Spis treści

1. Wprowadzenie

2. Część I. A, C, G, T i Ty

1. Rozdział 1. Geny, dziwacy, DNA

2. Rozdział 2. O mały włos i byłoby po Darwinie

Tytuł oryginału: The Violinist’s Thumb

Przekład: Adam Wawrzyński
Redakcja: Jarosław Lipski, Katarzyna Nawrocka
Korekta: Anna Strożek

Ilustracje na okładce: Marzufello/ Shutterstock, Maryia Kazakova/ Shutterstock
Projekt okładki i stron tytułowych: Joanna Wasilewska/KATAKANASTA

Copyright © 2012 by Sam Kean
Copyright for the Polish edition and translation © JK Wydawnictwo, 2022

Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część tej publikacji nie może być powielana ani rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych bez uprzedniego wyrażenia zgody przez właściciela praw.

ISBN 978-83-8225-161-6
Wydanie I, Łódź 2022

JK Wydawnictwo
ul. Krokusowa 3, 92-101 Łódź
tel. 42 676 49 69
www.wydawnictwofeeria.pl

Wersję elektroniczną przygotowano w systemie Zecer

Właściwie mogę napisać o tym od razu w pierwszym akapicie. To książka o DNA – o ujawnianiu opowieści zapisanych w nim przed tysiącami, a nawet milionami lat. To rzecz o tym, jak wykorzystujemy DNA do wyjaśniania zagadek dotyczących ludzkości, o których jeszcze niedawno sądziliśmy, że klucze do ich rozwiązania utraciliśmy bezpowrotnie. I tak, zdecydowałem się ją napisać, mimo że mój tata ma na imię Gene. Zresztą mama podobnie. Gene i Jean. Gene Kean i Jean Kean. Imiona moich rodziców przez lata były powodem do żartów. I nie chodziło tylko o ich absurdalne brzmienie: każde moje potknięcie i słabostkę można było przypisać „moim genom”, a gdy zdarzyło mi się zrobić coś szczególnie idiotycznego, dowcipkowano, że „geny mnie do tego zmusiły”. Świadomość, że aby przekazać geny, moi rodzice musieli uprawiać seks, nie ułatwiała sprawy. Docinki pod moim adresem były więc niejako podwójnie uszczypliwe, a ja znajdowałem się na z góry przegranej pozycji.

Zmierzam do tego, że bardzo się obawiałem zajęć, na których omawiano kwestie genów i DNA, ponieważ wiedziałem, że dwie sekundy po odwróceniu się do tablicy nauczyciela rozlegną się żarciki. A jeśli nawet w takich sytuacjach nikt nic nie mówił, to mogłem mieć pewność, że ktoś już coś złośliwego sobie pomyślał. Swego rodzaju odruch Pawłowa występował u mnie przez długi czas, nawet – czy może raczej: szczególnie – gdy zaczęło do mnie docierać, jaką mocą obdarzone jest DNA. Dopiero w szkole średniej przestałem się przejmować drwinami, ale słowo gen wciąż wywoływało we mnie mieszaninę różnorakich emocji.

Mimo wszystkich tych doświadczeń DNA mnie fascynuje. Nie ma drugiej tak odważnej dziedziny naukowej jak genetyka, żadna inna dyscyplina bowiem nie obiecuje w przyszłości przełomu o porównywalnej skali. I wcale nie chodzi mi tu o nowe lekarstwa ani terapie, o obietnice, które, jakże często, okazują się na wyrost. Badania nad DNA tchnęły nowe życie we wszystkie dziedziny biologii i zmieniły nauki o człowieku. Choć jednocześnie, gdy tylko naukowcy zaczynają bardziej szczegółowo zajmować się podstawami naszej biologii, instynktownie rodzą się w nas obiekcje – nie chcemy być redukowani do DNA. Kiedy zaś niektórzy zaczynają mówić o ingerowaniu w nasze biologiczne podstawy, zaczynamy się bać.

DNA stało się też potężnym narzędziem badania przeszłości: z pewnej perspektywy biologia może być historią. Tylko w ciągu ostatniej dekady genetycy odkryli niezliczenie wiele opowieści na miarę tekstów biblijnych, ujawnili szczegóły, które wydawały się niemożliwe do poznania – czy to z powodu upływu czasu, czy z braku wystarczającej liczby skamieniałości i dowodów antropologicznych. Okazało się jednak, że wiedzę o nich cały czas nosiliśmy w sobie, w miliardach ksiąg pilnie kopiowanych każdej godziny i każdego dnia przez maleńkich komórkowych skrybów. Ksiąg cierpliwie czekających przez długie biologiczne wieki ciemne na to, aż poznamy reguły języka, w jakim je spisano. Wśród przedstawionych w nich historii znajdziemy wyjaśnienie, skąd się wzięliśmy, jak wyszliśmy z przedwiecznego błocka i wyewoluowaliśmy w gatunek, który zdominował planetę. Ale też wiele z nich nieoczekiwanie może uderzyć w nasze czułe struny.

Gdybym miał szansę cofnąć się do moich szkolnych czasów i coś zmienić w tamtej rzeczywistości – poza zmianą imion moich rodziców, rzecz jasna – to z pewnością wybrałbym inny instrument do nauki gry. Nie chodziło wcale o to, że byłem jedynym chłopakiem grającym na klarnecie w czwartej, piątej, szóstej, siódmej, ósmej i dziewiątej klasie (no dobrze, w każdym razie nie tylko o to). Czymś istotniejszym było to, że zawsze czułem się okropnie niezdarnie, obsługując wszystkie te przyciski, klapy i otwory klarnetu. Z pewnością powodem nie był brak zaangażowania i niewystarczająca liczba ćwiczeń. Swoje kłopoty przypisywałem zbyt elastycznym stawom i nadmiernej ruchomości kciuków. Podczas gry na klarnecie moje palce zginały się i splatały, tworząc tak szczególne układy, że wciąż strzelało mi w kostkach i stale bolały mnie stawy. Z rzadka zdarzało się też, że mój kciuk zastygał w dziwacznej pozycji i musiałem użyć drugiej ręki, by go uwolnić. Moje palce najwyraźniej nie potrafiły robić tego samego co palce moich koleżanek klarnecistek. Cóż, tłumaczyłem sobie, że po prostu odziedziczyłem te problemy po rodzicach, z całym dobrodziejstwem genetycznego inwentarza.

Po odejściu z orkiestry nie miałem powodu, by zastanawiać się dłużej, jaki jest związek między manualną zręcznością a uzdolnieniami muzycznymi, aż do momentu, gdy dekadę później poznałem historię Niccola Paganiniego, człowieka utalentowanego do tego stopnia, że całe życie musiał zaprzeczać pogłoskom, jakoby swój talent zawdzięczał temu, iż zaprzedał duszę diabłu. (W rodzinnym mieście Paganiniego Kościół odmawiał jego pochówku jeszcze kilkadziesiąt lat po śmierci artysty). Okazało się jednak, że muzyk zawarł pakt z DNA. Niemal na pewno cierpiał bowiem na chorobę, która sprawiła, że miał nieprawdopodobnie wręcz elastyczne palce. Jego tkanki łączne były do tego stopnia rozciągliwe, że potrafił na przykład odwieść mały palec tak, że tworzył kąt prosty z grzbietem dłoni (sami spróbujcie). Potrafił też bardzo szeroko rozczapierzać palce, co jest wielce przydatne w grze na skrzypcach. Moja domorosła hipoteza o ludziach z „wrodzonym” talentem (lub jego brakiem) do gry na danym instrumencie okazała się więc sensowna. I na tym powinienem był zakończyć swoje śledztwo – ale drążyłem dalej. Odkryłem wówczas, że zespół objawów, jakie występowały u Paganiniego, stał się też źródłem rozmaitych problemów zdrowotnych, takich jak bóle stawów, słaby wzrok, płytki oddech i stałe zmęczenie prześladujące muzyka przez całe życie. Narzekałem na sztywność stawów podczas odbywających się wcześnie rano prób naszej szkolnej orkiestry marszowej, ale Paganini musiał odwoływać niektóre koncerty nawet u szczytu kariery, a w ostatnich latach życia w ogóle nie mógł występować publicznie. W jego przypadku zamiłowanie do muzyki zbiegło się z ułomnościami ciała. Potrafił jednak owe ułomności obrócić na swoją korzyść, wykuwając los, o jakim można by tylko marzyć. Ale też te ułomności przyspieszyły jego śmierć. Paganini, tak jak każdy z nas, nie mógł negocjować zapisów paktu, jaki zawarł z własnymi genami – i cóż, to one go stworzyły, a potem unicestwiły.

Ale to nie była ostatnia historia, jaką poznałem dzięki DNA. Naukowcy po czasie rozpoznali genetyczne choroby m.in. u Karola Darwina, Abrahama Lincolna i egipskich faraonów. Zajęli się także samym DNA, odkrywając niezwykłe własności jego języka i jego zaskakujące matematyczne piękno. W gruncie rzeczy dzięki temu, że podążałem ścieżką pełną ostrych zakrętów, którą obrałem jeszcze w młodości – zacząłem od gry w zespole muzycznym, a potem zajmowałem się biologią, historią, matematyką, a w końcu, w szkole średniej, naukami społecznymi – zacząłem dostrzegać historie z DNA w tle w najróżniejszych kontekstach, łączących często bardzo odległe od siebie dziedziny. To właśnie wokół DNA zbudowane są opowieści o ludziach, którzy przeżyli wybuchy bomb atomowych, i o odkrywcach, których spotkała przedwczesna śmierć w Arktyce. Ono przenika też opowieści o tym, jak niemal wyginął ludzki gatunek, a także o matkach, które przekazują nowotwory swoim nienarodzonym dzieciom. Współtworzy również historie, w których, tak jak w przypadku Paganiniego, nauka wyjaśnia sztukę, i takie, w których naukowcy odkrywają ślady genetycznych defektów przedstawicieli arystokracji na podstawie ich portretów – wówczas to sztuka objaśnia naukę.

Jedną z kwestii, jakich dowiadujemy się na lekcjach biologii i na którą nigdy nie zwracamy szczególnej uwagi, jest niesłychana długość cząsteczki DNA. Na co dzień DNA jest co prawda ciasno upchane w maleńkich przestrzeniach równie maleńkich komórek, ale gdyby jego pojedynczą cząsteczkę udało się rozprostować, okazałoby się, że ma imponującą długość. W niektórych komórkach roślinnych sięga nawet 100 metrów; gdyby rozwinąć całe DNA zawarte w ludzkim organizmie, można by je rozciągnąć od Słońca do Plutona i z powrotem; gdyby zaś rozwinąć DNA wszystkich organizmów na Ziemi, wielokrotnie połączylibyśmy jego nićmi krańce znanego nam wszechświata. A zatem, im więcej czasu poświęcałem na poznawanie nowych historii z DNA w tle, tym wyraźniej dostrzegałem, że właściwość rozwijania się i przemieszczania w czasie jest charakterystyczna tylko dla niego. Każda ludzka aktywność odciska ślad w naszym DNA, a obok zapisów wiążących się w ten lub inny sposób z uzdolnieniami sportowymi i muzycznymi czy makiawelicznie przebiegłymi mikrobami znajdziemy w nim też opowieść o tym, jak pojawiliśmy się na Ziemi, oraz wytłumaczenie tego, dlaczego jesteśmy organizmami pełnymi absurdów i jednocześnie koroną stworzenia.

Mojej fascynacji genami towarzyszy też jednak inne odczucie: lęk. W czasie zbierania materiałów do tej książki zdecydowałem się zbadać własne DNA, starając się podejść do sprawy z dystansem mimo dość wysokiej ceny usługi (414 dolarów). Zdaję sobie sprawę zarówno z różnych niedostatków komercyjnego badania indywidualnych genetycznych predyspozycji, jak i faktu, że nawet gdy od strony naukowej wszystko gra, to uzyskana w ten sposób wiedza nie musi być specjalnie przydatna. Mogę się bowiem na przykład dowiedzieć z takiego badania, że mam zielone oczy, co i tak już odkryłem, korzystając z lustra. Podobnie mogę się przekonać, że niezbyt dobrze metabolizuję kofeinę, choć przecież doskonale zdaję sobie sprawę, że jak wypiję colę późnym wieczorem, to mam poważne kłopoty z zaśnięciem. Do tego zaś trudno było traktować procedurę wysyłki własnego DNA poważnie. Plastikowa probówka, z zatyczką w kolorze cukierkowego pomarańczu, dotarła do mnie pocztą. Zgodnie z instrukcją miałem intensywnie pocierać policzki, by od ich wewnętrznej części złuszczyć trochę komórek nabłonka. Następnie należało wypełnić śliną dwie trzecie objętości probówki. Zajęło mi to dziesięć minut, ponieważ instrukcja z pełną mocą głosiła, że nie może to być byle jaka ślina. Miała być gęsta, najlepiej konsystencji syropu, i tak jak to jest z piwem z nalewaka, nie powinno w niej być zbyt dużo piany. Nazajutrz odesłałem swoje plwociny, karmiąc się nadzieją, że czeka na mnie jakieś ciekawe odkrycie związane z mym genetycznym dziedzictwem. Żadna dodatkowa refleksja nie naszła mnie aż do chwili, gdy rejestrując test online, przeczytałem fragment o postępowaniu z informacjami wrażliwymi bądź mogącymi wzbudzić obawy. Chodziło o to, że gdyby się okazało, iż istnieje zwiększone ryzyko zachorowania na przykład na raka piersi, alzheimera albo jeszcze inne choroby – już sama myśl o nich napawa nas niepokojem – istniała możliwość ukrycia tej informacji, także przed samym badanym. Wystarczyło zaznaczyć odpowiednie okienko i można było pozostać nieświadomym tych chorób. Przy okienku z chorobą Parkinsona targnęła mną spora wątpliwość. Jedno z moich najwcześniejszych wspomnień, w dodatku to najgorsze, jest bowiem związane z tym, jak przechodziłem przez korytarz w rodzinnym domu i ujrzałem mojego dziadka, który dożywał swoich dni dotknięty właśnie tym schorzeniem.

