Где живет наследственность. Томас Хант Морган: биография, вклад в биологию

(1866-1945) американский биолог, один из основоположников генетики

Томас Морган родился в 1866 г. в Лексинптоне (штат Кентукки). В двадцать лет он закончил университет родного штата, а через 5 лет -университет Дж. Гопкинса в Балтиморе. Он сразу же стал профессором колледжа в Брин-Море, с 1904 по 1928 г. работал профессором Колумбийского университета, а с 1928 г. до конца жизни возглавлял лабораторию в Калифорнийском технологическом институте.

Хотя первый шаг на пути решения проблемы наследственности сделал Мендель, когда открыл математически правильные законы при передаче потомству отдельных свойств организма, но все же развитие науки о наследственности связано с именем Моргана, потому что именно он экспериментально обосновал хромосомную теорию наследственности.

Морган и его сотрудники начиная с 1910 г. примерно за 15 лет получили неопровержимые доказательства того, что гены линейно расположены в хромосомах; установили факты сцепления генов, то есть их совместного наследования в случае локализации в одной хромосоме; открыли принцип независимого расхождения каждой из пары хромосом в дочерние, в том числе и половые клетки.

Удача сопутствовала ученому в его исследованиях во многом потому, что он сумел найти для своих опытов живое существо, способное быстро размножаться в ограниченном пространстве и не требующее больших затрат на содержание. Этим условиям полностью соответствовала всем хорошо знакомая и широко распространенная плодовитая мушка дрозофила. Для того чтобы узнать, какие же признаки родителей унаследовали потомки, их усыпляли. Теперь ничто не мешало разглядеть под лупой, какого цвета у мушек глаза, спинка, какой формы крылья или брюшко. Когда мушки просыпались, от них получали новые поколения и следили за наследованием признаков дальше. Сравнивая число признаков, наследуемых совместно друг с другом, Морган обнаружил, что каждая хромосома дрозофилы содержит группу сцепленных между собой генов. Так было установлено, что гены действительно находятся в хромосомах. :

Одним этим заслуги Моргана не ограничиваются. Ученый обнаружил многочисленные отклонения от правила «одна хромосома - одна группа совместно наследующихся признаков». Часто признаки, о которых было известно, что они определяются генами, принадлежащими к одной группе, оказывались в следующих поколениях в новой, необычной для себя «компании» других признаков. Для объяснения этого «непорядка» Морган сделал совершенно новаторский по тому времени вывод: хромосомы одной пары способны обмениваться между собой частями. Наблюдения за поведением хромосом дрозофил под микроскопом подтвердили: на определенной стадии мейоза две хромосомы сближаются, перекрещиваются и обмениваются фрагментами. Такое явление получило в науке название перекреста хромосом, или кроссинговера.

Морган и его сотрудники представляли себе хромосомы в виде ожерелий, на которых упорядоченно расположены бусинки - гены. Эта вроде бы и примитивная, особенно с высоты наших сегодняшних знаний, схема оказалась очень продуктивной. Относительное расстояние между генами в хромосоме стали определять путем простого подсчета частоты «кроссоверных мух». Так называют мушиное потомство с признаками, появление которых можно объяснить только обменом соответствующими участками между хромосомами одной пары. Эти расчеты легли в основу построения первых генетических карт-схем взаимного расположения на хромосоме отдельных генов.

Уже к началу 20-х годов американским ученым были открыты и локализованы на хромосомах сотни генов дрозофил. Ныне у этой мушки известно около 7000 генов, распределенных по четырем хромосомам. Принципы, открытые Морганом, легли в основу составления генетических карт у всех животных организмов.

За труды по изучению наследственности Томас Морган в 1933 году был удостоен Нобелевской премии. В течение ряда лет он был президентом Национальной Академии Наук США, а в 1932 г. стал почетным членом АН СССР.

морган ученый хромосома наследственность

Томас Морган и его ученики (Г. Дж. Меллер, А. Г. Стертевант и др.) обосновали хромосомную теорию наследственности; установленные закономерности расположения генов в хромосомах способствовали выяснению цитологических механизмов законов Грегора Менделя и разработке генетических основ теории естественного отбора.

