Один из основателей генетики

Гуго (Хуго) де Фриз (иногда Гуго Де Фрис (Hugo Marie de Vries) – знаменитый голландский ботаник и генетик, один из учёных, вторично открывших законы Менделя. Родился 16 февраля 1848 г. в городе Харлеме, Нидерланды. Он был старшим сыном Геррита Де Фриза, юриста и политика, бывшего голландским премьер-министром с 1872 по 1874 год. Мать Хуго, Мария Эверардина Рювенс, была дочерью профессора археологии в Лейденском университете.

Отец рассчитывал, что его единственный сын также станет поли¬тическим деятелем. Однако Хуго избрал научное поприще. С самого детства Хуго проявлял огромный интерес к ботанике; он выиграл несколько призов за свои гербарии, когда учился в гимназии сначала в Харлеме, а позже и в Гааге, куда переехала его семья.

Ботанику он изучал с 1866 года в университете Лейдена, где слушал лекции известного химика Я.Вант-Гоффа. Закончив второй курс, отправился за границу и почти до тридцати лет прожил за пределами своей родины. В 1870 году Де Фриз написал диссертацию на тему о влиянии тепла на корни растений.

Несколько месяцев слушал лекции по химии и физике в Гейдельбергском университете и работал в лаборатории Юлиуса Закса в Вюрцбурге. В 1878—1918 годах был профессором Амстердамского университета, а также директором амстердамского ботанического сада. После этого работал в Люнтерне в своём имении.

Де Фриз оказался чрезвычайно умелым эксперимен¬татором. Даже традиционные методы исследования он умел трансформировать так, что они давали неожиданные результаты. Его первая работа была посвящена исследованию внутриклеточной жидкости. Ученый установил, что стенки клеток представляют собой своего рода мембраны, которые служат регулятором внутриклеточного дав¬ления. Его исследования позволили уточнить теорию осмотического давления, которую незадолго до этого предложил Вант-Гофф.

В 1877 году он впервые измерил осмотическое давление у растений, ввёл понятия плазмолиз и деплазмолиз. Но химия не увлекла де Фриза, и он так и не закончил намеченной программы. Любопытно, что всего через несколько лет его результаты послужили толчком для со¬здания теории ионной диффузии, которую предложил шведский химик С.Аррениус.

В 1900 году Де Фриз опубликовал свои результаты, полученные в ходе статистической обработки опытов по скрещиванию растений. Объяснить их можно было только и единственно с точки зрения существования отдельных и независимых факторов наследственности. Примечательно, что сделал он это совершенно независимо от немецкого ботаника и ге нетика Карла Корренса и австрийца Эриха фон Чермака, занимавшихся этим же вопросом в то же время.

Все три ученых получили сходные данные с данными известного австрийского ученого Грегора Менделя, которые он опубликовал еще в 1866-м. Вообще, Де Фриз оказался очень близок именно к точке зрения Менделя, подтвердив закономерность наследственности. Так, можно сказать, что все три ученых повторно открыли законы Менделя.

Его работы не только подтвердили выводы Менделя, но и позволили уточнить ряд его предположений. В частности, учёный показал, что при скрещивании особей одного и того же растения наблюдается расщепление признаков в отношении один к трём. Это означало, что он получил методику для планомерного выведения сортов культурных растений.

Оказалось, что если взять один из трех полученных таким образом вариантов и затем использовать его в качестве исходного материала, то лишь в одном случае наблюдается повторение признаков. Использовав первый и второй одинаковые экземпляры, в третьем опыте можно было получить уже новую разновидность растений. Таким образом, де Фриз перешел от качественной методики исследований к количественной.

Примечательно, что учёный никогда не работал в каком-либо научном учреждении. Он создал лабораторию и систему экспериментальных участков в собственном имении.

Установленные закономерности принесли де Фризу известность в научном мире. Он получил предложение от министерства сельского хозяйства Пруссии изучить ряд культурных растений. Свои наблюдения учёный обобщил в цикле статей, посвящённых клеверу, сахарной свекле и картофелю. Он исследовал происхождение растений и возможности выведения их новых разновидностей.