Kiedy mój ojciec był dorastającym chłopakiem, ludzie często mówili, że jest bardzo podobny do swojego ojca. Potem to samo słyszałem o sobie. Kiedy więc zakradłem się do pokoju dziadka i ujrzałem białowłosą wersję swojego ojca, leżącą w łóżku z metalową poręczą ochronną, ujrzałem też w pewnym sensie siebie. W pokoju dominowała biel – takiego koloru były ściany, dywan i pościel oraz wiązana z tyłu koszula nocna. Dziadek wychylił się tak bardzo, że niemal wypadł, jego koszula była luźna, a włosy zwieszały się ku podłodze.

Nie jestem pewien, czy mnie dostrzegł, ale gdy zawahałem się w progu, zaczął się trząść i jęknął drżącym głosem. Dziadek w pewnym sensie miał szczęście, moja babcia była bowiem pielęgniarką i zajmowała się nim w domu, a dzieci zaglądały do niego regularnie. Jednak wówczas bardzo już podupadł na zdrowiu pod względem mentalnym i fizycznym. Najbardziej utkwiła mi w pamięci gęsta strużka śliny „kiwająca się” na jego brodzie, z pewnością pełna DNA. Miałem wówczas pięć lat i niewiele z tego wszystkiego rozumiałem. Do dziś mi jednak wstyd, że czym prędzej stamtąd uciekłem.

Teraz zaś obcy ludzie – a co gorsza, ja sam – mieli zobaczyć, czy samopowielające się cząsteczki, które mogły wywołać chorobę Parkinsona u mojego dziadka, czają się także w moich komórkach. Istniała spora szansa, że nie. Liczba genów pochodzących od dziadka została rozwodniona przecież genami babci ze strony taty, a jego geny rozwodniła swoimi Jean, moja mama. Ale oczywiście istniała całkiem realna możliwość, że jednak je otrzymałem. Byłem gotów stawić czoła informacji o ryzyku dowolnej innej choroby neurodegeneracyjnej czy nowotworu. Ale choroby Parkinsona – nie. Zaznaczyłem więc odpowiednie okienko.

Osobiste doświadczenia, takie jak opisane wyżej, są w równym stopniu częścią genetyki jak to, co dotyczy dawnych dziejów – a może nawet w większym, bo przecież każdy z nas ma jakąś własną historię zapisaną w genach. Dlatego zebrane tu opowieści wykraczają poza opisy przeszłości i łączą się z teraźniejszością, a nawet dotyczą przyszłości. Rozwój genetyki i zmiany, jakie przyniesie, porównywano już do nadciągającej morskiej fali, potężnej i niemożliwej do powstrzymania. Ale konsekwencje jej rozwoju nie pojawią się w postaci tsunami, lecz raczej w formie drobnych falek nadchodzących jedna po drugiej. Takie właśnie malutkie pojedyncze fale zwiastują przypływ. A jednak woda dotrze do nas bez względu na to, w którym miejscu plaży staniemy.

Możemy wszak przygotować się na nadejście przypływu. W opinii wielu badaczy obecnie nauki o DNA zastąpiły dawną narrację, ujmującą ludzką egzystencję przez pryzmat rozwoju cywilizacji Zachodu. Zrozumienie tajników działania DNA może pomóc nam lepiej pojąć, skąd się wzięliśmy oraz jak działa nasze ciało i umysł. Poznanie ograniczeń dotyczących DNA może z kolei ułatwić nam zrozumienie, dlaczego czasem nasze ciało i umysł nie działają jak należy. Wyzwaniem o podobnej skali jest zajęcie stanowiska wobec tego, co „mówi” nam DNA (lub czego nie mówi) na temat płci i rasy, a także kwestii, czy inteligencja lub skłonność do agresji mają podłoże genetyczne, czy raczej zależą od środowiska. Będziemy musieli też zdecydować, czy zaufać myślicielom, którzy przyznając, że wciąż nie wiemy wszystkiego o działaniu DNA, z zapałem mówią o możliwości, a nawet obowiązku ulepszania dorobku czterech miliardów lat biologii. Z tej perspektywy najważniejszą opowieścią dotyczącą DNA może być ta, która kończy się konkluzją, że oto nasz gatunek przetrwał na tyle długo, że zyskał (czysto potencjalną) możliwość zapanowania nad własnymi genami.

Wiele zagadnień opisanych w tej książce wciąż jest w fazie tworzenia, a każdy rozdział Dziwnych przypadków naszego DNA przynosi odpowiedź na jedno kluczowe pytanie. Główna opowieść zaczyna się od narodzin mikroorganizmów w odległej przeszłości, następnie dotyczy naszych zwierzęcych przodków, w tym zwłaszcza innych naczelnych i hominidów, takich jak neandertalczycy, a kończy na pojawieniu się człowieka współczesnego, wraz z jego kwiecistym językiem i przerośniętym mózgiem. W miarę zbliżania się do finałowego rozdziału odpowiedzi na kolejne pytania stają się jednak coraz bardziej otwarte. Pojawiają się niejasności – na czele z kwestią, do czego doprowadzi wielki eksperyment ludzkości z wywracaniem do góry nogami wszystkiego, co wiemy o DNA.

CZĘŚĆ I

A, C, G, T i Ty

Jak odczytywać wynik testu genetycznego?

Rozdział 1

Geny, dziwacy, DNA

Jak organizmy przekazują swoje cechy potomstwu?

Przenikliwy chłód i płomienie, mróz i piekło, ogień i lód. Dwaj uczeni, którzy dokonali pierwszych wielkich przełomów w genetyce, mieli ze sobą wiele wspólnego – także to, że obaj umierali w zapomnieniu, a ich dokonań współcześni nie rozumieli lub też nie przywiązywali do nich wagi. Podczas gdy dziedzictwo jednego z nich strawił ogień, dorobek drugiego pochłonął mróz.

Płomienie buchnęły zimą 1884 roku w klasztorze na terenie dzisiejszych Czech. Oto zakonnicy spędzili cały styczniowy dzień na opróżnianiu kancelarii zmarłego opata, Gregora Mendla. Nie mieli litości dla jego dokonań, wynosili jego papiery i karmili nimi rozpalone na podwórzu ognisko. Choć Mendel był miłym i uzdolnionym człowiekiem, pod koniec życia stał się dla klasztoru źródłem kłopotów i wstydu, jego działalność doprowadziła bowiem do wszczęcia przez wyższe władze kilku dochodzeń, stała się źródłem sporu z lokalnym przedstawicielem policji (Mendel go wygrał) i plotek w miejscowej prasie. Żadni krewni Mendla nie zgłosili się po jego rzeczy, a mnisi zdecydowali się spalić papiery opata z tego samego powodu, dla którego czasem przyżega się ranę, by ją wyjałowić – chcieli ograniczyć zgorszenie. Nie zachował się jakikolwiek opis tych materiałów, ale z pewnością musiały być wśród nich sterty zapisanych kartek, a może i laboratoryjny zeszyt w zwykłej oprawie, zapewne przykurzony, od dawna bowiem nikt do niego nie zaglądał. Na pożółkłych stronach widniały szkice roślin grochu oraz tabelki pełne liczb (Mendel uwielbiał liczby), choć płonąc, zapewne niczym się nie wyróżniały. Spalenie papierów opata w ognisku – dokładnie w miejscu, w którym lata wcześniej stała jego szklarnia – oznaczało zniszczenie jedynej istniejącej dokumentacji odkrycia genów.

Mrozy nadeszły tej samej zimy, w 1884 roku – podobnie jak wiele razy w latach wcześniejszych i znacznie rzadziej w późniejszych. Johannes Friedrich Miescher, niczym niewyróżniający się profesor fizjologii ze Szwajcarii, zajmował się łososiem. Wśród wielu tematów interesujących tego badacza jeden bowiem od dawna szczególnie go fascynował – kłaczkowata, szarawa pasta, którą wyizolował przed laty ze spermy tej ryby. Chcąc uchronić ją przed rozkładem, w środku zimy codziennie otwierał okna w laboratorium, by obniżyć panującą wewnątrz temperaturę. Praca w takich warunkach wymagała nieludzkiej wręcz zdolności do skupiania uwagi, ale to akurat była cecha, którą dostrzegali u profesora nawet ludzie spotykający go jedynie przelotnie. (We wcześniejszym okresie jego kariery zdarzyło się pewnego popołudnia, że przyjaciele musieli odrywać go od stołu laboratoryjnego, by zdążył na własny ślub – data ceremonii wyleciała mu z głowy). Mimo wielkiego zaangażowania Mieschera jego dorobek naukowy był żałośnie skromny. Ale uparty badacz i tak każdej zimy otwierał okna i wystawiał się na mróz, choć zdawał sobie sprawę, że to go powoli zabija. Nigdy jednak nie rozgryzł tajemnicy tej dziwnej, mlecznoszarawej substancji – DNA.

Geny i DNA, DNA i geny. Dziś obu słów używa się prawie jak synonimów. Kiedy wypowiemy jedno z nich, umysł natychmiast podsuwa skojarzenie z drugim – tak samo jest z Gilbertem i Sullivanem albo Watsonem i Crickiem. Wydaje się więc całkiem naturalne, że Miescher i Mendel, dwaj samotnicy pracujący raptem kilkaset kilometrów od siebie w niemieckojęzycznej części Europy, odkryli DNA i geny niemal w tym samym czasie, w latach 60. XIX wieku. Naturalne? To chyba za mało powiedziane, sprawia to wręcz wrażenie celowego działania przeznaczenia.

Aby jednak zrozumieć, czym są DNA i geny, musimy przyjrzeć się bliżej każdemu z tych pojęć z osobna. Nie są to bowiem swoje dokładne odpowiedniki. DNA to substancja – związek chemiczny, który może przylepić się do palców. Geny, właściwie rzecz biorąc, także są materialne – w gruncie rzeczy to przecież odcinki nici DNA – ale w wielu kontekstach znacznie wygodniej postrzegać je jako konstrukt myślowy. Gen bowiem to informacja, coś w rodzaju historii, podczas gdy DNA jest raczej językiem, w jakim ją spisano. DNA układa się w większe struktury, nazywane chromosomami, bogate w DNA i przechowujące zdecydowaną większość genów u organizmów żywych. Chromosomy znajdują się w jądrze komórkowym, bibliotece, w której zebrano instrukcje, według których działają nasze ciała.

Wszystkie te struktury odgrywają niezwykle istotną rolę w genetyce i dziedziczności, ale mimo że DNA i geny odkryto niemal jednocześnie w XIX wieku, przez blisko sto kolejnych lat nikt nie dostrzegał związku między jednym a drugim, a obaj ich odkrywcy umierali w zapomnieniu. To, jak powiązano w końcu geny z DNA, jest jedną z najbardziej fascynujących opowieści w całej historii nauk o dziedziczeniu, a studia nad zależnościami między DNA i genami po dziś dzień wpływają na rozwój genetyki.

Mendel i Miescher zaczynali swoją pracę w czasach, gdy opinie na temat dziedziczenia cech kształtowały się głównie pod wpływem teorii ludowych – niektóre z nich były przezabawne, inne dziwaczne, a jeszcze inne na swój sposób całkiem pomysłowe.

Wszyscy oczywiście zdawali sobie sprawę, że dzieci do pewnego stopnia przypominają rodziców. Rude włosy, łysienie, niepoczytalność, cofnięty podbródek, a nawet dodatkowe kciuki występowały nierzadko u kilku osób na tym samym drzewie genealogicznym. A w baśniach – kodyfikujących zbiorową podświadomość – często pojawiał się motyw „prawdziwego” księcia lub księżniczki, którzy wydobywali się z największych tarapatów, ponieważ „prawdziwej” królewskiej krwi nie mogły skalać łachmany czy nawet zaklęcie w płaza.

Wydawało się to po prostu zdroworozsądkowe. Ale sam mechanizm dziedziczenia – to, jak dokładnie przekazywane są cechy z pokolenia na pokolenie – był niejasny nawet dla najtęższych głów, a różne dziwactwa związane z tym procesem przyczyniły się do powstania wielu dość szalonych teorii krążących jeszcze w XIX wieku. Jednym z rozpowszechnionych ludowych przekonań było „zapatrzenie się matki”, zgodnie z którym, jeśli ciężarna ujrzała coś odrażającego lub przeżywała intensywne emocje, mogło to źle wpłynąć na jej dziecko. I tak – według tych wierzeń – kobieta, która w ciąży miała wielką ochotę na truskawki, ale ich w tym czasie nie zjadła, rodziła potem dziecko całe pokryte plamami w kształcie i kolorze truskawek. Tak samo mogło być na przykład z boczkiem. Przytaczano też historię niewiasty, która uderzyła głową w worek węgla i jej dziecko miało potem połowę włosów – uważacie, tylko połowę – czarną jak węgiel. Ale to jeszcze nie wszystko, XVII-wieczni medycy donosili, że w Neapolu pewna kobieta, przerażona widokiem morskich potworów, urodziła syna całego pokrytego łuskami, jadającego wyłącznie ryby i roztaczającego wokół siebie rybną woń. Biskupi opowiadali zaś, ku przestrodze, historię kobiety która w kulisach teatru skłoniła do współżycia swojego męża aktora, wciąż ubranego w kostium. Mężczyzna grał rolę Mefistofelesa i – proszę – jego żona urodziła potem dziecko z kopytkami i różkami. Z kolei jednoręki żebrak przestraszył kobietę, która w następstwie tego zdarzenia powiła jednorękie dziecko. Ciężarne, które szukając przy zatłoczonej ulicy ustronnego miejsca, postanowiły zrobić siku na przykościelnym cmentarzu, miały potem dzieci moczące łóżka. Noszenie polan do kominka w kieszeni fartucha, tuż przy ciężarnym brzuchu, mogło się skończyć urodzeniem chłopca z groteskowo wielkim przyrodzeniem. Chyba jedynym znanym przypadkiem pozytywnego zapatrzenia się matki była historia z 1790 roku, kiedy to pewna paryżanka powiła syna ze znamieniem na piersi w kształcie czapki frygijskiej – wiecie, tej przypominającej nakrycie głowy elfa, w kształcie stożka z luźno opadającym szpicem. Czapki frygijskie stały się wówczas akurat symbolem wolności republiki francuskiej, a nowy rząd przyznał kobiecie dożywotni zasiłek.

