Давным-давно, более полувека назад, один из нас, а именно – юный Павел Бородин, делал диплом в лаборатории эволюционной генетики животных Института цитологии и генетики Сибирского отделения Академии наук СССР. Лабораторией тогда заведовал директор этого института академик Дмитрий Константинович Беляев. Сейчас он всемирно известен своими ручными лисицами, а тогда его великий эксперимент по одомашниванию лисиц37 только развивался. Юному Бородину было поручено в качестве разминки перед научной карьерой наловить и доместицировать диких серых крыс. Что он в конце концов и сделал38. Но тогда доместикация крыс находилась на ранней и довольно неприятной стадии, и он с удовольствием участвовал в экспериментах на лисицах, которые проводил Беляев вместе со своими учениками Людмилой Николаевной Трут и Анатолием Овсеевичем Рувинским.
Один из экспериментов касался странного наследования разных мутаций гена белой пятнистости у лисиц39. К тому времени их было описано три: платиновая, беломордая и снежная грузинская[21] мутации. Все три мутации в гетерозиготе приводили к образованию белых пятен разного размера40,[22]. Скрещивания платиновых, беломордых гетерозигот приводили к появлению пятнистых и полностью черных потомков в отношении 2 к 1 вместо ожидаемого по Менделю 3 пятнистых к 1 черному (в случае полного доминирования) или 1 черный: 2 пятнистых: 1 белый (в случае неполного доминирования). Отсутствие одного класса (полностью белых лисят) указывало на то, что этот класс потомков гибнет до рождения.
Рис. 2–2. Расщепление в потомстве от скрещивания лисиц, гетерозиготных по грузинской белой мутации, в нормальных условиях (слева) и при удлиненном фотопериоде (справа).
У грузинских гетерозигот ситуация была несколько иной (рис. 2–2). Среди 440 потомков от их скрещивания 126 имели стандартную окраску, 231 выглядел как грузинские гетерозиготы, 83 были снежно-белыми – гомозиготами. Но их было меньше, чем ожидалось по Менделю. Значит, часть гомозигот все же погибла до рождения. Когда, почему и можно ли их было спасти?
В то время, когда проходили эти эксперименты, юного Бородина, как наименее полезного члена лаборатории, отправили в секретную экспедицию. Он должен был внедриться в зверосовхозы на трех разных широтах и добыть секретные материалы из журналов случек. При нем было грозное письмо на бланке. Письмо гласило: “Податель сего выполняет важное научное задание. Прошу все партийные и государственные органы оказывать ему всемерное содействие”. Подпись: директор, академик, председатель и проч.
“Моя фамилия Бородин. Павел Бородин. Я от Дмитрия Константиновича”, – говорил юный Бородин, и все главные зоотехники, загипнотизированные именем Беляева, немедленно и даже без предъявления грозного письма выдавали ему секретные журналы случек. Он их уносил в гостиницу и там переписывал в секретную тетрадку. Понятно, что ксероксов, сканеров и смартфонов тогда не было. Но фотоаппараты-то были!!! Он с собой возил фотоаппарат для съемки родственников и окрестностей и до сих пор не может понять, почему тогда ни ему, ни пославшим его не пришла в голову мысль, что эти журналы можно сфотографировать. Наверное, потому, что с тетрадкой его секретная поездка заняла месяц: Тбилиси – Боржоми – Бакуриани – Москва – Ленинград – Карелия. А с фотоаппаратом он бы за неделю обернулся.
По возвращении 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?