Август Вейсман – основатель неодарвинизма
На протяжении всей истории существования человечества учёные и философы пытались ответить на вопрос о механизмах, регулирующих продолжительность жизни. В наборе теорий находилось место как неисповедимому промыслу богов и взаимосвязи уровня духовного развития человека с его физическим существованием, так и передовым – на момент своего создания – научным изысканиям.
Август Вейсман – выдающийся немецкий биолог и философ, чьи исследования в области развития органических тканей и клеточной теории оказали огромное влияние на развитие биологии и медицины. Он в числе первых выдвинул рабочую теорию, объясняющую процесс старения любого живого организма и во многом повлиял на развитие такой науки, как генетика. Он считается одним из основателей современной биологии.
Август Вейсман (Friedrich Leopold August Weismann) родился 17 января 1834 во Франкфурте-на-Майне, где его отец работал в местном университете профессором пра¬ва. Вейсман получил обычное для того времени образование, включавшее уроки музыки и рисования. Родители прочили для него юридическую карьеру, поскольку в семье Вейсманов юриспруденция считалась наследственным делом, однако мальчику больше нравилось изучать мир вокруг, в чём его поддерживал учитель музыки, занимавшийся коллекционированием бабочек. Это увлечение Августу понравилось, и в школьные годы он собирал мотыльков, жуков и растения вокруг Франкфурта, потратил немало времени, изучая узоры и расцветку крыльев бабочек и наблюдая за развитием насекомых из гусениц во взрослые особи. Пройдут годы, и эти наблюдения лягут в основу одной из первых его книг.
Родители долго не могли смириться с увлечением Августа, однако он наотрез отказался заниматься юридическими науками. Компромисс был найден: друг семьи, химик Фридрих Вёлер посоветовал юноше пойти по его стопам — изучать медицину.
После окончания гимназии Август поступил в Гёттингенский университет, а затем в течение нескольких лет проработал врачом. Сначала он жил в Ростоке, а позже открыл практику в своем родном городе. Участвовал в австро-итало-французской войне 1859 года.
Но увлечение биологией не оставляло его, и каждую свободную минуту Август проводил за микроскопом.
Он занялся зоологией, два месяца стажировался у биолога Р. Лейкарта (Гисенский университет, 1860—1861) и у А. Мильн-Эд¬вар¬дса и И. Жоффруа Сент-Илера (Парижский университет). После этого решил посвятить себя зоологии и занимался микроскопическими исследованиями в области морфологии и эмбриологии.
Вейсман получил докторскую степень в 1863 году за работу «Влияние света на движение зооспор грибов». С 1863 года он – приват-доцент, в 1873—1912 профессор Фрайбургского университета, директор Зоологического института.
В то время весь научный мир находился под впечатлением трудов Чарлза Дарвина. Поэтому Вейсман начал с того, что решил проверить правильность его теории биологическими методами. Он начал изучать особенности размножения простейших животных — гидр и дафний, чтобы на их примере подтвердить сформулированные Дарвином положения теории эволюции.
Профессор зоологии Август Вейсман большую часть жизни посвятил исследованиям в области цитологии, что вполне понятно: во второй половине XIX в. к клетке было приковано внимание большинства биологов.
Уже в первых работах Вейсман сделал крупное открытие — описал так называемый гистолиз — построение организма взрослого насекомого из клеток его разрушенной личинки.
Вейсман считается основателем неодарвинизма, существенно углубившего основы теории Ч. Дарвина. Во времена Дарвина и много позже учёные полагали, что приобретённые при жизни признаки передаются по наследству. Даже Дарвин, следуя общему убеждению, признавал это, хотя с большой неохотой: он понимал, что таким образом умаляется значение естественного отбора и происходит возврат назад к учению Ж. Б. Ламарка.
Вейсман задался вопросом, над которым до него никто не задумывался: кто доказал наследование приобретённых признаков? Что если это кажущаяся очевидность - лишь заблуждение, подобно наблюдаемому движению Солнца по небесному своду?
Однако в это время (ему на тот момент было 30 лет) его зрение сильно ухудшилось, и Вейсман почти не мог работать с микроскопом. В этом ему помогали студенты, ассистенты и жена Мэри.
