Мендель – мораванин, монах, основоположник генетики. К 200-летию ученого
В плеяде ученых, родившихся на территории сегодняшней Чешской Республики, имя Грегора Иоганна Менделя можно смело ставить на первое место. 200 лет назад, 20 июля 1822 года, появился на свет основоположник современной генетики. Монах-августинец из Брно первым в истории человечества сформулировал законы наследственности.
В энциклопедиях о Менделе иногда пишут «австриец», поскольку Моравия, Силезия, и Богемия входили тогда в состав Австрийской империи, однако сам ученый называл себя «немецкоязычным мораванином». Хотя родным языком Менделя был немецкий, он рос в двуязычной среде, свободно владел чешским и на нем преподавал.
Многолетний кропотливый труд Менделя, опубликованный в 1866 году, стал точкой, из которой потом была проложена прямая дорога к анализу структуры ДНК, расшифровке генома человека и технологии редактирования геномов CRISPR.
У современной биологии – двое отцов. Но если имя Чарльза Дарвина у всех на слуху, то монах-августинец Грегор Иоганн Мендель часто остается в тени. В Брно, в тиши монастырского сада, Мендель проводил свои знаменитые опыты на горохе и формулировал законы, объясняющие механизм наследования.
«На работах Менделя базируется вся классическая генетика, где исследуются отдельные наследственные признаки и то, каким образом они потом переносятся на потомство», – объясняет молекулярный генетик Иржи Мацас из города Ческе Будеёвице.
Такими признаками у гороха был, например, цвет и высота. «Если скрестить горох с желтыми и зелеными семенами, то у всех полученных гибридов семена будут желтыми», – гласит первый закон Менделя. Ученый рассмотрел под лупой тысячи горошин и по генетической информации впервые в истории сумел предсказать, какого цвета и какой высоты будет горох через несколько поколений.
Генетики говорят, что законы наследственности, открытые Менделем до того, как человечество узнало о существовании хромосом и ДНК, – примерно то же самое, что таблица умножения для математиков.
«Наше исследование – уже более глобальное. Мы пытаемся раскодировать всю генетическую информацию данного вида – в нашем случае это горох. А потом в этой генетической информации идентифицировать составляющие, которые кодифицируют те особенности, которые изучал Грегор Мендель – цвет соцветий, форма семян и так далее. Что, разумеется, является генами», – рассказывает генетик Иржи Мацас, который вместе с десятками других ученых в 2019 году участвовал в проекте по распознаванию 4,5 миллиардов генома растения, которое некогда изучал Мендель.
Горох лучше, чем мыши
Мало кто знает, но сначала ученый-монах хотел изучать наследственность у мышей.
«Если бы он начал работать с мышами, то быстро бы остановился. Цвет у мышей наследуется гораздо сложнее – это вопрос большого количества генов. Поэтому соотношение деления признаков были бы гораздо сложнее, и Мендель бы никогда не сделал своих выводов. Так что это просто счастье, что он работал с горохом», – считает профессор Иржи Форейт, занимающийся в Академии наук проблемой бесплодия у гибридов мышей.
Будущий основоположник учения о наследственности родился 20 июля 1822 года в силезской деревне Гинчице (Heinzendorf), в крестьянской семье, и был крещен под именем Иоганн. Его отец Антон Мендель был наполовину чехом, а мать Розина Швиртлих – немкой.
Иоганн учился в школе в Липнике, в гимназии в Опаве и на философском факультете Оломоуцкого университета.
Монастырь как научный инкубатор
Монашеские обеты Мендель дал в августинском Старобрненском монастыре святого Фомы. 21-летний студент, с детства интересовавшийся природой и ее законами, выбрал августинцев не случайно – именно этот орден был в то время своего рода научным инкубатором. Денег на продолжение учебы у Иоганна Менделя не было, и он решил стать братом Грегором.
Орден августинцев появился в Брно еще в XIV веке. В середине XIX века его аббатом был Цирил Франтишек Напп (1792–1867) – выдающийся деятель своего времени. Помимо руководства монастырем, он был депутатом Моравского земского сейма, виноделом, пчеловодом, основал ипотечный банк и, помимо прочего, помогал начинающим биологам. Монахи-августинцы из Брно – город носил немецкое название Брюнне – работали в школах и занимались наукой.
Мендель прошел курс теологии в семинарии при костеле св. Михаила и там же в 1847 году был рукоположен в священники. Первым местом службы стала больница св. Анны, но там молодой священник пробыл недолго: от вида крови и страданий у него произошел нервный срыв.
Аббат Напп направил брата-августинца преподавать в гимназию в Зноймо. Хотя Мендель показал себя прекрасным учителем, сдать государственный экзамен, чтобы получить постоянное место, он не смог. Снова помешали нервы и его неполное, несистематическое образование. Однако аббат и тут не сдался и послал Грегора учиться в Вену, где будущий основоположник генетики провел почти три года. Однако и там Мендель не смог сдать выпускной экзамен, заболел от расстройства и дальнейшие попытки получить квалификацию уже не предпринимал.
Лаборатория в монастырском саду
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Вернувшись в Брюнне, Мендель принялся в монастырском саду за свои знаменитые опыты с горохом.
