Вклад и достижения карпеченко в развитие селекции. Этот счастливец карпеченко

Карпеченко Георгий Дмитриевич () русский цитогенетик

Георгий Дмитриевич Карпеченко родился 3 мая 1899 года в городе Вельске Вологодской губернии в семье землемера. С детства он страстно увлекался естествознанием и в 1917 г., окончив Вологодскую гимназию, поступил на естественное отделение Пермского университета, откуда в 1918 г. перевелся на факультет растениеводства Петровской земледельческой и лесной академии (в дальнейшем Тимирязевской).

После окончания в 1922 г. Академии его оставили для подготовки к научной деятельности при кафедре селекции сельскохозяйственных растений. К « тимирязевскому » периоду жизни Георгия Дмитриевича относится и начало тех замечательных исследований по отдаленной гибридизации растений, которые принесли ему мировую известность. Скрестив редьку и капусту, представителей двух родов одного семейства, ученый получил первый межродовой гибрид. Однако семян гибрид не давал. Дело в том, что и редька, и капуста, как и положено высшим растениям, диплоиды: каждая их соматическая (не половая) клетка содержит двойной набор хромосом. В половые клетки попадает половинное число хромосом. При слиянии двух половых клеток в одну зиготу в ней восстанавливается исходное двойное число хромосом. Если зигота образована половыми клетками одного вида, парным хромосомам легко найти друг друга и соединиться в новом наборе.

У клеток разных видов хромосомы отличаются, и найти пару очень трудно. В природе такой механизм, препятствующий формированию потомства при скрещивании разных видов, а тем более родов растений чрезвычайно важен. Но Карпеченко сумел преодолеть этот барьер. Он понял причины бесплодия гибридов: чтобы его устранить, нужно дать каждой хромосоме шанс найти себе пару. Для этого следовало искусственно, например с помощью хорошо известного генетикам колхицина, удвоить набор хромосом у каждого из гибридов, получившихся в первом поколении. В результате в гибридном организме оказалось 36 хромосом, слагающихся из двух полных диплоидных наборов редьки и капусты, что создало нормальные возможности для мейоза каждая хромосома имела себе парную.

Это созданное человеком растение не было похоже ни на редьку, ни на капусту. Ни кочана, ни корнеплодов оно не образовывало и, следовательно, хозяйственного значения не имело, зато его научная ценность была очень велика. Карпеченко показал биологам направление исследований, которое может бесконечно обогатить сельское хозяйство.

Работы, начатые в 1922 г. в Петровско - Разумовском на селекционной станции Тимирязевской академии, во главе которой стоял С. И. Жегалов, были в 1925 г. перенесены в Детское Село (ныне город Пушкин), где по инициативе Н. И. Вавилова и под руководством Карпеченко была создана лаборатория генетики Всесоюзного института прикладной ботаники и новых культур (теперь это Всесоюзный научно - исследовательский институт растениеводства им. Н. И. Вавилова). Приглашение на такой ответственный пост молодого человека, которому не исполнилось еще и 26 лет, прекрасное свидетельство смелости Вавилова и его необычайной веры в молодежь. Впрочем, и самому Николаю Ивановичу тогда не было еще и 40 лет. С этого времени жизнь и деятельность обоих выдающихся ученых была теснейшим образом связана между собой. Карпеченко со всей своей энергией принимается за формирование новой лаборатории и привлекает к работе большую группу талантливых генетиков. Его лаборатория стала одним из основных центров подготовки « генетической » молодежи в нашей стране.

В 30- х годах Карпеченко и его сотрудниками были развернуты исследования, целью которых являлась разработка методов искусственного получения растений с умноженным набором хромосом. Эти исследования непосредственно соприкасались с главной проблемой, над которой работала его лаборатория, проблемой отдаленной гибридизации. Ранее обнаруженные факты умножения хромосомного комплекса имели случайный характер, они являлись следствием спонтанного нарушения нормального хода мейоза и образования половых клеток и происходили без участия человека. Теперь была поставлена задача найти пути экспериментального получения полиплоидных форм, обладающих рядом новых признаков и свойств, часто имеющих большое селекционное значение. Особенное внимание уделялось получению полиплоидных клеток методом регенерации и различным воздействиям факторов среды на процессы образования гамет и на оплодотворенную яйцеклетку. Сотруднице лаборатории С. А. Шавинской удалось методом регенерации получить тетраплоидную капусту, тетраплоидные томаты, восстановить плодовитость стерильной герани.

Самому Карпеченко не пришлось дожить до практической реализации его идей в селекции растений. Он, как и его учитель Вавилов, был непримиримым борцом за научную генетику и селекцию, это определило последовательность его позиции в генетических дискуссиях 30- х годов, развернутых Т. Лысенко с целью захватить командные высоты в отечественной биологии. Вот почему Карпеченко не сумел закончить свои блестящие опыты став жертвой « лысенковщины », он погиб в сталинских застенках в 1942 г. В наше время открылась принципиально новая возможность проводить отдаленную гибридизацию высших растений, получать их « химерные » формы. Идеи Карпеченко об отдаленной гибридизации живы и сегодня реализуются на практике селекционерами.

В анналах отечественной науки имя Г.Д. Карпеченко всегда сочеталось с именем . Они были друзьями и единомышленниками и вместе работали в знаменитом Институте прикладной ботаники и новых культур, позднее ставшем Всесоюзным институтом растениеводства (ВИР). Оба ученых стали жертвами сталинских репрессий.

В наши дни "генная инженерия" - один из признанных методов современных биотехнологий. Между тем Георгий Дмитриевич Карпеченко был по сути первым, кто создал метод хромосомной инженерии. Его работы входят теперь во все учебники по генетике. Он показал возможность преодоления бесплодия отделенных гибридов за счет удвоения наборов хромосом обоих родителей. Еще студентом Карпеченко создал гибрид капусты с редькой - рафано-брассику, впоследствии ставший классическим примером генетики, наподобие опытов Грегора Менделя с горохом.