Как ни удивительно, но многие научные открытия основываются не только на крепких знаниях, таланте и упорстве. Часто для успеха просто необходимы интуиция и удача. Например, необыкновенный успех опытов Менделя во многом обусловлен тем, что интуитивно учёный выбрал замечательный объект для опытов -- горох. Последовавшая неудача, заставившая Менделя отказаться от дальнейших исследований, -- также явилась результатом выбора подопытных объектов -- на этот раз неудачных. Морган для своих исследований выбрал не просто удачный, а идеальный объект, который стал со временем известнейшей генетической моделью -- плодовую мушку дрозофилу (рис. 22).

Идеальным объектом для генетических исследований дрозофила стала благодаря своим свойствам: у мушки всего 4 пары хромосом, её жизненный цикл составляет 10--20 суток, за которые одна самка даёт около 400 потомков.

Плодовых мушек легко изучать на протяжении всей их жизни. Кроме того, в клетках слюнных желез личинок дрозофил есть гигантские хромосомы, очень удобные для исследований, поскольку не нуждаются в микроскопах с очень большим увеличением.

С 1908 г. Морган начал свои исследования. Сначала он брал дрозофил в бакалейных и фруктовых магазинах.

Он вылавливал их сачком, получив на это разрешение хозяев магазинов, которые потешались над чудаком-мухоловом. Тридцатипятиметровая комната для опытов, так называемая «fly-room» (мушиная комната) в Колумбийском университете, где Морган проводил свои исследования, быстро стала притчей во языцех. Всё помещение было заставлено бутылками, банками, плошками и колбами, в которых летали тысячи мух, копошились прожорливые личинки, все стекла этих сосудов были обвешаны куколками дрозофил. Бутылок не хватало, и ходили слухи, что рано утром по пути к лаборатории Морган и его студенты похищали бутылки для молока, которые жители Манхеттена выставляли вечером за двери!

Морган изучал выращенных им мух. Оказалось, что они внешне довольно сильно отличаются: кроме обычных красноглазых мух встречаются белоглазые, желтоглазые и даже розовоглазые. Бывают мухи с длинными и короткими крыльями и мухи с искривлёнными сморщенными крылышками, не способные летать. Дрозофилы отличаются формой и окраской брюшка, ног, антенн и даже щетинок, укрывающих их тело.

Морган скрещивал дрозофил, следя за наследованием огромного числа всех этих признаков. Анализируя результаты наблюдений, он пришёл к выводу, что некоторые признаки передаются потомкам вместе. Исходя из этого, Морган предположил, что гены, определяющие эти «сцепленные» признаки, не разбросаны по всей клетке, а сцеплены в особых «островках». Получалось, что все наследственные признаки мухи делятся на четыре «сцепленные» группы. Уже было известно, что у дрозофилы четыре пары хромосом. Отсюда Морган сделал вывод, что гены локализуются в хромосомах, причём в каждой хромосоме находится цепочка из сотен генов. Учёный установил: чем больше расстояние между двумя генами в хромосоме, тем выше вероятность разрыва цепи -- гены, расположенные близко, разделяются крайне редко. Исходя из этих наблюдений, Морган составил карты расположения генов в хромосомах дрозофилы. Произошло это уже через год после утверждения в науке термина ген.

Кроме того, Морган установил, что некоторые признаки передаются только самцам или только самкам. Он сделал вывод, что гены, отвечающие за эти признаки, локализованы в хромосомах, которые определяют пол. Так им было открыто существование половых хромосом.

Результатом исследования Морганом дрозофил стала хромосомная теория наследственности. Её мы будем изучать чуть позже. Главный постулат этой теории такой: материальную основу наследственности представляют собой хромосомы, в которых локализованы гены.

В 1933 г. Томас Морган был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности». Он единственный из родоначальников генетики, кто удостоился такой чести.

Таким образом, в самом начале истории генетики можно выделить две фундаментальные вехи, которые определили суть этой науки. Первая -- этап гибридологических исследований, начавшийся с опытов Менделя, доказавших существование некоторых дискретных наследственных факторов, которые передаются от родителей потомкам, подчиняясь определённым математическим законам. Вторая -- цитологические исследования, основывающиеся, прежде всего на опытах Моргана, доказавших, что носителями наследственных факторов являются хромосомы.