Грегори Мендель

В начале XX века американский биолог Томас Морган изучал закономерности наследования признаков, открытые в 60-ых годах XIX века чешским учёным Грегором Менделем, но не получившие тогда известности. В самом конце XIX века Уильям Бетсон предложил термин «генетика». В 1900-1901 годах голландский учёный Хуго де Фриз разработал теорию мутаций – внезапное изменение признаков свойств у животных и растений с последующей передачей этих изменений по наследству.

Собранные в ходе работы наблюдения привели учёного к необходимости изучения проблемы наследования различных признаков.

До его работ генетика относилась к описательным наукам. Он же впервые доказал, что генетический процесс поддается экспериментальному исследованию.

Де Фриз был сторонником взглядов выдающегося швейцарского ботаника Карла Вильгельма Негели. Он также пришёл к убеждению, что новые виды не возникают путём постепенного накопления непрерывных флюктуационных изменений, как считали дарвинисты, а путем внезапного появления резких изменений, превращающих один вид в другой. Появление этих внезапных изменений, преобразующих один вид в другой, де Фриз назвал мутацией.

Учёный рассматривал свойства живого организма как совокупность определённых признаков. Возникновение нового признака означало появление мутации. Таким образом, де Фриз показал, что выведение какого-либо сорта и происхождение всего вида обусловлены одними и теми же причинами. К примеру, растение приспосабливается к изменению условий питания или характеристикам внешней среды.

Свои взгляды де Фриз опубликовал в двухтомнике "Теория мутации" (1900 - 1903). Представления де Фриза о скачкообразности эволюции получило дальнейшее развитие в теориях сальтационизма. Ещё раньше к представлениям о скачкообразном изменении наследственных свойств пришёл русский ботаник С.И. Коржинский (1899) в своем труде «Гетерогенезис и эволюция». Так что справедливо говорить о мутационной теории Коржинского-де Фриза.

Основные положения мутационной теории де Фриза сводятся к следующему:

1. Мутации возникают внезапно как дискрегные изменения признаков.

2. Новые формы устойчивы.

3. В отличие от ненаследственных изменений мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг какого-либо среднего типа. Они представляют собой качественные изменения.

4. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными.

5. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

6. Сходные мутации могут возникать неоднократно.

Как и многие генетики раннего периода, де Фриз ошибочно считал, что мутации могут сразу давать начало новым видам, т. е. минуя естественный отбор.Экспериментально исследовав процесс возникновения новых видов, он показал, что селекционная работа может дать новый сорт растения, но никогда не приводит к созданию нового вида.

Учёный впервые указал и на путь возникновения изменчивости. По его мнению, следует различать индивидуальную и видовую изменчивость. Именно её де Фриз и считал причиной мутации. Однако уровень развития на-уки не позволил ему до конца объяснить причину данно¬го явления. Лишь много лет спустя после смерти учёного механизм мутации был до конца объяснён при помощи генной теории наследственности.

Де Фриз отвергал принцип Ламарка о наследовании приобретенных признаков. В 1889 г. Де Фриз опубликовал труд «Внутриклеточный пангенезис», в котором развивал дарвиновскую теорию пангенезиса, касающуюся механизма воспроизведения в потомстве признаков предшествовавших поколений. Дарвин полагал, что от всех клеток организма отделяются мельчайшие частицы, которые содержат признаки данных клеток; эти частицы скапливаются в репродуктивных органах и образуют половые клетки. Де Фриз придерживался теории внутриклеточного пангенеза.

Он считал, что в ядре клетки содержатся «пангены», реально существующие мельчайшие тельца, определяющие все признаки целого организма, а в протоплазму входят лишь те «пангены», которые определяют тип клеток. Тем самым отвергался принцип Ламарка о наследовании приобретенных признаков. Кроме того, Де Фриз сделал важный вывод, что панген вообще не является клеткой или органом, а представляет собой некий фактор, определяющий признак, т.е. уже в 1889 г. вплотную приблизился к точке зрения Менделя.

