В одном из своих первых опытов Мендель скрестил растения с желтыми и зелеными семенами. Вскрыв стручок, он увидел совпадение своего результата с тем, что получил Найт 60 годами ранее. Все горошины были желтыми. Затем Мендель скрестил эти гибриды между собой и получил второе поколение. В этот раз не у всех растений горошины были желтыми. У части выборки появился зеленый цвет, который не был виден в предыдущем поколении.
Когда Мендель сосчитал горошины, то обнаружил, что на каждую зеленую приходится примерно три желтых. Затем он взял растения с желтыми горошинами из второго поколения и скрестил их с изначальным сортом с желтыми горошинами. Некоторые потомки следующих поколений снова оказались с зелеными семенами. Похожие результаты Мендель получил и при использовании растений с гладкими и морщинистыми горошинами, а также с высоким и низким побегом.
В 1865 г. Мендель рассказал о своих экспериментах на съезде Общества естествоиспытателей Брно. Для объяснения найденного у гороха соотношения «три к одному» он выдвинул предположение, что у каждого растения есть пара «элементов»[94], которые могут отвечать за противоположные признаки. В процессе создания как пыльцевого зерна, так и семязачатка в них попадает только один из этих элементов. А когда происходит оплодотворение, новое растение получает в наследство свою пару элементов. Каждый элемент запускает развитие какого-то определенного признака растения. Один делает семена зелеными, а другой – желтыми. И Мендель утверждал, что одни элементы сильнее других. В результате гибридное растение, у которого есть один желтый элемент, а другой зеленый, будет иметь желтые семена, потому что желтый доминирует над зеленым.
Такая схема передачи элементов от родителей потомкам объясняла и соотношение «три к одному». Когда Мендель скрестил два желтых гибрида, каждое растение передало каждому из потомков один из своих двух элементов. Какой элемент достанется конкретному потомку, определяется случайно. Возможны четыре комбинации: желтый/желтый, желтый/зеленый, зеленый/желтый, зеленый/зеленый. Исходя из этой схемы Мендель подсчитал, что четвертая часть растений унаследует по желтому элементу от обоих родителей, половина получит один желтый, а другой зеленый элементы, и они тоже окажутся с желтыми горошинами. Оставшаяся же четверть унаследует два зеленых элемента.
Речь Менделя не вызвала горячего отклика у слушателей. Его эксперименты никого не вдохновили на то, чтобы решиться их повторить. Сейчас, задним умом, мы прекрасно осознаем всю важность его результатов, но в то время они не выделялись на фоне многих других проводившихся параллельно исследований гибридов. Старший коллега Менделя, швейцарский ботаник Карл Негели, рекомендовал тому проверить, будут ли проявляться такие же закономерности на другом растении, например на ястребинке.
Из-за особенностей биологии ястребинки это предложение оказалось неудачным. Когда Мендель скрестил ястребинки, соотношение «три к одному» не обнаружилось. Вместо этого у растений часто проявлялась одна из первых предковых форм, с которой начиналось скрещивание, и в дальнейшем признаки потомков не менялись. Однако Мендель не отказался от своей идеи об элементах. Он выдвинул новое предположение – что у ястребинки при развитии пыльцевого зерна и семязачатка не происходит разделение этих элементов.
Мендель написал Негели: «Очевидно, мы имеем дело с частным случаем, который представляет собой проявление более общего, фундаментального закона»[95].
Этот закон в итоге получит имя Менделя. Но долгое время после публикации им своего эксперимента его цитировали лишь немногие исследователи. Однажды, стоя с одним из друзей на участке с ястребинками, Мендель предсказал, что в конечном счете окажется прав: «Мое время еще придет».
В 1868 г. Напп умер и пост настоятеля занял его протеже. Однако вскоре новоназначенный аббат Мендель оказался столь глубоко погружен в налоговые споры с правительством, что ему пришлось забросить свой экспериментальный сад[96]. Когда 16 лет спустя, в 1884 г., скончался сам Мендель, его похороны собрали только толпу крестьян и бедняков. Ни один ученый не пришел оплакать его кончину.
Селекционеры в США пошли другим путем. В американских колониях не было своего Бакуэлля. И не возникло в первые годы после получения независимости никаких научных обществ селекционеров, которые обсуждали бы, как именно овцы наследуют жирность мяса. И местные растениеводы не создавали экспериментальных садов, где исследовали бы межвидовые границы. Вместо этого США стали ареной капиталистического соревнования фермеров, которые состязались друг с другом, используя сорта и породы, способные, как они надеялись, обеспечить им благосостояние.
Многие из этих пород попали в Новый Свет из Европы. В начале XIX в. тысячи мериносов были незаконно вывезены из Испании в Вермонт. Легенды о мериносах побудили фермеров Новой Англии отказаться от своих отар ради новой породы. К 1837 г. в одном только Вермонте пасся миллион мериносов[97].
Подобные бумы в Америке обычно быстро сходили на нет. Торговцы мериносами посчитали, что у текстильных предприятий жажда шерсти неутолима, и цена на одного ягненка взлетела до тысячи долларов[98]. Когда же мериносовый пузырь лопнул, американцы мгновенно переключились на экзотические породы кур: польские черные, белые доркинги, желтые шанхайские… Но и куриная лихорадка тоже закончилась[99].