Г.Д. Карпеченко родился 21 апреля (3 мая) 1899 г. в городе Вельске Вологодской губернии в семье уездного землемера, окончил вологодскую гимназию, затем Московский сельскохозяйственный институт (бывшую Петровскую сельскохозяйственную академию - Петровку). Здесь он начал свои первые опыты по отдаленной гибридизации растений, которые впоследствии продолжил в ВИРе и которые принесли ему мировую славу. После окончания МСХИ в 1922 г. он был оставлен "для подготовки к научной деятельности" при кафедре генетики и селекции.

Большие надежды

В апреле 1925 г. Н.И. Вавилов приглашает молодого ученого на работу в Ленинград. Николай Иванович давно знал работы Карпеченко, понимал, что за ним - большое будущее и возлагал на него огромные надежды. Георгий Дмитриевич был поставлен во главе лаборатории генетики, которую для начала должен был и создать. И Георгий Дмитриевич получив приглашение в Ленинград, становится первым генетиком вавиловского института. Вот эти письма:

Дорогой Георгий Дмитриевич, посылаю Вам бумагу для Главнауки, срок командировки прописал, как видите, полугодовой… Когда поедете, поставим Вам миллион заданий. Ваш Вавилов.

Бумага в Главнауку была энергична и коротка:

Всесоюзный институт прикладной ботаники новых культур ходатайствует о командировании за границу Г.Д.Карпеченко. Г.Д.Карпеченко начаты интересные работы по гибридизации культурных растений. В этой области много делается в скандинавских странах и Германии. Проблемы, разрабатываемые Г.Д.Карпеченко, показали в нем очень ценного, подающего большие надежды работника. Институт настоятельно ходатайствует о срочной командировке. Директор профессор Вавилов.

Расположилась новая лаборатория в великокняжеской усадьбе в Детском Селе. Понимая ключевую роль нового подразделения в институте, Г.Д. Карпеченко разрабатывает методологию исследований, а именно теоретическую и экспериментальную основу новых методов изучения репродукции и селекции растений.

Главными темами лаборатории становятся отдаленная гибридизация и цитогенетика отдаленных гибридов - продолжение уже начатых Карпеченко работ, а также экспериментальный мутагенез, методы получения, изучения, размножения и использования в селекции полиплоидных растений.

При формировании экспериментальной базы и штата лаборатории проявился незаурядный организаторский талант Георгия Дмитриевича. Он собрал коллектив талантливых генетиков, многие из которых внесли весомый вклад в науку. Лаборатория, позднее переименованная в отдел, действительно стала одним из основных экспериментальных подразделений института. В 1934 г. в отделе числилось 43 человека, не считая аспирантов и практикантов (аспирантов уже в 1931 г. было 16). Впоследствии многие из них вошли в штат отдела, который стал по существу центром подготовки генетических кадров для всей страны.

Сам Георгий Дмитриевич получил замечательную методическую подготовку, после Петровки пройдя стажировку в лучших генетических лабораториях Финляндии, Швеции, Норвегии, Дании, Германии, Голландии, Англии, Франции, Австрии и общаясь там с крупнейшими учеными.

Он опубликовал итог всей работы и вместе с Вавиловым, с Кольцовым, Серебровским и Четвериковым отправился в Берлин, на конгресс генетиков. В 1929 г. за исследования в гибридизации ему была присуждена Рокфеллеровская стипендия для стажировки в ведущих генетических лабораториях США.

В Международный комитет по Рокфеллеровским премиям.

В прекрасной, тщательно продуманной работе Г.Д. Карпеченко удалось получить совершенно новый промежуточный вид или, вернее, род… Обнаруженные исследователем факты открывают широкие возможности в межвидовой гибридизации растений, и ныне пропасть, которая до недавнего времени отделяла виды и роды, становится проходимой...

Мы считаем своим долгом отметить выдающееся значение этой работы нашего соотечественника. Директор Всесоюзного института Прикладной ботаники и новых культур Академик Н.Вавилов.

Это был успех, полная удача. Берлинский конгресс генетиков одобрил сватовство капусты и редьки, и улыбчивое, широконосое, с большим вскатистым лбом лицо Г.Д. Карпеченкл несколько дней мелькало в европейских газетах. На двадцать восьмом году жизни он был признан, всемирно знаменит. Сбылись желанья: хотел стать ученым – стал, мечтал сделать открытие – сделал, первый раз выступил на конгрессе – весь глобус, генетики обоих полушарий признали его успех.

Что еще ждать ему от судьбы? Кажется, все взял. Нет, двух лет не прошло, получил Рокфеллеровскую премию и поехал в Калифорнию. С октября 1929 г. по февраль 1931 г. он работал в Калифорнийском университете в лаборатории Э. Бебкока и во всемирно известной лаборатории Т.Х. Моргана в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Тогда же он посетил все известные генетические учреждения Америки. Его работы были освещены в научно-популярном американском журнале "Science News-Letters" и региональной газете США, поместивших портрет ученого с подписью: "Г.Д. Карпеченко, спаривший редьку с капустой".

Мировая известность

Всемирная известность Георгия Дмитриевича выражалась в постоянной его востребованности в качестве организатора генетических форумов. В 1929 г. он был генеральным секретарем Всесоюзного съезда по генетике, селекции, семеноводству и племенному животноводству, проходившему в Ленинграде. В этом же году по приглашению Германского общества селекционеров выступал на селекционном съезде в Кенигсберге.

"Это был несомненно генетик мирового масштаба", – отозвался о нем Феодосий Григорьевич Добжанский. И оценка эта тем ценна, что сам Добжанский был одним из крупнейших генетиков мира.

