Выдвинуло ли наше поколение мысль, по значимости своей яе уступающую дарвиновской?
(Н. К. КОЛЬЦОВ)
Имя Николая Константиновича Кольцова тесно связано с революцией в биологии, начавшейся в двадцатом веке. Именно ему принадлежит идея о том, что наследственная информации «записана» в макромолекулах, входящих в состав клеточных ядер.
Мы живем к период Дурного развития всех наук о природе: и физических, и химических, и биологических, — писал академик Кольцов. — Каждый год приносит человечеству победы на той ила иной из научных фронтов, и в целом ряде случаев мы уже не удовлетворяемся тем, что познаем природу, а стремимся ее перестраивать по собственному плану».
«Успехи медицинских наук и сельского хозяйства самым тесным образом связаны с дальнейшим развитием наших представлений но организации клетки. И я нисколько не сомневаюсь, что в течение ближайших десятиле^чй развитие этой проблемы сыграет огромную роль в жизни человечества».
…Мы учились на биологическом факультете Московского университета в пятидесятые годы. Здесь, начиная с 1900 года, около 11 лет преподавал Николай Константинович. Позднее он заведовал (в МГУ кафедрой. Здесь же преподавали биологию пить его учеников. Но до сегодняшнего дня об академике Н. К. Кольцове существует только одна публикация — статья члена-корреспондента Академии наук СССР Б. Л. Астаурова, напечатанная в журнале «Природа» в мае 1941 года.
Мы Кольцова «не проходили». Студенты смогли впервые узнать о замечательном советском ученом только в 1956 году на заседаниях секции генетики Московского общества испытателей природы. Но мне повезло. Обстоятельства сложились так, что с детских лет я постоянно бывал в основанном Кольцовым Институте экспериментальной биологии; прочел многие его статьи, разговаривал с его сотрудниками, видел основанные им биологические станции. Попытаюсь рассказать, как мы, недавние студенты-биологи «открывали» для себя большого ученого и замечательного человека Николая Константиновича Кольцова.
Молодое поколение биологов воспринимает молекулярную биологию как науку, родившуюся за границей и пришедшую к нам в последние годы. Это не удивительно, ведь мы щедро издаем зарубежную научную литературу. И хорошо, что издаем. Но при этом нельзя забывать, что Россия в течение долгих лет занимала передовые позиции в мировой биологии. Две первые Нобелевские премии, присужденные русским ученым, получили именно биологи — И. И. Мечников и И. П. Павлов. Ученые с мировыми именами — академики Николай Константинович Кольцов и Николай Иванович Вавилов. Расцвет их научной деятельности приходится па советское время. Ученики Вавилова и Кольцова успешно работают в биологии и сейчас.
Николаи Константинович Кольцов был биологом самого широкого профиля. Известны его работы по сравнительной анатомии, цитологии. физиологии, биофизике, генетике, по теории эволюции. Снова приведу его слова:
«…Основной моей задачей являлось стремление связать между собой научные достижения различных областей биологии с достижениями в других областях естествознания — с химией, физикой, кристаллографией… Я в течение всей своей научной деятельности был глубоко убежден, что именно работа в промежуточных областях может обогатить нас наиболее плодотворными общими идеями…».
Н. К. Кольцов учился на физико-математическом факультете Московского университета. Это было в последнее десятилетие XIX века. Своими учителями он считал русских биологов М. А. Мензбира, В. Н. Львова, А. Н. Северцова, П П. Сушкина, физика А. Г. Столетова.
Кольцов шел в науку, чтобы победить природу, разбить затемняющие мысль предрассудки, создать всеохватывающее материалистическое миросозерцание; так писал он о замечательном физиологе И. П. Павлове, таким был и сам. В 1894 году по окончании курса двадцатидвухлетнего юношу оставили при университете «для подготовки к профессорскому званию».
Интересно проследить путь Николая Константиновича в науке от описательной — к новой, экспериментальной биологии.
Первые работы Н. К. Кольцова выполнены в области сравнительной анатомии под влиянием дарвиновских идеи. Они были оригинальны и не удовлетворяли только самого автора. Дарвинизм победил, пора было двигаться дальше. Революция в биологии начиналась с изучения элементарных ячеек организма — клеток. Как клетки устроены? Как они делятся? Как специализируются?
