ПОГРАНИЧНЫЕ МЕЖДУ ЭМБРИОЛОГИЕЙ И ГЕНЕТИКОЙ ВОПРОСЫ

Генетика и эмбриология должны быть родными сестрами. В своем прогрессе и в своих заблуждениях они влияли друг на друга. Связь между- этими науками в первой четверти века персонифицировалась в лице Т. Моргана — экспериментального зоолога и эмбриолога и одного из основателей современной генетики.
В 20—30-е годы генетика удовлетворялась такими представлениями, согласно которым от генов, как от определенных материальных точек хромосом, проводились прямые линии к признакам организма, минуя процессы его развития. Все основные генетические гипотезы того времени были созданы фактически вне связи с эмбриологией. У генетиков того времени не было потребности в изучении эмбрионального развития даже основного объекта исследований — плодовой мухи дрозофилы. Оперируя понятиями «ген» и «признак взрослого организма», генетика в сущности игнорировала онтогенез и все эмбриологические данные. Устанавливались математически точные корреляции между тем, что обнаруживалось в хромосомном аппарате половых клеток и у взрослых организмов. О соотношении половых и соматических клеток господствовали представления, столь ярко выраженные у одного из наиболее физиологично мыслящих генетиков того времени Р. Гольдшмидта. Он сравнивал (1923) положение половых клеток в организме с положением паразита, с положением царицы в государстве термитов: сама она не принимает активного участия в жизни государства, ее содержат рабочие для того, чтобы она могла дать новые поколения и выполнить этим свое единственное назначение. Эти уцрощенные неправильные идеи не могли способствовать связи генетики с эмбриологией, и эти две науки во многих проблемах оказывались не «родными сестрами», а «троюродными тетками»: генетика сама по себе и эмбриология сама по себе. Однако вместе с бурным прогрессом генетика все более сближалась с эмбриологией, физиологией и биохимией. Этому способствовали следующие открытия и обобщения генетики и эмбриологии.
«Любой признак организма определяется многими генами, в конечном счете всем генотипом. С другой стороны, каждый ген обладает множественным, т. е. плейотропным, эффектом»[9].
«... Развитие признака как детали многоклеточного организма определяется всей системой генотипа в процессе многоступенчатых и взаимосвязанных актов»[10]. «Гены отнюдь не являются зачатками признаков, которые растут и распределяются при развитии особи ... Признаки организмов не передаются через материальную наследственную систему в готовом виде. Они в каждом новом поколении развиваются заново. По наследству передаются только клеточные структуры, которые представляют собой морфофизиологическую систему наследственных элементов»[11].
Было бы проще для эмбриолога и генетика думать, что все признаки взрослого организма имеют непосредственное материальное представительство в ядре исходной оплодотворенной яйцевой клетки, что является абсурдом с химической и физической точек зрения. Наследственность, выраженная в «проморфологии» яиц (см. гл. IV и XI), обусловливает совершенно специфический для данного вида организма путь развития, и нет оснований проецировать со взрослого состояния организма все его признаки на зиготу, отыскивая соответствующие атомы, молекулы или участки нуклеиновых кислот и белков, «ответственные» за каждый признак, так же как не требуется эволюционисту пытаться находить «материальных представителей» всех признаков человека в «первобытной амебе» — родоначальнице животного мира.

Исключительную роль в развитии генетики сыграл прогресс биохимии, ее раздела, именуемого молекулярной биологией, открытие роли нуклеиновых кислот в синтезе белков и в явлениях наследственности. Эти открытия переводят генетику все более на рельсы эмбриологии, физиологии и биохимии. Наследственность все более вырисовывается как «процессы воспроизведения определенных форм обмена веществ между ядром и цитоплазмой клетки и внешней средой в ряде поколений»[12].
Генетику сблизил с эмбриологией также отказ от первоначальных вейсманистского характера иллюзорных представлений, будто исходные эмбриональные клетки являются недифференцированными, тотипотентными, а в ходе развития происходит потеря тех или иных первоначальных свойств. В гл. II й XI мы убедились в ошибочности этих взглядов.
Развитие любого организма — это не авторепродукция молекул, клеток, тканей, а непрерывные закономерные изменения, возникновение нового и нового в химическом, физическом, структурном и физиологическом отношениях. В ходе развития организма меняются белковые субстанции, реактивность протоплазмы, уровень и характер интеграции зародыша, антигенная характеристика новых поколений клеток и другие свойства организма. Так, представления о том, что свойства миллионов разным образом дифференцированных клеток взрослого организма непосредственно представлены в исходных в развитии организмов половых или соматических клетках — эти представления, сыгравшие прогрессивную роль в генетике начала нашего века, являются теперь слишком упрощенными и не соответствуют данным эмбриологии.
Наконец, важнейшее значение для развития генетики и эмбриологии имел отказ от вейсманистского противопоставления соматических и половых клеток (см. гл. II)'. Оказалось, что в результате митоза из одной клетки возникают две, ядра которых идеально воспроизводят свойства ядра исходной клетки. Имеет место авторепродукция, обусловленная спецификой ДНК в хромосомах. Каждая из сестринских клеток несет всю полноту наследственной информации, характерующей данный организм.
Клетки разных тканей могут радикально отличаться друг от друга по многим особенностям обмена веществ, морфологии и функциям, но если они способны совершать свою онтогению и доходить до очередного митоза, они содержат одно и то же количество ДНК и вся эта ДНК принадлежит к одному типу. Каждая клетка содержит полный геном организма, полный комплект «генетического материала». Исключением являются случаи полиплоидии и политении клеток, которые можно рассматривать как выходящие за норму.
В гл. XI отмечалось уже, что это бесспорное для эмбриологов и генетиков положение выдвинуло ряд еще далеко не разрешенных обеими науками проблем. Требуется расшифровать «парадокс природы»: все более дифференцирующиеся в ходе эмбрионального развития клетки сохраняют, однако, благодаря митозам все свои видовые свойства, несут всю полноту наследственной информации, характеризующей данный организм. Клетка выглядит и как интегральная часть целого, и как потенциальный организм.
Вопросы связи генетики и эмбриологии подробно обсуждаются в руководствах по генетике. Здесь указываются лишь основные принципиальные проблемы связи этих наук.

Еще по теме ПОГРАНИЧНЫЕ МЕЖДУ ЭМБРИОЛОГИЕЙ И ГЕНЕТИКОЙ ВОПРОСЫ:

1. Взаимодействие между самками и родственные отношения между ними
2. Пограничный эффект
3. Токин Б. П.. Общая эмбриология: Учеб, для биол. спец, ун-тов.—4-е изд., перераб. и доп, 1987
4. Методы экспериментальной эмбриологии
5. Теория типов в эмбриологии
6. 8-11* Пример связи эмбриологии и палеонтологии
7. Глава 14. АНАЛИТИЧЕСКАЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЭМБРИОЛОГИЯ
8. ПОГРАНИЧНАЯ БОЛЕЗНЬ (Бордер болезнь) Border Disease (BD); hairy shaker disease (англ.)
9. 6-10. Вк генетики
10. Генетика бактерий