"В качестве кандидатов, достойных премии им. В.И.Ленина, могу указать следующих лиц: профессора Николая Александровича Максимова. Профессора Алексея Григорьевича Дояренко. Третьим кандидатом мы позволяем себе выдвинуть молодого ученого Георгия Дмитриевича Карпеченко. Его работа “К проблеме экспериментального видообразования, полиплоидные гибриды редьки и капусты” представляет исключительный интерес в области генетики за последние годы".

Еслисказать, что Вавилов почти с первого знакомства понял, оценил и, как собственного сына, полюбил Карпеченко, это будет чистая правда. Но не вся правда. Но, главное: Вавилов и Карпеченко великолепно дополняли друг друга. Это было редчайшее сочетание, союз двух ярких, совершенно несхожих умов, стилей, манер мышления. Карпеченко работал медленно, с трудом, как через железную стену, пробивался к цели. Вавилов настигал её с ходу, бил влёт. Карпеченко был человек точных знаний, Вавилов – всеобъемлющей широты; один постигал суть явления, доискивался скрытых механизмов, другой объяснял их назначение, с орлиной высоты высматривал их место в природе. Вавилов на машинке, Карпеченко от руки – обычная деловая почта. Но, боже мой, какие там были дела! Сколько идей, сюжетов, проблем втиснули они в эти глянцевитые четвертушки. И как спорили!

В марте 1931 года был уже дома, в Детском Селе. А девять месяцев спустя принял кафедру генетики, стал самым молодым профессором Ленинградского университета. Еще два года и...

Уважаемый Георгий Дмитриевич!

Президиум Всесоюзной академии с.х. наук на заседании 2-го ноября 1934 г. постановил присвоить Вам ученую степень Доктора биологических наук по разделу генетики растений за Ваши выдающиеся труды по разработке теории межвидовой гибридизации.

Президент Академии с/х наук академик Н.И.Вавилов

В списке ученых, которых Совнарком утвердил в этой степени, Карпеченко шел вторым, сразу за Мичуриным. Счастливо, высоким взлетом начиналось его второе десятилетие. И всё бы хорошо – работа, кафедра, университет, всё хорошо, если бы не встретил он на этом путиИ.И. Презента .

Десять лет боролся Георгий Дмитриевич с этим человеком, десять долгих лет стоял не наживо – насмерть. И пал. Презент помог. Колоритнейшая личность. А полемист! Вступая в эту борьбу, Карпеченко и не подозревал, с какими столкнется приемами. Презент умел в одной статье, в куцом выступлении разделаться с дюжиной ученых, если эти ученые носили фамилии Вернадский, Филипченко, Вавилов, Кольцов, он распалялся до белого свечения. Никто не уберегся от его карающей длани, ни Мендель, ни Нобелевский лауреат Неллер, ни детский писатель Виталий Бианки.

В августе 1932 г. Георгий Дмитриевич выступил с пленарным докладом по отдаленной гибридизации на IV Международном генетическом конгрессе в Итаке, в США.

В 1932 г. был членом оргкомитета и президиума Всесоюзной конференции по планированию генетикоселекционных исследований СССР в Ленинграде, в 1935 г. - вице-президентом секции генетики Международного ботанического конгресса в Амстердаме.

В 1931 г. на биологическом факультете Ленинградского университета по инициативе Н.И. Вавилова была создана кафедра генетики растений, и Г.Д. Карпеченко было предложено ее возглавить. Он стал самым молодым профессором ЛГУ и до 1941 г. читал там общий курс генетики. Как и в отделе, Георгий Дмитриевич создал на кафедре замечательный коллектив единомышленников, пригласив туда в качестве профессоров ВИРа , Марию Александровну Розанову и Леонида Ипатьевича Говорова. Для чтения лекций на кафедру приглашались и известные зарубежные ученые. И в детско-сельскую лабораторию, и на кафедру университета ехали отовсюду, научные семинары Г.Д. Карпеченко пользовались исключительным успехом.

Его жена Галина Сергеевна, молодая, красивая, хорошо образованная женщина, всегда готова была помочь мужу и в работе, и в быту. Она была заядлой теннисисткой, он хорошо играл на кларнете и виолончели. Они любили общество, много читали, были в курсе новостей культурной жизни города. Дом был полон клетками с певчими птицами. В семье росла дочь. Они жили в одном доме с Вавиловым (Московский пр., 27). Вавилов в кв.1, Карпеченко - в кв. 2

Жертва репрессий

Главный генетик института Вавилова, главный генетик растений ЛГУ, высоко ценимый в мире, прекрасно образованный, любимый преподаватель студентов университета, во времена объявления генетики лженаукой, конечно же, стал одной из основных мишеней лысенковцев. Кампания против Карпеченко, которую И.И. Презент (идеолог Т.Я. Лысенко) начал в конце 30-х годов, закончилась тем, что кафедра генетики растений ЛГУ в 1940 г. была фактически разгромлена и прекратила существование. А Георгий Дмитриевич был вовлечен в противоестественные для истинной науки трагические дебаты, активно дискутируя с лысенковцами как "формальный" генетик.

В 1935 году Лысенко был избран в члены ВАСХНИЛ. После той сессии они перешли в наступление. Что стало с ВИР’ом! Далеко ушли времена, когда Вавилов писал: "Мы представляем собою спаянную группу"… Изменился ВИР. "Презент почти не выходил из института. Его нахальству не было границ, – вспоминает профессор Е.Н.Синская. – Каждая аспирантская тема, принятая Ученым советом, обсуждалась вторично в общежитии аспирантов… Потом сыпались требования к Вавилову повторно обсудить темы". И Николай Иванович, Карпеченко, Говоров, измотанные дневными заботами, до полуночи сидели на советах, доказывая молодым аспирантам, где свет, где тьма.

"Припоминаю одно из таких особенно ожесточенных обсуждений, – пишет Синская, – Вавилов пришел на заседание совершенно больной, с завязанным горлом. Ему сказали: "Вы бы, Николай Иванович, сегодня не приходили". Он ответил с горечью:

– Не придешь тут! Ну, давайте попробуем еще раз хотя бы немного сдержать эту ораву.

