Створені ним унікальні сорти – Кооператорка, Земка, Степнячка – упродовж багатьох десятиріч культивували не лише в Україні, а й за її межами. Варто також підкреслити, що проведені академіком Сапєгіним досліди з вивчення природного добору в популяціях культурних рослин сприяли розумінню генетичних механізмів зміни сортів. До арсеналу світової селекції назавжди увійшли розроблені ним методи чистолінійних доборів, провокаційні методи (до посухи, морозу тощо), математична обробка результатів, методика дослідної справи.

Великі заслуги у розвитку еволюційної генетики належать І.І. Шмальгаузену, який у 1930–1941 рр. очолював Інститут зоології, та його співробітникам І.Й. Аголу, С.М. Гершензону, П.О. Сітьку. Важливі теоретичні узагальнення у галузі еволюційної генетики було зроблено Є.І. Лукіним у його монографії “Дарвинизм и географические закономерности в изменении организмов” (1940 р.). У ній містились ідеї стабілізуючого добору, які отримали подальший розвиток і узагальнення у працях І.І. Шмальгаузена.

Важливі дані про філогенію деяких видів рослин було отримано при використанні міжвидової гібридизації, що супроводжувалась цитогенетичним вивченням батьків і гібридів. Особливо слід виокремити результати, які отримав у 1931–1935 рр. В.П. Зосимович. На основі досліджень, проведених під час експедицій і вивчення природного розповсюдження диких видів буряків у республіках Закавказзя, він розробив учення про еволюцію диких видів буряків та походження культурних цукрових буряків. Вчений висунув і підтвердив експериментально шляхом ресинтезу визнану світовою наукою нову теорію походження цукрових буряків від схрещування географічно віддалених форм: листкових західноєвропейських (мангольдів) з коренеплідними малоазійського походження. Методом зворотних схрещувань культурних форм цукрових буряків з диким видом Beta marіtіma і добором на високу продуктивність, стійкість до захворювання церкоспорозом було встановлено закономірності успадкування ознак у гібридів цукрового буряка. В результаті вивчення генетики популяцій, динаміки чисельності окремих груп біотипів у популяціях В.П.Зосимович установив підвищення інтенсивності розмноження у поколіннях скоростиглих біотипів за рахунок середньо- і пізньостиглих форм. Це підтвердило висунуту теорію історичного розвитку життєвих форм від деревних до трав’янистих рослин як еволюційно прогресуючої скоростиглості. В.П. Зосимовичем на основі циклічних схрещувань між видами секції Corollіnae було експериментально встановлено геномну структуру кожного виду буряків. Крім того, експериментально було відтворено гексаплоїдний дикий вид буряка Beta trіgyna (6n=54) на основі схрещування двох інших видів – диплоїдного Beta lomatogona (2n=18) і тетраплоїдного Beta corollіflora (4n=36), що дозволило вважати гексаплоїдний вид амфідиплоїдом, який виник унаслідок природної міжвидової гібридизації диплоїдного виду з тетраплоїдним (В.П. Зосимович, Н.Е. Зайковська).

Наявність однонасінних форм серед вивчених диких видів буряків та закон М.І. Вавилова про гомологічні ряди у спадковій мінливості надали В.П. Зосимовичу та О.К. Коломієць підставу для пошуку в 1932–1934 рр. роздільноплідних спонтанних мутацій з ознакою однонасінності плодів у звичайних цукрових буряків. Після обслідування 20 млн. насінників було виявлено окремі рослини цукрових буряків з ознаками роздільноплідності. Створені потім генетиками і селекціонерами сорти і гібриди буряків з однонасінними плодами дали можливість позбавитись трудомісткого ручного процесу проривки. За цю роботу групу вчених – керівників та виконавців (І.Ф. Бузанов, О.К. Коломієць, В.П. Зосимович, О.В. Попов, Г.С. Мокан, М.Г. Бордонос) було удостоєно у 1960 р. Ленінської премії.

В Україні у 1927–1928 рр. уперше застосовано рентгенівське випромінювання для експериментального отримання мутацій у сільськогосподарських рослин, деякі з них були цінними для селекції. Перші результати досліджень з індукції рентгеномутацій у пшениці опубліковані Л.М. Делоне у 1928 р. та А.О. Сапєгіним – у 1930 р. Л.М. Делоне встановив подібність форм природного і експериментального мутаційного процесу, відкривши явище паралелізму в мінливості природних та експериментальних мутацій (1934 р.), детально вивчив хромосомні аберації у рослин. Спадкові зміни у ячменю під дією гамма-променів спостерігав Н.А. Письменко. Він виявив хлорофільні і карликові мутації, а також мутації форми колоса і довжини стебла. Експериментальний мутагенез у деревних порід вивчав С.С. П’ятницький.