Owe przekonania ludowe w dużym stopniu zgadzały się z systemem wierzeń religijnych, a w efekcie ludzie uznawali poważne wady rozwojowe u noworodków – cyklopie oczy, serca na zewnątrz ciała, zbytnie owłosienie – za biblijne kary za grzechy, wyraz boskiego gniewu czy wyrok wyższej sprawiedliwości. Dobrym przykładem jest historia, która zdarzyła się około 1680 roku, a dotyczyła pewnego okrutnego baliwa (rządcy) ze Szkocji, niejakiego Bella, który aresztował dwie innowierczynie, przywiązał je do słupów na brzegu morza i pozwolił pochłonąć przypływowi. Bell kpił i obrażał kobiety, a młodszą, bardziej upartą, utopił własnymi rękami. Kiedy później pytano go o te morderstwa, zawsze dowcipkował, że obie kobiety muszą się świetnie bawić na dnie morza razem z krabami. Ale te kpiny srogo się na nim zemściły: jego kolejne dzieci rodziły się ze straszliwie zdeformowanymi przedramionami przypominającymi krabie szczypce. W dodatku okazało się, że wada ta pojawiała się też u jego wnuków i prawnuków. Nie trzeba tu było biblisty, by dostrzec, że dotknęła go boska klątwa, sięgająca aż do trzeciego i czwartego pokolenia. (Na marginesie: przypadki tej wady pojawiały się sporadycznie w Szkocji jeszcze w XX wieku).

Podczas gdy matczyne „zapatrzenie” wiązało się z czynnikami środowiskowymi, inne teorie dotyczące dziedziczenia opierały się na czynnikach wrodzonych. Jedna z nich, preformizm, wyrosła z dążeń średniowiecznych alchemików do stworzenia homunkulusa – miniaturowego, a nawet mikroskopijnej wielkości człowieczka. Homunkulus był biologicznym odpowiednikiem kamienia filozoficznego, a jego stworzenie miało dowieść, że alchemik zyskał boskie moce. (Sam proces stworzenia był jednak mało uduchowiony. Pewien sprawdzony przepis głosił, że w tym celu należy umieścić w dyni na sześć tygodni fermentującą spermę, końskie odchody i mocz). Pod koniec XVII wieku część protonaukowców podkradła koncepcję homunkulusa i zaczęła głosić, że musi on istnieć w każdej kobiecej komórce jajowej. To pozwalało zgrabnie ominąć kwestię, jak żywe zarodki powstają z najwyraźniej nieożywionej materii. Preformizm tłumaczył, że takie przejście nie jest konieczne: homunkulusowe dzieci istniały już, uformowane, czekając tylko na impuls, na przykład w postaci spermy, by rozpocząć wzrost. Z tą teorią był tylko jeden kłopot: jak słusznie wskazywali jej krytycy, zakładała ona nieskończony wzrost, każda kobieta bowiem musiała już mieć w sobie wszystkie swoje dzieci, podobnie jak jej dzieci swoje dzieci i wnuki itd., na podobieństwo rosyjskich lalek matrioszek. I w rzeczy samej, zwolennicy „owulizmu” przyjęli, że Bóg umieścił całą ludzką rasę w jajnikach Ewy już na samym początku (a właściwie, według Księgi Rodzaju, dnia szóstego). „Spermistom” było trudniej – Adam musiał mieć całą ludzkość upchaną jak sardynki w swoich plemnikach, znacznie mniejszych od komórek jajowych. Gdy jednak pojawiły się pierwsze mikroskopy, niektórym spermistom udało się przekonać siebie samych, że widzą maleńkich człowieczków pływających w kroplach nasienia. Teorie owulistów i spermistów zyskały całkiem szeroką akceptację częściowo dlatego, że dobrze wyjaśniały też grzech pierworodny: wszyscy istnieliśmy już w Adamie lub Ewie, w chwili gdy wygnano ich z Edenu, i tym samym wszystkich nas dotyka piętno. Spermizm jednak prowadził też do rozterek i dylematów teologicznych – cóż bowiem działo się z niezliczonymi, nieochrzczonymi duszami, uwalnianymi z ciał ginących człowieczków podczas każdej ejakulacji?

Mimo całej poetyckości i zarazem sprośności tych teorii większość biologów w czasach Mieschera uznawała je już tylko za klechdy. Chcieli oni uwolnić rozważania naukowe od tego rodzaju opowieści i od koncepcji nieokreślonej „siły życiowej”, a dziedziczność i rozwój człowieka wyjaśnić zgodnie z regułami chemii.

Miescher początkowo wcale nie zamierzał przyłączyć się do ruchu mającego na celu odarcie pojęcia życia z całego jego mistycyzmu. W młodości, zgodnie z rodzinną tradycją, planował zostać lekarzem i pracować w Szwajcarii. Jednak wcześnie przebyty tyfus upośledził jego słuch do tego stopnia, że nie mógłby posługiwać się stetoskopem ani dosłyszeć chorych opowiadających o swoich dolegliwościach w szpitalnych łóżkach. Ojciec Friedricha, uznany ginekolog, zasugerował więc synowi, by zajął się pracą naukową. I tak w 1868 roku młody Miescher trafił do laboratorium biochemika Felixa Hoppe-Seylera w Tybindze w Niemczech. Choć laboratorium znajdowało się w imponującym, średniowiecznym zamku, to mieściło się w jego piwnicach, w dawnej królewskiej pralni, Miescher zaś miał pracować obok, w dawnej kuchni.

Friedrich Miescher (w okienku) odkrył DNA w starej kuchni przerobionej na laboratorium w piwnicach zamku w Tybindze. (Źródło: biblioteka uniwersytetu w Tybindze)

Hoppe-Seyler chciał zidentyfikować wszystkie składniki chemiczne komórek ludzkiej krwi. Zbadał już czerwone ciałka, zajęcie się białymi zlecił natomiast Miescherowi. Było to dla tego ostatniego iście szczęśliwe zrządzenie losu – ludzkie białe ciałka krwi bowiem, w przeciwieństwie do czerwonych, mają jądra komórkowe. W tamtych czasach badaczy w większości nie interesowało jądro komórkowe – nie znano jego funkcji – i całkiem rozsądnie koncentrowali się oni na cytoplazmie, zawiesistej substancji wypełniającej znaczną część objętości komórki.

Możliwość zajęcia się czymś słabo dotychczas poznanym przemawiała do Mieschera. Aby móc badać jądra komórkowe, potrzebował on jednak stałych dostaw białych ciałek krwi, skontaktował się więc z miejscowym szpitalem. Według przekazów szpital zajmował się weteranami, którzy odnieśli różne makabryczne rany i przeszli amputacje kończyn. W każdym razie przebywało w nim wielu przewlekle chorych pacjentów i codziennie mozolnie zbierano od nich zużyte, pokryte żółtą ropą bandaże, a następnie wysyłano je do Mieschera. Ropa łatwo rozkładała się na otwartym powietrzu, więc Miescher musiał obwąchiwać każdy przesączony nią bandaż i odrzucać te „zepsute”, które zresztą stanowiły większość. Jednak pozostałe, te wciąż „świeże”, zawierały bardzo dużo białych ciałek krwi.

Aby zrobić dobre wrażenie, a także ze względu na wątpliwości co do swojego talentu, Miescher rzucił się w wir zajęć i zaczął badać jądro komórkowe, tak jakby chciał nadrobić ciężką pracą inne swoje potencjalne braki. Jeden z jego kolegów stwierdził, że Mieschera napędza do działania chyba jakiś demon. Badacz stale też wystawiał się na działanie przeróżnych związków chemicznych. Niemniej jednak bez tak dużego zaangażowania zapewne nie dokonałby swoich odkryć, substancja znajdująca się wewnątrz jądra komórkowego okazała się bowiem bardzo trudna do uchwycenia. Miescher najpierw przemywał ropę alkoholem, a następnie traktował ją kwaśnym ekstraktem ze świńskich żołądków, rozpuszczając w ten sposób większość błon komórkowych. Ostatecznie otrzymywał szarą substancję o konsystencji pasty. Początkowo zakładał, że ma do czynienia z białkiem, jednak pasta była oporna na czynniki ją trawiące i inaczej niż inne białka nie rozpuszczała się w słonej wodzie, wrzącym occie lub rozcieńczonym kwasie solnym. Miescher postanowił więc zbadać ją pod kątem składu pierwiastkowego, stosując stopniowe spalanie. Otrzymał, zgodnie z oczekiwaniami, węgiel, wodór, tlen i azot, z tym że około 3 procent stanowił też fosfor, czyli pierwiastek, którego białka nie zawierają. Przekonany, że natrafił na coś wyjątkowego, określił substancję mianem „nukleiny”, którą to nazwę późniejsi badacze zmienią na kwas deoksyrybonukleinowy, czyli DNA.

Po 12 miesiącach, podczas których Miescher dopracowywał szczegóły swojego odkrycia, jesienią 1869 roku w dawnej królewskiej pralni przedstawił wyniki Hoppe-Seylerowi. Ten bynajmniej nie zareagował entuzjastycznie. Zmarszczył brwi i wyraził wątpliwości odnośnie do pomysłu, jakoby jądro komórkowe zawierało jakąś nową, niebiałkową substancję. Stwierdził, że Miescher musiał się w jakimś momencie pomylić. Młody badacz protestował, ale Hoppe-Seyler upierał się, że przed publikacją wyników należy raz jeszcze przeprowadzić badania, etap po etapie, zaropiały bandaż po zaropiałym bandażu. Poczucie wyższości Hoppe-Seylera z pewnością nie pomogło Miescherowi w nabraniu pewności siebie (nigdy nie pracował już w takim tempie jak na początku). A mimo że po dwóch latach wyniki się potwierdziły, Hoppe-Seyler wymusił, by do artykułu dodać jego utrzymany w protekcjonalnym tonie komentarz, w którym dość dwuznacznie chwalił Mieschera za „wzbogacenie naszej wiedzy… o wydzielinie ropnej”. Mimo to w 1871 roku Mieschera słusznie uznano za odkrywcę DNA.

Kilka innych przełomowych odkryć naukowych, dokonanych w tym samym okresie, rzuciło więcej światła na wyodrębniony przez niego związek. Najważniejsze z nich przypadło w udziale niemieckiemu protegowanemu Hoppe-Seylera, który ustalił, że nukleina zawiera kilka składowych, w tym fosforany i cukry (a mianowicie deoksyrybozę, od której wzięła się część „deoksyrybo” w nazwie DNA), a także cztery związki pierścieniowe nazywane potocznie „zasadami” – adeninę, cytozynę, guaninę i tyminę. Nikt jednak nie miał pojęcia, jak poszczególne części się ze sobą wiążą, co sprawiało, że DNA wydawało się dziwaczne, wieloskładnikowe i zagadkowe.

Obecnie naukowcy wiedzą już, jak to wszystko się ze sobą łączy. Cząsteczka DNA przypomina drabinę skręconą w coś w rodzaju korkociągu. Pionowe „belki” składają się z naprzemiennie występujących cząsteczek cukrów i fosforanów. Szczeblami drabiny – najważniejszą częścią DNA – są zaś dwie połączone ze sobą zasady azotowe, przy czym parują się one według reguły, że adenina (A) zawsze łączy się z tyminą (T), a cytozyna (C) z guaniną (G). (Można to zapamiętać, kojarząc, że podobne litery lgną do siebie – pełne krągłości C przyciąga G, podobnie jak kanciaste A pragnie towarzystwa kanciastego T).

Na reputację DNA korzystnie wpłynęły też kolejne odkrycia. Pod koniec XIX wieku naukowcy ustalili, że kiedy komórki się dzielą, precyzyjnie i po równo obdarowują się chromosomami. To wskazywało, że te ostatnie pełnią jakąś ważną funkcję, gdyby bowiem było inaczej, cały ten trud nie miałby sensu. Inna grupa badaczy wykazała zaś, że chromosomy przekazywane są z rodzica na dziecko w praktycznie niezmienionej formie. Jeszcze inny naukowiec, pewien niemiecki chemik, dowiódł, że składają się one przede wszystkim właśnie z DNA. Nie trzeba było szczególnie wysilać wyobraźni, by połączyć te fragmentaryczne doniesienia naukowe w jedno, i tak oto wkrótce część badaczy zaczęła podejrzewać, że DNA w istocie może odgrywać ważną rolę w procesie dziedziczenia. Nukleiną interesowało się coraz więcej osób.

Miescherowi dopisało tu szczęście, inaczej pewnie jego kariera by się kompletnie załamała. Po pobycie w Tybindze wrócił w rodzinne strony, do Bazylei, ale instytut, w którym się zatrudnił, odmówił mu przyznania własnego laboratorium. Badacz mógł zająć tylko kąt we wspólnej sali, a analizy chemiczne przeprowadzać w starym korytarzu. (Nagle dawna kuchnia zamkowa nabrała uroku). Jednym z wymogów nowego stanowiska było też nauczanie studentów. Miescher zawsze był powściągliwy, wręcz chłodny w kontaktach i choć prowadził wykłady, to jego nauczanie przypomniało jedną wielką pedagogiczną katastrofę – studenci określali go jako „niepewnego, nerwowego, krótkowzrocznego… trudnego do zrozumienia i niecierpliwego”. Dobrze jest myśleć o tuzach nauki jak o nadzwyczajnych osobowościach, ale Miescherowi brakowało choćby cienia charyzmy.