Презент выступил настолько неприлично, что Николай Иванович лишил его слова. Тогда Презент отозвал часть своих сторонников и громко, на весь зал, возгласил: "Идем, организуем обсуждение в другом месте". И вся ватага вышла, резко хлопнув дверью".

Из ВИР’а в Университет! Он сновал по длинным коридорам, вел доверительные беседы со студентами, внушал, что кафедра генетики – оплот реакции. Трудно было поспеть за Презентом. И как ни старался Георгий Дмитриевич обезвредить его речи, сколько ни выступал на советах, собраниях, Презент успевал опустошить, сбить с толку много молодых умов.

Посерел, осунулся Карпеченко. "На лице его, – пишет Синская, – стало обычным выражение недоумения и ужаса. Откуда все это свалилось? – спрашивали его глаза". С утра он садился не за микроскоп, нет, составлять объяснительные записки! Сочинял докладные, отвечал на какие-то запросы, вопросы… Писал, рвал, мучился, подыскивая какие-то магические, всесильные слова.

В конце 1938 года Карпеченко рискнул на крайний шаг – обратился с письмом в секретарю Ленинградского обкома, члену Политбюро Жданову . Рассчитывая на относительную образованность этого вождя, Карпеченко разъяснил ему суть агротехнических приемов Т.Д.Лысенко и просил прекратить их пропаганду в прессе: "Это опасно для науки и всего сельского хозяйства!" – заключил он письмо, под которым подписались одиннадцать ученых.

Результат сказался быстро. "Весною 1939 года, – пишет Синская, – нас во главе с Вавиловым вызвали в ЦК… Доклад Карпеченко, чье имя стало уже одиозным, вызвал неожиданное одобрение, высказанное несколько удивленным тоном: "Это не так уж глупо и может пригодиться..." Снова воспрянул, возликовал Георгий Дмитрич: теперь уж, по крайней мере, дадут работать.

Увы, не дали, а люди, принимавшие его весной в ЦК, по осени исчезли: "Их смело ветром, который теперь называют "культом личности"", – грустно замечает Синская.

Властью президента Сельхозакадемии Лысенко снял с Выставки Достижений Народного Хозайства всемирно известную работу Карпеченко по межвидовым гибридам, Георгий Дмитриевич не смолчал.

– Это открытие, принадлежащее советской науке, – сказал он на большом совещании, – не допускают на выставку потому, что оно построено на хромосомах… Да поймите вы нас, мы хотим, как и все, приносить пользу нашей стране, мы знаем нашу науку и видим, что она может дать...

Истина всегда в пути и всегда опаздывает. Вавилов это знал. Но смириться, уступить не мог: "От убеждений не откажемся!". И, отстаивая институт, генетику, дело всей жизни, он в каждой речи, в самом кратком выступлении говорил о Карпеченко: "Если вы приедете в Детское Село, мы покажем вам буквально чудо.."

Карпеченко скрещивал уже австралийские виды с американскими и, получив бесплодные гибриды, через год возвращал им цветение, жизнь. На пяти континентах побывал Николай Иванович, знал всех генетиков мира и, казалось, ничем его не удивишь, а тут признал:

– Такого я нигде не видел!

Летом 1940 года Вавилов направил наркому земледелия протест: Лысенко проявил к работе Карпеченко несправедливое пристрастие, самовольно удалил из Ученого совета ВИР’а 14 крупнейших специалистов… Но что мог Вавилов?

"Наркомзем всецело поддерживает научные взгляды академика Т.Д.Лысенко и рекомендует работникам селекционных станций претворять их в своей практической деятельности". Газета "Социалистическое земледелие", орган НКЗ СССР, № 52 от 5 марта 1939 г.

В октябре 1940 года, переждав два месяца после ареста Вавилова, в Ленинград явился сам Лысенко: хотел убедиться лично, дотла ли разрушен его ставленниками Институт растениеводства. Попутно решил просветить профессоров и студентов университета, прочел им лекцию "Что такое мичуринская генетика". И снова аудитория застыла в тяжком изумлении.

И все-таки, пока был жив, Карпеченко хранил в душе какую-то почти безумную надежду, В ноябре 1940 года, после ареста Вавилова, он спросил на собрании нового директора ВИР’а: "Будет ли вестись работа по отдаленной гибридизации, по синтезу иммунных сортов пшениц?" Иоган Гансович Эйхфельд ответил твердо: "Да, будет, но нe теми путями, которыми шли. Есть один-единственный путь – это путь Лысенко".

Карпеченко уволили с работы, сперва из ВИР’а, потом из Университета; неподалеку от его дома в Детском Селе, сменяя друг друга, днем и ночью гуляли по Московскому шоссе два незнакомца. Сомнений не оставалось, дни Карпеченко были сочтены. Это знал ректор Университета, знал Эйхфельд, знали супруги Презент и Поташникова, сотрудники кафедры и газеты, знал это и сам Георгий Дмитрич: "Вы ко мне, пожалуйста, не заходите, – просил он друзей. – Вероятно, скоро придут и за мной".

Его арестовали дома 17 февраля 1941 г. Сначала провели многочасовой обыск в квартире (жена и шестилетняя дочь до утра простояли в снегу под освещенными окнами). Затем перешли в его рабочий кабинет в главном здании Детскосельской усадьбы ВИР. Туда же увели уже арестованного Георгия Дмитриевича. Утром его вывели из здания, где он в последний раз прошел по антресолям, опоясывающим двухэтажный холл, и спустился по лестнице коттеджа, в котором проработал 16 счастливых лет...

