Книга о Моцарте биологии
М.Д.Голубовский,
доктор биологических наук Университет Беркли, Калифорния, США
Моцарт биологии — такая метафора известного эволюциониста Н.Н.Воронцова хорошо передает впечатление о стиле и творческих достижениях Георгия Францевича Гау-зе (1910—1986). Обоснованность метафоры становится очевидной после прочтения первой научной биографии ученого, написанной известным и авторитетным историком биологии Я.М.Галлом. Он изучал творческий путь своего персонажа не только по статьям и архивам [1, 2], но регулярно встречался и беседовал с ним, с его женой и соавтором Марией Георгиевной Бражниковой, со многими коллегами по их совместным исследованиям. Эти беседы касались не только сугубо научных тем, а носили доверительный, порой исповедальный характер. Многие интересные подробности из этих бесед о самом ученом, его окружении, стиле работы, любопытные околонаучные детали вкраплены в текст книги. В этом смысле общение Гаузе со своим будущим биографом напоминает общение великого Гете с молодым поэтом И.Эккерманом, который выпустил столь известные мемуары «Разговоры с Гете в последние годы его жизни».
Популяционная экология
Тяга к биологии у Георгия проявилась рано. Случайная встреча в юном возрасте с известным московским зоологом В.В.Алпатовым (1898—1979), занимавшимся биометрией и популяци-онной экологией, превратила интерес юноши в страсть и рас-
© Голубовский М.Д., 2014
ширила его научный кругозор. Eще будучи школьником, он публикует первую научную статью по биометрическому анализу изменчивости у саранчи. Однако поступить в московский университет ему мешает непролетарское происхождение: отец — профессор и декан Московского архитектурного института, мать — балерина Большого театра. Помогло ходатайство группы биологов, подписанное директором Зоо-музея Московского университета профессором Г.А.Кожевниковым. Во время учебы в университете и после его окончания Гаузе работает в области попу-ляционной экологии и регуляции численности животных. Исследования велись в направлении работ известного американского популяционного биолога и демографа Р.Перля (1879—1940), у которого Алпатов три года (1927—1929) проходил стажировку в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе.
После окончания университета в 1932 г. и вплоть до 1942 г. в лаборатории экологии, организованной Алпатовым при кафедре зоологии Московского государственного университета, Гаузе анализирует динамику численности популяции, изучает межвидовую конкуренцию и поведение системы хищник— жертва. Поскольку здесь биология вплотную соприкасалась с математикой, нужна была опытная проверка выводов из математических моделей регуляции популяционного роста и системы хищник—жертва, сформулированных в середине 1920-х годов американским биофизиком А.Лоткой и итальянским мате-
Я.М.Галл.
ГЕОРГИЙ ФРАНЦЕВИЧ ГАУЗЕ.
СПб.: Нестор-История, 2012. 233 с.
Г.Ф.Гаузе — самый молодой доктор наук. 1934 г.
матиком и физиком В.Воль-террой. Последний был знаменит не только своими работами по математике, но и тем, что в 1931 г. в числе 12 из 1250 профессоров мужественно отказался подписать присягу на верность дуче.
В 1933 г. Гаузе на основе своих опытов и опубликованных в американских журналах статей подготовил книгу. Она вышла в 1934 г. в Балтиморе (США) под названием «The struggle for existence» («Борьба за существование»). Редактор книги Перль в кратком предисловии отметил, что исследование молодого русского ученого Гаузе («к моему большому удовольствию и удовлетворению, он протеже моего бывшего ученика и друга профессора В.В.Алпатова») представляет особый интерес, органично сливший воедино экспериментальный и математический подходы. Любой биолог, желающий знать, что делают и думают новаторы в этой области знания, должен прочесть эту книгу.
Перль оказался прав в своем предвидении. В книге был обоснован вошедший в эволюционную биологию и экологию принцип конкурентного исключения близких видов: одна ниша —
один вид. С тех пор «принцип Гаузе» как фундамент экологии излагается во всех сводках. Убедительность выводов следовала из удачно выбранных опытных объектов (парамеций, размножаемых в определенном обьеме воды и дозированном корме), из которых составлялись двух-трехвидовые экосистемы, легко и наглядно контролируемые. Поражали логичность и простота опытов, их ясность и моцартов-ская красота. Книга трижды переиздавалась в США.
Во Франции в 1935 г. была опубликована книга Гаузе «Verification experimentales de la theorie mathematique de la lutte pour la vie» («Экспериментальная проверка математической теории борьбы за жизнь»), куда вошли первые итоги совместных работ с молодым талантливым ученым, доктором физико-математических наук А.А.Вит-том (1902 — 1938), профессором кафедры физики колебаний МГУ. По оценке историков математической физики, почти каждая из статей Витта была значительным вкладом в науку и вызывала новые научные направления. Поскольку отношения хищник—жертва имеют колебательный режим, Гаузе и Витт опубликовали ряд статей по математическому моделированию этой динамики. После ареста в 1937 г. Витт был расстрелян на волне репрессий.