Ответить на эти вопросы могла только экспериментальная биология. Мало наблюдать клетку под микроскопом. Надо было ее поместить в необычные условия, окрасить, рассечь, извлекая различные фракции. А затем — обобщить полученные сведения, чтобы получить цельную картину.
В наши дни строение живой клетки изучают и в школе, но тогда мало кто понимал значение этих работ. Даже Лев Толстой в статье «О назначении науки и искусства» писал, что нужна нища для народа, а ботаникам, «изучающим клеточку», некогда этим заняться…
Молодой Кольцов убежден, что успехи в изучении клетки продвинут вперед и практические задачи — получение новых ценных пород домашних животных и культурных растении. Николай Константинович публикует одну за другой три части своих «Исследовании о форме клетки».
«Я очень увлекался тем, что уже не просто описываю или сравниваю, как делал в прежних работах, но объясняю, подвожу организацию клетки под общие физико-химические закономерности», — писал он в то время.
Такой подход требовал хорошего знания физической химии, а она только-только начиналась. Еще были редкостью описания первых экспериментов, не вышли из печати монографии по физической химии. Многое приходилось открывать самому, а затем уже находить объяснение в новых публикациях. Тридцать лет спустя Макс Гартман в знаменитой монографии «Общая биология» применит «кольцовский принцип» — биофизический подход при объяснении архитектуры разных типов клеток.
В начале XX века Николай Константинович Кольцов начинает читать в университете курс цитологии и дотоле неизвестный курс общей биологии. Природа не делится, по его мнению, па химию, математику и биологию. А биология не распадается на физиологию, цитологию, зоологию.. Все это придумали люди для удобства. Так, по-новому, преподавал Кольцов, подчеркивая общность различных ветвей науки о жизни. Этот курс Николай Константинович читал в университете в течение 25 лет, его прослушали тысячи студентов.
Среднего роста, с великолепной крупной седой головой, он сразу притягивал к себе внимание аудитории. Его чтения сопровождались четкими рисунками, которые Николай Константинович делал цветными мелками. Он был блестящий лектор с необычайной глубиной мысли, высокой общей культурой. На его лекциях можно было встретить студентов со всех факультетов.
Наступил 1905 год. В декабре было разгромлено вооруженное восстание на Красной Пресне, в котором принимали участие многие студенты университета. На улицах лилась кровь. Далекие от науки проблемы волновали теперь ученого. Из солидарности с бастующими студентами Кольцов отказался от защиты докторской диссертации, назначенной на середину января. В его кабинете в день похорон Н. Э. Баумана нелегально заседал студенческий комитет. Николай Константинович написал обличительную книгу «Памяти павших», посвященную студентам — жертвам белого террора. Нам трудно восстановить теперь полностью цепь событий и все, что сделал для революции приват-доцент его императорского величества Московского университета. Н. К. Кольцов. Но меня поразила в его книге фраза, что лучшие союзники русской высшей школы — рабочие. Приведу небольшой отрывок из книги «Памяти павших»:
«В этот день Москва видела поразительное зрелище: похороны Баумана, убитого 18 октября. Десятки тысяч народа в строй ном порядке с пением похоронного марша и с красными флагами прошли через весь город. Из эпизодов этого дня я запомнил один. Утром с Прохоровской фабрики двинулась навстречу шествию, чтобы принять участие, большая толпа рабочих. Когда они дошли по Никитской до Моховой, они остановились перед университетом, чтобы приветствовать это здание, давшее им приют для собраний и митингов во время забастовки, чтобы приветствовать московское студенчество. Не страшно за будущее русской высшей школы, если у нее народились уже такие союзники».
Книга была конфискована в первый же день продажи, но половина тиража успела разойтись. К счастью, экземпляр книги сохранился в Центральной библиотеке имени Ленина.
Отношения с официальной профессурой были испорчены. Знаменитые практикумы Н. К. Кольцова, изучать которые потом приезжали из-за границы, были закрыты. В 1911 году он официально покидает университет и возвращается туда только после революции, в 1917 году. Он продолжает эксперименты на биостанциях в Севастополе и Неаполе. Свою исследовательскую и преподавательскую деятельность Н. К. Кольцов переносит в Народный университет Шанявского и на Высшие женские курсы, где в эти годы преподавали революционно настроенные русские профессора.
