Сможет ли Россия конкурировать? История инноваций в царской, советской и современной России
Шрифт:
Георгий Карпеченко (1889–1941), впервые селекционировал новые виды растений методом полипоидизации. Расстрелян 28 июля 1941 г.
В 1920-е годы группа талантливых советских биологов заложила основы блестящей школы генетики, а сами они могли стать основателями молекулярной биологии – области знаний, которая изменила биологическую науку и биотехнологии во всем мире. После выдающегося старта Россия не сыграла практически никакой роли в этой революции. И хотя сейчас Россия предпринимает огромные усилия, чтобы догнать лидеров, она по-прежнему значительно отстает от них. Причина этого судьбоносного провала носила исключительно политический характер. Но пусть и на очень непродолжительный период, советская Россия все же оказалась на переднем плане исследований в области генетики. Советские биологи помогли разработать теорию современного эволюционного синтеза, что предопределило дальнейшее развитие этой области {117} . В 1927 году биолог Георгий Карпеченко впервые в мире вывел гибриды растений, относящихся к разным родам {118} .
117
Adams M. The Founding of Population Genetics: Contributions of the Chetverikov School, 1924–1934 // Journal of the History of Biology. – 1968. – Vol. 1, no. 1. – P. 23–39; Adams M. Towards a Synthesis: Population Concepts in Russian Evolutionary Thought 1925–1935 // Journal of the History of Biology. – 1970. – Vol. 3, no. 1. – P. 107–129; Adams M. From Gene Fund to Gene Pool: On the Evolution of Evolutionary Language // Studies in the History of Biology. – 1979. – Vol. 3. – P. 241–285; Adams M. Sergei Chetverikov, the Kol’tsov Institute, and the Evolutionary Synthesis // The Evolutionary Synthesis: Perspectives on the Unification of Biology / Ernst Mayr and William Provine (eds.). – Cambridge, MA: Harvard University Press, 1980. – P. 242–278.
118
Карпеченко
Чтобы лучше понять значимость достижений советской биологии и последующего спада, полезно вспомнить историю развития биологической науки. В начале ХХ века многие биологи видели несоответствие, если не сказать «противоречие», между теорией эволюции Дарвина и генетикой Менделя. Сторонники Дарвина придерживались точки зрения, что изменения в организмах происходят постепенно, в течение длительного периода, на основе незначительных вариаций. Приверженцы генетики Менделя изначально подчеркивали необычайную устойчивость гена, а позднее, взяв на вооружение концепцию мутации, настаивали на стабильности гена, в некоторых случаях подверженного значительным изменениям. Кроме того, различие в подходах представителей двух лагерей усугублялось из-за противоположных методов, которые они применяли. Последователи традиционного дарвинизма опирались на описательное естествознание, тогда как новые менделианцы использовали математические методы. Был ли какой-то способ свести вместе два интеллектуальных направления, или дарвиновскому подходу было суждено уступить место подходу Менделя?
К 1920-м годам биологов, занимавшихся изучением этих проблем, можно было условно разделить на три группы: натуралистов, работавших в дарвиновских традициях конца XIX века; генетиков, изучавших локацию генов и мутацию (многие из них были связаны со школой Томаса Моргана в Колумбийском университете), и «биометристов», которые использовали методы высшей математики, разработанные Карлом Пирсоном [31] и другими. Существовала слабая надежда найти общее в различных подходах или даже объединить их. Но возможность реализовать это на практике была далеко не очевидной.
31
Карл Пирсон – английский математик, статистик, биолог и философ; основатель математической статистики, один из основоположников биометрики. Автор свыше 650 опубликованных научных работ. В русских источниках иногда называется Чарльз Пирсон.
Одна из важнейших научных работ, указывающая на способ объединения, была написана русским ученым Сергеем Четвериковым в 1926 году {119} . В начале своей статьи Четвериков отмечал, что теорию Менделя враждебно принимают «выдающиеся эволюционисты» как в России, так и за рубежом. Далее он заявил, что его цель – объединение двух подходов посредством рассмотрения теории эволюции сквозь призму генетической концепции. Четвериков утверждал, что мутационный процесс в природных условиях протекает точно так же, как и в лабораторных, но из-за того, что особи с рецессивной мутацией являются гетерозиготными (скрытыми), фенотипически (внешне) они никак не проявляют себя. В ходе естественного отбора быстро уничтожаются особи с вредными доминантными мутациями, но в случае с вредными рецессивными мутациями этот процесс происходит медленнее. В итоге скрытые рецессивные мутации накапливаются в любой популяции.
119
Четвериков С. С. О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики // Журнал экспериментальной биологии. – 1926. – Т. 2. – С. 3–54.
В той же научной работе Четвериков согласился с американским биологом Томасом Морганом и другими, что селекция не оказывает непосредственного влияния на гены, но подчеркивал, что гены не функционируют изолированно от остального генотипа: «Тот же самый ген будет проявляться иначе в зависимости от комплекса остальных генов, в окружении которых он будет находиться. Для него этот комплекс, этот генотип, будет представлять генотипическую среду, в условиях которой он будет внешне проявляться. И как фенотипически проявление каждой черты зависит от окружающей внешней среды и является реакцией организма на данное внешнее воздействие, так генотипически проявление каждой черты зависит от структуры генотипа в целом и является реакцией на определенное внутреннее воздействие».
В своей работе Четвериков представлял очень сложные концепции популяционной генетики, которые он и его студенты подтвердили в оригинальной экспериментальной работе.