Работник Детскосельской станции ВИР’а Александр Лутков проснулся от глухого шума за стеной. В квартире профессора Говорова шел обыск. Крадучись, Лутков подошел к окну, чуть отодвинул занавеску: в темноте у чугунно кованой ограды стояли наготове две легковые машины. Потом он услышал торопливый топот, натужный гул остывшего мотора – и все стихло. Только мела поземка, да тускнели вдоль Московского шоссе ночные фонари. Карпеченко, Говоров и Левитский больше не вернулись в Детское Село...

Георгию Дмитриевичу предъявили обычное для того времени обвинение в шпионско-вредительской деятельности, к которой была добавлена открытая борьба под руководством Н.И. Вавилова против "передовых методов научно-исследовательской работы и ценнейших достижений академика Лысенко по получению высоких урожаев". Он был расстрелян 28 июля 1941 г. в возрасте 42 лет.

Осенью сорок второго года его жена в пересыльной тюрьме Златоуста на Северном Урале, перестав принимать пищу, покончила собой.

Много лет спустя дочь Левитского получила в военной прокуратуре справку: "Смерть от дряхлости". Шел ему 64-й год и бывало в Детском редко кто мог переиграть его на корте.

Как самому Н.И. Вавилову, так и другим ученым удалось выявить ранее неизвестные варианты изменчивости, которые вначале были предсказаны на основе этого закона.

Этот закон был установлен Н.И. Вавиловым для растений, но он полностью соответствует характеру мутационной изменчивости и у животных. Например, для всех видов млекопитающих характерно появление коротконогих и карликовых мутантов; для близких видов в пределах одного семейства или для животных близких семейств можно предсказать возможность появления сходной окраски меха – белой, коричневой, серой, черной. Важное значение имеет закон Н.И. Вавилова и при получении индуцированных мутаций.

Установление закона гомологических рядов – важнейшее достижение второго этапа в развитии генетических исследований параллелизма в изменчивости. Ряды наследственной изменчивости родственных видов и родов сходны потому, что у них изменяются гомологичные гены.

Именно на этой основе в 70-е годы ХХ века сформировалось новое направление генетических исследований, тесно связывавшее в рамках популяционной биологии генетические, зоологические и ботанические исследования, - фенетика популяций , основоположниками которой стали отечественные ученые Тимофеев-Ресовский, Яблоков, Ларин.

Одновременно с Н.И. Вавиловым к таким же выводам пришел Э. Бауэр в 1919 году, а в США в эти же годы развернулись исследования по сравнительной генетике разных видов дрозофилы учеными Стертевантом и Морганом, Планкеттом и Тэном. «Фенотипический параллелизм» мутаций у разных видов дрозофилы, выявленный при генетическом анализе из природных популяций, отмечали в 1920-е годы Е.И. Балкашина, Д.Д. Ромашов, Е.А. и Н.В. Тимофеевы-Ресовские.

Закон гомологических рядов стал теоретической основой для сбора морфотипов коллекций мировых ресурсов культурных растений. Большое влияние эти работы оказали на А.А. Заварзина и его учение о параллелизмах клеточных и тканевых структур, разработанное в 1920-1930-е годы.

Другим важнейшим обобщением Н.И.Вавилова явилась теория центров происхождения и формообразования культурных растений. Обобщая данные популяционной генетики, ботанической географии, истории, эта теория лежит на стыке нескольких наук. В своем генетическом аспекте – утверждение о неравномерном распределении генов (точнее, аллелей) по видовому ареалу, теория Вавилова дала импульс к формированию геногеографии и экологической генетики, изучающих, как это в свое время делал Николай Иванович на материале культурных растений, генный состав популяций в зависимости от их истории, географических факторов и экологических условий.

Изучение огромного ботанического материала и в местах естественного произрастания растений, и на опытных делянках, анализ внутривидовой изменчивости привели Н.И.Вавилова к построению концепции вида как сложной динамичной системы генотипов, связанной с определенной средой и ареалом. Работа о виде («Линнеевский вид как система»,1931 г.), поставила Н.И.Вавилова в ряд основоположников синтетической теории эволюции.

Заслуга Н.И. Вавилова в развитии генетики состоит также в том, что он тесно связал ее с селекционной практикой, давшей новые импульсы как самой науке о наследственности и изменчивости, так и ее более широкой общебиологической основе.

Отмечая огромный вклад Н.И.Вавилова в развитие генетики, следует остановиться еще на двух направлениях его деятельности: организация генетических учреждений и руководство ими, а также пропаганда (а в последние годы жизни и защита) генетики.

В ВИРе Николай Иванович создал специальный отдел генетики, к руководству которым был привлечен молодой талантливый генетик Г.Д.Карпеченко. Наиболее известны его работы, посвященные отдаленной гибридизации растений, развившие исследования самого Вавилова в этой области.

В 1930 году Н.И.Вавилов, за год до этого избранный действительным членом Академии наук СССР по специальности генетика, взял на себя руководство первым генетическим учреждением в системе академии – Лабораторией генетики . Она создавалась на базе Бюро по генетике, организованном профессором ЛГУ Ю.А.Филипченко, неожиданно скончавшимся в 1930 году. В качестве заведующего Вавилов собрал в лаборатории всех молодых учеников Ю.А.Филипченко, многие из которых стали потом известными учеными: М.Л.Бельговского, Ю.Я.Керкиса, А.А.Прокофьеву и других. Для работы в лаборатории были привлечены крупнейшие советские ученые – генетик А.А.Сапегин и цитолог Г.А.Левитский, а также болгарский цитогенетик Д.Костов и выдающиеся американские генетики К.Бриджес и Г.Меллер (впоследствии лауреат Нобелевской премии). В 1933 году лаборатория была переименована в Институт генетики АН СССР, который Н.И.Вавилов старался превратить в мировой центр генетических исследований. Расширился круг направлений, которые здесь разрабатывались, основными из которых были следующие:

1. разработка учения о мутациях и смежной с ним проблемы гена;

2. межвидовая гибридизация;

3. материальные основы наследственности;

4. наследственность количественных признаков;

5. происхождение домашних животных и культурных растений.

