Открытие хромосом и новое открытие законов Менделя

Генетика, занятая механизмами биологического наследования, возникла внутри эволюционной теории. Известно, что уже в 1866 г. Мендель сформулировал фундаментальные законы генетики. Он передал результаты своих исследований Нёгели, который не осознал всей их важности. Мендель скрестил и искусственно вырастил высокую и низкую культуры зеленого сладкого горошка, получив семена только высоких растений. Соотношение выхода высоких к низким растениям, полученным из этих семян, составило 3 к 1%.

Из низких растений далее получились только низкие особи. Из полученных высоких растений 25% от их общего числа производили только высоких потомков, а из остальных 75% — 50% высоких и 25% низких особей. Это первый закон Менделя — закон сегрегации. Если скрещивать растения или животных, различающихся более чем парой признаков, можно получить всевозможные комбинации. Второй закон Менделя — закон независимости наследования.

В конце XIX—начале XX веков о законах Менделя вновь вспомнили. Немец Вальтер Флемминг (1843—1945) при помощи хроматины (окрашивающего состава) обнаружил внутри клеточного ядра нитеобразные хромосомы. Ему удалось пронаблюдать процесс деления клетки (митоз), когда каждая хромосома производит свою копию. Флемминг опубликовал полученные результаты в 1882 г. Эти цитологические исследования продолжил бельгиец Эдвард ван Бенеден (1846—1910). Он доказал постоянство набора хромосом у каждого вида животных и растений: 46 (23 пары) хромосом у человека, 20 (10 пар) — у кукурузы, 12 (6 пар) — у мухи, 8 (4 пары) — у дрозофилы (муха — герой генетики). Каждая пара хромосом состоит из материнской и отцовской хромосомы. Бенеден, кроме того, обнаружил, что в формировании половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида) разделению хромосом не предшествует их удвоение. Если бы этот процесс (мейоз) не происходил, то каждый новой индивид, начинающийся с объединения двух клеток, должен был бы иметь двойной набор хромосом.

Когда были открыты эти хромосомные процессы, законы Менделя и все предыдущие догадки предстали в удивительно разумной гармонии. Американец Уолтер Сеттон (1876—1916) заметил, что хромосомы выглядят как наследственные факторы Менделя. У каждой клетки есть фиксированное число пар хромосом, и у каждой есть способность передавать наследственные признаки от одной клетки к другой. Новый организм образуется от слияния яйцевой материнской клетки и сперматозоида с отцовским набором хромосом. Эти сочетания хромосом дают возможность каждому поколению усилить некоторые рецессивные черты и ослабить доминантные. Все новые комбинации приводят к изменениям свойств, используемым затем в процессе естественного отбора.