Шагом вперед, сравнительно с Дарвином, в теории Фриза, бесспорно, является утверждение, что пангены не покидают внутренности клеток, не передаются из клетки в клетку, т. е. не странствуют по телу (транспорт), а, размножаясь делением, сами достаются в удел каждой клетке при клеточном делении.

Опыты де Фриза внесли много нового в дарвинскую теорию эволюции. Выяснилось, что естественный отбор и мутации существуют на самом деле. Этим был заполнен крупнейший пробел в дарвинской теории эволюции. Было доказано, что можно экспериментальным путём изучать длительные изменения в природе. Свою теорию наследственности де Фриз назвал теорией внутриклеточного патогенеза.

С успехами науки о клетке (цитологии), специально о клеточном ядре, с развитием генетики и учения о материальных основах наследственности, а также, в особенности, с установлением связи между этим учением и опытами над наследованием признаков (Мендель), появилось несколько научных течений, глубже анализирующих наследственность, нежели теория Фриза.

Из них одно вовсе отрицает существование материальных частиц, вроде панген, и принимает, что все свойства и признаки возникают из взаимодействия многочисленных химических и строительных процессов, для возбуждения которых вполне недостаточно отдельных специфичных единиц в виде телец (панген). Таковы, например, взгляды Клебеа.

Другое течение, напротив, держится убеждения, что пангены не только реально существуют, но что им в клетке, в ее ядре принадлежит в точности определенное каждому место в том или ином из элементов ядра (хромосомы).

Таково современное учение американца Моргана. Между этими крайними убеждениями существует много переходов, как в отношении представлений о реальности панген, так и в отношении разделения ролей между протоплазмой и ядром клетки в процессе передачи наследственных свойств организма.

Из представлений Фриза сохраняется, таким образом, в большинстве учений лишь допущение, одинаковое с дарвиновским, о реальном существовании панген.

Существование некоторых малейших порций, элементарных количеств или «квант» живого вещества, по-видимому, вообще необходимый постулат современной биологии, так как оно согласуется с общим представлением динамики: представлением атомистическим. Мы можем представлять себе особого размера или порядка частицы вещества, значительно меньшие, чем мельчайшие микроорганизмы, но более крупные и сложные, чем частицы химических тел (молекулы). Почти таковы должны быть частицы коллоидов, и с состоянием и свойствами этих тел современные физика, химия и биология ставят в тесную связь возможность и характер так называемых «жизненных» процессов.

ХУГО ДЕ ФРИЗ

Вопрос иной: принадлежат ли предполагаемые Фризом пангены тому же разряду частиц, особенно же могут ли быть такие частицы «специфичны», т. е. могут ли они соответствовать определенным свойствам организма? Этого вопроса Фриз не решил, и его пангены, в сущности, то же, что гипотетические частицы «живого вещества» в «теориях жизни» многих почти современных ему биологов («единицы жизни», «биофоры», «гранулы»).

Как в гипотезе Дарвина, так и в развитии ее Фризом, мы должны усматривать, несомненно, некоторый толчок вперед, вовремя данный научному мышлению в том же направлении, в котором двигаются точные науки: физика и химия. Биология пока далека от идеала точной науки, и некоторые ее гипотезы, поэтому, невозможно критиковать одинаково строго; пока достаточно, если в качестве служебных гипотез они способны двигать нашу мысль вперед.

Сформулированная де Фризом теория мутаций стала прологом к дальнейшему развитию биологии.

В 1918 г., находясь на вершине славы и всеобщего уважения, де Фриз ушёл в отставку. В отличие от многих других учёных, он не оставил после себя научной школы. Но его работы составляют важный этап в истории науки.

Последние годы жизни он провёл в Люнтерене, занимаясь разведением новых форм цветов.

Хуго де Фриз принадлежал к тому редкому типу ученых, которые занимались наукой лишь для удовлетворения собственного любопытства.

Де Фриз – иностранный член – корреспондент РАН (1924), почётный член АН СССР (1932).

Умер Гуго де Фриз 21 мая 1935 года в Люнтерне, Нидерланды.

В 1970 г. Международный астрономический союз присвоил имя Хуго де Фриза кратеру на обратной стороне Луны.