Но в 1864 году врачи запретили ему заниматься микроскопией. Чтобы помочь учёному, его друзья добились длительного отпуска, Вейсману было предоставлено право заниматься только научной работой и не читать лекции в университете. Лишь через два года Вейсман смог возобновить систематическую работу за микроскопом.
Но новое обострение болезни глаз вынуждает его прекратить работу за микроскопом. Теперь врачи опасаются за его зрение настолько серьезно, что рекомендуют более не возвращаться к работе, связанной с непосильным напряжением для глаз. Поэтому вторую половину жизни Вейсман и занимался в основном теоретическими проблемами биологии.
В 1867 году он женился на Мэри Доротее Грубер. Их сын, Юлиус Вейсманн (1879–1950), был композитором.
Клеточное строение растений и живых организмов уже давно ни для кого не было секретом. К 1838 г. немецкие ученые Маттиас Шлейден (1804–1881 гг.) и Теодор Шванн (1810–1882 гг.) сформулировали основы так называемой клеточной теории. Она не просто подтвердила клеточное строение животных и растений. Шлейден и Шванн констатировали: рост и развитие немыслимы без возникновения новых клеток, причем строение клеток растений, бактерий, животных весьма схоже.
За несколько лет до этого британский ботаник Роберт Броун (1773–1858 гг.), рассматривая клетки орхидеи, углядел в каждой из них ядро в виде маленькой тёмной точки и предположил, что оно является постоянной частью любой растительной клетки. (Он же – первооткрыватель броуновского движения.) Рудольф Вирхов (1821–1902 гг.), немецкий биолог, патологоанатом и физиолог, обратил внимание на связь клеток с патологическими болезненными состояниями организма и стал основателем нового направления – целлюлярной (клеточной) патологии.
Вейсмана больше всего в клетке интересовали хромосомы. Поведение хромосом при делении клеток натолкнуло Вейсмана на мысль, что именно они являются материальным субстратом наследственности, передаваясь от клетки к клетке, из поколения в поколение. Вейеман подметил, что даже в тех случаях, когда размеры и форма хромосом в разных клетках организма меняются, в зародышевых клетках, из которых образуются половые клетки, хромосомы стабильны. Это и обеспечивает, по мнению Вейсмана, передачу наследственных свойств от родителей к потомкам.
Именно эти его труды сейчас наиболее известны, хотя он сам не считал их существенными.
С конца 1860-х годов он перешёл в основном к теоретическим исследованиям, посвящённым защите, обоснованию и развитию учения Ч. Дарвина. Стоя на позициях материализма, Вейсман отстаивал механистическое понимание жизненных явлений.
Выступая против витализма, он отвергал ламаркизм, признававший изначально целесообразное реагирование живых существ на воздействия среды и наследование возникших таким путём изменений. Вейсман справедливо утверждал, что вопрос о наследовании приобретённых признаков может быть решён только с помощью опыта, и экспериментально показал ненаследуемость механических повреждений.
Вейсман — автор умозрительных теорий наследственности и индивидуального развития, неверных в деталях, но в принципе предвосхитивших современные представления о дискретности носителей наследственной информации и их связи с хромосомами, а также концепции о роли наследственных задатков в индивидуальном развитии.
В 1948—1965 годах созданное Вейсманом эволюционное учение, названное им неодарвинизмом, последователями Т.Д. Лысенко было объявлено в СССР антинаучным и реакционным
Август Вейсман, первоначально разделявший идею Ламарка о наследовании приобретённых признаков, впоследствии стал решительным её противником, так описав изменение своих взглядов: «Как же могут сообщиться зародышевой клетке, лежащей внутри тела, изменения, произошедшие в мускуле благодаря его упражнению, или уменьшение, испытанное органом от неупотребления, и притом ещё сообщаться так, чтобы впоследствии, когда эта клетка вырастет в новый организм, она на соответствующем мускуле и на соответствующей части тела из самой себя произвела те же самые изменения, какие возникли у родителей в результате употребления или неупотребления? Вот вопрос, который встал передо мной уже давно и который, по дальнейшем его обдумывании, привёл меня к полному отрицанию такой наследственной передачи приобретённых свойств».
