Четыреста поколений плодовой мушки — дрозофилы укладываются примерно в семнадцать лет. У мушиного народца свой счет времени, свой бег генетической истории.
С лета 1966 года доктор биологических наук Леонид Зиновьевич Кайданов ведет эксперимент с близкородственными линиями дрозофилы. Более четырехсот ее поколений сменили друг друга за это время в двух скромных комнатках-боксах, принадлежащих отделу генетики и селекции Биологического института в Петергофе.
Кстати, при чем здесь петергофский институт, если речь до сих пор шла о ленинградской кафедре генетики? Но дело в том, что биофак ЛГУ имеет при себе целый исследовательский институт, одновременно служащий местом практики студентов. Институт организован тогда же, когда была создана и кафедра генетики, стараниями в числе прочих и первого ее завкафедрой Ю. А. Филипченко. В девятнадцатом году это было невероятной роскошью для науки — получить дворец, принадлежавший полумифическому герцогу Лейхтенбергскому. И сейчас еще — окружающий институт роскошный, хоть и заброшенный парк, колоннада дворца на высокой террасе над морем впечатляет. Но только не исследователей, здесь работающих. Закутки генетических лабораторий в домиках бывшей дворни, в сравнении хотя бы со специально выстроенными для науки дворцами биогородка Пущино, сильно проигрывают.
Так вот, десятки тысяч мух прошли через дотошные руки Леонида Зиновьевича и его сотрудников. Тысячи особей переданы цитологам и молекулярным биологам для исследований генетических структур.
Берясь за свои эксперименты, Кайданов поставил перед собой задачу, прямо противоположную той, которую ставит перед отбором природа. Исследователь отбирал наиболее неприспособленных, чтобы смотреть, что же из этого получится, как сложится генетическая судьба подопытных мушек.
Отбор все более плохого: хуже, еще хуже, еще… До какой степени деградации может дойти жизнь под давлением жесткого процесса отрицательного отбора, если неумолимо осуществлять его десятки и сотни поколений подряд? Сможет ли она сохранить свою целостность или ей придется, подчиняясь воле обстоятельств, перешагнуть границу жизни и смерти?
Стеллажи от пола до потолка. В боксах, где живут кайдановские дрозофилы, непрерывно поддерживается нормальная для них температура — около двадцати пяти градусов. Мерно журчат люминесцентные лампы. Шестнадцать часов — день. С двенадцати ночи до восьми утра — ночь.
Стеллажи уставлены деревянными лотками, на которых теснятся стаканчики, где обитают дрозофилы. Каждый стаканчик — семья. Примерно каждые две недели происходит смена поколений (скорость, из-за которой дрозофила и вошла в историю науки почетным объектом) — и исследователи совершают новый шаг: снова и снова испытывают действие отбора на состояние дрозофилы и на их генетические системы. Скрупулезная работа. Обычная работа генетика. И все-таки в тихом вежливом с чуть замедленной реакцией докторе наук Кайданова она нашла достаточно выносливого своего исполнителя. Он прошел свой «отбор» на эту выносливость. Десятилетия Леониду Зиновьевичу пришлось ждать ответов на заданный в эксперименте вопрос природы.
Самцов первой партии дрозофил, взятых в работу летом 1966 года, Кайданов и его сотрудники разделили на две группы: те, которые проявляли половую активность выше некоего заданного уровня, были исключены из эксперимента. Для дальнейшей работы были оставлены лишь самые вялые, самые инертные. Их скрестили с их собственными сестрами, чтобы образующиеся у потомков наборы наследственных задатков не были бы «испорчены», разбавлены притоком чужих генов со стороны. Так пошло и дальше — отбор тех, кто более вял, и близкородственное скрещивание полных братьев и сестер, выполняющее роль своеобразного генетического усилителя.
Исходная партия мушек и все нисходящие к ней поколения потомков образуют одну линию, которую исследователи назвали линией НА — низкой активности. Как же сложилась ее история?
«Оцепенелые болванчики» — так назвал своих подопечных однажды Леонид Зиновьевич. Не только по признаку, по которому их отбирали, а и по всем своим приспособительно важным особенностям — жизнеспособности, двигательной активности и многому другому, чем они резко отличаются от нормальных мушек.
Самых серьезных результатов исследователь добился на протяжении первых сорока поколений линии НА. Именно за этот период, меньше чем за два года, у подопытных мушек резко — вчетверо снизился общий показатель жизнеспособности и производительной активности. Дальше дело замедлилось. Популяция почуяла приближение к смертельно опасному рубежу, и тут дальнейшее падение показателя жизнеспособности заметно снизилось. Чтобы преодолеть сопротивление генетических систем и еще раз в четыре раза понизить его, экспериментаторам понадобились долгие годы — время жизни трехсот шестидесяти поколений, то есть примерно пятнадцать лет. И тут уровень жизнеспособности пока стабилизировался. Устойчивость жизни до сих пор берет верх над усилиями генетиков. Но это еще не все.