Кошки, гены и эволюция - Павел Михайлович Бородин

наш агент ввел секретные материалы в память самого мощного по тем временам портативного (5 куб. м) компьютера – ЭВМ “Мир–3” (машина для и́нженерных расчетов) путем пробивания дырок на длинной бумажной ленте с последующим скармливанием этой ленты машине. Потом машина провела регрессионный анализ данных и обнаружила, что плодовитость лисиц на всех широтах увеличивалась по мере увеличения светового дня во время их беременности. Не сильно, но увеличивалась.

“Вот, – сказал академик, – не зря я тебя, Паша, туда посылал”.

После этого он затребовал данные по расщеплению у грузинских снежных лисиц и разделил их на две группы. В первую группу вошли те, что забеременели между 4 января и 28 февраля (251 лисица), а во вторую – с 1 марта по 1 апреля (189 лисиц). Потом он определил нехватку белых гомозигот в обеих группах отдельно. В первой группе она составила 34% от ожидаемого, а во второй всего 11%. То есть в условиях длинного светового дня гомозиготные эмбрионы выживали лучше.

Тогда Беляев поставил решающий эксперимент. Он опять скрестил грузинских снежных гетерозигот друг с другом. Но на этот раз лисица, как только беременела, отправлялась в солярий, где световой день был на 5–6 часов длиннее нормального.

В потомстве таких лисиц снежных гомозигот было даже чуть больше (на 11%), чем должно быть по Менделю. Увеличение светового дня привело к повышению жизнеспособности полулетального генотипа! Правда, потом все белые грузинские гомозиготы, кроме одной, умерли в первый месяц жизни, а на выживаемость гомозигот по платиновой и беломордой мутациям дополнительное освещение никак не повлияло.

Сейчас этот исторический эксперимент практически забыт. С 1975 года, когда в международном и авторитетном журнале Journal of Heredity была опубликована статья о нем, ее вспомнили и процитировали девять раз. A зря. Эта история ведь не только и столько про лисиц и белые пятна. Эта история о том, как изменение фотопериода во время беременности дает выжить полулетальным генотипам. Сейчас, наверное, можно проследить всю цепь от причины к следствию через изменение активности эпифиза, уровня и динамики синтеза мелатонина, окситоцина и других гормонов беременности.

Но дело даже не в научных тонкостях, дело в том, что за последние 200 лет с момента изобретения электрической лампочки мы радикально изменили фотопериод для себя и всей остальной антропосферы. Как это сказалось на выживании прежде гибельных мутаций? Может, кошки – гомозиготы W/W появляются на свет и относительно неплохо выглядят потому, что их мамаши проводят время беременности и всю остальную жизнь при фотопериоде 16 часов света и 8 часов относительной тьмы?

Серые крысы и обращение направления доминирования

Еще одна поучительная история про бело-пятнистых животных связана с крысами. В самом начале ХХ века среди лабораторных крыс обнаружилась рецессивная мутация, которую потом назвали hooded – “капюшон”. В те далекие времена эта мутация проявлялась только у гомозигот и только в виде крохотного белого пятна на брюхе.

Ученые увидели, что это красиво, и решили увеличить размер пятна. В каждом поколении они отбирали на племя и скрещивали друг с другом только крыс с самым большим пятном (рис. 2–3).

Поколение за поколением пятно росло. Оно вышло за пределы брюха на бока, потом и на спину, а потом и вся спина стала белой и черной осталась только голова41. Вот тут-то и появилось название мутации – “капюшон”.

Наши читатели теперь все знают про генетику и механику развития пегостей и легко могут объяснить этот результат. Исходная мутация слегка затормозила миграцию меланобластов, а селекция подобрала такие гены-модификаторы, которые это торможение усилили.

Рис. 2–3. Результаты селекции крыс на увеличение размера белого пятна на брюхе.

Этот-то результат – расползание пятна – можно было ожидать. Что было неожиданным – это изменение направления доминирования этой мутации. В момент ее обнаружения она была полностью рецессивной. Пятно было только у мутантных гомозигот. Гетерозиготы имели сплошную черную окраску. В результате селекции она стала полудоминантной. Когда ученые скрестили своих селекционированных крыс с черными, они получили в потомстве крыс с большим белым пятном на брюхе.

То есть селекция привела к обращению направления доминирования.

Это произошло в начале ХХ века. А ближе к концу ХХ века в Институте цитологии и генетики провели эксперимент по обращению направления доминирования хирургическим путем.

Эксперимент тоже касался крыс, белых пятен и юного Павла Бородина. В один прекрасный день, когда ярко светило солнце и ничто не предвещало беды, его и трех его коллег вызвал директор института и сказал такую речь:

“Глубоко уважаемый мною профессор из Института ххх и ххх им. Х. Х. Ххх АН СССР обратился ко мне с просьбой проверить феноменальные результаты экспериментов его научного сотрудника. Этот сотрудник обнаружил, что прижизненное обертывание яичников и семенников крыс целлофаном ведет к обращению направления доминирования генов в потомстве. Вот фотографии. Крыса с пятном на брюхе. Ее отец серый, с обернутым семенником был скрещен с белой самкой. Их дочь должна быть серой, а тут пятно. Альбиносы тоже получались, но реже. Я знаю все, что вы скажете. Что этого не может быть, потому что этого не может быть никогда, что это противно всему, что мы знаем о генах, что, скорее всего, это грязный эксперимент. Но меня и просят это проверить. Просят уважаемые люди, а я прошу вас. А вдруг…”

Горестные вопли ученых не тронули директора. Им пришлось спланировать три эксперимента: на крысах, мышах и норках. Родителю со сплошной окраской планировали обернуть гонады в целлофан, скрестить с альбиносом и внимательно смотреть на потомков.

Через месяц, как раз к началу сезона размножения у норок, приехал сам экспериментатор. Помахивая костылем и покрикивая на подручных, он стал резать несчастных животных, оборачивать целлофаном упомянутые выше органы, зашивать и передавать лаборантам. Надо отдать ему должное: при общем безумии и скверном характере хирург он был хороший. Все животные выжили и успешно скрестились согласно плану.

Согласно тому же плану и в полном соответствии с законами генетики все потомки и обернутых, и контрольных животных были абсолютно дикого типа, никаких пятен, никакого обращения доминирования не произошло.

“А вы на что надеялись?” – грозно спросил директор, глядя на результаты. И засмеялся довольный.

Потом был долгий разбор полетов. Вряд ли безумный хирург был жуликом, для этого он был слишком безумен. Скорее всего, и даже определенно, он поскользнулся на грязном генетическом фоне. Очевидно, что незаконные альбиносы и неожиданные белые пятна у потомков обернутых целлофаном крыс появились оттого, что в линиях, с которыми он работал, были животные, гетерозиготные по рецессивному альбинизму и по рецессивной же мутации hooded – “капюшон” – то самое белое пятно. Среди генетиков это называется “заползишн эффект”.

Через несколько лет после этой печальной истории и совсем по другому поводу Бородин посетил виварий того самого института, где работал