Еще одним вкладом советских ученых в развитие генетики в этот период стала концепция генофонда. Ее впервые сформулировал Александр Серебровский. Этот термин привез в США из Советского Союза Теодозиус Добржанский [32] , один из членов группы Четверикова. Сегодня немногие знают, что термин «генофонд», ставший привычным в биологическом дискурсе по всему миру, имеет русское происхождение. Еще один советский исследователь, студент Четверикова Дмитрий Ромашов, самостоятельно вывел концепцию генетического сдвига, которую на Западе развивали Сиволл Райт и другие. И другой советский ученый, Юрий Филипченко, ввел в употребление термины «микроэволюция» и «макроэволюция», а также блестяще объединил законы Менделя и теорию эволюции, обеспечив, таким образом, развитие теории современного эволюционного синтеза.
32
Феодосий (Теодозиус) Добржанский – советский и американский генетик российского происхождения, энтомолог, один из основателей синтетической теории эволюции, дальний родственник русского писателя Ф. М. Достоевского.
Четвериков, Серебровский, Филипченко, Добржанский, Карпеченко и Ромашов были из числа многих советских биологов – пионеров в своей области в 1920-х годах {120} . В числе других – Николай Кольцов, Николай Тимофеев-Ресовский, Николай Вавилов, Николай Дубинин. Они тесно сотрудничали с ведущими биологами и генетиками из других стран, включая Германа Мёллера, который в итоге получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследования в области мутагенного действия рентгеновских лучей. Мёллер был так впечатлен работой этой группы советских генетиков, что часто приезжал в Советский Союз и работал вместе с ними, один раз даже в течение нескольких лет.
120
Krementsov N. L. International Science between the World Wars: The Case of Genetics. – London: Routledge, 2005.
Если бы этим советским генетикам удалось сохранить свои новаторские школы, без сомнений, биологическую науку ждало бы блестящее будущее в России, а сама страна, возможно, стала бы полноправным участником революции в области молекулярной биологии, которая захлестнула научный мир и привела к появлению новых отраслей промышленности. Но сбыться этому было не суждено.
Практически все советские биологи того периода пострадали от сталинских репрессий. Четвериков был арестован, отправлен в ссылку и никогда больше не вернулся к главной теме своих исследований. Добржанский эмигрировал в США, стал известным ученым в Рокфеллеровском институте медицинских исследований (позднее Рокфеллеровский университет). Карпеченко приговорили к смертной казни и расстреляли в 1941 году. Кольцов был обвинен в идеологических грехах и смещен с занимаемой должности, он оставил свои исследования. Вавилов был арестован в 1940 году и в 1943-м умер в тюрьме от недоедания. Дубинин оставил занятия генетикой в 1948 году, в течение многих лет занимался орнитологией и вернулся к своим основным исследованиям только после 1965 года. Ромашова арестовывали дважды, но выпускали по состоянию здоровья; его жена умерла в тюрьме. Тимофеев-Ресовский уехал в Германию и вернулся в Россию лишь спустя много лет.
Причиной этих драм был сфальсифицированный взгляд на генетику, который активно продвигал малообразованный агроном Трофим Лысенко. Он фактически разрушил генетику в Советском Союзе и тем самым причинил невосполнимый вред советскому сельскому хозяйству. В этой книге мы не станем подробно останавливаться на данном вопросе (эта история подробно освещена в других источниках {121} , я в свое время опубликовал рассказ о моей встрече с Лысенко, состоявшейся в 1971 году {122} ), однако стоит внести одну поправку в наиболее распространенную, по крайней мере на Западе, интерпретацию этих событий: Лысенко никогда не утверждал, что на основании наследования приобретенных характеристик можно «создать нового советского человека». Лысенко никогда не утверждал, что его взгляды на наследственность применимы по отношению к человеку. Влияние Лысенко базировалось на том, что он обещал быстро улучшить положение дел в сельском хозяйстве – кризисной области советской экономики, а также на утверждении, что его взгляды как биолога полностью соответствуют принципам марксистской философии. В чем же, собственно, заключались его биологические взгляды? Лысенко был убежден, что благодаря процессу, который он назвал «вернализацией», можно значительно увеличить урожайность пшеницы, картофеля, а позднее кукурузы и продукции животноводства. Он даже утверждал, что можно превратить озимую пшеницу в яровую.
121
См.: Joravsky D. The Lysenko Affair. – Cambridge, MA: Harvard University Press, 1979; Graham L. R. Genetics // Science, Philosophy and Human Behavior in the Soviet Union. – New York: Columbia University Press, 1987. – P. 102–156; и Soifer V. Lysenko and the Tragedy of Soviet Science. – New Brunswick, NJ: Rutgers University Press, 1994.
122
Graham L. R. The Biggest Fraud in Biology // Moscow Stories. – Bloomington: Indiana University Press, 2006. – P. 120–127. См.:(доступность на 13 мая 2011 г.).
И Сталин, и Хрущев жаждали сельскохозяйственных успехов, но были не в состоянии адекватно оценить истинность подобных утверждений. Политические лидеры не только поддержали Лысенко, они обрушились на его критиков – биологов, знавших, что Лысенко – недоучка и фальсификатор. Несколько тысяч биологов были арестованы, некоторые из них, например ведущий биолог Московского государственного университета профессор Д. А. Сабинин, покончили жизнь самоубийством.
История генетики в советской России – это, без сомнения, история человеческой трагедии. Однако в контексте нереализованного потенциала страны, чему посвящена эта книга, это также еще один пример из уже знакомой нам истории, как достижения в многообещающих технологиях сменялись провалами. Вместо того чтобы быть лидером в области научного сельского хозяйства и биотехнологий, Россия и здесь пытается догнать остальные страны. Ни одна из российских компаний в этой области не является значимым игроком на международном уровне, нет ни одной российской биотехнологической компании, входящей в список ста самых доходных в мире, хотя в нем сегодня значатся представители 12 разных стран {123} .
123
См.:(доступность на 13 мая 2011 г.).