Wskutek porażek w nauczaniu, które dodatkowo podkopały jego samoocenę, Miescher ponownie skupił się na eksperymentach. Oddając się „fetyszowi badania nieprzyzwoitych płynów”, jak to określiła jedna ze współczesnych mu osób, Miescher przeniósł swoje uczucia z ropy na nasienie. Zawarte w nim plemniki składają się bowiem z małych pływaków z wielkimi główkami pełnymi nukleiny, co pozwalało uzyskać mnóstwo DNA z niewielką tylko ilością cytoplazmy. Badacz miał też do dyspozycji wyśmienite źródło spermy – białawy płyn nasienny występujący w mleczach łososi, które każdej jesieni i zimy występowały w nieprzebranej ilości w wodach pobliskiego Renu. Podczas tarła jądra łososi rosną niczym nowotwór, powiększając swoje rozmiary nawet dwudziestokrotnie, i osiągają wagę wynoszącą niekiedy aż pół kilograma. Dla Mieschera pozyskanie łososi nie stanowiło jakiegokolwiek problemu. Wystarczyło niemal zarzucić wędkę z okna pracowni. Następnie badacz wyciskał przez gazę „dojrzałe” jądra rybich samców, uzyskując w ten sposób całą masę plemników. Problem w tym, że mlecz łososia bardzo szybko się rozkłada w temperaturach w miarę komfortowych dla naszych organizmów. Dlatego też Miescher pojawiał się w laboratorium o świcie, gdy wciąż było zimno, po czym otwierał okna, by przed rozpoczęciem doświadczeń pracownia schłodziła się do temperatury nieznacznie przekraczającej 0 stopni Celsjusza. Gdy zaś podczas prowadzonego doświadczenia stłukło się jakieś laboratoryjne szkło, ze względu na ograniczony budżet ratował się domową porcelaną, podkradaną ukochanej żonie.

Na podstawie wyników własnych doświadczeń i doniesień uczonych badających inne komórki Miescher doszedł do wniosku, że wszystkie jądra komórkowe zawierają DNA. Zaproponował nawet redefinicję jądra komórkowego – przybierającego najróżniejsze kształty i rozmiary – i potraktowanie go jako pojemnika na DNA. Choć Miescher nie przywiązywał szczególnej wagi do swojej reputacji, była to chyba ostatnia podjęta przez niego próba zdobycia powszechnego uznania. DNA wciąż mogło się okazać mało znaczące, a w takim wypadku przynajmniej zapamiętano by go jako odkrywcę funkcji tajemniczego jądra komórkowego. To jednak mu się nie udało. Choć dziś wiemy, że Miescher w gruncie rzeczy właściwie zdefiniował jądro komórkowe, to inni naukowcy odrzucili jego sugestię, uznając ją, zupełnie zresztą słusznie, za co najmniej przedwczesną. Po prostu na jej potwierdzenie brakowało rozstrzygających dowodów. A jeśli nawet niektórzy byli gotowi zgodzić się z Miescherem, nie uznawali kolejnego z jego twierdzeń: że DNA wiąże się w jakiś sposób z dziedzicznością. Na pewno sprawy nie ułatwiał fakt, że badacz nie wiedział, na czym ten związek miałby polegać. Podobnie jak wielu naukowców w jego czasach, wątpił, by plemnik cokolwiek wstrzykiwał do komórki jajowej, być może częściowo dlatego, że zakładał (to chyba echa koncepcji homunkulusa), że jaja zawierają już wszystkie elementy niezbędne do rozwoju nowego życia. Miescher wyobrażał sobie, że nukleina z plemnika działa niczym chemiczny aktywator, pobudzając komórkę jajową do rozwoju. Niestety nie miał zbyt dużo czasu na to, by dogłębnie weryfikować swoje przypuszczenia lub aktywnie bronić głoszonych przez siebie tez. Wciąż bowiem musiał wykładać, a szwajcarski rząd zlecał mu też „niewdzięczne i nudne” zadania, jak choćby przygotowanie raportów na temat żywienia w szkołach podstawowych i więzieniach. Poza tym lata pracy w warunkach szwajcarskiej zimy odbiły się na jego zdrowiu. Uczony zachorował na gruźlicę i ostatecznie całkowicie porzucił pracę nad DNA.

W międzyczasie inni naukowcy zaczęli utwierdzać się w przekonaniu o błędności tez głoszonych przez Mieschera. Najgorsze zaś, że okazało się, iż chromosomy składają się z czegoś więcej niż cukrów, fosforanów i zasad A, C, G i T. Odkryto bowiem, że są w nich też niewielkie białkowe grudki, znacznie lepiej nadające się na chemiczne nośniki dziedziczności. To zaś dlatego, że białka składają się z 20 podstawowych cegiełek (nazywanych aminokwasami białkowymi). Każda z nich mogłaby posłużyć jako „litera” przekazująca określoną chemiczną instrukcję, a możliwość formułowania z tychże liter niemal dowolnych zapisów zdawała się wyjaśniać oszałamiające zróżnicowanie życia. W porównaniu z aminokwasami raptem cztery litery, A, C, G i T, wydawały się nudne i banalne – prymitywny, uproszczony alfabet, jakże ograniczony środek wyrazu. W efekcie większość naukowców uznała, że komórki wykorzystują DNA jedynie jako magazyn fosforu.

Smutne jest to, że nawet Miescher, świadomy prostoty DNA, zaczął wątpić, by odgrywało ono jakąś istotniejszą funkcję. Przez pewien czas rozważał koncepcję dziedziczenia za pomocą białek, opracował nawet teorię, według której białka zapisywały informacje za pomocą określonych ustawień swoich cząsteczkowych ramion – były czymś w rodzaju chemicznego semafora, którego pozycja niesie określony przekaz. Wciąż jednak nie wiedziano, jak plemnik przekazuje informacje do komórki jajowej, co sprawiało, że Miescher czuł coraz większą dezorientację. Pod koniec życia znów zaczął zajmować się DNA i wysuwać przypuszczenia, że może ono jednak odgrywać rolę w dziedziczeniu. Tym razem osiągnął tylko niewielkie postępy w badaniach, częściowo dlatego, że coraz więcej czasu musiał spędzać w sanatorium w Alpach. Ostatecznie nie zdążył dokonać żadnego przełomowego odkrycia, ponieważ w 1895 roku dostał zapalenia płuc i niedługo potem zmarł.

Wyniki późniejszych badań wciąż osłabiały jego twierdzenia, wzmacniając ogólne przeświadczenie, że nawet jeśli chromosomy odpowiadają za dziedziczenie, to nośnikiem informacji są w nich białka, a nie DNA. Po śmierci Mieschera jego wuj, także naukowiec, zebrał listy i publikacje zmarłego, tworząc z nich coś na kształt beletrystycznej księgi „dzieł zebranych”. Napisał w jej wstępie, że „osiągnięcia Mieschera nie zostaną zapomniane, wręcz przeciwnie, inni je rozwiną, a jego myśli i odkrycia w przyszłości wydadzą bogaty owoc”. Bardzo uprzejmie z jego strony, ale wówczas wszystko wskazywało na to, że to raczej pobożne życzenia: w nekrologach Mieschera raczej nie pojawiały się wzmianki o jego pracy z nukleiną, zresztą ani DNA, ani sam Miescher nie wzbudzali szczególnego zainteresowania.

Mimo wszystko Miescher umierał jako człowiek nauki, inaczej niż Gregor Mendel. Ten ostatni za życia stał się znany głównie z powodu skandalu.

Mendel, jak sam przyznawał, wstąpił do zakonu augustianów nie dlatego, że odczuwał powołanie, lecz z potrzeby zapewnienia sobie utrzymania i wyższej edukacji. Jako chłopski syn mógł uczęszczać do szkoły podstawowej tylko dlatego, że założył ją jego wuj; szkołę średnią zaś ukończył dzięki ofiarności siostry, która przeznaczyła na ten cel część własnego posagu. Z kolei podjęcie nauki na uniwersytecie w Wiedniu było możliwe, ponieważ rachunki za jego kształcenie pokrywał Kościół. Na wspomnianym uniwersytecie Mendel kształcił się w zakresie nauk przyrodniczych, ucząc się prowadzenia doświadczeń od samego Christiana Dopplera, tego od słynnego efektu. (Choć Doppler odrzucił pierwsze podanie Mendla o przyjęcie do grupy, być może dlatego, że ten załamywał się nerwowo podczas egzaminów).

Opat klasztoru św. Tomasza, do którego wstąpił Mendel, wspierał jego zainteresowania nauką i statystyką częściowo ze względów praktycznych: duchowny liczył na to, że wprowadzenie naukowych metod do uprawy winorośli i drzew owocowych i hodowli owiec pozwoli uzyskać lepsze plony, dzięki czemu klasztor wygrzebie się z długów. Mendel miał jednak czas też na inne zainteresowania – w kolejnych latach zajmował się m.in. katalogowaniem plam słonecznych, śledzeniem tornad, prowadził pasiekę (choć pewną odmianę pszczół, którą wyhodował, musiał zniszczyć ze względu na jej ogromną agresywność) i został jednym z założycieli Austriackiego Towarzystwa Meteorologicznego.

Na początku lat 60. XIX wieku, mniej więcej wtedy, gdy Miescher zrezygnował ze studiowania medycyny na rzecz nauki, Mendel rozpoczął pewne, tylko na pozór proste doświadczenia z krzyżowaniem grochu w szkółce ogrodniczej klasztoru św. Tomasza. Poza tym, że lubił groch i zależało mu na wypełnieniu nim spiżarni, wybrał go, ponieważ jego zastosowanie pozwalało uprościć doświadczenia. Kwiatów grochu nie zapylają ani pszczoły, ani wiatr, dzięki czemu badacz zachowywał kontrolę nad krzyżowaniem poszczególnych roślin. Mendel dostrzegał i doceniał też swoistą biegunowość, albo-albo, cech grochu: rośliny te miały na przykład tylko długą lub tylko krótką łodygę – bez form pośrednich; ich strąki były albo żółte, albo zielone, a groszki albo gładkie, albo pomarszczone. Dzięki temu zresztą Mendel dokonał pierwszego ze swoich najważniejszych spostrzeżeń, a mianowicie, że pewne cechy „dominują” nad innymi. Na przykład skrzyżowanie czystej linii rośliny wytwarzającej zielony groszek z rośliną dającą żółte nasiona dawało potomstwo wytwarzające jedynie żółte groszki – cecha żółtego koloru nasion była dominująca. Co jednak istotne, zielony kolor nie znikał bez śladu. Kiedy bowiem Mendel krzyżował ze sobą otrzymane wcześniej rośliny potomne – te wytwarzające tylko żółte groszki – niespodziewanie w nowym pokoleniu pojawiały się rośliny „recesywne” o zielonych groszkach, przy czym jedna roślina recesywna przypadała na trzy rośliny dające „dominujące” groszki żółte. Ten stosunek, 3:1[1], ujawniał się także w przypadku innych cech.

Co równie ważne, Mendel doszedł do wniosku, że występowanie danej cechy, czy to recesywnej, czy dominującej, nie wiąże się z recesywnością lub dominacją innych cech – każda z nich była dziedziczona niezależnie. Na przykład, choć długa łodyga dominuje nad krótką, recesywna roślina o krótkiej łodydze mogła jednocześnie wytwarzać żółte groszki (żółty kolor groszków jest dominujący względem zielonego). Albo roślina o dominującej cesze długiej łodygi mogła wydawać zielone groszki (recesywne). Każda z siedmiu par cech, które obserwował Mendel – na przykład groszki o gładkiej powierzchni (cecha dominująca) versus pomarszczone (recesywna), fioletowy kolor kwiatów (dominujący) versus biały (recesywny) – była dziedziczona niezależnie od innych.

Skupienie się na pojedynczych i niezależnych od siebie cechach umożliwiło Mendlowi odniesienie sukcesu tam, gdzie polegli inni hodowcy próbujący zgłębić zasady dziedziczności. Gdyby bowiem Mendel starał się scharakteryzować ogólne podobieństwo rośliny do jej bezpośrednich przodków, miałby zbyt wiele cech do rozważenia. Właściwości tych roślin byłyby nazbyt dziwaczną kombinacją cech mamy i taty. (Karol Darwin, który sam hodował rośliny groszku i eksperymentował z nimi, nie zrozumiał zasad dziedziczności między innymi właśnie z tego powodu). Mendel natomiast, zawężając obserwację do konkretnych, pojedynczych cech, dostrzegł, że każdą z nich musi kontrolować jednostkowy czynnik. Mendel nigdy nie użył tego słowa, ale to on pierwszy zidentyfikował oddzielne, dziedziczone czynniki, które dziś nazywamy genami. Groszki Mendla stały się dla biologii odpowiednikiem newtonowskiego jabłka.

Ale poza dokonaniem odkryć, które można nazwać jakościowymi, Mendel dał też genetyce solidną podbudowę ilościową. Doceniał on ze wszech miar stosowanie statystyki w meteorologii, gdzie codzienne wskazania barometru i termometru przekładały się na bardziej ogólne, całościowe zestawy danych. To samo podejście postanowił przyjąć w hodowli, wyprowadzając ogólne prawa dziedziczenia na podstawie danych pozyskanych z pojedynczych roślin. Od około stu lat istnieją jednak podejrzenia, że Mendel nieco się zagalopował i że miłość do idealnych wyników popchnęła go do drobnych nadużyć.