Вейсман предложил для рассмотрения два варианта передачи изменений тела половым клеткам: «Или предсуществующие проводящие пути, по которым половых клеток достигает совершенно непостижимое влияние, или отделение от изменённого органа материальных частиц, принимающих участие в построении зародышевой плазмы; третьего не дано».
Идею о наследовании приобретенных признаков Дарвин формулировал так: «Мы можем быть уверенными в этом в некоторых случаях, когда все или почти все особи, находившиеся в сходных условиях, изменяются одинаковым и притом определенным образом, чему мы привели несколько примеров. Однако неясно, почему потомки должны изменяться, если их родители попадают в новые условия, и почему в большинстве случаев необходимо, чтобы в этих условиях пробыло несколько поколений».
Подтвердить свою уверенность учёному было непросто. Для этого он создает умозрительную в общем теорию о геммулах — элементах клеток, которые вырабатываются ими, разносятся с током крови по всему организму и могут развиваться в клетки, идентичные породившим их. Предполагалось, что с помощью геммул могут передаваться изменения в конкретном организме, вызванные условиями среды или упражнениями, однако не было объяснения тому, как эти изменения «сохраняются» в строении клеток.
Вейсман восторженно отзывался о работах Чарльза Дарвина, хотя и позволял себе не согласиться с некоторыми положениями его теории. Так, ему не понравилось (хотя и не сразу), что Дарвин поддерживал ламаркистскую гипотезу о том, что приобретённые признаки могут наследоваться. Эти взгляды он впервые описал в эссе, представленном во время торжественной речи по случаю вступления в должность проректора Фрайбургского университета.
Вейсман считал «фантастическим» предположение, что каждая клетка тела связана нервом с каждой половой клеткой. Принимаемое Ч. Дарвином предположение, что каждая клетка тела отделяет специфические геммулы, собирающиеся в половых клетках, Вейсман также считал невероятным.
Опытным путем доказать ошибочность предположений о наследовании приобретённых признаков пытался и двоюродный брат Дарвина, Фрэнсис Гальтон, переливавший кровь темных кроликов светлым, и сам Вейсман, экспериментировавший с мышами.
Вейеман считается основателем неодарвинизма, существенно углубившего основы теории Ч. Дарвина. Во времена Дарвина и много позже учёные полагали, что приобретённые при жизни признаки передаются по наследству. Вейсман поставил простой опыт - он отрезал у мышей из пяти поколений хвосты, «и всё же [у потомства] не было ни одного примера укороченного хвоста или какой-либо иного отклонения в строении этого органа».
Не настаивая на чистоте и полноте эксперимента, Вейсман видел свою задачу в опровержении бытовавших в то время слухов, например, о кошке, родившейся без хвоста из-за того, что многие её родственники потеряли свои.
Вполне понятно почему - ведь хромосомы в клетках зародышевого пути, дающие начало яйцеклеткам и сперматозоидам, из которых возникнет новое поколение, остались без изменений. Если же изменить каким-либо образом зародышевые клетки (зародышевую плазму, как говорил Вейсман), тогда наследственность изменится.
Вейсман признавал дарвинский естественный отбор в качестве основного рычага эволюции, но только по отношению к зародышевой плазме. Это направление носит в генетике название вейсманизма или неодарвинизма.
Заслуги Вейсмана в область зачинателя генетических теорий касаются главным образом его экспериментальных исследований над развитием различных видов животных.
Основными работами Вейсмана в области теории эволюции и наследственности являются "Зародышевая плазма", "Лекции по теории эволюции“, " Теория эволюции" и др.
Вейсман доказал, что переход родительских свойств на потомство зависит от прямой передачи родителями некоего материального вещества, оказывающего влияние на всё развитие потомства. По мнению Вейсмана, это вещество заключено в хромосомах и хромотине.
Многие из теоретических положений Вейсмана не выдержали испытания временем. Но главные его идеи до сих пор являются основой современной генетики и теории эволюции.
Взамен геммул Вейсман создал теорию зародышевой плазмы, «подобной длинному ползущему корню, от которого периодически поднимаются отдельные растения — особи последовательных поколений». Часть этой плазмы передается от одного поколения другому и участвует в построении организмов. Наблюдения цикла развития простейших привели его к гипотезе о непрерывности существования зародышевой плазмы.