Здесь Николай Константинович начинает работы в области физико-химической биологии Он организует новую лабораторию. Характерные работы Кольцова того времени — «Физиологический ряд катионов» и «Влияние водородных ионов на фагоцитоз». Его смелые идеи встретили поддержку со стороны известного физика и биофизика П. П. Лазарева.
Кольцов и его сотрудники увлекались проблемами гормональной регуляции. Они впервые в мире стали применять (в биологических исследованиях электрометрическое определение водородных ионов. Волга начинается с ручейка… Здесь рождалась русская биофизика.
Николай Константинович никогда не напоминал лабораторного затворника. Его постоянно видели в окружении учеников. Работа велась коллективно, но Кольцов не ставил свою фамилию в списке авторов, хотя его влияние было несомненным.
Кольцов умел отыскивать молодые дарования, помогал молодым исследователям проявить себя, но никогда не подавлял их своим опытом и эрудицией. Всегда широко, щедро делился Кольцов научными идеями. И не только идеями! Свои личные средства он тратил на поддержку стипендиатов. Но, правда, запрещал рассказывать об этом…
Учеников Кольцова отличает высокий профессионализм и большая самостоятельность. Многие из них — авторы интереснейших работ.
Вот несколько его учеников того периода. Они начинали в университете Шанявского, а после революции возглавляли кафедры Московского университета. М. М. Завадовский исследовал динамику развития организмов. А. С. Серобровекий двадцать лет читал курс генетики. Всемирную известность академикам Завадовскому и Серебровскому принесли работы в области животноводства.
Г. И. Роскин — «отец» противоракового антибиотика круцина. Роскин воспитал многие поколения гистологов, он был одним из основателей гистологии в СССР.
В 1910 году С. Н. Скадовский под влиянием Кольцова организовал на собственные средства Звенпгородскую биологическую станцию. В 1926 году, будучи уже известным гидробиологом, Скадовский возглавил кафедру физико-химической биологии, ставшую предшественницей кафедр биофизики в наших университетах. После победы революции Николай Константинович смог осуществить свою заветную мечту — организовать первый в стране научно-исследовательский Институт экспериментальной биологии, а в университете — кафедру экспериментальной биологии. Он редактирует несколько журналов, создает экспериментальные станции, сотрудничает с Отделом животноводства Наркомзема и Комиссией АН СССР по изучению производительных сил, публикует книгу «Болотная лихорадка и комары», работы по физиологии человека, по эндокринологии, по определению групп крови, по проблеме пересадки органов.
Любопытно, что свои статьи Николай Константинович мог сразу писать набело, настолько были ясны его мысли. Знаток русской литературы, горячий поклонник Пушкина, он писал чистым и легким стилем. Он по-прежнему преподает в университете, пропагандирует биологию среди врачей и ЖИВОТНОВОДОВ, редактирует Большую медицинскую энциклопедию, сотрудничает и Госиздате и Биомедгизе. Крупный ученый входит во все детали, зачастую деля с сотрудниками черновую работу.
В это время как самостоятельная наука выделяется экспериментальная генетика.
И генетика завладевает вниманием ученого. Ей он отдает большую часть своих сил.
Я думаю, это происходит оттого, что в генетике перекрещивались цитология, биофизика, биохимия, физиология дарвинизм. Это и сегодня важнейший раздел биологии, где обязателен количественный подход.
Николай Константипович стал одним из творцов генетики.
Мы замечаем в его научных интересах некую цепь: цитология — физико-химическая биология — генетика. Эта цепь представляет собой не случайное сочетание звеньев, а попытку последовательно разобраться в материальных структурах живого.
Николай Константинович занимался не только теоретической генетикой. Он пропагандировал ее среди биологов, врачей, агрономов, животноводов. Он сделался горячим сторонником генетики академика И. П. Павлова.
