Гомологические ряды
Николая Ивановича Вавилова (1887–1943) можно было бы считать баловнем судьбы, если б не трагический финал его жизни (сказалось то, что он был не только выдающимся учёным, но и крупным государственным деятелем).
В работе «Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям» (1919) он предложил выделять механический (пассивный) и физиологический (активный) иммунитет. Дал критическую оценку существовавших тогда гипотез и пришёл к выводу: «Создание общей теории физиологического иммунитета – дело будущего и, вероятно, не слишком близкого». Обобщающую обзорную работу он издал в 1935 году: «Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям».
На Всероссийском селекционном съезде в Саратове в 1920 году Н.И. Вавилов сделал доклад «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости», обосновав вывод: у близких видов и родов растений происходят сходные эволюционные изменения. Это даёт возможность предвидеть преобразование видов при селекционной работе.
Его карьера головокружительна. С 1929 года – президент, а с 1935 года – вице-президент ВАСХНИЛ (Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени Ленина). Член научных организаций многих стран, лауреат Ленинской премии (1926), академик АН СССР с 1929, президент Географического общества СССР (1931–1940), член высших государственных органов страны – ВЦИК и ЦИК СССР.
В 1926–1927 годах Николай Иванович провёл экспедиции в страны Средиземноморья. Изучал культурную флору Алжира, Туниса, Марокко, Египта, Сирии, Палестины, Иордании, Греции, островов Крита, Кипра, Сицилии и Сардинии, а также Италии, Испании, Португалии, Сомали, Эфиопии, Эритреи.
Через год он посетил Западный Китай, Японию, Корею, остров Формоза (Тайвань). Ещё через год – в очередной раз посетил США, Канаду, Мексику. 1932 и 1933 годы провёл в Гватемале, на Кубе, в Перу, Боливии, Чили, Бразилии, Аргентине, Эквадоре, Уругвае, Тринидаде, Пуэрто-Рико. Изучал географию культурных растений и центры их происхождения. Привёл дополнительные данные для обоснования закона гомологических рядов в наследственной изменчивости.
Никто из учёных не имел столько высоких должностей и званий. Никто столько ни путешествовал, да ещё в труднейшие для страны годы разрухи и восстановления хозяйства после Первой мировой и Гражданской войн.
Н.И. Вавилов писал с гордостью: мы разрабатывали сугубо теоретические работы в отличие от прагматичных американцев. Это верно. Хотя в годы, когда на его экспедиции тратились крупные средства в валюте, прошли две трагические волны неурожаев и голода, миллионы советских людей страдали, а многие умирали от голода.
Можно понять Вавилова, занятого серьёзными теоретическими изысканиями, стремясь, как он писал, «соединить трудно соединяемое – географию, ботанику, агрономию, историю культуры… Чем глубже и шире исследователь охватывает факты, тем более необъятны просторы дальнейшей работы – и аналитической, и синтетической».
Н.И. Вавилов
Вавилов и его сотрудники собрали крупнейшую в мире мировую коллекцию семян культурных растений, насчитывающую к 1940 году 250 тысяч образцов (36 тысяч образцов пшеницы, 10 022 – кукурузы, 23 636 – зернобобовых и т. д.). Замечательная работа! Вот только время для неё было выбрано крайне неудачно: стране требовалось бороться с голодом, развивать сельское хозяйство, а не теоретические проблемы.
В тюрьме он написал объёмистую незаконченную «Историю мирового земледелия» и записку на 12 страницах: «Вредительство в системе Института растениеводства, мною руководимого с 1920 года до ареста (6.VIII.1940)». Её он начал писать вскоре после того, как его доставили в Москву – 24 августа.
Началась война. Его перевели в саратовскую тюрьму. Он переболел дизентерией в 1942 году, был сильно истощён. В конце января 1943 года заболел крупозным воспалением лёгких и скончался в тюремной больнице.
Одно из наиболее известных его научных достижений – закон гомологических рядов. Как сказано в Студопедии (Интернет): «Н.И. Вавилов, сравнивая изменчивость видов внутри разных родов, обнаружил параллелизм в повторяемости признаков. Оказалось, что признаки, присущие формам внутри вида или рода, повторялись и в других видах или родах. Ч. Дарвин отметил фиолетовые листья бука, орешника и барбариса, а разновидности с глубоко разрезанными или рассечёнными листьями повторялись у ольхи, липы, бука, берёзы и др. древесных пород.
На основании всех известных факторов Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости:
1. Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм и у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости.
2. Целые семейства растений в общем характеризуются определённым циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство».
Понятие гомологии (закономерного подобия – в переводе с греческого) ввёл в середине ХIХ века английский биолог Ричард Оуэн. Суть её в том, что у разных видов, родов, семейств животных и растений наблюдается сходное развитие отдельных органов (например, крылья у насекомых, рептилий, птиц).
В конце ХХ века антрополог академик В.П. Алексеев писал: «Открытие и формулировка закона гомологических рядов в наследственной изменчивости – первое по времени и одно из наиболее блестящих достижений Н.И. Вавилова в теоретической биологии. Эта формулировка… была значительно углублена в дальнейшем, аргументирована не только огромным количеством наблюдений над параллельной изменчивостью видов и рас культурных растений, но и убедительными примерами аналогичной изменчивости у диких растений и у животных. Закон гомологических рядов вдохновил исследователей на поиски таких рядов у самых различных организмов, в самых разных, далеко отстоящих друг от друга ветвях органического мира».
Правда, талантливый биолог и философ профессор А.А. Любищев в неопубликованной работе 1957 года отметил: «Это открытие некоторыми лицами сравнивалось с открытием новых элементов на основе Периодической системы Д.И. Менделеева…
Однако система Менделеева представляет уже весьма совершенное решение проблемы систематизации химических элементов, хотя, конечно, далеко не идеальное. Попытка же Вавилова, как ни почтенна она сама по себе, представляет собой только маленький отрезок грандиозной проблемы биологической системы».
Любищев подчеркнул: «Сам Н.И. Вавилов, будучи образованным и добросовестным биологом, нисколько не претендовал на то, что он первый сформулировал положение о гомологической изменчивости».
Эту научно корректную статью Любищева не напечатали. На оценке научных достижений Н.И. Вавилова сказалась его сначала чрезвычайно счастливая, а в завершении жизни печальная судьба.
Мне трудно судить, насколько прав был Любищев. Могу только напомнить: кроме Дарвина о гомологических рядах писали главным образом зоологи ХІХ века. Одно из ярких проявлений этой закономерности – цефализация, увеличение в филогенезе головного мозга разных отрядов и семейств позвоночных (о ней у нас уже шла речь).