Воронцов заметил, что когда говорят о преимущественно раннем созревании математиков и позднем биологов, то обычно забывают или не знают о Гаузе [3]. В 26 лет он становится доктором биологических наук, видимо, самым молодым доктором за всю историю российской биологии.
После двух первых знаменитых книг Георгий Францевич в 1940 г. публикует новую монографию «Асимметрия протоплазмы» (в США она издана в 1941 г. под названием «Optical activity and living matter» — «Оптическая активность и живая материя»). Увлекшей его темой
асимметрии возобновилось начатое великим Пастером изучение загадок биохимии живых существ. Все организмы преимущественно используют для своих биохимических процессов и построения тела лишь один из оптических изомеров аминокислот. Гаузе впервые исследовал селективные различия оптически разных изомеров и пришел к выводу об эволюционном происхождении этого феномена. Асимметрия, по его гипотезе, повышает интенсификацию функций клеточных структур. Галл приводит мнение известного эволюциониста Ф.Г.Добржанского, что изучение асимметрии живого доказывает общность его происхождения на Земле. Раз белки большинства организмов построены исключительно из Ь-изомеров, этот феномен может служить доказательством возникновения жизни из одного корня. Некоторые бактерии содержат и Б-аминокислоты, но они входят в состав антиметаболитов, выполняя функцию токсинов по отношению к конкурентам.
Исследования молодого Гау-зе вызвали глубокий интерес у В.И.Вернадского, который был оппонентом его докторской диссертации «Исследования по динамике смешанных популяций». Начиная с середины 30-х годов, Вернадский примерно раз в месяц приглашал Гаузе для научной беседы. Биограф цитирует восхищенный отзыв мэтра науки: «Это, по-моему, один из крупнейших русских ученых, чрезвычайно интересный человек... Мы работаем вместе с ле-визной-правизной»*
Спустя лишь год, в июне 1941 г., Гаузе готовит к изданию книгу «Экология и некоторые проблемы происхождения видов». В ней обобщены результаты опытов (в основном на простейших) по изучению формирования адаптаций к разным факторам среды и роли в этом
* Цитируется по: Порруцкий Г.В. Николай Григорьевич Холодный. М., 1967.
процессе мутаций и ненаследуе-мых вариаций фенотипа (модификаций). Увы, война застопорила издание, потом нахлынули другие проблемы. Эта книга стараниями Я.М.Галла вышла в свет лишь в 1984 г. в составе тематического сборника «Экология и эволюционное учение». Данная проблема остается одной из важных и нерешенных в генетике и теории эволюции.
Гаузе относится к тем немногим крупным биологам, которые резко изменили область исследований и в каждой из них оставили свое имя.
Эра антибиотиков
Биограф красочно описывает момент, когда Гаузе резко меняет направление исследований и уже до конца жизни полностью погружается в новую область. «В 1942 году из лондонской "Nature" Гаузе узнал о выдающихся работах Р.Дюбо по получению тиротрицина, буквально ворвался в кабинет Марии Георгиевны и предложил немедленно заняться аналогичным делом. Они сразу же приступили к поиску продуцентов антибиотиков. Рядом с институтом* протекал ручеек. Бражникова шла вдоль него, собирая пробы почв на кончик скальпеля и высевая в чашки Петри. Гаузе и Бражникова снимали колонии и проверяли их на антагонизм микробов. Некоторые бактерии образовывали антибактериальное вещество, которое подавляло рост стафилококков» (с.38). В этом описании важна метафора «буквально ворвался». Как вспышка молнии мгновенно освещает все вокруг, так и статьи
* В это время Гаузе работал по совместительству в Центральном институте малярии и медицинской паразитологии (ныне Институт медицинской паразитологии и тропической медицины им.Е.И.Марциновского), которым руководил П.Г.Сергиев (1893—1973) и который организовал лабораторию антибиотиков в своем институте.
микробиолога Дюбо (1901 — 1982) вмиг открыли Гаузе возможности новой области исследований и ее большие перспективы. Вскоре из линии бацилл Bacillus brevis (а Гаузе уже изучал асимметрию колоний у другого штамма этой почвенной бактерии!) был выделен первый отечественный антибиотик — грамицидин С, т.е. грамицидин советский.
Далее события развивались быстро. Химическую структуру грамицидина определили Браж-никова в сотрудничестве с крупным специалистом по нуклео-протеидам и нуклеиновым кислотам А.Н.Белозерским, внесшим также большой вклад в изучение биохимии микробной клетки. В Институте малярии в полузаводских условиях наладили производство препарата, развернулись клинические испытания. Во время войны между союзниками были тесные контакты не только в военной, но и в научной области. Препарат грамицидина С был направлен в Англию для уточнения его химической и кристаллической структуры. В этих исследованиях участвовала и молодой химик-кристаллограф Маргарет Робертс, которая в замужестве стала Тэтчер и затем успешно сменила химию на политику. Советские исследователи Георгий Гаузе и Мария Бражникова,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.