Chodzi o to, że jeśli rzucimy monetą 1000 razy, z pewnością otrzymamy około 500 reszek i 500 orłów – jest jednak bardzo mało prawdopodobne, by było ich dokładnie po 500, ponieważ wynik każdego rzutu jest przypadkowy. Podobnie, z powodu różnego rodzaju zakłóceń i odchyleń dane z doświadczeń zawsze nieco odbiegają w górę lub w dół od przewidywań teoretycznych. Dlatego też stosunek roślin grochu o długiej i krótkiej łodydze powinien wynosić jedynie około 3:1 (oczywiście dotyczy to dowolnej opisanej wyżej cechy). Mendel natomiast, po przeanalizowaniu tysięcy roślin, przedstawił niemal platońsko doskonałe wyniki, co obecnie wzbudza podejrzenia genetyków. Pewien współczesny weryfikator różnych naukowych twierdzeń określił nawet prawdopodobieństwo, z jakim Mendel rzeczywiście otrzymałby takie wyniki, jakie prezentował – a słynął on z pedantycznej precyzji w prowadzeniu rachunkowości i rejestrowaniu danych meteorologicznych – jako jeden do tysiąca. Wielu historyków w przeszłości broniło Mendla, twierdząc, że ten manipulował danymi jedynie podświadomie, standardy rejestrowania wyników były bowiem w jego czasach mniej restrykcyjne. (Jeden z późniejszych fanów badacza, bez najmniejszych podstaw, stworzył nawet postać nadgorliwego asystenta, który wiedząc, czego oczekuje jego mistrz, wyrzucał pewne rośliny, by rezultaty doświadczenia były bliższe ideału). Oryginalne zapiski Mendla spłonęły po jego śmierci, więc nigdy się już nie dowiemy, czy rzeczywiście nieco „podciągał” wyniki. Jednak, szczerze mówiąc, jeśli Mendel oszukiwał, to jest to niemal równie godne podziwu: oznacza bowiem, że intuicyjnie czuł, iż złoty współczynnik genetyki, 3:1, jest właściwy – choć nie miał na to jednoznacznego dowodu. Rzekomo sfałszowane dane mogły być po prostu sposobem na wygładzenie odchyleń wyników doświadczeń przeprowadzanych w realnym świecie, mającym uczynić je bardziej przekonującymi i czytelnymi dla innych, tak by mogli dostrzec to, co Mendel już zrozumiał.

W czasach Mendla nikt jednak nie miał podejrzeń co do rzetelności przedstawianych przezeń wyników, a to m.in. dlatego, że pies z kulawą nogą się nimi nie interesował. Badacz zaprezentował swoją pracę na temat grochu na konferencji naukowej w 1865 roku, ale jak to ujął jeden z historyków: „Słuchacze potraktowali go tak samo jak zawsze, gdy raczeni są większą ilością matematyki, niż mieliby na to ochotę: nie było żadnej dyskusji, nikt też nie miał pytań”. W 1866 roku Mendel opublikował swoje wyniki, choć równie dobrze mógł to sobie darować. Sprawa ponownie przeszła bez echa.

Dalej prowadził doświadczenia, ale szanse na to, by jego naukowa kariera nabrała rozpędu, zmniejszyły się gwałtownie, gdy w 1868 roku został wybrany na opata. Nigdy wcześniej niczym nie zarządzał, musiał się więc mocno zaangażować w nowe obowiązki, co znacząco ograniczyło czas przeznaczany na eksperymenty. Poza tym atrybuty władzy, w tym znakomite jedzenie i cygara (wypalał ich nawet 20 dziennie; przybrał też na wadze tak, że jego puls spoczynkowy wynosił czasem 120 uderzeń na minutę), mocno go spowolniły i coraz krócej przebywał w ogrodzie i szklarniach. Pewien człowiek, który w tym późnym okresie odwiedził Mendla w klasztorze, wspominał, że wybrali się wspólnie na przechadzkę, podczas której opat pokazywał mu z dumą kwiaty i dojrzałe gruszki, jednak przy pierwszym napomknięciu o doświadczeniach z grochem szybko zmienił temat, niemal zawstydzony. (Zapytany, jak można uzyskać w jednym pokoleniu wyłącznie rośliny o długiej łodydze, odrzekł, że to prosta sztuczka, ale jej wytłumaczenie wymagałoby długich wywodów, na co nie ma sensu marnować czasu).

Kariera naukowa Mendla zaczęła więdnąć także dlatego, że coraz więcej czasu spędzał na dysputach politycznych, dotyczących szczególnie kwestii rozdziału Kościoła od państwa. (Choć trudno tak wnioskować na podstawie tematyki badań, jaką się zajmował, Mendel potrafił ciskać gromy – co odróżniało go bardzo od spokojnego Mieschera). Niemal jako jedyny wśród innych katolickich opatów wspierał liberałów, ale gdy ci znaleźli się u władzy w Austrii w 1874 roku, wykiwali go i cofnęli przywilej wyłączający klasztory z konieczności płacenia podatków. Rząd zażądał od klasztoru św. Tomasza 7300 guldenów rocznie, czyli około 10 procent wartości całego klasztoru. Mendel, rozwścieczony i oszukany, zapłacił jedynie część tej sumy i odmówił uiszczenia reszty. W odpowiedzi rząd zdecydował o przejęciu dóbr klasztornych. Wysłał nawet specjalnego urzędnika, mającego zająć dobytek w samym klasztorze. Mendel, przyodziawszy habit, wyszedł na jego spotkanie i oświadczył, że klucz ma przy sobie, a człowiek ten musi użyć siły, by mu go odebrać. Ostatecznie urzędnik odszedł spod klasztoru z pustymi rękami.

Jednak, ogólnie rzecz biorąc, starania Mendla o uchylenie nowego prawa na niewiele się zdały. Poza tym, domagając się odsetek za utracone dochody i wypisując do legislatorów długie listy, w których rozwodził się nad arkanami opodatkowania kościelnego, opat mocno zdziwaczał. Pewien znający go prawnik narzekał, że Mendel „stał się okropnie podejrzliwy, wszędzie wokół siebie dostrzega wrogów, szpiegów i intrygantów”. I tak „afera Mendla” uczyniła niegdysiejszego naukowca sławnym, czy może raczej niesławnym, w samym Wiedniu. Skłoniła też jego następcę na stanowisku opata klasztoru św. Tomasza do spalenia wszelkich dotyczących go papierów, by dało się wyjść z twarzą ze sporu z rządem. Notatki dotyczące doświadczeń z grochem stały się jedynie przypadkowymi ofiarami tej decyzji.

Mendel zmarł w 1884 roku, niedługo po opisanym wyżej zamieszaniu na linii państwo–Kościół. Opiekująca się nim zakonnica natknęła się na ciało opata w pionowej pozycji, naukowiec zmarł bowiem, siedząc na sofie. Przyczyną jego śmierci była niewydolność nerek i serca, o czym wiemy tylko dzięki temu, że obawiając się pogrzebania żywcem, Mendel zawczasu zażądał przeprowadzenia sekcji swoich zwłok. Jednak w pewnym sensie jego obawy dotyczące przedwczesnego pochówku okazały się zasadne. Słynną dziś pracę na temat dziedziczenia w ciągu 30 lat po jego śmierci zacytowano zaledwie 11 razy. W dodatku odnosili się do niej głównie badacze zajmujący się naukami rolniczymi, upatrujący w jego doświadczeniach wskazówek pomocnych w uprawie grochu, a nie uniwersalnego przesłania dotyczącego zasad dziedziczenia. Naukowcy istotnie więc pogrzebali Mendla za wcześnie.

Czas mijał, a biolodzy dowiadywali się coraz więcej o komórkach i fakty te – gdyby tylko ktoś wiedział o pracach Mendla – wspierały jego koncepcje. Co najważniejsze, naukowcy dostrzegli charakterystyczne kryteria rozkładu cech u potomstwa badanych organizmów i ustalili, że chromosomy przekazują dziedziczone informacje w odrębnych porcjach, dokładnie tak, jak wskazywał Mendel. Kiedy więc na przełomie XIX i XX wieku trzej badacze, przekopując się przez bibliografię prac naukowych, niezależnie od siebie natrafili na pracę Mendla i uświadomili sobie, jak bardzo opisane w niej wyniki pasują do ich własnych, postanowili wskrzesić zapomnianego zakonnika.

Podobno Mendel powiedział kiedyś jednemu z kolegów: „Mój czas jeszcze nadejdzie”. Co tu dużo gadać, sprawdziło się – i to jak! Po 1900 roku „mendelizm” szybko zyskiwał na popularności, a wzmocniony ideologicznym fermentem zaczął nawet konkurować z teorią doboru naturalnego Darwina o miano najważniejszej teorii w biologii. Co ciekawe, wielu genetyków uważało obie teorie za wprost ze sobą sprzeczne, niektórzy nawet rozkoszowali się myślą, że mendelizm skaże Darwina na głębokie zapomnienie – tak świetnie znane Friedrichowi Miescherowi.

Rozdział 2

O mały włos i byłoby po Darwinie

Dlaczego genetycy próbowali uśmiercić teorię doboru naturalnego?

Nie tak powinien spędzać wolny czas laureat Nagrody Nobla. Pod koniec 1933 roku, wkrótce po otrzymaniu największego wyróżnienia naukowego, Thomas Hunt Morgan dostał wiadomość od swojego długoletniego asystenta Calvina Bridgesa. Okazało się, że Bridges wpadł w tarapaty z powodu swojego rozbuchanego libido. I to po raz kolejny.

Kilka tygodni wcześniej w pociągu międzynarodowym asystent Morgana nawiązał znajomość z pewną „godną zaufania” kobietą z Harlemu. Niewiasta szybko zdołała go przekonać, że jest księżniczką z indyjskiego królewskiego rodu, a do tego jej ojciec, bajecznie bogaty maharadża – cóż za nadzwyczajny zbieg okoliczności – właśnie postanowił ufundować nowy instytut naukowy poświęcony dziedzinie, którą zajmował się Bridges (i Morgan), czyli genetyce muszek owocówek. Ponieważ ojciec księżniczki akurat poszukiwał szefa nowej instytucji, księżniczka zapytała, czy Bridges byłby zainteresowany stanowiskiem. Bridges, prawdziwy casanova, pewnie i tak by jej nie odpuścił, ale widoki na nową pracę sprawiły, że kobieta zyskała w jego oczach wręcz nieprzeparty urok. Był w niej tak zadurzony, że zaczął nawet oferować zatrudnienie w Indiach swoim kolegom, nie zauważając jednocześnie, że Jej Wysokość podczas ich wspólnych zabaw ma w zwyczaju wydawać znaczne sumy. Co więcej, gdy przebywała poza zasięgiem jego słuchu, przedstawiała się jako „pani Bridges”, obciążając przy tym wszelkimi rachunkami jego konto. Kiedy prawda wyszła wreszcie na jaw, spróbowała wycisnąć z niego jeszcze więcej pieniędzy, grożąc, że pozwie go za „wywiezienie jej poza granice kraju w celach niemoralnych”. Spanikowany i załamany Bridges – który mimo sporej aktywności w sferach zarezerwowanych dla dorosłych pod wieloma względami był jak dziecko – zwrócił się po ratunek do Morgana.

Morgan niewątpliwie skonsultował się wcześniej ze swoim innym zaufanym asystentem, Alfredem Sturtevantem. Podobnie jak Bridges, Sturtevant pracował z Morganem od dziesięcioleci, a cała trójka dokonała wielu przełomowych odkryć w dziedzinie genetyki. Sturtevant i Morgan prywatnie sarkali na liczne miłostki i przeróżne eskapady Bridgesa, ale lojalność wobec przyjaciela oczywiście przeważyła. Uznali, że do akcji powinien wkroczyć sam Morgan. Ten niedługo potem zagroził kobiecie zdemaskowaniem przed policją i naciskał na nią, aż księżniczka postanowiła uciec najbliższym pociągiem. Następnie Morgan ukrył Bridgesa i poczekał, aż afera przycichnie[2].

Kiedy lata wcześniej Morgan zatrudniał Bridgesa jako „podaj-przynieś-pozamiataj”, zapewne się nie spodziewał, że kiedyś się do tego stopnia zakumplują. Nie mógł też jednak przewidzieć, jak niezwykle potoczy się jego własne życie. Przez długi czas pracował ciężko, kompletnie niezauważany, po czym nagle stał się jednym z luminarzy genetyki. Tkwił całe wieki w zatłoczonej do granic pracowni na Manhattanie, aż trafił do przestronnego laboratorium w Kalifornii i został szefem tamtejszego zespołu. Mimo że latami poświęcał mnóstwo uwagi swoim „chłopcom od much” i sporo dla nich robił, jeszcze później musiał odpierać zarzuty formułowane przez swoich asystentów, że zbiera laury za nieswoje pomysły. Aż wreszcie, po bardzo długiej walce przeciwko wyjątkowo odważnym teoriom naukowym, które jego zdaniem sięgały za daleko, w końcu uległ, a nawet sam przyłożył rękę do rozbudowania dwóch najodważniejszych teorii w historii biologii.

Za tę ostatnią „sprawkę” młodsze „ja” Morgana zapewne ciskałoby gromy na swoje późniejsze wcielenie. Badacz ten rozpoczął naukową karierę w bardzo ciekawym dla nauki momencie, mianowicie około 1900 roku, kiedy to wybuchła wojna pomiędzy zwolennikami genetyki mendlowskiej i teorii doboru naturalnego. A była to wojna na śmierć i życie: sprawy zaszły tak daleko, że większość biologów podzieliła się na dwa obozy, z których każdy był przekonany, że teoria przeciwników powinna zostać bezlitośnie wykorzeniona. Początkowo Morgan próbował w tym konflikcie stać się swoistą Szwajcarią; odrzucał obie teorie. Uważał, że każda z nich w zbyt dużym stopniu opiera się na przypuszczeniach, a czegoś takiego po prostu nie znosił. Jeśli nie dostrzegał solidnych przesłanek na potwierdzenie danej hipotezy, to uważał, że trzeba ją odrzucić. Niektóre przełomy wymagają genialnego teoretyka, który wyjątkowo klarownie przedstawi i wyjaśni wszystkim swoją wizję. Tymczasem Morgan był jego dokładnym przeciwieństwem: badaczem niesłychanie upartym, przedstawiającym wnioskowanie w nadzwyczaj pogmatwany sposób i przyjmującym jedynie dostrzegalne gołym okiem i namacalne dowody. Wszystko inne wydawało mu się bez sensu.