Ученый увидел в ней цитологические доводы в пользу невозможности наследования приобретённых признаков. Вывод Вейсмана повлиял на дальнейшее развитие теории эволюции и дарвинизма. Он также сделал ряд фундаментальных наблюдений. В теории Вейсмана полезные признаки наследовались не из-за изменений в одном организме, а лишь благодаря естественному отбору: «Всюду, где в свободной природе орган усиливается вследствие употребления, этот орган обладает известным значением для жизни индивидуума; а поскольку это так, естественный отбор его усиливает и отбирает для дальнейшего размножения только тех особей, у которых орган выражен лучше всего… усиление органа в ряду поколений зависит, таким образом, не от суммирования результатов употребления в течение индивидуальной жизни, а от суммирования благоприятных задатков зародыша».
Его главная заслуга, состоит в том, что он подчеркнул резкую разницу между наследуемыми признаками и признаками благоприобретёнными, которые, по мнению Вейсмана, вовсе не передаются по наследству. Он был первым, кому были ясны общебиологическое значение митоза и фундаментальная роль хромосомного аппарата при делении клеток. Практически учёный указал новое направление исследований в эволюции животных.
Другое направление «отрицаний» Вейсмана относится к витализму — идее о том, что живые организмы обладают некой «жизненной силой», которая качественно отличает их от объектов неживой природы и делает неподвластными законам физики или химии. А ведь в защиту этой теории ставил эксперименты великий Луи Пастер!
Самый весомый довод в опровержении идеи витализма принадлежит Фридриху Вёлеру, синтезировавшему мочевину из неорганических компонентов, тому самому другу семьи Вейсмана. Его опыт был «великой трагедией в науке — убийством прекрасной гипотезы уродливым фактом», — как писал он позже.
Заслуги Августа Вейсмана, главным образом в разработке теории эволюции, оцениваются высоко. Так, американский биолог, систематик и эволюционист Эрнст Майр оценивал вклад Вейсмана в развитие эволюционной теории в XIX веке как второй по значимости после Дарвина и считал этого учёного одним из величайших биологов.
Вейсман не ограничился одной пропагандой учения Дарвина, а придал ему ту форму, которую некоторые называют, и не без основания, вейсманизмом, так как здесь теория подбора приобретает наиболее выраженную и притом всеобъемлющую форму.
Вейсман был признан одним из самых влиятельных биологов своего времени. Его работы по клеточной теории и развитию органических тканей считаются классическими в области биологии. В своей жизни он получил множество наград и призов за свои достижения в научной и философской сфере.
В 1882 г. появилась первая из статей Вейсмана по вопросам наследственности под заглавием «О продолжительности жизни». Центральным пунктом её является вопрос - что представляет собой смерть? Автор отказывается видеть в ней свойство, присущее организмам, как таковым, и рассматривает ограниченную продолжительность жизни, характеризующую большинство организмов, как приспособительное явление, ибо «неограниченное существование особи было бы совершенно нецелесообразной роскошью».
Ход мыслей Вейсмана таков. Простейшие одноклеточные существа по самой природе потенциально бессмертны: они размножаются путем деления, и тело одной такой особи при размножении целиком переходит в тела получающихся из нее новых особей, чем обеспечивается непрерывность жизни в той же форме. Нормальной, т. е. вытекающей из чисто внутренних причин, смерти у подобных низших существ ещё нет. Откуда же берет своё начало смерть многоклеточных животных и растений, которые, несомненно, произошли от одноклеточных бессмертных существ? Это произошло в связи с разделением труда в их теле, в частности, с появлением двух сортов клеток: соматических, обслуживающих функцию питания и другие стороны жизнедеятельности организма, и половых, или пропагаторных, предназначенных для размножения.
Так как сохранение бессмертия за всеми элементами многоклеточного организма было бы не экономно, то оно, т. е. бессмертие, и сделалось уделом лишь половых клеток, которые столь же бессмертны (конечно, потенциально), как и одноклеточные существа, а соматические клетки утратили эту способность - «смерть стала возможной, и мы видим, что она действительно появилась».