8 февраля и 8 марта 1865 года Грегор Мендель представил результаты экспериментов по скрещиванию гороха и следующие из них принципы наследственности членам Общества естествоиспытателей Брюнна (Брно). Год спустя его доклад был опубликован в сборнике Общества под названием «Опыты над растительными гибридами» (Versuche über Pflanzen-Hybriden). Автор разослал работу библиотекам, университетам и ведущим ученым, но отклика не получил. Значительно опередивший свое время, Мендель не был понят современниками.
Статью, присланную Менделем, нашли и в архиве Чарльза Дарвина. Однако английский натуралист не знал немецкого и терпеть не мог математику, так что вряд ли понял бы выводы Менделя, даже если бы прочел текст.
В 1868 году, после смерти Цирила Франтишека Наппа, Грегор Мендель был избран аббатом Старобрненского монастыря. Его большой страстью стало пчеловодство: по его распоряжению было поставлено множество ульев, где он разводил и скрещивал различные виды пчел.
В 1869 году у Менделя обострилась болезнь глаз, и он больше не мог продолжать эксперименты с растениями. Как аббат он много путешествовал по Моравии, объезжая поместья, принадлежавшие августинцам.
«Мендель умирает в 1884 году непризнанным как ученый. Реквиемом на его похоронах дирижирует знаменитый композитор Леош Яначек, на траурной церемонии о Менделе говорят как о выдающемся пчеловоде, метеорологе, набожном священнике, прекрасном аббате. Но ни один из выступавших не вспомнил об экспериментах с горохом! Лишь спустя 16 лет после смерти Менделя, в 1900 году, трое ученых: голландец Гуго де Фриз, немец Карл Эрих Корренс и австриец Эрих Чермак фон Зайзенген, читают его «Опыты над растительными гибридами», повторяют эксперимент и выясняют, что это работает. И неожиданно появляется генетика. В публикации этих ученых указывалось: "То, к чему пришли мы, еще 35 лет назад опубликовал некий монах-августинец"», – рассказывает этик, теолог и священник Марек Орко Ваха.
Лысенко против «менделизма»
До сих пор за границей Мендель известен больше, чем на родине. В то время как, например, Чарльзу Дарвину в Великобритании воздают огромные почести, наследие Менделя многие годы замалчивалось. И это не удивительно, ведь в Советском Союзе, сателлитом которого стала Чехословакия, шли гонения на генетиков, а «менделизм-морганизм», то есть генетику, называли «метафизическо-идеалистической буржуазной наукой».
«У Менделя была два крупных прегрешения, которые коммунистический режим никогда не смог ему простить: во-первых, что он был католическим священником, а во-вторых, что он был монахом-августинцем и аббатом. Кроме того, мы находились в кабале советского режима, где Трофим Денисович Лысенко называл генетику буржуазной лженаукой. Единственным генетиком, который в Советском Союзе был способен, помимо прочего, помочь с решением проблемы голода, был Вавилов, но он во время Второй мировой войны, в 1943 году, умирает где-то в ГУЛАГе. Я очень хорошо помню 1984 год, когда исполнилось 100 лет со дня смерти Менделя. Я тогда еще учился в гимназии. Многие известные люди того времени – генетики, лауреаты Нобелевской премии начали спрашивать, пройдет ли в Брно какой-нибудь крупный конгресс, как мы будем воздавать должное памяти ученого. Но не было вообще ничего. Вообще ничего», – вспоминает теолог.
«Не вызывает сомнений, что Мендель – отец современной биологии. Он бесспорно заслуживает Нобелевской премии», – уверен Ваха. Однако эта премия появилась спустя 17 лет после смерти ученого.
Брно под знаком зеленого гороха
Сейчас законы Мендея изучают в средней школе, однако его имя в Чехии все еще недостаточно популярно. Наверстать упущенное Брно решило к 200-летнему юбилею ученого: в базилике Успения Девы Марии прошла торжественное богослужение, Августинский монастырь в Брно восстанавил теплицу, в которой Грегор Иоганн Мендель проводил опыты, заложившие фундамент генетики. В университете, носящем его имя, проходит международная конференция по генетике.
В Брно повсюду портреы Менделя и символический зеленый горошек, в том числе на площади, которая носит его имя и была реконструирована к юбилею с использованием краеугольных камней, благословленных Папой Франциском. Рядом с аббатством стот памятник, изображающий прорастающий горох...
В 2021 году останки Менделя были эксгумированы и изучены. Ученые хотели убедиться, что в могиле Менделя находятся действительно останки основоположника генетики. Для этого из волоса, найденного в любимой книге Менделя по астрономии, выделили ДНК и сравнили: подлинность подтвердилась.
Благодаря исследованию останков теперь нам известно, что на момент смерти 61-летний Грегор Иоганн Мендель носил зубной протез. Его рост составлял 167 сантиметров, и у него был 42-й размер обуви.
«Мы также можем сказать, что размер его черепной коробки был гораздо больше обычного», – констатирует генетик Шарка Поспишилова, участвовавшая в исследовании останков ученого.