Dzięki takiemu podejściu świetnie nadaje się on jednak na naszego przewodnika po burzliwych czasach naukowej wojny Dwóch Róż i jej interludium, w którym zmagali się ze sobą darwiniści i mendeliści. Początkowo Morgan nie ufał genetyce i doborowi naturalnemu mniej więcej w równym stopniu, a jego cierpliwie prowadzone doświadczenia na muszkach owocówkach pozwoliły wyplenić różne półprawdy z obu tych teorii. Ostatecznie zaś udało mu się – czy może raczej udało się to zespołowi jego utalentowanych asystentów – spleść materiał genetyki i ewolucji w jedną tkaninę współczesnej biologii.

Zmniejszanie się znaczenia darwinizmu, obecnie nazywane czasem jego „zaćmieniem”[3], rozpoczęło się pod koniec XIX wieku i miało całkiem racjonalne podstawy. Przede wszystkim, choć biolodzy doceniali oczywiście Darwina i jego teorię ewolucji, wielu z nich odrzucało myśl, by jej główną siłą napędową była, jak chciał wielki uczony, selekcja naturalna – istotnie żałośnie nieodpowiednia do wyjaśniania wielu zmian zachodzących w trakcie ewolucji.

Krytycy czepiali się szczególnie przekonania, według którego dobór naturalny działał jedynie poprzez eliminowanie osobników gorzej dostosowanych; nie tłumaczyło to bowiem w żaden sposób pojawiania się nowych i korzystnych cech. Jak stwierdził pewien mądrala, selekcja naturalna wyjaśniała „przetrwanie” (survival) najlepiej dostosowanych, ale już nie ich „przybycie” (arrival). Darwin odpierał ten zarzut, tłumacząc, że selekcja naturalna zachodzi niezwykle powoli i dotyczy bardzo drobnych zmian międzyosobniczych. W niewielkie, kumulujące się zmiany, wywołujące po bardzo długim czasie dalekosiężne skutki, nie wierzył jednak już niemal nikt – zdecydowana większość opowiadała się za ewolucją przebiegającą skokowo. Nawet „buldog” Darwina, Thomas Henry Huxley, wspominał, że „ku wyraźnemu zniesmaczeniu Darwina” próbował go przekonać do koncepcji, zgodnie z którą gatunki mogą czasem ewoluować skokowo. Darwin jednak ani trochę nie zmienił stanowiska – uznawał jedynie drobne zmiany.

Po jego śmierci w 1882 roku przybyło argumentów przeciwko doborowi naturalnemu. Jak wykazali statystycy, większość cech gatunkowych ma w populacji rozkład w postaci krzywej dzwonowej. Na przykład najwięcej jest osób średniego wzrostu, a liczba szczególnie wysokich lub niskich zmniejsza się stopniowo, gdy przesuwamy się wzdłuż osi x w jedną lub drugą stronę. Cechy występujące u zwierząt, na przykład szybkość, siła czy spryt, także układają się w krzywą dzwonową, z największą liczbą osobników przeciętnych. Ewolucja, rzecz jasna, z pomocą drapieżników szybko wyeliminowałaby najwolniejsze lub najgłupsze osobniki. Większość naukowców zgadzała się przy tym, że aby ewolucja mogła zajść, przeciętne osobniki musiałyby się też stawać coraz szybsze, silniejsze lub mądrzejsze. Inaczej bowiem gatunki trwałyby w niezmienionej postaci. Jednak wyeliminowanie najwolniejszych nie sprawi, że te, którym udało się zwiać, będą stawać się coraz szybsze – nie tylko one, ale i ich potomstwo będzie pod tym względem przeciętne. Poza tym większość naukowców zgadzała się co do tego, że pojawienie się szczególnie szybkiego osobnika w zasadzie niczego by tu nie zmieniło, bo kiedy krzyżowałby się on z osobnikami przeciętnymi, jego szybkość „rozcieńczyłaby się” w kolejnym pokoleniu. Zgodnie z tym rozumowaniem gatunki byłyby skazane na przeciętniactwo, a dobór naturalny nie mógłby ich ulepszyć. Prawdziwa ewolucja w takim razie – powstanie człowieka z małpy – musiała się odbyć na drodze dużego skoku[4].

Oprócz tych ewidentnych problemów związanych ze statystyką darwinizm miał przeciwko sobie coś jeszcze: emocje. Wielu ludzi nie znosiło koncepcji doboru naturalnego. Zgodnie z nią światem rządziłaby bowiem bezlitosna śmierć, a silni wygrywaliby ze słabymi. Niektórzy intelektualiści, jak choćby George Bernard Shaw, czuli się wręcz zdradzeni przez Darwina. Początkowo co prawda Shaw był zachwycony tym, że Darwin podważył dogmaty religijne. Im więcej jednak dowiadywał się na temat doboru naturalnego, tym mniej mu się ta teoria podobała. „Kiedy ujawnia się człowiekowi jej prawdziwe znaczenie, serce nagle ścina strach – lamentował. – Wiąże się z nią bowiem ohydny fatalizm, upiorna i godna potępienia redukcja znaczenia piękna i inteligencji. – I dodał: – Przyroda kierująca się takimi zasadami byłaby niekończącą się walką o pomyje”.

Potrójne niezależne odkrycie dorobku Mendla w 1900 roku wzmocniło antydarwinistów, dostarczając dla teorii ewolucji naukowej alternatywy, która wkrótce zaczęła bezpośrednio konkurować z darwinizmem. Koncepcje Mendla nie skupiały się na usychaniu z głodu i morderstwach, lecz na wzroście i tworzeniu. Co więcej, groszki Mendla wykazywały niektóre cechy gwałtownych „skoków” – miały one wszak krótkie lub długie łodygi, zielone lub żółte nasiona, żadnych form pośrednich. W 1902 roku angielski biolog William Bateson pomógł lekarzom zidentyfikować pierwszy ludzki gen (związany z mogącą przyprawić o palpitację serca, ale generalnie łagodną chorobą – alkaptonurią, w której przebiegu m.in. mocz u dzieci przybiera czarną barwę). Bateson przemianował „mendelizm” na „genetykę” i stał się w Europie „buldogiem” Mendla, niestrudzenie rozgłaszając wyniki pracy zakonnika; nauczył się nawet grać w szachy i palić cygara tylko dlatego, że Mendel uwielbiał jedno i drugie. Część badaczy wspierała Batesona i jego niepokojące oddanie sprawie, ponieważ darwinizm zupełnie nie wpisywał się w postępowy etos nowego stulecia. Już w 1904 roku niemiecki badacz Eberhard Dennert dowcipkował: „Stoimy oto przy łożu śmierci darwinizmu, szykując się, by wysłać parę groszy przyjaciołom zmarłego, aby zapewnili mu godny pochówek”. (Dziś chyba nieźle pasowałoby to do kreacjonistów). Z pewnością już tylko mniejszość biologów broniła darwinowskich wizji stopniowej ewolucji przed dennertami i batesonami tego świata, choć za to broniła ich zażarcie. Pewien historyk stwierdził, że obie strony wykazywały „zdumiewający stopień wredoty”. Ale grupka najbardziej upartych nie mogła powstrzymać postępującego zaćmienia darwinizmu.

I choć dokonania Mendla wzmocniły antydarwinistów, to nigdy ich nie zjednoczyły. Na początku XX wieku odkryto wiele istotnych faktów dotyczących genów i chromosomów, które po dziś dzień są fundamentem genetyki. Badacze ustalili na przykład, że wszystkie organizmy zawierają geny; że te mogą się zmieniać, czyli mutować; że chromosomy w komórkach występują w parach i że potomstwo otrzymuje taką samą ich liczbę od mamy i taty. Nikt wówczas jednak nie dostrzegł, jak wszystkie te spostrzeżenia łączą się ze sobą; pojedyncze piksele jeszcze nie złożyły się w obraz. Pojawiła się za to zadziwiająca liczba nowych półteorii, jak choćby „teoria chromosomowa”, „teoria mutacyjna”, „teoria genów” itd. Każda z nich skupiała się na wybranym, wąskim aspekcie dziedziczności i wskazywała na niego, wprowadzając jedynie mało dziś zrozumiałe rozgraniczenia: część naukowców uważała (błędnie), że geny nie znajdują się w chromosomach; inni, że każdy chromosom zawiera jeden gen; a jeszcze inni, że chromosomy w ogóle nie wiążą się z dziedziczeniem. Czytając współcześnie opisy tamtych teorii – wiem, ocenianie ich z dzisiejszej perspektywy jest nie w porządku – można odczuć głęboką frustrację. Rodzi się chęć, by zakrzyknąć, jak zwycięski uczestnik Koła fortuny czy innego teleturnieju: „Pomyślcie! Rozwiązanie już widać!”. Ale każdy z lenników twardo trzymał się swojego spłachetka ziemi, pomniejszając wartość odkryć sąsiadów i kłócąc się o miedzę z zawziętością niemal dorównującą sprzeciwowi wobec darwinizmu.

W miarę jak ci rewolucjoniści i kontrrewolucyjności walczyli ze sobą w Europie, pewien naukowiec, który w końcu zakopał rów oddzielający darwinistów od genetyków, pracował sobie spokojnie w Ameryce, kompletnie anonimowy. Thomas Hunt Morgan nie ufał ani darwinistom, ani genetykom – za dużo pustej gadaniny i teoretyzowania. Dziedzicznością zainteresował się po tym, jak w 1900 roku odwiedził pewnego botanika w Holandii. Owym botanikiem był Hugo de Vries – jeden z trzech naukowców, którzy w tym samym roku odkryli pracę Mendla. Jego sława w Europie dorównywała darwinowskiej, częściowo dlatego, że badacz ten sformułował własną, konkurencyjną względem Darwina teorię pochodzenia gatunków. Jego „teoria mutacji” głosiła, że gatunki przechodzą w swojej historii krótkie, acz intensywne okresy mutowania, podczas których rodzice mogą wydawać na świat potomstwo o wyraźnie odmiennych cechach. De Vries opracował swoją teorię po natknięciu się na bardzo nietypowe okazy wiesiołka dwuletniego na opuszczonym polu ziemniaków niedaleko Amsterdamu. Niektóre z tych wiesiołków miały gładsze liście, dłuższe niż zwykle łodygi lub większe żółte kwiaty z liczniejszymi płatkami. Co jednak najważniejsze, nietypowe wiesiołki nie krzyżowały się z normalnymi; wyglądało na to, że właśnie się od nich odłączyły i stworzyły nowy gatunek. Darwin odrzucał koncepcję ewolucyjnych skoków, ponieważ uważał, że w przypadku, w którym pojawiłby się pojedynczy odmienny osobnik, musiałby się on rozmnażać z typowymi, rozwadniając tym samym swoje dobre nowe cechy. Teoria intensywnego mutowania de Vriesa bezwzględnie rozprawiała się z tym argumentem: zakładała pojawienie się wielu osobników nietypowych, które w dodatku mogły się krzyżować tylko ze sobą.

Opis nietypowych wiesiołków na dobre zalągł się w głowie Morgana. To, że de Vries nie miał pojęcia, jak lub dlaczego mutacje w ogóle nastąpiły, nie miało najmniejszego znaczenia. Wreszcie Morgan miał przed oczami dowód na pojawienie się nowego gatunku, nie zaś spekulacje na ten temat. Po otrzymaniu pracy na Columbia University w Nowym Jorku Morgan oddał się analizowaniu okresów występowania mutacji u zwierząt. Początkowo prowadził doświadczenia na myszach, świnkach morskich i gołębiach, ale gdy tylko do niego dotarło, jak wolno się rozmnażają, przyjął sugestię kolegi i postanowił podjąć badania na drozofilach – potocznie zwanych muszkami owocowymi.

Podobnie jak wielu ówczesnych nowojorczyków, drozofile należały do świeżych imigrantów, przybyły bowiem do miasta na łodziach w latach 70. XIX wieku wraz z pierwszymi dostawami bananów. Te egzotyczne owoce, owinięte w folię, sprzedawano po 10 centów za sztukę, a przy bananowcach w Nowym Jorku trzeba było ustawiać strażników, by powstrzymać tłum przed kradzieżą owoców. Ale w 1907 roku banany i muszki owocówki były już tak popularne, że asystent Morgana mógł ich mieć ile dusza zapragnie. Wystarczyło, że pokroił banana na plasterki i położył je na parapecie okiennym.

Zagracony, obskurny muszy pokój Thomasa Hunta Morgana na Columbia University. Setki much kłębiły się w każdej butelce, żywiąc się rozkładającymi się bananami. (Źródło: American Philosophical Society)

Owocówki okazały się doskonałe do celów, jakie wyznaczył sobie Morgan. Szybko się mnożyły – nowe pokolenie dorastało w ciągu 12 dni – a ich utrzymanie było śmiesznie tanie. Muszkom nie przeszkadzały też klaustrofobiczne przestrzenie, jakie oferowano im na Manhattanie. Laboratorium Morgana – „muszy pokój”, Schermerhorn Hall, numer 613 – miało pięć na siedem metrów, a musiało się w nim zmieścić osiem biurek. Jednak jako że tysiąc much mogło żyć sobie spokojnie w jednej litrowej butelce po mleku, wkrótce półki w pracowni Morgana wypełniły się dziesiątkami butelek; jego asystenci, jak głosi legenda, „pożyczali” je masowo ze studenckiej kafeterii i okolicznych ganków. Morgan usadowił się przy biurku na samym środku muszego pokoju. Po półkach i szufladach przemykały karaluchy podskubujące gnijące owoce, w tle stale było słychać bzyczenie – jednak badaczowi, z jubilerską lupą przy oku przeglądającemu kolejne butelki w poszukiwaniu mutantów de Vriesa, kompletnie to nie przeszkadzało. Jeśli w butelce nie było interesujących okazów, jej zawartość rozgniatał kciukiem, rozmazując musze wnętrzności, gdzie popadło, często na stronach laboratoryjnego dziennika. Dość nieszczęśliwie, jeśli chodzi o możliwość spełnienia wymogów sanitarnych, Morgan miał bardzo, ale to bardzo dużo much do rozgniecenia: drozofile mnożyły się w iście ekspresowym tempie. Wciąż jednak nie pojawiały się żadne nietypowe osobniki.