Таким образом, по мнению Вейсмана, естественная смерть возникла лишь с появлением многоклеточного строения, благодаря обособлению половых элементов, для которых только и необходимо бессмертие, от всех остальных - т. е. «только с точки зрения полезности мы и можем понять необходимость смерти» - явления приспособления многоклеточных существ.
Август Вейсман полагал, что старение — это полезное свойство вида, обеспечивающее смерть организма, утратившего способность размножаться, но способного конкурировать с потомками за пищу и пространство. Другими словами, лишь оставленное потомство имеет эволюционный смысл, тогда как дальнейшая жизнь родителей эволюционно бессмысленна. Механизм старения Вейсман видел в ограниченности способности к делениям соматических клеток многоклеточных живых существ, в отличие от потенциально бессмертных половых клеток.
Чрезвычайно важное значение имеет статья Вейсмана 1883 г. под названием «О наследственности», в которой он рассматривает главным образом вопрос о наследовании приобретённых свойств, положительное решение которого не вызывало до тех пор почти ни у кого никаких сомнений. Здесь впервые им ясно формулируется основное положение его теории - ненаследование приобретённых свойств. В дальнейшем Вейсман подробно останавливается на положительной стороне своего учения.
По его мнению, изменения, как жизненных условий, так и самих организмов происходят самыми малыми шагами и весьма длительно, почему вся эволюция организмов совершается путем суммирования этих мельчайших изменений в процессе естественного отдбора. У всех животных и растений следующим поколениям передаются лишь такие особенности, зачатки которых имеются уже в зародыше, вернее в его наследственном веществе - зародышевой плазме. Отсюда вытекает и положение о ненаследовании приобретённых свойств, тем более что «до сих пор нет ни одного факта, который действительно доказывал бы, что приобретённые свойства могут передаваться по наследству».
Таким образом, не только главным, но, можно сказать, единственным источником новых наследственных изменений, по Вейсману, является смешение родительских наследственных субстанций, происходящее во время оплодотворения, - процесс, которому он позже дал специальный термин «амфимиксис» и посвятил особую статью.
Изменению организмов под влиянием глубже заложенных в них внутренних причин, а также под влиянием внешней среды он не отводил в своих построениях никакого места.
В 1892 г. появилось его главное произведение: «Зародышевая плазма. Теория наследственности». Большую часть этого труда занимает изложение теории наследственности, основы которой были заложены им в ряде его предшествующих статей, особенно в статье «О непрерывности зародышевой плазмы», появившейся в 1885 г.
В течение своей жизни Вейсман опубликовал более 600 научных работ, которые затрагивали широкий спектр научных дисциплин, включая ботанику, зоологию, генетику и философию. Его исследования положили основы для многих современных научных теорий, таких как теория хромосом, теория наследственности и многие другие.
Одним из главных достижений Вейсмана стало его открытие о том, что ядро клетки является главным центром управления свойствами живых клеток. Он также изучил процесс роста растений и показал, что рассматривать живое в отрыве от окружающей среды невозможно. Его работы оказали большое влияние на развитие науки в целом и на биологию в частности.
Основными положениями учения Августа Вейсмана являются следующие: 1) отрицание наследования приобретённых свойств в духе Ламарка, т. е. затрагивающих лишь сому и не доходящих (как это имеет место в большинстве случаев) до наследственного вещества половых клеток; 2) отрицание какого бы то ни было принципа развития под влиянием чисто внутренних причин, т. е. автогенеза; 3) признание главным фактором эволюции естественного отдбора, на помощь которому приходит амфимиксис, или смешение родительских зародышевых плазм, тогда как корень всех новых изменений кроется в изменении детерминантов под влиянием доходящих до них воздействий внешней среды.
Исследования Августа Вейсмана впервые показали общебиологическое значение митоза и фундаментальную роль хромосомного аппарата при делении клеток. Вейсман также впервые доказал, что должны существовать единицы наследственности. Ученый назвал их идами, но теперь очевидно, что он имел в виду гены. Выводы Вейсмана намного опережали его время, не случайно многие положения трудов ученого современники воспринимали критически. Лишь много позже, когда американский биолог Э. Вильсон подтвердил наблюдения учёного о деятельности хромосом, стало очевидно, что Август Вейсман был прав.