Вот как это произошло. Один из учеников Ивана Петровича Павлова задался целью выяснить наследование условных рефлексов у мышей. Мыши находили пищу по звонку. За время экспериментов у мышей сменилось несколько поколений. Первое поколение требовало для закрепления рефлекса 300, пятое — всего 5—8 опытов. Иван Петрович дал убедить себя, что здесь налицо наследование приобретенных признаков — условных рефлексов. Кольцов доказывал, что этого не может быть, что в методике опытов допущена ошибка. Павлов поставил контрольные эксперименты и… согласился с Кольцовым
Когда спорят два настоящих ученых, выигрывает истина. Павлов и Кольцов всегда снимали шляпы перед «господином фактом». В декабре 1935 года в течение двух дней Кольцов с женой в последний раз гостили у Павлова. Иван Петрович рассказал, как он убедил наркома здравоохранения ввести преподавание генетики в медицинских вузах.
В 1925 году институт Кольцова переселился в трехэтажный особняк па улице Обуха, в дом № 6. Здесь особенно плодотворно развернулась исследовательская работа. Институт выпустил около 1000 публикаций. При всем кажущемся разнообразии темы работ спаяны внутренним единством. И, конечно, за всем этим — неповторимая личность Кольцова.
Институт называли и называют кольцовским. Он приобрел всемирную известность. Его научное значение можно сравнить только с городком Павлова в Колтушах и Всесоюзным институтом растениеводства к Ленинграде, который возглавлялся Н. И. Вавиловым
Сотрудники любили свой институт и своего директора. Молодые энтузиасты не замечали, как засиживались за работой далеко за полночь. Директор говорил: «Давайте условимся, работать после одиннадцати только по моему разрешению».
Основанные Н. К. Кольцовым биостанции работают и сейчас
…Но вот трудный рабочий день позади. Если вечером, спускаясь по улице к бульвару, оглянуться на институт, то всегда можно было увидеть свет в высоком окне. Там, за рамой без переплетов, сидел склонившись над столом, Николай Константинович…
Утром Кольцов работал в кабинете, а в двенадцать ароматная волна от его папиросы (Николай Константинович любил хороший табак) плыла по комнатам и коридорам. Совершался ежедневный обход. Академик беседовал с каждым сотрудником: «Что у вас сегодня нового?». Здесь много работали, но любили и посмеяться, пошутить.
В институте были представлены все перспективные направления экспериментальной биологии, среди них цитология, протистология, бактериология Все новые методы — например, полиплоидия, электрофорез, культура тканей, химические мутагены.
Причем многие методы родились в стенах института. Мы должны создать «музей методов», — говорил Н. К. Кольцов. Но скорее это был не музей, а «экспериментальный завод» новых методов. Институт стал источником новых направлений, в нем постоянно работали стажеры со всех концов страны. Целым богатством была и библиотека, состоявшая в основном из личных книг директора института. Но пользовались ею все!
Б. Л. Астауров вспоминает, что на полях всех свежих журналов сотрудники находили пометки Кольцова со своими фамилиями и указанием страницы, где каждый мог найти нужные ему новые данные. Н. К. Кольцов знал интересы каждого…
Утром на биостанции МГУ под Звенигородом. Группа готова к работе
Николай Константинович умел видеть на многие годы вперед. В. В. Сахаров рассказывает, что Кольцов уговаривал молодых сотрудников заниматься гигантскими хромосомами слюнных желез дрозофилы как великолепным объектом для цитологических исследований, и полиплоидней — методом, создающим новые формы организмов. Он предвидел успехи на этих путях.
Еще больше поражают гипотезы Н. К. Кольцова, касающиеся центральных проблем биологии наших дней. Удивительно верно представлял себе ученый макромолекулярную организацию генетического «кода жизни». Одна только эта гипотеза сделала бы честь любому ученому. Ведь это целый этап в развитии современной науки! Но вот что писал академик Кольцов: «В 1927 году в своей речи, произнесенной на съезде зоологов в Ленинграде, я развил гипотезу, что генома есть не что иное, как огромная молекула». В то время эта гипотеза казалась более чем смелой, так как еще не умели определять молекулярных весов устойчивых природных полимеров — каучука и клетчатки. Гипотеза Кольцова произвела громадное впечатление. И лишь сравнительно недавно она была подкреплена экспериментами.
Николай Константинович не уставал повторять, что наследственная информация, зашифрованная в макромолекуле, не создается всякий раз заново, а передается от поколения к поколению. При делении клетки новая макромолекула, копирующая первую, подстраивается к ней по принципу подобия, собирается из более мелких молекул, растворенных в ядерном соке. Прямое доказательство этою положения было получено только после второй мировой войны в опытах с мечеными атомами.