Українські вчені проводили широкі дослідження мутагенної дії різних хімічних речовин. У 1940 р. А.І. Супруненкоопублікував результати робіт з отримання мутацій у озимого жита після дії хлороформом, ефіром, спиртом, формаліном, аміаком, бензином, скипидаром.

Розробка теоретичних питань генетики, власне генетичні дослідження в Україні розпочалися у 20-х рр. ХХ ст. У 1929 р. у Києві при Академії наук створено комісію з експериментальної біології і генетики із метою координації генетичних і селекційних досліджень. Очолив її обраний у 1922 р. академіком НАН України І.І. Шмальгаузен; одним із членів комісії був М.І. Вавилов, якого пізніше, у 1929 р., теж обрано академіком НАН України. Саме дослідження М.І. Вавилова, який створив учення про центри походження культурних рослин і теорію гомологічних рядів спадкової мінливості та розробив програму збереження генофондів, усе значення якої стало очевидним лише останнім часом, виявили істотний вплив на розвиток генетичних і селекційно-генетичних робіт в Україні, про які йшла мова вище.

І.І. Шмальгаузен на цей час очолює не лише дослідження з еволюційної морфології тварин, а й генетичні дослідження і формує свою школу генетиків-еволюціоністів (Т.Г. Добржанський, М.І. Драгомиров, В.І. Балінський, М.М. Синицький та ін.), які зробили гідний внесок у розвиток генетики в Україні та за її межами. І.І.Шмальгаузен створив кафедру динаміки розвитку Київського університету, а також науково-дослідну лабораторію зоології для підготовки аспірантів. У 1929 р. до неї були прийняті перші аспіранти-генетики. У 1930 р. у системі Академії наук організовано Зоолого-біологічний інститут, до складу якого ввійшла ця лабораторія з усіма співробітниками. У відділі експериментальної зоології цього інституту було організовано групу генетиків – наукових співробітників і аспірантів (І.І .Назаренко, Г.І. Шпет, П.О. Сітько, І.М. Крайовий) під керівництвом Шмальгаузена. Тут було розпочато вивчення змін та виникнення мутацій у дрозофіли під дією рентгенівського опромінення. За результатами досліджень у 1932 р. П.О. Сітько захистив першу в Україні кандидатську дисертацію з генетики “Залежність мутабельності від генотипу”.

У 1934 р. в Інституті зоології на основі групи генетики організовано відділ генетики, який очолив академік І.Й. Агол. У відділі було розширено дослідження з експериментальної індукції рентгенівськими променями мутацій у дрозофіли (М.І. Сиротина, П.О. Сітько, П.А. Храновський), розпочато вивчення впливу цих променів на курей (М.Д. Тарнавський), у відділі працював також І.І. Клодницький та інші відомі у подальшому генетики. Щорічно виходили друком збірники наукових праць співробітників цього відділу, зокрема у 1935–1941 рр., було опубліковано 5 томів “Збірника праць з генетики”. Дослідниками, зокрема, було виявлено, що частота індукованих генних і хромосомних мутацій у дрозофіли підвищується за наявності хромосомних перебудов (інверсій, транслокацій), а кількість таких перебудов зростає внаслідок опромінення сильніше, ніж можливо було очікувати за лінійної залежності її від дози радіації.

Після арешту І.Й. Агола у 1937 р. відділ генетики Інституту зоології (а також кафедру дарвінізму і генетики Київського університету) очолив С.М. Гершензон, представник московської школи генетиків, учень М.К. Кольцова і С.С. Четверикова. В Інституті зоології під керівництвом С.М. Гершензона вивчали генетичні процеси у природних популяціях тварин, дію природного добору в природних умовах на мутантні форми різних видів дрозофіли, а також деяких інших тварин. Праці з визначення ролі мутантів у еволюційному процесі були одними з перших у світовій літературі. Зокрема, аналіз генофонду природних популяцій кількох видів дрозофіли виявив їхню дуже високу насиченість рецесивними мутаціями – летальними та такими, що знижують життєздатність і плодючість, внаслідок чого гомозиготизація, як правило, різко зменшує шанси особини вижити й залишити потомство. Популяції є гетерозиготними за великою кількістю генів, що визначають кіль кіс ні ознаки, і за генами, які впливають на мутабільність, що може мати значення для адаптації популяцій до зміни умов середовища (С.М. Гершензон, П.О. Сітько, М.К. Скарбань та ін.).

