Томас Хант Морган: хозяин «мушиной комнаты»

В 1910 году в тесной, пропахшей бананами комнате Колумбийского университета Томас Хант Морган (Thomas Hunt Morgan) заметил среди тысяч красноглазых плодовых мушек одного самца с белыми глазами. Это единственное аберрантное насекомое должно было открыть физическую основу наследственности. В течение нескольких лет Морган и его студенты доказали, что гены располагаются на хромосомах, составили первую генетическую карту и превратили скромного кухонного вредителя в самое важное лабораторное животное в истории биологии. «Они всегда будут вас обманывать», — любил говорить он о своих мушках, предупреждая о необходимости наблюдать, а не теоретизировать.

Кентуккийский вундеркинд

Морган родился 25 сентября 1866 года в Лексингтоне, штат Кентукки, в знатной южной семье; по линии матери он был потомком Фрэнсиса Скотта Ки (Francis Scott Key), автора гимна «Знамя, усыпанное звездами» (The Star-Spangled Banner). В шестнадцать лет он поступил в Кентуккийский государственный колледж и в 1886 году окончил его лучшим выпускником курса. В 1890 году он получил степень доктора зоологии в Университете Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) под руководством морфолога Уильяма Кита Брукса (William Keith Brooks), защитив диссертацию по эмбриологии морских пауков.

От скептика к стороннику

Начало карьеры Моргана прошло в колледже Брин-Мор, а с 1904 года — в Колумбийском университете. Поначалу он скептически относился как к менделевской генетике, так и к хромосомной теории — он не доверял науке, постулирующей невидимые «факторы» без физической основы. Этот скептицизм был его сильной стороной. Он не мог принять наследственность как абстракцию; он требовал увидеть механизм. Примерно в 1908 году он начал разводить дрозофилу фруктовую (Drosophila melanogaster), выбрав её из-за короткого жизненного цикла, простоты культивирования и плодовитости.

«Мушиная комната»

Белоглазый мутант 1910 года изменил всё. Разведение показало, что этот признак сцеплен с полом — Морган пришел к выводу, что он передается через половую хромосому. Его статья 1911 года в журнале Science выдвинула радикальные утверждения: некоторые признаки сцеплены с полом, такие признаки передаются через определенные хромосомы, и другие гены также должны находиться на других хромосомах. В легендарной «мушиной комнате» в Шермерхорн-холле (Schermerhorn Hall) Морган и его студенты доказали, что гены являются материальными единицами наследственности, физически расположенными на хромосомах.

Сцепление и карта

Изучая мутанты, которые должны были наследоваться независимо, но не делали этого, Морган сформулировал теорию генетического сцепления и явление кроссинговера — обмена материалом между парными хромосомами. В 1913 году его студент Альфред Стёртевант (Alfred Sturtevant) использовал частоту кроссинговера для построения первой генетической карты, переведя абстрактное наследование в измеримые расстояния. Когда четыре группы сцепления у дрозофилы в точности совпали с её четырьмя парами хромосом, эту корреляцию уже нельзя было списать на случайность. Хромосомная теория наследственности была доказана.

Школа, которую он создал

Книга Моргана 1915 года «Механизм менделевской наследственности» (The Mechanism of Mendelian Heredity), написанная совместно со Стёртевантом, Кэлвином Бриджесом (Calvin Bridges) и Германом Мюллером (Hermann Muller), была названа Куртом Штерном (Curt Stern) «фундаментальным учебником новой генетики». Он написал 22 книги и около 370 статей, включая «Теорию гена» (The Theory of the Gene) в 1926 году. В 1928 году он перешел в Калтех (Caltech), чтобы основать там факультет биологии, набрав таких ученых, как Джордж Бидл (George Beadle), Феодосий Добржанский (Theodosius Dobzhansky) и Лайнус Полинг (Linus Pauling); этот факультет в дальнейшем выпустит семь нобелевских лауреатов. Трое из собственных студентов или коллег Моргана — Мюллер, Бидл и Нортроп (Northrop) — получили свои собственные Нобелевские премии.

Почему Томаса называют гением

Гениальность Моргана была научной в самом полном смысле слова: редкий сплав интуиции и строгости. Стёртевант, знавший его десятилетиями, особо отмечал его «замечательные интуитивные способности» — умение почувствовать, какой неожиданный результат важен и почему. Но одной интуиции было недостаточно. Его более глубоким даром была гносеологическая дисциплина: он отказывался принимать наследственность как бухгалтерский учет и настаивал на том, чтобы у генетических «факторов» был физический адрес, а затем организовывал эксперименты, чтобы найти его. Нобелевский лауреат Эрик Кандель (Eric Kandel) писал, что открытия Моргана «помогли превратить биологию в экспериментальную науку» — роль, которую он сравнил с ролью Дарвина в придании описательной биологии связности. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1933 года была присуждена именно за это: роль хромосом в наследственности. Честный контраргумент скромен, но заслуживает упоминания. Морган опирался на работы других — Менделя, наблюдения бельгийца Янссенса (Janssens) за хиазмами — и большая часть решающей работы была проделана блестящими студентами, особенно картографированием подростка Стёртеванта и доказательством хромосом Бриджеса. Величие Моргана отчасти заключалось в лидерстве несравненного масштаба: он умел находить таланты, предоставлять им автономию и работать рядом с ними за лабораторным столом. Это не умаляет его достижений; управление школой, которая открыла механизм работы наследственности, само по себе является проявлением гениальности. Но это определяет его блеск скорее в суждении, синтезе и экспериментальном инстинкте, чем в единоличном озарении.

Наследие

Морган умер 4 декабря 1945 года в Пасадене в возрасте семидесяти девяти лет. Он оставил после себя дрозофилу как рабочую лошадку биологии, хромосомную теорию, лежащую в основе всей современной генетики, и плеяду ученых, которые перекроили эту область. Генетическое общество Америки присуждает медаль Томаса Ханта Моргана в его честь. Спустя более века после того, как одна белоглазая муха привлекла его внимание, любая дискуссия о генах на хромосомах до сих пор возвращается в ту самую тесную, загроможденную комнату, где он учил биологию искать её механизмы.