Мутационизм

Наука XIX века не могла отразить возражений Кельвина, отрицающих длительное существование земной коры, а тем самым - значение естественного отбора в эволюции. Источники нового вида энергии, ядерной энергии, были еще не известны, и потому эволюционисты приспосабливали свои взгляды к обстановке, создавшейся после выступления Кельвина. Следовало резко сократить время, в котором происходили эволюционные процессы. Имея именно это в виду, Г. де Фриз выступил со своей теорией мутации.

Гуго де Фриз (Hugo de Vries) (1848-1935) один из тех, которые открыли забытые труды Менделя, автор классических трудов о плазмолизе растительных клеток и связанных с этим исследований осмотического давления, известен прежде всего как автор теории мутации, которая была основана на исследованиях растения под названием Oenothera lamarckiana - по-русски ослинник. Де Фриз пришел к убеждению, что новые виды не возникают путем постепенного накопления непрерывных флюктуационных изменений, как считали дарвинисты, а путем внезапного появления резких изменений, превращающих сразу один вид в другой. Уже и раньше подобные мысли высказывал русский ботаник Коржинский, однако он не подкрепил своих взглядов столь обильным фактическим материалом, как де Фриз.

Появление этих внезапных изменений, преобразующих один вид в другой, де Фриз назвал мутацией. Длительные поиски вида, который обладал бы этими мутационными изменениями, оставались безрезультатными до того времени, пока де Фриз не нашел около Хилверсюма вблизи Амстердама (1886) большое количество двулетних дикорастущих растений из вида Oenothera lamarckiana. Растения этого вида своим поведением полностью соответствовали взглядам де Фриза на процесс эволюции.

Рис. 20. Гуго де Фриз (1848-1935); по J. Nusbaum.

Растение это, родом из Америки вначале разводили в садах в Европе. Позднее все чаще можно было найти растения, растущие дико, как, например, около Хилверсюма. Морган, излагая мутационную теорию де Фриз (1903), пишет следующее: "Очень быстрое увеличение количества Oenothera lamarckiana в течение едва лишь нескольких лет может являться одной из причин, приведших к появлению у них мутационного периода. У дикорастущих растений отмечалась флюктуационная изменчивость во всех органах. Кроме того они образовали определенное количество анормальных форм, некоторые из них созревали в течение одного года, другие - в течение двух, или, редко, в течение - трех и четырех лет.

Рис. 21. Oenothera lamarckiana. Слева направо: типичная форма и две измененные формы; по Е. Малиновскому

Уже на следующий год после того, как де Фриз обнаружил эти растения, он заметил появление двух новых форм, которые считал новыми элементарными видами. Один из них назвал Oenothera brevistillis, а второй, с красивыми гладкими листьями О. la vifolia. Де Фриз, культивируя растения в течение 7 лет, и исследуя примерно 50000 отдельных растений, отметил примерно 800 мутаций. Некоторые из них точно передавали свои изменения потомству, другие же снова давали мутационные формы. Некоторые мутации обладали только женскими цветами и нуждались в оплодотворении пыльцой других видов. Некоторые виды не были приспособлены к существованию в других условиях и росли только в условиях разведения, другие же даже в этих условиях были так слабы, что редко только давали цветы и семена". В окончательном заключении де Фриз принимает, что существует отчетливая граница между непрерывной флюктуационной изменчивостью и скачкообразной, мутационной. По мнению этого автора время от времени вид вступает в мутационный период и тогда сразу производит большое количество новых видов. Вновь возникшие формы подвергаются действию естественного отбора, в результате чего выживают только хорошо приспособленные новые виды. Таким образом, де Фриз исключает из эволюционных процессов значение флюктуационных изменений и действие отбора в отношении их, считая, что только мутация, то есть изменения, которые Дарвин определял, как скачки, может иметь эволюционное значение, если селекционирующее действие отбора оставит мутанты победителями в борьбе за существование.

Однако это не значит, что мутационные изменения в отдельных органах растений всегда должны быть очень значительными. Такие крайние формы всегда имеют характер анормальных, что не позволяет им выжить в борьбе за существование, а тем самым они подвергаются элиминирующему действию естественного отбора. То же относится ко многим спортам (скачкам), описанным Дарвином. Максимальные шансы в борьбе за существование имеют, по мнению де Фриза, те мутации, которые отличаются незначительными, но многочисленными изменениями от своих родительских форм. Наиболее важным является тот факт, что эти мутации точно передают свои признаки. Де Фриз называет их новыми, элементарными видами, хотя многие из них Дарвин определил бы как первые эволюционные этапы в происхождении новых видов.

Морган следующим образом определяет наиболее важные различия между теорией отбора и теорией мутации: "Теория отбора принимает, что изменения происходят путем действия отбора на индивидуальные изменения, теория же мутации говорит о том, что разновидности возникают сразу, стихийно, из исходных форм. Преобразование этих разновидностей в новые виды является, по теории Дарвина, результатом дальнейшего действия отбора, тогда, как по мутационной теории, новые мутации превращают разновидности в новые виды".

Мутационная теория де Фриза, значительно сокращая время, в которое путем эволюции возникают новые виды, как бы подогнала биологическую эволюцию к требованиям физики XIX века. Это было одной из важных причин первоначального огромного успеха, которого добился де Фриз. Стремясь заняться исследованием изменчивости Oenothera lamarckiana на ее собственной родине, он отправляется в Соединенные Штаты. Его поездка, во время которой имел он возможность прочитать ряд лекций, вводящих слушателей в теорию мутации, была великим триумфом голландского ботаника.

Следует подчеркнуть, что де Фриз, как много раньше его Дарвин, не спешил с публикацией своих выводов. Немецкое издание его теории мутации вышло в 1900-1903 годах, тогда, как наблюдение над растением он производил уже от 1886 года.

Однако вскоре наступило разочарование. Оказалось, что вид, который как бы был пойман в моменте образования новых эволюционных форм, вид, который должен был сделать возможным экспериментальное исследование эволюционного процесса, оказался ничем большим, как гибридом, а образование новых форм удалось легко выяснить на основании генетико-цитологических исследований. Поскольку была полностью сломлена теория де Фриза относительно ослинника и макромутационных изменений, или изменений значительных, приводящих в быстром темпе к возникновению новых видов, постольку теория мутационных изменений, являющихся материалом для естественного отбора, изменений небольших, то есть микромутации, нашла в современной синтетической эволюционной теории полное право гражданства.

Это один из тех интересных и показательных фактов из истории науки, когда гипотеза, основанная на ошибочных фактических данных, оказывается в последствии правильной в своей основе. К роли мутации в современной теории эволюции мы еще вернемся в одной из дальнейших глав.