У цьому відділі у 1938–1939 рр.вперше у світі виявлено мутагенну дію ДНК (М.Д. Тарнавський, П.О. Сітько, С.М. Гершензон). У перших же дослідах було виявлено, що екзогенна ДНК, уведена в організм дрозофіли, викликає численні мутації і що при цьому індукуються переважно мутації певних генів. Ці досліди, що вперше експериментально показали участь ДНК в генетичних процесах, у широкому масштабі були повторені колективом відділу у 1948 р., а потім дослідження мутагенної дії ДНК отримало подальший розвиток в Інституті молекулярної біології і генетики.

Уже після сумнозвісної сесії ВАСГНІЛ 1948 р., коли існувала офіційна заборона генетики, в Інституті зоології імені І.І. Шмальгаузена С.М. Гершензон переключився на вірусологію. У дослідах із виділення ДНК з вірусу ядерного поліедрозу китайської дубової прядки він вперше в світі виявив у 1953 р. самозбирання (відтворення) патогенного вірусу із нуклеїнової кислоти і білка. Уперше ним показана можливість трансдукції вірусами спадкових властивостей у багатоклітинного організму – прядки шовкової; раніше це явище було відоме лише у мікроорганізмів.

Протягом нетривалого часу роботи в Інституті мікробіології і вірусології на початку 60-х років С.М. Гершензон спільно з І.П. Кок у серії експериментів із вірусами комах вперше у світі похитнули центральну догму молекулярної генетики про передачу генетичної інформації від ДНК до РНК. Цими дослідниками було отримано дані про можливість зворотної транскрипції, але, на жаль, через відсутність потрібних реактивів цю роботу не було завершено і Нобелівську премію за відкриття ефекту зворотної транскрипції отримали Г. Тьомін та Д. Балтімор.

Уже наприкінці 30-х рр. ХХ ст. в СРСР почалися важкі для генетики часи. Все вагоміше місце у керівництві біологічною наукою став посідати Т.Д. Лисенко, обраний у 1934 р. академіком НАН України, а у 1939 р. – академіком АН СРСР.

У списку наукових досягнень Лисенка вказують: теорію стадійного розвитку рослин, на базі якої розроблено агротехнічні прийоми для підвищення врожайності, в тому числі і методи «яровизації»; техніку «чеканки» бавовника; створення нових сортів сільськогосподарських культур (яра пшениця «лютесценс 1173», «одеська 13», ячмінь «одеський 14», бавовник «одеський 1» та ін.); сівбу озимої пшениці по необробленій стерні ярих культур; яровизацію картоплі для отримання раннього врожаю; техніку літніх посадок картоплі у південних районах країни для запобігання виродженню клубнів як посадкового матеріалу. У роки війни Лисенко запропонував використовувати для посадки тільки верхівку картоплі, зберігаючи решту для харчування.

Т. Д. Лисенко стверджував, що властивості рослин, набуті ними у процесі «яровизації» чи інших методів «виховання», можуть успадковуватись наступними поколіннями, таким чином дозволяючи селекціонерам значно прискорити виведення нових цінних сортів. Прихильники класичної генетики (яких Лисенко називав «вейсманістами», «менделістами» та «морганістами») заперечували таку можливість, але Лисенко віддавав перевагу ідеям Ламарка: «…у суперечці, що спалахнула на початку XX сторіччя між вейсманістами та ламаркістами, останні були ближчими до істини, бо вони обстоювали інтереси науки, натомість вейсманісти впадали у містику і розривали з наукою… Ми, представники радянського мічурінського напрямку, стверджуємо, що успадкування властивостей, набутих рослинами та тваринами у процесі їх розвитку, є можливим та необхідним.».

У дискусіях, організованих у 1936–1939 рр. журналом “Под знаменем марксизма” і Президією ВАСГНІЛ (президентом якої у 1938–56 і у 1961–62 рр. був Т.Д. Лисенко), розпочато широку антигенетичну кампанію. Генетиків звинувачували як ворогів радянського ладу. Сам Т.Д. Лисенко, працюючи в галузі агробіології, користувався псевдонауковими методами, організував політичне переслідування наукових опонентів. “Лисенківщина” призвела до значних втрат у вітчизняній біології, перш за все у генетиці.

Особливо злісному цькуванню піддано М.К. Кольцова та М.І. Вавилова. Були заарештовані і загинули у таборах або розстріляні такі біологи, як Г.А. Левітський, Г.Д. Карпеченко, Г.К. Мейстер, М.К. Беляєв, С.Г. Левіт, І.Й. Агол та багато-багато інших. У 1940 р. заарештовано і М.І. Вавилова, який помер у Саратовській в’язниці від голоду і виснаження на початку 1943 р.