Вейсман, наиболее видный представитель школы неодарвинистов, ставит на первое место деятельность отдбора, отрицая совершенно значение факторов Ламарка, как в смысле влияния среды, так и в смысле внутреннего принципа развития.
Теорию Вейсмана сравнительно недавно было принято сильно критиковать, отмечая её слабые стороны, которых в ней, действительно, немало. Однако значение её велико и влияние на выработку наших современных взглядов нельзя не признать очень значительным.
Главной заслугой Вейсмана является опровержение того наивного ламаркизма, который был до него общераспространенным убеждением.
В свое время Вейсман был заклеймен в СССР как один из идейных вдохновителей лженауки евгеники и родоначальник реакционной генетики, которые получили дальнейшее развитие в реакционном учении менделизма-морганизма, ставшим теоретической основой человеконенавистнической идеологии расизма в эпоху империализма.
Один из основателей неодарвинизма, А. Вейсман признавал естественный отбор необходимым и достаточным условием для эволюции живого. Автор нескольких оригинальных теорий, касающихся генетики и эмбриологии, он предугадал некоторые важнейшие биологические закономерности, такие как дискретность наследственных единиц, хотя часть его предположений впоследствии не подтвердилась.
А. Вейсман считал, что свойства организма в целом и его клеток определяются наследственными детерминантами, которые он провидчески связывал с клеточным ядром. Защищая теорию Ч. Дарвина, учёный перенёс принцип отбора и на внутриорганизменные структуры, пытаясь таким путем объяснить возникновение неопределённой изменчивости.
Современники Вейсмана отмечали его удивительную способность к открытиям и интуицию во время проведения экспериментов. Вейсман оставил научное наследие, которое до сих пор не перестаёт интересовать учёных.
В 1908 году Линнеевское общество Лондона наградило его медалью Дарвина-Уоллеса. В 1931 году он удостоился Нобелевской премии по медицине за работы по микроскопической анатомии и физиологии растительных тканей.
Достижения Августа Вейсмана были приняты в научном сообществе очень положительно, он был уважаем не только в науке, но и в обществе. Его работы получали признание на международном уровне, и он принимал участие во многих международных конференциях и мероприятиях.
Его главная заслуга заключается в том, что он подчеркнул существенную разницу между наследуемыми и приобретёнными признаками, утверждая, что они не передаются по наследству. Практически учёный указал новое направление исследований в эволюции животных. Его Нобелевская премия также стала важным событием в научном мире и привлекла научное внимание к его работам.
Вейсман активно участвовал в социальной жизни Германии, был членом парламента и даже был назначен министром просвещения. Он призывал к сотрудничеству и диалогу между наукой, обществом и государством.
Личная жизнь Августа Вейсмана остаётся в тени, поскольку он был известен прежде всего своей научной деятельностью. По характеру Август Вейсман был терпеливым, целеустремленным и упорным человеком.
Его личная жизнь не была подробно изучена, и единственным фактом является то, что он был женат, жена позже стала известным химиком. У них было пятеро детей, один из которых также стал учёным.
Одной из ключевых черт личности, которая помогла Августу Вейсману добиваться таких достижений в науке, была настойчивость. Он часто повторял одно и то же исследование на протяжении многих лет, пока не получал желаемые результаты. Вместе с этим он был человеком крайне скромным и целеустремленным, что также способствовало большим успехам в его научной деятельности.
Не менее важной характеристикой личности Августа Вейсмана была его способность смотреть на проблемы с разных сторон. Он был философом и часто применял философские методы к своим научным исследованиям. Благодаря этому он мог получать интересные результаты, которые другие не могли бы найти.
Отношение Августа Вейсмана к религии, этике и науке было выражено в его убеждении о том, что наука и религия не должны являться противопоставленными силами, а должны совместно участвовать в поиске истины и понимания мира и нашей роли в нём.
Кроме того, Август Вейсман был человеком высокой моральной чистоты. Он действовал в соответствии со своими убеждениями и был крайне ответственным за свои поступки.
Август Вейсман умер 5 ноября 1914 года во Фрайбурге, но его исследования продолжают оставаться актуальными и важными в настоящее время. Он навсегда вошёл в историю науки и философии как один из наиболее выдающихся учёных своего времени. Его могила сохранилась до сих пор.