Кольцов оперировал вполне определенными химическими понятиями, объясняя синтез белков на хромосомах ядра по принципу подобия или разъясняя природу мутаций. «Радикалы хромосомной молекулы — гены — занимают в ней совершенно определенное место, и малейшие химические изменения в этих радикалах, например отрыв тех или иных атомов и замена их другими (замена водорода метилом), должны явиться источником новых мутаций». Это сказано не в 1957, а в 1927 году.
Мастер смелой гипотезы, он никогда не пользовался туманными понятиями вроде «обмена веществ». Кольцов выражается четко: «Замена водорода метилом».
Но кто бы посмел назвать это упрощением? Николай Константинович пишет: «При анализе нельзя останавливаться на полпути: каждый желающий сказать свое слово исследователь должен стремиться довести упрощение до конца. И он совершенно прав, если то только не забывает при этом о необходимости синтеза, который снова должен воссоздать из физических и химических слагаемых сложную картину жизни со всеми ее качественными особенностями. На первой стадии такое „сведение“ биологических явлений к физике и химии не только вполне законно, но и необходимо: без него нельзя продвинуться далее».
Так в 1936 году Николай Константинович подчеркивал различие между официально еще не родившейся молекулярной биологией и классической биологией.
А вот что Кольцов писал в 1935 году о специализации тканей развивающегося зародыша, проблеме, сильно волнующей исследователей сегодняшнего дня: «…При митозе приток формообразующих гормонов может быть в некоторой мере дифференцированным…». Тридцать лет тому назад его волновали вопросы, до которых биология добралась только теперь, сумев построить двухспиральную модель ДНК и овладев секретами генетического кода!
Он уже в 1917 году, за десять лет до Меллера, предлагал использовать рентгеновское излучение для получения мутаций у живых организмов; в 30-е годы можно найти в его работах предсказание кодона. Такие предвидения будили мысль, толкали вперед эксперимент.
Чувство удивления и восхищения не оставляет читающего его работы. Так они современны.
Николай Константинович и его ученики, сделали все, чтобы огромные открытия последних лет в изучении химического механизма наследственности принадлежали нашей Родине. Но в 1939 году Н. К. Кольцов был отстранен от руководства созданными им институтом и журналом. В эти дни Николай Константинович получил письмо от знаменитого биолога Рихардта Гольдшмита. Тот сообщил, что единственной причиной, побудившей его написать письмо, было чувство восхищения создателем и руководителем столь блистательного института и журнала.
Мог ли Кольцов быть не у дел? 2 декабря 1940 года он умер в Ленинграде. Перед смертью Кольцов работал над речью «Химия и морфология», которую должен быть прочесть на собрании Московского общества испытателей природы. Он боролся с витализмом в биологии всю жизнь изо дня в день не с помощью звонких фраз и пустых обещаний. Повседневный нелегкий труд, тысячи опытов, смелые гипотезы позволяли двигаться вперед шаг за шагом, отвоевывая у природы новые тайны. Кольцов и его ученики нанесли на карту наших знаний целые материки
Советская генетика — в большой степени тоже одна из ветвей мощного дерева школы Кольцова. Нетрудно проследить «родословную» этой школы.
Б. Л. Астауров, научившийся регулировать пол у шелкопряда; Н. П. Дубинин, работающий над теорией гена; И. А. Раппопорт, чьи работы по химическому мутагенезу признаны классическими; В. В. Сахаров, первым показавший специфичность мутагенов. Ученикам Кольцова и Серебровского принадлежит большое количество штаммов микроорганизмов, вырабатывающих антибиотики. Многочисленные фармацевтические заводы социалистических стран работают на этих штаммах.
Новые идеи современного естествознания только тогда дают дружные всходы, когда попадают в благоприятную почву. В биологии живая цепь добрых традиций, людей и дел протянулась от Николая Константиновича Кольцова до наших дней. Входящие в науку должны быть подготовлены к восприятию новых идей. Они должны знать правду о нашей науке, и нам есть, кем гордиться.
Е. РАМЕНСКИЙ