Розпочата політизація біологічної, і не лише біологічної, а й усієї науки у цілому, дискредитація генетики почали давати гіркі плоди дуже швидко. Наприклад, у виданому в 1938 р. у Москві підручнику М.М. Гришка і Л.М. Делоне “Курс генетики”, основою якого значною мірою слугував український підручник М.М. Гришка “Курс загальної генетики” від 1933 р., зник виклад основних робіт і законів, відкритих М.І. Вавиловим, значно “обережніше” викладено основні положення менделізму й інші основоположні закони генетики, проте наводяться доречно і недоречно приклади робіт І.В. Мічуріна, цитати з праць Ч. Дарвіна, К. Тімірязєва, нерідко вирвані з контексту, і, особливо, Т. Лисенка як вірного дарвініста, мічурінця і прогресивного вченого.

Остаточного розгрому генетика зазнала на недоброї пам’яті сесії ВАСГНІЛ у серпні 1948 р. У доповіді Лисенка “О положении в биологической науке”, яку схвалив Сталін, генетику було представлено як науку ідеалістичну, далеку від потреб та інтересів держави і народу, шкідливу для суспільства. Спроби видатних учених (І.І. Шмальгаузена, Й.А. Рапопорта, Б.М. Завадського, С.І. Аліханяна, А.Р. Жебрака, І.М. Полякова, В.С. Немчинова) виступити на захист генетики успіху не мали, їх просто не хотіли слухати. Після цієї сесії було проведено радикальну реорганізацію відділень біологічних наук, ліквідовано генетичні лабораторії і відділи, закрито кафедри генетики у вищих навчальних закладах, звільнено з роботи багатьох генетиків, які ще лишилися живими, замінено програми з біології у навчальних закладах вищої та середньої школи.

30 серпня - 2 вересня 1948 р. у Києві було проведено республіканську нараду “Про підсумки роботи сесії Всесоюзної академії сільськогосподарських наук імені В.І. Леніна і про завдання дальшого розвитку мічурінської агробіології на Україні”, на якій обговорювали результати серпневої сесії ВАСГНІЛ. Збори відбулися за московським сценарієм. Тут розгромом генетиків керував один із соратників Лисенка академік ВАСГНІЛ М.О. Ольшанський. У його доповіді різкій критиці були піддані академік НАН України М.М. Гришко, який на той час очолював Сільськогосподарський відділ Академії наук України, співробітники Інституту генетики та селекції Академії наук України (м. Харків), академік НАН України М.М. Кулешов, член-кореспондент НАН України І.М. Поляков, Л.М. Делоне, Ю.П. Мірюта та інші. Особливому остракізму було піддано послідовників І.І. Шмальгаузена і роботи генетиків, які працювали в Інституті зоології,– С.М. Гершензона, П.О. Сітька та ін.; а також напрями досліджень Інституту ботаніки, зокрема “Цитоембріологічні основи розвитку та еволюції рослин” і “Природа ростових речовин та їх роль у розвитку рослин”.

Після наради були закриті або реорганізовані кафедри генетики, відділи генетики в системі Академії наук та ВАСГНІЛ і в Україні. В установах сільськогосподарського профілю дослідження в наказовому порядку були зосереджені навколо ідей “перероблення спадковості” і створення нових сортів рослин і порід тварин шляхом “спрямованого виховання”, переробки озимих сортів у ярі, і навпаки, використання методу “вегетативної гібридизації”, про “асиміляцію зовнішніх умов”, про стрибкоподібне породження одних видів іншими тощо. Заклади НАН України, що входили до складу Відділення сільськогосподарських наук і які здійснювали величезний обсяг теоретичних і практичних досліджень, у 1956 р. були переведені у систему Української Академії сільськогосподарських наук (нині Українська академія аграрних наук). У біологічній науці, перш за все у генетиці, настали часи реакційного догматизму, які відкинули її на узбіччя світового прогресу. Період стагнації тривав до 1964 р., коли на жовтневому Пленумі ЦК КПРС генетику було “реабілітовано”.

Варто зазначити, що завдяки істинним лицарям науки, для яких основними були не матеріальні блага і урядові нагороди, а честь, порядність і наукова слава, з другої половини 50-х рр. минулого століття почали відроджуватись, практично підпільно, дослідження з генетики. Частково легалізувались ці дослідження створенням у 1958 р. у Новосибірську (Росія) Інституту цитології і генетики АН СРСР, який очолив лідер радянських генетиків тих часів М.П. Дубінін. Там знайшли роботу і генетики з України: П.К. Шкварніков (працював заступником директора цього інституту з наукової роботи), колишній завідувач кафедри генетики Одеського університету Ю.П. Мірюта, інші науковці (В.К. Шумний, С.І. Стрельчук, С.П. Коваленко та ін.). Ці співробітники зіграли пізніше, у середині 60-х рр. ХХ ст., значну роль і у відродженні сучасної генетики в Україні.