В 1937 году по инициативе Н.И.Вавилова очередной международный конгресс по генетике должен был состояться в Москве. Была начата соответствующая организационная работа, однако провести конгресс в СССР оказалось в то время невозможным.

Свидетельством высокого авторитета Николая Ивановича Вавилова как генетика было избрание его вице-президентом VI Международного генетического конгресса в 1932 году (Итака, США) и почетным президентом VII конгресса (1939 год, Эдинбург, Великобритания). Участвовать в последнем Вавилов уже не смог.

Н.И.Вавилов посвятил много статей генетике, прежде всего разъясняя ее отношение к практической селекции. Особое место в его научном творчестве занимает серия очерков-портретов выдающихся генетиков Кельрейтера, Менделя, Де Фриза, Бетсона, Моргана, Меллера. По инициативе и под редакцией Вавилова были изданы труды классиков генетики.

Большой вклад в развитие генетики и, в частности, эволюционной генетики растений внесли сподвижники Н.И.Вавилова – Г.А.Левитский и Г.Д.Карпеченко.

В 1924 году Левитский – выдающийся цитогенетик – ввел в биологию термин «кариотип» для описания базовых особенностей морфологии хромосом одного вида и сравнения их между собой у разных организмов и видов. В 1934 году он впервые показал, как под действием облучения хромосомы распадаются на фрагменты и перестраиваются.

Г.Д.Карпеченко впервые получил межродовые гибриды растений. Еще в 20-е годы, работая в ВИРе, Карпеченко создал удивительный метод хромосомной инженерии и показал возможность преодоления бесплодия гибридов за счет удвоения наборов хромосом обоих родителей. Таким путем впервые были получены гибриды между капустой и редькой. Ядра таких гибридов содержали диплоидные хромосомы как редьки, так и капусты (18 Р

+
18 К), и именно поэтому растения отличались правильным мейозом и оказались высокоплодовитыми. Карпеченко назвал полученный им аллополиплоид рафанобрассика. Итоги этой работы 1927 года рассматривались автором как «экспериментальное обоснование теории

Георгий Дмитриевич Карпеченко Григорий Андреевич Левитский

(1899-1941) (1878-1942)

гибридного происхождения полиплоидных видов».

Позднее были созданы новые виды пшениц при их отдаленной гибридизации друг с другом и с сородичами (А.Р.Жебрак, В.А.Хижняк), а в 1961 году Б.Л.Астауров и В.Н.Верейский получили плодовитые межвидовые гибриды и у животных на примере тутового шелкопряда.

Огромный вклад в разработку теории отдаленной гибридизации, а также в развитие популяционной и эволюционной генетики внес и А.С.Серебровский , с 1930 года организовавший и возглавивший кафедру генетики МГУ. В 1930 году он основал новую область исследования - геногеографию , в задачу которой входит изучение закономерностей распределения генов в пространстве и во времени. Среди геногеографических факторов, влияющих на структуру популяций, А.С. Серебровский еще в 1928 году назвал «некоторые автоматические процессы», изменяющие генотипический состав популяции, подразумевая под этим колебания численности, ведущие к нарушению закона Харди -Вайнберга. Впоследствии эти наметки были развиты в концепции генетико-автоматических процессов Д.Д. Ромашова и Н.П. Дубинина. Геногеография, по А.С. Серебровскому, - наука историческая: неоднородность распределения генов в популяциях может зависеть от человеческой истории, антропогенных факторов. Он особо подчеркивал специфику методов и задач геногеографии, по сравнению с анализом географического распространения разных признаков – фенов, чем всегда занимались систематики.

Эти геногеографические явления А.С. Серебровский связывал с процессами, происходящими в генофонде, такими, как диффузия генов из центров возникновения, течения или потоки генов, вызванные передвижением самих популяций, привнесение в генофонд новых генов через мутационный процесс и процесс метисации, стохастический процесс изменения генофонда и т.д. Ни теории, ни математических моделей этих процессов тогда еще не существовало, но существование самих процессов в генофонде для А.С. Серебровского было несомненным. В изучении этих процессов он видел путь выяснения истории генофонда и воссоздания ее через геногеографию отдельных генов.

Большой вклад отечественные ученые внесли и в развитие мутационной теории первой половины ХХ века. В 1925 году Г.А.Надсон и Г.С.Филипов открыли индуцированный мутагенез с помощью рентгеновских лучей у грибов Mucor, положив начало развитию радиационной генетики.

В 1935 году Н.В. Тимофеевым-Ресовским, К. Цимлером и М. Дельбрюком на основании анализа радиационного мутагенеза у высших организмов и, прежде всего, у дрозофилы было предложено первое объяснение механизма мутационных изменений (точковых мутаций и хромосомных аберраций). Мутация рассматривалась как результат мгновенной перестройки атомов в сложной молекуле гена. Причиной такой перестройки считалось непосредственное попадание в ген кванта или ионизирующей частицы или же случайные колебания атомов. Открытие в дальнейшем эффекта последствия ионизирующих излучений указало на то, что в этом случае мутации возникают в результате процесса, длящегося во времени, а не непосредственно в момент мутационного воздействия.

Перспективы преодоления этих и других противоречий молодой теории мутационного процесса были намечены в 1946 году в физиологической гипотезе М.Е. Лобашева . Суть ее заключалась в том, что благодаря способности клетки репарировать полученные повреждения, становление мутации должно осуществляться в процессе обратимости повреждения, т.е. в процессе восстановления (репарации). Это означало, что появлению мутации должно предшествовать предмутационное состояние или потенциальное изменение, которое может быть устранено (тождественная репарация) или реализуется в виде мутации (нетождественная репарация). Для доказательства существования таких предмутационных состояний М.Е. Лобашев и его ученики К.В. Ватти, М.М. Тихомирова и другие использовали в опытах с дрозофилой, облученной рентгеновскими лучами, дополнительное воздействие высокой температурой, которая сама по себе практически не вызывала мутаций. Мухи после этого обнаруживали более высокую мутабильность, чем после воздействия только рентгеновскими лучами.