W międzyczasie jednak Morganowi poszczęściło się na innym polu. Jesienią 1909 roku zastępował kolegę przebywającego na urlopie naukowym i poprowadził swój jedyny na Columbii fakultet dla studentów. I właśnie w trakcie tego semestru dokonał, jak zauważył jeden z obserwatorów, swojego „największego odkrycia” – pozyskał dwóch naprawdę wyjątkowych asystentów. Alfred Sturtevant usłyszał o wykładach Morgana od swojego brata, wykładającego na Columbii łacinę i grekę, a chociaż był dopiero studentem drugiego roku, zaimponował Morganowi własną publikacją naukową na temat koni i dziedziczenia przez nie koloru sierści. (Morgan pochodził z Kentucky, a jego ojciec i wuj byli słynnymi koniokradami działającymi na tyłach unionistów w czasie wojny secesyjnej i przewodzili bandzie nazywanej Morgan’s Raiders. Morgan raczej gardził konfederacką przeszłością, ale na koniach się znał). Od tej chwili Sturtevant stał się „złotym” chłopcem Morgana i w końcu dosłużył się nawet miejsca przy najbardziej pożądanym biurku w muszym pokoju. Roztaczał wokół siebie inteligencką aurę, był bardzo oczytany i lubił rozwiązywać co bardziej podchwytliwe brytyjskie krzyżówki – ale zdarzyło się, że w jego biurku, stojącym pośród całego tego bałaganu, ktoś odkrył kiedyś zmumifikowaną mysz. Sturtevant miał też jedną wadę utrudniającą mu pracę naukową, a mianowicie nie odróżniał czerwonego od zielonego. Na rodzinnej farmie w Alabamie, gdzie uprawiano głównie owoce, zajmował się końmi także dlatego, że w okresie zbiorów był mało przydatny, nie potrafił bowiem dostrzec czerwonych truskawek na zielonych krzakach.

Zdjęcie playboya Calvina Bridgesa (po lewej) oraz jedna z nielicznych fotografii Thomasa Hunta Morgana (po prawej). Morgan do tego stopnia nie znosił pozować do zdjęć, że jeden z asystentów, któremu zależało na jego wizerunku, ukrył aparat w muszym pokoju i zrobił zdjęcie zdalnie, pociągając za sznurek wyzwalający migawkę. (Opublikowano za zgodą National Library of Medicine)

Drugi ze studentów, Calvin Bridges, równoważył z nawiązką niedostatki Sturtevanta, zarówno w odróżnianiu kolorów, jak i wyniosłości. Początkowo Morgan nieledwie z litości zaoferował Bridgesowi, sierocie, pracę polegającą na myciu i czyszczeniu butelek po mleku. Kiedy jednak ten, podsłuchawszy kilka wypowiedzi Morgana dotyczących pracy, zaczął wskazywać ciekawe okazy much, wypatrując je gołym okiem poprzez brudne szkło butelek, Morgan zatrudnił go na stanowisku badawczym. Była to jedyna stała praca, jaką kiedykolwiek miał Bridges. Zmysłowy i przystojny mężczyzna, z zaczesanymi wysoko włosami, był wielkim entuzjastą wolnej miłości avant la lettre. W końcu porzucił nawet żonę i dzieci, przeszedł wazektomię i zaczął pędzić bimber w kawalerskiej już norze na Manhattanie. Uganiał się dosłownie za każdą spódnicą, składając niewybredne propozycje niemal wszystkim niewiastom, jakie spotykał na swojej drodze, nie wyłączając żon swoich kolegów. Jego chłopięcy czar uwiódł wiele z nich, ale nawet gdy muszy pokój stał się już legendarny, żaden uniwersytet nie zdecydował się wystawić na szwank swojej reputacji, oferując mu stanowisko wyższe niż asystenckie.

Poznanie Bridgesa i Sturtevanta musiało ucieszyć Morgana, bo do tamtej chwili właściwie wszystkie jego doświadczenia kończyły się niepowodzeniami. Nie mogąc znaleźć żadnych naturalnych mutantów, zaczął wystawiać muszki na działanie gorąca, chłodu, a nawet wstrzykiwał kwasy, sole, zasady i inne potencjalne mutageny w ich genitalia (a niełatwo je namierzyć). Nadal nic. Będąc już bliski rezygnacji, w styczniu 1910 roku zidentyfikował drozofilę o dziwnym trójzębnym wzorze na tułowiu. Nie bardzo wyglądało toto na Vresjańską über-muchę, no ale było to już coś. W marcu znalazł dwa kolejne mutanty, jednego z nierównymi wyrostkami w pobliżu skrzydeł, co nadawało im wygląd „owłosionych pach”, i drugiego o oliwkowym (zamiast bursztynowego) kolorze tułowia. W maju pojawił się zaś najbardziej, jak dotąd, spektakularny mutant – o białych (a nie czerwonych) oczach.

Niecierpliwie oczekując przełomu – może właśnie trafił na okres częstych mutacji – Morgan przystąpił do żmudnego procesu wyizolowania mutanta. Zdjął zamknięcie z butelki po mleku, a następnie drugą butelkę ustawił do góry nogami na pierwszej, tak że stykały się szyjkami. Potem zaczął świecić od góry przez dno butelki, by zwabić białookiego mutanta. Oczywiście setki innych much przeleciało do nowej butelki wraz z nim. Następnie Morgan odsunął od siebie obie butelki i szybko zatkał ich szyjki, a potem powtarzał proces wabienia raz za razem, stopniowo zmniejszając liczbę zwykłych much towarzyszących mutantowi i modląc się, by ten podczas kolejnych machinacji nie uciekł. Kiedy wreszcie oddzielił nietypowego osobnika od reszty, skrzyżował go z samicami o czerwonych oczach. Krzyżówki przyniosły wielorakie skutki, ale jeden z nich wydał się Morganowi niezwykle ekscytujący – okazało się bowiem, że gdy skrzyżowało się ze sobą potomstwo mutanta i normalnej muchy, stosunek czerwonookich much do białookich wynosił 3:1.

Rok wcześniej, w 1909 roku, Morgan wysłuchał na Columbii wykładu duńskiego botanika Wilhelma Johannsena na temat mendlowskich rozkładów częstości występowania cech. Johannsen wykorzystał wówczas okazję do tego, by spopularyzować nowo utworzone słowo „gen” w znaczeniu jednostki dziedziczności. Badacz ten i wielu jego kolegów bez oporów przyznawali, że to tylko wygodny konstrukt myślowy, lingwistyczny wypełniacz na… hm, na coś. Dodawali przy tym, że brak znajomości biochemicznych szczegółów dotyczących genów nie powinien wpływać na ograniczenie użyteczności stosowania takiego konceptu do badania zasad dziedziczności (można tu przywołać psychologów, którzy studiują obecnie takie stany jak euforia lub depresja, nie rozumiejąc przy tym superdokładnie, jak funkcjonuje mózg). Morgan uznał wykład za zbyt teoretyczny i spekulatywny, ale wyniki jego własnego doświadczenia – współczynnik 3:1 – sprawiły, że stał się mniej uprzedzony do Mendla.

Tak zaczął się zwrot Morgana o 180 stopni. Współczynniki rozkładu cechy koloru oczu przekonały go, że teoria dotycząca genów ma sens. Gdzie jednak te geny rezydowały? Być może na chromosomach, ale owocówki miały oczywiście setki cech do przekazania, a tylko cztery chromosomy. Przyjęcie, że jedna cecha przypada na jeden chromosom, tak jak zakładało wówczas spore grono badaczy, nie miało w tym kontekście wielkiego sensu. Morgan nie chciał dać się wciągnąć w dyskusje na temat tzw. teorii chromosomów, ale kolejne odkrycie nie pozostawiło mu już wyboru: kiedy bowiem dokładniej przyjrzał się swoim białookim mutantom, odkrył, że wszystkie były samcami. Naukowcy wiedzieli już wtedy, że o płci u muszek owocówek decyduje jeden chromosom. (Podobnie jak to jest u ssaków, samice owocówek mają dwa chromosomy X, a samce jeden). Teraz gen odpowiadający za białe oczy zmapowano jako występujący na tym samym chromosomie, czyli okazało się, że przenosi on już dwie cechy. Wkrótce chłopcy od much znaleźli inne geny właściwe jedynie samcom – odpowiadające za krótkie skrzydła, żółty kolor ciała. Wniosek sam się narzucał: wiele genów „podróżuje” na jednym chromosomie[5]. Fakt, że badacz dokonał tego odkrycia niemal wbrew swojej woli, nie miał znaczenia – siłą rzeczy zaczął wspierać teorię chromosomów.

Odrzucanie dotychczasowych przekonań stało się od teraz niemal nawykiem Morgana, jego najbardziej godną podziwu i zarazem wkurzającą cechą. Choć sam zachęcał do prowadzenia teoretycznych dysput w muszym pokoju, nowe teorie uważał zwykle za niewiele warte i traktował je lekko do czasu, aż sam potwierdził ich przewidywania w laboratorium. Zdawał się nie pojmować, że naukowcy potrzebują teorii jako przewodników, ułatwiających im podjęcie decyzji, co jest istotne, a co nie, i pozwalających im uniknąć ugrzęźnięcia w dywagacjach. Nawet studenci tacy jak Bridges i Sturtevant, a już szczególnie ten nowy, który dołączył do nich później – zgryźliwy i genialny zarazem Hermann Muller – dostawali piany na ustach w efekcie niektórych sporów z Morganem na temat genów i dziedziczności. A potem, co było równie denerwujące, gdy któremuś z nich udało się zapędzić go w kozi róg i przekonać, że jednak się myli, Morgan bez mrugnięcia okiem porzucał stare poglądy i niezażenowany przyjmował nowe jako coś zupełnie oczywistego.

Dla Morgana to quasi-plagiatorstwo w ogóle nie było problemem. Wszyscy przecież mieli wspólny cel (Czyż nie, chłopaki?), a jedyne, co się liczyło, to wyniki doświadczeń. No i trzeba oddać Morganowi, że uznawanie kolejnych teorii i ciągłe zmiany przekonań dowodziły, iż słucha swoich asystentów, co wyraźnie kontrastowało z nacechowanymi wyższością stosunkami między szefami a ich asystentami w Europie. Z tego powodu Bridges i Sturtevant zawsze publicznie zachowywali lojalność wobec Morgana. Niemniej jednak osoby odwiedzające laboratorium wyczuwały czasem wśród asystentów Morgana tlące się emocje i coś w rodzaju konkurencji między rodzeństwem. Ale Morgan nie uczestniczył w żadnych intrygach ani nie manipulował, po prostu autorstwo poszczególnych pomysłów niewiele dla niego znaczyło.

Tymczasem różne koncepcje, których Morgan nie znosił, ciągle go prześladowały. Teorii genowo-chromosomowej, niemal od razu po pojawieniu się, zagroził upadek i tylko jakiś radykalnie nowy pomysł mógł ją uratować. Przypomnijmy, że Morgan ustalił, iż na chromosomie musi znajdować się wiele genów. Z doniesień innych naukowców dowiedział się też, że rodzice przekazują dzieciom całe chromosomy. Dlatego wszystkie cechy na danym chromosomie powinny być dziedziczone wspólnie – muszą być ze sobą sprzężone na stałe. Na przykład, zakładając czysto hipotetycznie – jeśli geny odpowiadające za zielony kolor szczecinek, postrzępione skrzydła i grube czułki znalazłyby się na jednym chromosomie, to mucha, u której wystąpiła jedna z tych cech, powinna mieć też dwie pozostałe. Podobne zestawy cech rzeczywiście występują u drozofili, ale ku swojej konsternacji zespół Morgana odkrył, że czasem niektóre cechy danego zestawu ulegają rozszczepieniu – na przykład zielone szczecinki i postrzępione skrzydła, które zawsze powinny występować razem, pojawiają się niezależnie u dwóch much. Takie rozłączenia (czy rozprzężenia) nie zdarzały się często, mniej więcej w 2 do 4 procent przypadków, ale występowały na tyle regularnie, że mogłyby obalić nowo utworzoną teorię, gdyby Morgan nie pozwolił sobie na rzadki u niego wybryk fantazji.

Pamiętał bowiem pracę pewnego belgijskiego biologa i księdza, który obserwował pod mikroskopem tworzenie się plemników i komórek jajowych. Jeden z kluczowych faktów w biologii – jego konsekwencje stale wyskakują to tu, to tam – jest taki, że chromosomy występują parami i są to pary niemal identycznych bliźniaków. (Ludzie mają 46 chromosomów, połączonych w 23 pary). Kiedy tworzą się komórki jajowe i plemniki, te niemal identyczne pary układają się mniej więcej w połowie komórki, a następnie każdy z bliźniaków jest odciągany w stronę innego bieguna, po czym powstają dwie odrębne komórki.

Jednak, jak zauważył ów ksiądz-biolog, zdarza się, że owe bliźniacze pary tuż przed rozdzieleniem wchodzą ze sobą w interakcje, oplatając się wzajemnie ramionami. Ksiądz nie miał pojęcia, dlaczego tak się dzieje. Morgan uznał, że być może ramiona chromosomów czasem pękają i wymieniają się odpowiadającymi sobie fragmentami. To wyjaśniałoby, dlaczego niekiedy cechy z zestawu są rozdzielane: jeśli chromosom pękał w miejscu między dwoma genami z jednego zestawu, jeden z nich był następnie wymieniany. Co więcej, jak podejrzewał Morgan – trzeba powiedzieć, że wena go nie opuszczała – cechy ulegające rozdzieleniu z częstością 4 procent zapewne znajdowały się na chromosomie dalej od siebie niż te, które były rozdzielane z częstością 2 procent, większa odległość między jednym a drugim genem zwiększała bowiem prawdopodobieństwo ich rozdzielenia.