Американские фермеры интересовались не только новыми породами животных, но и новыми сортами растений. Однако они, в отличие от Найта и Менделя, обычно не проводили направленного скрещивания. Вместо этого они просто случайно натыкались на диковинное растение. Некоторые фермеры держали свою находку при себе, надеясь привлечь больше покупателей, когда будут продавать свои товары на местном рынке. Другие рассылали информацию по семенным каталогам, рассчитывая разжиться на заказах. Квакер-земледелец Джесси Хайатт из Айовы как-то увидел маленькую яблоньку, растущую в его саду меж рядов плодовых деревьев[100]. Он срубил ее, но на следующий год деревце снова выросло. Он вновь срубил яблоньку, но она опять выросла. В конце концов Хайатт сказал деревцу: «Раз растешь – расти». Через 10 лет яблоня наконец принесла плоды: красивые красно-желтые хрустящие сладкие яблоки. Хайатт отправил несколько штук на конкурс, проводимый в Миссури компанией Stark Bro. Яблоки Хайатта выиграли, а компания Stark Bro назвала этот сорт Делишес. Он стал одним из популярнейших сортов и остается им до сих пор.
В 1849 г. в этот мир, пропитанный сельскохозяйственными работами и разведением, пришел Лютер Бёрбанк. Позже он рассказывал, что его первым воспоминанием о матери был эпизод, когда она посадила его на землю подле себя, пока собирала клубнику на их ферме в Массачусетсе[101]. В течение нескольких лет Лютеру приходилось много заниматься крестьянским трудом: «носить дрова, выпалывать сорняки, кормить кур, выпасать коров», как он писал впоследствии[102]. Тем не менее у мальчика еще оставалось время, чтобы мастерить водяные колеса и каноэ из древесной коры. Он пытливо рассматривал яблоневые деревья в семейном саду, узнавая, чем различаются сорта Болдуин и Грининг. Он наблюдал за набухшими почками, раскрывающими свои коричневые чешуи, за появлением белых и розовых лепестков. Когда Лютер стал подростком, он посадил свой собственный сад и написал старшему брату, живущему в Калифорнии, письмо с просьбой присылать ему семена экзотических западных сортов.
Семья Бёрбанк надеялась, что Лютер станет врачом, но в школе ему плохо давались латынь и греческий. Он больше интересовался книгами по естествознанию, которыми его снабжал двоюродный брат – натуралист-любитель. Кузены вместе гуляли по сельской местности, и брат рассказывал Лютеру обо всем, что их окружало, от камней до растений, которые возвышались над ними. У подростка появилось страстное желание «узнавать правила этой увлекательной игры под названием “Жизнь” не из вторых рук, а непосредственно от самой Природы», как он сам позднее писал[103].
Когда в 1868 г. Лютеру Бёрбанку исполнилось 19 лет, с мечтами о природе и медицине пришлось распрощаться. Его отец внезапно скончался, семья продала ферму и переехала в другое место. Лютер должен был содержать мать и сестру, работая на арендованных полях. Позднее он вспоминал: «Естество призывало меня обратиться к земле, и когда я получил свою долю скромного отцовского наследства, то уже не мог сопротивляться этому зову»[104].
Бёрбанк решил, что должен делать больше, чем просто сажать семена в землю. Ему надо было изменить сами семена. Продавая свою продукцию на рынке, он обратил внимание, насколько выше была выручка у фермеров, которые предлагали более качественные сорта. Их покупателям нравились фрукты покрупнее и овощи повкуснее. Фермеры, чьи растения созревали раньше, могли раньше и начинать продажу своих плодов. У Бёрбанка появилась грандиозная цель: узнав правила игры под названием «Жизнь», создать абсолютно новые сорта.
В 1860-х гг. в США представления о наследственности не были широко распространены. Учебники, по которым Бёрбанк учился в школе, даже не использовали это слово[105]. Вместо этого они содержали ворох народных представлений о том, почему люди напоминают своих предков. Пособие по физиологии сообщало, что, если у женщины «тонкая талия, врожденная или приобретенная, она может проявиться и у ее детей, а это показывает истинность Писания, где сказано, что беззаконие отцов наказывается в детях до третьего и четвертого рода»[106].
Однажды Бёрбанк заметил в городской библиотеке Ланкастера новый двухтомник, посвященный разведению растений и животных. Крайне нуждавшийся в помощи для своих экспериментов, он погрузился в чтение и за короткое время буквально проглотил книгу. Перевернув последнюю страницу, Бёрбанк почувствовал себя так, словно ему выдали ключи от всех тайн наследственности. Он был готов создавать новые, ранее невиданные сорта растений. Позже он говорил: «Я думаю, что немногие смогут понять то острое чувство радости, которые я испытывал при чтении этой замечательной работы»[107].
То был труд «Изменение животных и растений в домашнем состоянии», написанный британским натуралистом Чарльзом Дарвином. В нем автор представил наследственность как научный вопрос, требующий срочного ответа. Но ответ, который предложил он сам, оказался совершенно ошибочным.