Огромное влияние на формирование этой гипотезы оказала теория паранекроза Д.Н. Насонова и В.Я. Александрова, согласно которой клеточные структуры (прежде всего белковые молекулы) способны к обратимой денатурации после воздействия различных повреждающих агентов.

Несмотря на то, что физиологическая гипотеза мутационного процесса была сформулирована на основе представлений о белках, как носителях генетической информации, общепринятых в то время, она оказалась справедливой и в отношении молекул ДНК.

Заведующий отделом генетики Всесоюзного института растениеводства, заведующий кафедрой генетики растений Ленинградского государственного университета, профессор.

Как генетик известен своими работами в области отдалённой гибридизации. За счёт искусственно вызванной полиплоидии он впервые в мире смог получить плодовитые гибриды растений, относящихся к разным родам.

Погиб в годы сталинских репрессий.

Образование и карьера

Родился в городе Вельске Вологодской губернии (ныне в Архангельской области) в семье землемера, окончил вологодскую гимназию. В 1917 г. поступил в Пермский университет, а через год перевелся на факультет растениеводства Московской сельскохозяйственной академии. Ученик С. И. Жегалова, одного из пионеров научной селекции. После окончания Академии (1922 г.) оставлен на кафедре селекции растений.

В 1925 году приглашен Н. И. Вавиловым во Всесоюзный институт растениеводства (ВИР), организовал лабораторию генетики в Детском Селе (ныне г. Пушкин). Учеником и заместителем Г. Д. Карпеченко по лаборатории был А. А. Лутков; в лаборатории работали М. И. Хаджинов, В. С. Фёдоров и др. В 1925 году Г. Д. Карпеченко посетил генетические лаборатории 9 европейских стран, в 1927 г. участвовал в Генетическом конгрессе в Берлине , с октября 1929 г. по февраль 1931 г. по Рокфеллеровской стипендии работал в США в лабораториях Э. Бебкока и Т. Г. Моргана . В 1931 году организовал и возглавил кафедру генетики растений в Ленинградском университете, где до 1941 года читал общий курс генетики.

Вклад в науку

Наиболее значимый вклад в науку он внёс своими работами по отдалённой гибридизации, начатыми ещё в Москве, и продолженными в ВИРе. Обычно межвидовые гибриды оказываются стерильными, поскольку из-за нарушения плоидности они не в состоянии завершить мейоз, особого рода деление клеточного ядра, необходимое для формирования гамет у животных, а также пыльцы и семезачатков у цветковых растений.

Карпеченко работал с капустно-редечным гибридом (Raphano-Brassica, Рафанобрассика), полученным в результате скрещивания растений из разных родов семейства крестоцветных. Как и многие межвидовые гибриды, он был стерилен, поскольку в каждой из клеток присутствовало по одной копии гаплоидного хромосомного набора редьки и капусты. Хромосомы редьки и капусты не вступали в конъюгацию при мейозе, в результате чего невозможно было получить пыльцу и семезачатки, из которых после оплодотворения могли бы развиться семена гибридного растения. Используя алкалоид колхицин, вызывающий разрушение веретена деления, Карпеченко в 1924 году искусственно вызвал полиплоидию, удвоив хромосомный набор капустно-редечного гибрида. У этой новой полиплоидной формы каждая клетка содержала диплоидный набор хромосом редьки и диплоидный набор хромосом капусты. В результате конъюгация снова стала возможна, и способность к мейозу была восстановлена.

Хотя работа не оправдала надежд на получение капусто-редьки, сочетавшей полезные качества обоих овощей (гибрид был пригоден только для скармливания скоту), Карпеченко показал принципиальную возможность преодоления стерильности, возникающей при отдаленной гибридизации. Тем самым он заложил теоретические основы для использования отдаленной гибридизации в селекционной работе и существенно пополнил представления о возможных путях эволюции цветковых растений. Классическая работа Карпеченко по капустно-редечным гибридам была опубликована в 1927 году.

Арест, смерть и реабилитация

Г. Д. Карпеченко участвовал в известных дискуссиях с лысенковцами 1936 и 1939 гг. на стороне генетиков. Арестован 15 февраля 1941 г. по сфабрикованным обвинениям в шпионско-вредительской деятельности, к которой была добавлена открытая борьба под руководством Н. И. Вавилова против «передовых методов научно-исследовательской работы и ценнейших достижений академика Лысенко по получению высоких урожаев». Приговорен Военной коллегией Верховного суда СССР 9 июля 1941 года по сфабрикованному обвинению в участии в никогда не существовавшей «антисоветской вредительской организации». Расстрелян 28 июля 1941 г. Реабилитирован посмертно 21 апреля 1956 года.

В 2009 году Г. Д. Карпеченко присвоено звание «Почётного гражданина города Вельска» (посмертно).

Георгий Дмитриевич Карпеченко (* 3 (15) мая 1899 Вельск, Вологодская губерния, Российская империя — † 2 декабря 1941 расстрельный полигон «Коммунарка», Московская область, СССР) — выдающийся советский генетик и селекционер. Совершил межродовой гибридизацию у растений с помощью полиплоидизации генома. Сотрудник Николая Вавилова в ВИР. Репрессирован и расстрелян в 1941 году.

Биография

Учился в Пермском университете, откуда в 1917 году перевелся в Московский сельскохозяйственный институт. По окончании института в 1922 году остался на кафедре.

В 1925 приглашен Николаем Вавиловым в Ленинград, Всесоюзного института прикладной ботаники. Там выполнил первые работы по отдаленной гибридизации. В 1929 году получил Рокфелеривську стипендию, благодаря чему в 1929-31 годах работал в Калифорнии в лабораториях Моргана и Бэбкока. Там же работал и Феодосий Добжанский.