Przypuszczenie Morgana okazało się słuszne, co wraz z innymi ważnymi spostrzeżeniami poczynionymi przez Sturtevanta i Bridgesa stało się punktem wyjścia do stworzenia zarysu nowego modelu dziedziczenia – modelu, dzięki któremu zespół Morgana przeszedł do historii nauki. Zgodnie z tym modelem wszystkie cechy warunkowane są przez geny, które znajdują się na chromosomach we właściwych dla siebie miejscach, na podobieństwo pereł w naszyjniku. Ponieważ organizmy żywe dziedziczą po jednym chromosomie z każdej pary zestawu należącego do każdego z rodziców, cechy przekazywane są między pokoleniami właśnie w ten sposób. Crossing over i mutacje trochę jednak zmieniają chromosomy, co przyczynia się do tego, że każdy z nas ma unikatowy zestaw genów. Niemniej jednak same chromosomy i geny zmieniają się nieznacznie, co wyjaśnia, dlaczego pewne cechy występują rodzinnie. Voilà: pierwszy całościowy opis funkcjonowania dziedziczności gotowy.

Prawdę mówiąc, tylko niewielka część tej historii powstała w laboratorium Morgana – poszczególne jej fragmenty opracowali biolodzy w różnych miejscach świata – ale to zespół Morgana ostatecznie połączył w jedno luźno powiązane ze sobą pomysły, a muszki owocowe dostarczyły bezwzględnie przekonujących dowodów doświadczalnych. Trudno byłoby na przykład stwierdzić, że niektóre geny nie są sprzężone z płcią, skoro Morgan dysponował butelkami z dziesięcioma tysiącami mutantów w butelce, wszystkimi płci męskiej.

Oczywiście, choć Morgan zdobył uznanie za połączenie różnych teorii, to nie zrobił zbyt wiele, by jakoś pogodzić je z doborem naturalnym Darwina. Owo „pogodzenie” także wzięło się z wyników prac badaczy pracujących w muszym pokoju, a Morgan ponownie „pożyczył” kluczowe spostrzeżenie od asystentów. Tym razem jeden z nich nie przyjął tego tak lekko i potulnie jak Bridges i Sturtevant.

Hermann Muller, bo o nim tu mowa, zaczął się pojawiać w muszym pokoju w 1910 roku, choć raczej okazjonalnie. Ponieważ miał na utrzymaniu starą matkę, prowadził dość chaotyczne życie, imając się dorywczych zajęć w hotelach i bankach, ucząc wieczorami imigrantów angielskiego i żywiąc się kanapkami w metrze w drodze między swoimi licznymi miejscami pracy. Jakimś cudem udało mu się też w międzyczasie zaprzyjaźnić z pisarzem Theodore’em Dreiserem z Greenwich Village, zaangażować się w politykę po stronie socjalistów i dojeżdżać ponad 300 kilometrów do Cornell University, aby skończyć studia magisterskie. Bez względu jednak na to, jak bardzo był zmęczony, Muller wykorzystywał swój jedyny wolny dzień, czwartek, by wpaść do Morgana i jego chłopców, a następnie wykłócać się o kwestie dotyczące genetyki. Jako że bardzo bystry Muller zwykł podczas tych dyskusji błyszczeć, to w 1912 roku, tuż po obronie pracy magisterskiej, Morgan przydzielił mu biurko w muszym pokoju. Nie zamierzał mu jednak płacić, więc rozkład zajęć Mullera szczególnie się nie zmienił. Niedługo potem Muller przeżył załamanie nerwowe.

Przez następne dekady źle znosił swój status w muszym pokoju. Równie mocno wkurzało go to, że Morgan jawnie faworyzował „lepiej urodzonego” Sturtevanta i zrzucał co bardziej niewdzięczne zadania, na przykład przygotowanie bananów dla much, na barki proletariackiego Bridgesa. Wkurzało go też to, że Bridges i Sturtevant dostawali pieniądze za prowadzenie doświadczeń, które narodziły się w jego, Mullera, głowie, podczas gdy on niekiedy musiał przemierzać całe miasto, by zdobyć jakiekolwiek pieniądze. Nie podobało mu się także to, że Morgan traktuje muszy pokój jak prywatny klub, zmuszając nierzadko część przyjaciół Mullera do pracy na korytarzu. Ponad wszystko wkurzało jednak Mullera to, że Morgan nie dostrzegał wkładu jego pracy. Powodem było poniekąd to, że Muller okazał się dość powolny w wykonywaniu najważniejszej dla Morgana rzeczy – pomysłowych doświadczeń, które zresztą on sam (to znaczy Muller) wymyślił i zaplanował. W gruncie rzeczy Muller nie mógł chyba trafić na mniej odpowiedniego dla siebie mentora. Jednak mimo wszystkich swoich socjalistycznych ciągot Muller cenił jednocześnie dość wysoko prawo własności intelektualnej i miał w związku z tym poczucie, że w wolnym i przypominającym pod tym względem komunę muszym pokoju jego talent jest zarazem wykorzystywany i niedoceniany. Inna sprawa, że Mullera nieszczególnie można by scharakteryzować jako jowialnego, serdecznego kolegę. Bez przerwy wyżywał się i krytykował Morgana, Bridgesa i Sturtevanta, a do żywego obrażało go właściwie wszystko, co nie było absolutnie logiczne. Jedną z rzeczy, która Mullerowi szczególnie dopiekła, było bezrefleksyjne zignorowanie przez Morgana teorii ewolucji opierającej się na doborze naturalnym, którą to teorię Muller z kolei uważał za podstawę biologii.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

1. Witaj w ostatniej części książki! Zebrałem tu różnego rodzaju uwagi, dygresje, dopowiedzenia i wyjaśnienia odnoszące się do fragmentów tekstu oznaczonych odnośnikami. Z przypisami możesz zapoznawać się pojedynczo, podczas lektury, lub czytać wszystkie za jednym zamachem, traktując całą tę część jak posłowie.
Pierwszy przypis to krótkie powtórzenie praw Mendla. Jeśli je znasz, możesz od razu przeskoczyć dalej. Ale nie pomiń reszty, bo jest tu cała masa pikantnych szczegółów – obiecuję.
Mała powtórka: Mendel zajmował się cechami dominującymi (jak długie łodygi, A) oraz recesywnymi (krótkie łodygi, a).Każda roślina i każde zwierzę mają w swoich komórkach dwie kopie danego genu, po jednej od mamy i taty. Kiedy więc Mendel krzyżował roślinę AA rośliną aa (poniżej, po lewej), rośliny potomne miały identyczny układ cech (Aa) i tym samym wszystkie też miały wysokie łodygi (ponieważ A dominuje nad a).

Kiedy jednak Mendel krzyżował uzyskane wcześniej rośliny potomne (Aa), doświadczenie nabierało rumieńców. Każda roślina o genotypie Aa może przekazać potomnej albo A, albo a; taka krzyżówka dawała więc potomstwo o czterech (właściwie trzech) genotypach: AA, Aa, aA, aa. Rośliny o pierwszych genotypach miały długie łodygi, ale te o genotypie aa – krótkie. Stąd właśnie wziął się współczynnik 3:1. I żeby nie było wątpliwości: chodzi o ogólną zasadę – ten sam współczynnik otrzymalibyśmy nie tylko w wypadku grochu, lecz także innych roślin i zwierząt.
Z kolejnym standardowym współczynnikiem mendlowskim mamy do czynienia, gdy krzyżujemy rośliny Aa z aa. Połowa potomstwa ma w tym wypadku genotyp aa, cecha dominująca ujawnia się zaś u drugiej połowy (Aa).

Współczynnik 1:1 szczególnie często występuje w historii genetycznej rodzin, u których dana cecha dominująca A jest rzadka lub pojawia się spontanicznie wskutek mutacji, w takim wypadku bowiem rzadko występujące Aa krzyżuje się z częstym aa.
Ogólnie rzecz biorąc, współczynniki 3:1 oraz 1:1 ciągle na różne sposoby dają o sobie znać w genetyce klasycznej. Ciekawostka – pierwszy recesywny gen u ludzi zidentyfikowano w 1902 roku, a jego występowanie prowadziło do czarnego zabarwienia moczu. Trzy lata później namierzono pierwszy gen dominujący, powodujący zrastanie i niedorozwój palców. [wróć]

2. Szczegóły dotyczące życia prywatnego Bridgesa opisano w książce Lords of the Fly Roberta Kohlera. [wróć]

3. Określenie sformułowane przez biologa Juliana Huxleya (dosłownie: eclipse of Darwinism), odnoszące się do okresu poprzedzającego powstanie nowoczesnej syntezy ewolucyjnej (przyp. tłum.). [wróć]

4. W młodości, w latach 30. XIX wieku, Darwin przekonał swojego kuzyna Francisa Galtona, by ten rzucił studia medyczne i zajął się matematyką. Późniejsi obrońcy Darwina musieli z pewnością wielokrotnie żałować, że tak się stało, ponieważ to właśnie pionierskie prace dotyczące statystyki i krzywych dzwonowych – a także uparta argumentacja Galtona, opierającego się na tych danych – najsilniej uderzyły w reputację Darwina.
Jak opisano to dokładniej w książce A Guinea Pig’s History of Biology, Galton pozyskał sporo danych istotnych dla jego krzywych w typowy dla niego, dość ekscentryczny sposób podczas międzynarodowej wystawy zdrowia zorganizowanej w Londynie w 1884 roku. Zwiedzający, przechadzając się między stanowiskami, przy których prezentowano różne ciekawostki dotyczące higieny i ścieków, raczyli się miętowymi julepami, arakiem oraz kumysem</span> i coraz lepiej się bawili. Galton też przygotował swoje stanowisko i zawzięcie oceniał wzrost, wzrok i słuch podpitych Anglików. Badał też ich siłę podczas udziału w kilku odpustowych konkurencjach, polegających na walnięciu lub ściskaniu różnych przyrządów, co jednak okazało się znacznie trudniejsze, niż przypuszczał: durnie, którzy nie rozumieli zasady działania tychże urządzeń, ciągle je psuli, a inni popisywali się tylko przed dziewczętami. Panował bardzo odpustowy nastrój, choć akurat Galton kiepsko się bawił; po czasie stwierdził, że „durnota i upór” zwiedzających „były wręcz niewiarygodne”. Jednak, tak jak zaplanował, pozyskał wystarczająco dużo danych, by potwierdzić, że rozkład różnych ludzkich cech także przypomina krzywą dzwonową. Utwierdziło go to w przekonaniu, że właśnie on, a nie kuzyn Karol, naprawdę pojmuje, jak działa ewolucja i że drobne zmiany nie odgrywają w niej istotnej roli.
Ale nie był to też pierwszy raz, gdy Galton pomieszał szyki Darwinowi. Ten drugi wiedział bowiem, zapewne już od opublikowania dzieła O powstawaniu gatunków, że jego teoria ma pewien słaby punkt. Ewolucja drogą doboru naturalnego wymaga, by stworzenia dziedziczyły korzystne cechy, nikt jednak (poza pewnym mało znanym mnichem) nie miał wówczas pojęcia, jak to się odbywa. Ostatnie swoje lata Darwin spędził więc na rozwijaniu teorii pangenezy, która miała to objaśniać.
Zgodnie z teorią pangenezy każdy narząd i kończyna wytwarzają swoje małe zaczątki, tzw. gemmule. Krążą one w organizmie, przenosząc informacje zarówno o cechach wrodzonych (natura), jak i nabytych w trakcie życia (środowisko). Następnie gemmule są odfiltrowywane w</span> gonadach, a kopulacja umożliwia ich połączenie się na podobieństwo dwóch zlewających się ze sobą kropli (męskiej i żeńskiej).
Teoria ta, choć błędna, była całkiem elegancka. Kiedy więc Galton zaplanował równie elegancki eksperyment mający na celu namierzenie gemmuli u królików, Darwin wspierał tę inicjatywę. Ale jego nadzieje szybko prysły. Galton założył, że jeśli gemmule istotnie krążą wewnątrz organizmów, robią to wraz z krwią. Zaczął więc przeprowadzać transfuzje krwi między czarnymi, białymi i srebrnymi długouchami, licząc, że te potem, gdy już zaczną się ze sobą krzyżować, dorobią się nakrapianego potomstwa. Jednak mimo lat prób było widać czarno na białym, że teoria pangenezy się nie sprawdza, nie narodził się bowiem ani jeden królik o mieszaninie odpowiednich cech. Galton opublikował wówczas pracę, w której zasugerował, że gemmule nie istnieją, co sprawiło, że spokojny zwykle Darwin wpadł w szał. Obaj mężczyźni wymieniali wcześniej miłe listy na tematy osobiste i naukowe, często wzajemnie chwaląc swoje pomysły. Tym razem jednak Darwin wyżył się na Galtonie, z gniewem zauważając, że nigdy nie wspominał, jakoby gemmule miały krążyć we krwi, więc wyniki doświadczeń z transfuzjami u królików kompletnie o niczym nie świadczą.
Poza tym, że było w tym sporo obłudy – Darwin nie wspomniał też jakoś nigdy, gdy Galton prowadził swoje doświadczenie, że krew nie jest dobrym środkiem transportu gemmuli – twórca teorii ewolucji oszukiwał również samego siebie. Doświadczenie Galtona przekreśliło za jednym zamachem koncepcję gemmuli i całą teorię pangenezy. [wróć]

5. Związane z płcią cechy recesywne, takie jak te wspomniane w tekście, pojawiają się częściej u samców niż u samic z prostego powodu. Samica XX posiadająca rzadko występujący allel genu białego koloru oczu niemal na pewno będzie miała drugi allel, czerwonych oczu, na drugim chromosomie X. Ponieważ czerwony kolor oczu to cecha dominująca, biały się nie ujawni. Jeśli jednak samiec (XY) otrzyma chromosom X z wersją genu białych oczu, to działanie genu będzie się mogło uwidocznić. Genetycy nazywają samice posiadające na jednym z chromosomów recesywną wersję genu jego „nosicielkami” – przekazują ją one połowie swoich dzieci. U ludzi przykładem tego rodzaju cech sprzężonych z płcią jest hemofilia, a także ślepota barw (jej odmiana występowała na przykład u Sturtevanta). [wróć]