Безусловно, при ведении селекции на количественные признаки условия содержания должны быть хорошими. Зоотехники старой России называли буренок из средней полосы страны в шутку тасканской (от глагола «таскать») породой. Такую буренку после голодной зимы приходилось на руках перетаскивать из хлева на весеннюю травку. Разумеется, в этих условиях нельзя было создать, скажем, мясную породу. Тут никакая генетика не поможет.

На примере многих качественных признаков мы видели, что гены могут передаваться, не изменяясь, из поколения в поколение. При этом условия среды могут быть самыми разными и все же не оказывать на ген и вызываемый им признак никакого влияния. «Рубашка» сапфировой норки не изменится от того, живет ли норка впроголодь или же ее кормят обильно. Однако от этих условий изменится нечто другое. Шкурка у норки, которая недоедает, будет мелкой, потому что и сам зверек крупным не вырастет.

Но как ни сложно наследуются количественные признаки, все же они зависят от генов. Не означает ли измельчение, что гены, наследственность, меняются в зависимости от условий?

Это не простой вопрос, спор тут длится больше столетия. Мы не будем вдаваться в подробности разногласий. Наука решила их на основе множества точных экспериментов. Благоприобретенные признаки, то есть вызванные прямым воздействием условий жизни, не наследуются. Под влиянием условий меняются не гены, а уровень, степень их проявления. Ген — очень стойкое образование и от действия обычных условий, таких, как питание или температура, надежно защищен.

Постоянство, стабильность гена не означает его неизменность. Гены меняются, и с их изменениями (мутациями) мы уже хорошо знакомы. Люди издавна их наблюдали. Однако причины их возникновения выяснены лишь недавно. Было время, когда считалось, что мутации внезапны и необъяснимы. Но в 1925 году советские ученые Надсен и Филиппов впервые получили мутации искусственно. Они действовали на дрожжевые клетки лучами радия. Двумя годами позже Меллер, о котором шла речь выше, получил у дрозофилы мутации под действием рентгена; создал метод количественного учета мутаций и первым установил, что чем больше доза облучения, тем выше процент мутаций. Позднее мутации были получены на самых различных объектах под действием разных факторов — проникающих излучений (гамма-лучи, нейтроны, протоны, ультрафиолетовые лучи) и сильнодействующих химических веществ.

Сейчас в селекции растений уже получают хозяйственно полезные мутации. К этому приступили и в селекции животных. Первым животным, на котором начали получать под действием рентгена мутации, имеющие селекционное значение, была аквариумная рыбка гуппи. Профессор В. Ф. Натали, работавший в Москве, получал такие мутации у гуппи еще в 30-х годах.

ЭКСКУРС В СТАТИСТИКУ

В классе, где вы учитесь, около тридцати учеников. Узнайте рост каждого из них, запишите, а потом попробуйте проанализировать эти записи. Допустим, что самый маленький ученик имеет рост 150 сантиметров, самый высокий — 190. Между самым большим и самым маленьким будет относительно непрерывный ряд переходов. При увеличении числа учащихся непрерывность ряда увеличилась бы еще больше.

А теперь установите средний рост учеников. Уверен, что многие, сложив 150 и 190 и разделив полученное число на 2, скажут, что средний рост 170 сантиметров, Среднее арифметическое между 150 и 190 в какой-то мере безусловно отражает средний рост учащихся. Однако для биологических исследований эта цифра недостаточно точна. Нужно взять среднее взвешенное. Попробую рассказать, что это такое.

Разобьем наш материал, 30 цифр, каждая из которых— рост ученика, на 8 групп, или, как сказали бы статистики, на 8 классов; классовый промежуток будет равен 5 сантиметрам. В результате получим такой ряд: 150— 155—160—165—170—175—180—185—190. Теперь распределим по этим классам истинные цифры роста, полученные при измерении. Ученик, рост которого, скажем, 166 сантиметров, попадает в класс 165—170. Легко понять, что такая разбивка по классам значительно облегчает работу. Если при небольшом материале, как, например, в нашем случае, когда количество измерений n («н» — латинское) равно 30, еще можно иметь дело с истинными цифрами, то при n = 1000 в них легко запутаться.

Не зная, какие цифры получатся у тебя, читатель, я возьму результаты измерения роста 31 ученика 10-х классов одной из московских школ, где измерялись только юноши:

145—150 1

150—155 2

155—160 1

160—165 5

165—170 5

170—175 8

175—180 5

180—185 3

185—190 1

На долю крайних классов — самых маленьких и самых больших — приходится меньшее число учащихся, нежели на долю средних. Среднее арифметическое в этом случае будет (145 + 190) : 2 = 167,7 см. Между тем в класс 165—170, к которому относится высчитанное простейшим способом среднее, попали измерения 5 учеников, в то время как в следующий класс — 8. Ниже 170 сантиметров оказалось 14 учеников, выше этой цифры — 17. Следовательно, высчитанное простейшим способом среднее не отражает истинного положения. Поэтому-то и высчитывается среднее взвешенное. Рассчитать его не так уж сложно. Достаточно просто сложить все измерения и разделить их на n. Можно также число промеров, приходящихся на каждый из классов, умножить на среднее значение класса, суммировать произведения, а потом разделить на n (31). В общей форме это может быть выражено так:

М взв. =∑_x/n

М взв.— здесь искомое среднее, х — значение промера, ∑ — знак, обозначающий сумму, n — количество измерений.

Селекционеру приходится вычислять ошибки средних, коэффициенты корреляции и многое другое. Для этого он изучает специальную область математики, взятую на вооружение биологами,— биометрию.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ И ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ

В начале века противники генетики совсем было восторжествовали. Что ж это получается? Всякие там простенькие признаки вроде окраски подчинены законам Менделя, а хозяйственно важные — нет! Скрещивают животное из мелкой породы с крупным. Первое поколение должно быть, по Менделю, однородным (помните — закон единообразия?), на деле уже в первом поколении получается разнобой — непрерывный ряд переходов. Во втором поколении должно быть расщепление, а мы снова имеем ряд переходов, только что подлиннее, чем в первом поколении.

Но торжество противников генетики было кратковременным. Нильсон-Оле, шведский генетик, изучавший наследование окраски зерна у пшеницы, наглядно показал, что различия в наследовании качественных и количественных признаков кажущиеся. Скрещивая краснозерные и белозерные пшеницы, он обнаружил, что первое поколение промежуточно. А во втором поколении соотношения красных и белых зерен бывают и 3 : 1, и 15 : 1, и даже 63 : 1. При этом красные зерна тоже не одинаковы, наблюдается ряд переходов от ярко-красных к совсем бледным. Это связано с тем, что красная окраска может быть обусловлена одной, двумя или тремя парами генов. Рецессивы во всех этих случаях бесцветны. Но когда красная окраска контролируется одной парой генов, выщепляется около четверти белых зерен, когда двумя — то белым оказывается лишь двойной рецессив, то есть 1/16, а когда тремя, то тройной — 1/64. Используя уже привычные буквенные символы, мы можем написать расщепление во втором поколении при двух парах генов. Формула расщепления будет изменена, так как краснозерные имеют разные оттенки.

Признак здесь не только качественный, но и количественный: в группах постепенно уменьшается число «красных» генов, а вместе с тем и количество красного пигмента.