После возвращения из США возглавил кафедру генетики Ленинградского университета, где профессорами работали Григорий Левицкий и другие. В 1934 получил степень доктора биологических наук.

Во второй половине 1930-х годов вступил в полемику со сторонниками «мичуринской биологии» В январе 1941 года освобожден от университета и веру. Арестованный в феврале 1941 Расстрелян в декабре того же года. Жена Салтыковский-Карпеченко покончила жизнь самоубийством в тюрьме в 1942 году.

Научный вклад

Показал возможность преодолеть барьер при удалении гибридизации растений путем предварительной искусственной полиплоидизации — кратного увеличения числа хромосом. Таким методом выведено гибрид редьки и капусты — рафанобрассику. Этот пример вошел во все учебники по генетике, хотя в дальнейшем Карпеченко было выведено и другие гибриды.

Исследовал генетические основы эволюции.

Научные работы

• Карпеченко Г. Д. Число хромосом и генетические взаимоотношения в культурных Cruciferae // Тр. по прим. ботан., генет. и селекции. 22/1923. Т.13. Вып. 2. С. 4-14.
• Карпеченко Г. Д. Межвидовые гибриды Raphanus sativus L. × Brassica oleracea L. //Науч.- агроном. журнал. 1924. Т. 1. No3 / 4. C.90-410.
• Karpechenko GD Hybrids of Raphanus sativus L. × Brassica oleracea L. // J. Genetics. 1924. V. 14. No 3. P. 375-394.
• Карпеченко Г.Д.Кариологический очерк рода Trifolium L. // Тр. по прикл.ботан. иселекции.1924 / 1925. Т. 14. Вып. 1. С. 271-279.
• Карпеченко Г. Д. О хромозомах видов фасоли // тр. по прим. ботан. и селекции. 1925. Т. 14. Вып. 2. С. 143-148.
• Карпеченко Г. Д. Новые данные по гибридизации Aegilops с пшеницей // Тр. по прим. ботан. и селекции. 1927 а. Т. 17. Вып. 4. С. 343-350.
• Карпеченко Г. Д. Полиплоидные гибриды Raphanus sativus L. × Brassica oleracea L. (К проблеме экспериментального видообразования) //. по прим. ботан. и селекции. 1927. Т. 17.Вып. 3.С. 305-410.
• Karpechenko, GD, 1927 The production of polyploid gametes in hybrids. Hereditas 9, 349-368.
• Karpechenko GD Polyploid hybrids of Raphanus sativus L. × Brassica oleracea L. // Z. Inductive Abstammungs und Vererbungslehre. 1928. Bd. 48. H. 1. S. 84.
• Karpetschenko GD Konstantwerden von Art- und Gattungsbastar den durch Verdoppelung der Chro- mosomenkomplexe // Züchter. 1929. Bd. 1. H. 5. S. 133-140
• Карпеченко Г. Д. Успехи генетики в области формообразования // Достижения и перспективы в области прикладной ботаники и селекции. Л.: Изд. ИПБиНК и ГИОА, 1929. С. 71-86.
• Карпеченко Г. Д., Сорокина О. Н. Гибриды Aegilops triuncialis L. с рожь // Тр. по прим. ботан., е — имеется. и селекции. 1929. Т. 20. Вып. С. 563-584.
• Карпеченко Г. Д., Щавинская С. А. О половом обо — собления тетраплоидных гибридов Raphanus × Brassica // Тр. Всесоюз. съезда по генетике, селекции, семеноводству и племенному живот — новодству Т. 2. М.: Изд. Редколлегиы съезда, 1930. С. 267-276
• Карпеченко Г.Д. К синтеза константных гибридов из трех видов // Тр. Всесоюз. съезда по генетике, селекции, семеноводствуы племенных живот — новодству. Л: Изд. редколлегиы съезда, 1930. Т. 2. С 277-294.
• ГД Карпеченко Генетика растений в СССР — Соц. Растениеводство, 1932
• Карпеченко Г.Д. Изучение отдаленной гибридизации в СССР // Соц. растениеводство. Сер. А. 1934. No 10. С. 41-50.
• Карпеченко Г.Д. Теория отдаленной гибридизации // Теоретические основы селекции растений. Т. 1. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935 С. 293-354.
• Карпеченко Г. Д. Экспериментальная полиплоидия и гаплоидия // Теоретические основы селекции растений. Т. 1. М.; Л.: Сельхозгиз, 1935. С. 398-434.
• ГТ Морган, ГД Карпеченко Экспериментальные основы эволюции — 1936 — Гос. изд-во биол. и мед. лит.
• ГД Карпеченко. Увеличение скрещиваемость вида путем удвоения числа хромосом — Тр. прим. бот., ген. и пос., сер. II, 1937
• Карпеченко Г. Д. Выступление по докладов // Спорные вопросы генетики и селекции. М.: Изд-во ВАСХНИЛ, 1937 а. С. 281-284.
• Карпеченко Г. Д. Экспериментальное получение тетраплоидных гибридов Brassica oleracea × Brassica carinata Al. Braun // Тр. по прим. ботан., генет.ы селекции. Сер. 2. 1937б.No 7.С. 53-68.
• Карпеченко Г. Д. скрещиваемость видов и удвоения хромосомного набора //Изв.АН СССР. 1938. Сер.биол. No 3. С. 693-694.
• Карпеченко Г. Д. тетраплоидный ячменя, полученные действием высокой температуры // Биол. журнал. 1938. Т. 7. No2. С. 287-294.
• Карпеченко Г.Д. В поперечном делении хромосом под влиянием колхицина // Докл. АН СССР. 1940a. Т. 29. No 5/6. C. 402-404.
• Карпеченко Г. Д. тетраплоидный шестирядные ячменя, полученные обработкой колхицином // Докл АН СССР. 1940. Т. 27. No 1. С. 48-51