Рис. 1. Дрозофила -- популярнейший объект генетических исследований: а -- самец; б -- самка

Морган Томас Хант Мо́рган Томас Хант

(Morgan) (1866-1945), американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член-корреспондент РАН (1923) и иностранный почётный член АН СССР (1932), президент Национальной АН США (1927-31). Благодаря работам Моргана и его школы (Г. Дж. Мёллер, А. Г. Стёртевант и др.) сформулированы и экспериментально подтверждены основные положения хромосомной теории наследственности; установлены закономерности расположения и сцепления генов в хромосомах, их рекомбинации. Работы Моргана сыграли важную роль в понимании генетических основ эволюции, роли наследственности в индивидуальном развитии и др. Нобелевская премия (1933).

МОРГАН Томас Хант

МО́РГАН (Morgan) Томас Хант (25 сентября 1866, Лексингтон, шт. Кентукки - 4 декабря 1945, Лос-Анджелес), американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член-корреспондент РАН (1923) и иностранный почетный член АН СССР (1932). Президент Национальной АН США (1927-31). Нобелевская премия (1933).
Родился в состоятельной семье дипломата. В детстве увлекся естествознанием, питал интерес к точным наукам. В 1886 окончил Государственный колледж (ныне Кентуккский университет), получив степень бакалавра. В 1890 получил степень доктора философии Университета Джона Хопкинса за исследования по эмбриологии морских пауков. В 1891-1904 профессор колледжа Брин-Мор (шт. Пенсильвания) колледжа. В 1904-1928 профессор Колумбийского университета (Нью-Йорк), с 1928 - Калифорнийского технологического института.
Первые научные труды Моргана касались экспериментальной зоологии и эмбриологии. Позднее он начал систематическое изучение наследственности, что позволило ему расширить законы Менделя (см. МЕНДЕЛЯ ЗАКОНЫ) . На основе этих законов и на базе собственных экспериментов Морган разработал хромосомную теорию (см. ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ) наследственности, основные положения которой открыли путь его последователям к новым исследованиям и привели к расцвету цитогенетики (см. ЦИТОГЕНЕТИКА) , т.е. клеточной и биохимической генетики. За труды по изучению наследственности в 1933 Морган был удостоен Нобелевской премии.
Важнейшими считают следующие труды Моргана: «Регенерация» (1901), «Экспериментальная зоология», «Наследственность и пол» (1913), «Критика теории эволюции», «Физические основы наследственности» (1932), «Генетика дрозофильной мухи» (совместно с Бриджесом и Стертевантом (см. СТЕРТЕВАНТ Алфред Генри) ), «Теория гена» (1932).
Морган был последователем А. Вейсмана (см. ВЕЙСМАН Август) в вопросе исследования клетки, который пришел к выводу о непрерывности зародышевой плазмы, обладающей признаками наследственности и отличающейся точно выраженным химическим строением. Но ему не удалось ответить на вопрос, что именно обусловливает подобие потомства и родителей. Теория Вейсмана получила распространение во всем мире.
Длительные и трудные исследования явления наследственности и изменчивости видов закончились успехом только после экспериментов Моргана с мухой дрозофилой (см. ДРОЗОФИЛЫ) . Ученый разработал теорию генов как носителей определенных наследственных свойств, он разделил все изученные свойства дрозофильной мухи на четыре группы, которые передаются по наследству и связаны с наличием у дрозофильной мухи четырех пар хромосом. Ученые предположили, что комбинации из этих хромосом не могут превышать тысячи различных генов. В зависимости от того, какие гены есть у мухи, она будет принадлежать к тому или иному виду. Тысяча экспериментов, проведенных с дрозофилой, позволила морганистам начертить карты, по которым можно определить, где в хромосоме находится тот или иной ген, что дало возможность предположить, в хромосомах всех растений и животных каждый ген находится в точно определенном положении.
Таким образом, Морган обосновал хромосомную теорию наследственности; установленные им закономерности расположения генов в хромосомах способствовали выяснению цитологических механизмов законов Менделя и разработке генетических основ теории естественного отбора.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "Морган Томас Хант" в других словарях:

Томас Хант Морган Thomas Hunt Morgan … Википедия

Морган, Томас Хант - Томас Хант Морган. МОРГАН Томас Хант (1866 1945), американский биолог, один из основоположников генетики. Президент Национальной Академии наук США (1927 31). Работы Моргана и его школы (Г.Дж. Меллер, А.Г. Стертевант, К. Бриджес и др.) обосновали… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Морган (Morgan) Томас Хант (25.9.1866, Лексингтон, Кентукки, 4.12.1945, Пасадена, Калифорния), американский биолог, один из основоположников генетики. президент Национальной АН США (1927 31). Окончил университет Кентукки (1886) и университет Дж.… … Большая советская энциклопедия

Томас Хант Морган (англ. Thomas Hunt Morgan, 25 сентября 1866, Лексингтон 4 декабря 1945, Пасадина) американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член корреспондент РАН (1923) и иностранный почётный член АН СССР,… … Википедия

- (1866 1945) американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член корреспондент РАН (1923) и иностранный почетный член АН СССР (1932). Президент Национальной АН США (1927 31). Работы Моргана и его школы (Г. Дж. Меллер, А. Г.… … Большой Энциклопедический словарь

- … Википедия

- (англ. Morgan) распространенное английское имя, часто встречающееся также в качестве фамилии. Слово уэльского происхождения, означающее «морской». Изначально Морганы были выходцами из Уэльса, после их расселения по всей Великобритании … Википедия

Американский биолог, один из основоположников генетики и хромосомной теории наследственности. Лауреат Нобелевской премии физиологии и медицине за 1933 год с формулировкой: «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».

С 1910 года Томас Морган изучал наследование мутаций у мушки дрозофилы.

(Дрозофила – удобный модельный объект для изучения, поскольку она дёшева, имеет всего 4 пары хромосом и начинает размножаться через 12 дней после своего появления, принося потомство в 1000 особей).

«Чтобы постичь более сложные тайны наследственности, нужно было найти более удобный объект изучения, чем горох или фиалки. Его нашёл в 1907 году американец Томас Морган в лице мелкой плодовой мушки - Дрозофилы. В клетках её слюнных желёз видны 4 очень крупные хромосомы: их легко увидеть даже в лупу , так что можно связать изменения внешнего вида хромосом (генные вариации) с изменениями внешности самого насекомого вариациями Фенотипа. С 1907 по 1926 год Морган и его ученики вели наблюдения над наследственностью Дрозофилы - благо, она оказалась столь же многогранной и неустойчивой, как наследственность собак. Моргану удалось различить сотни вариаций во внешности дрозофил и составить Атлас расположения соответствующих генов в хромосомах плодовой мушки».

Смирнов С.Г., Лекции по истории науки, М., Изд-во МЦНМО, 2012 г., с. 126.

«Колоссально много для развития учения о наследственности сделал американец Томас Морган , который вначале был столь же ярым противником Менделя и решил его опровергнуть на другом объекте - кроликах. Однако попечители Колумбийского университета, где работал Морган, сочли кроликов чересчур дорогими; Морган не пал духом и использовал для опытов крошечную плодовую мушку - дрозофилу.
Дрозофила стала классическим объектом генетики - редчайший случай, когда скупость снабженцев оказала науке неоценимую услугу!
Дело в том, что за год можно получить 25 поколений дрозофил и разместить на одном лабораторном столе их многотысячные «стада»».

Медников Б.М., Дарвинизм в XX веке, М., «Советская Россия», 1975 г., с. 25.

Обнаруженные Томасом Морганом с учениками: Г. Дж. Мёллером и А. Г. Стёртевантом эффекты, объяснили механизм действия законов Грегора Менделя.

В 1920 году Томас Морган написал: «Мендель оставил свои заключения в виде двух основных законов: так называемого закона расщепления и закона независимого комбинирования генов. Законы эти основываются на цифровых данных; они являются, таким образом, законами количественными и, при желании, могут быть представлены в виде математической формулы. Но, несмотря на то, что формулировка их является совершенно точной, они всё же не дают объяснения, каким образом управляемые ими явления осуществляются в живом организме. Исключительно математическая трактовка принципов расщепления и независимого распределения генов едва ли на долгое время смогла бы удовлетворить ботаников и зоологов. Неизбежно должно было возникнуть стремление определить где, когда и как осуществляется процесс расщепления и воссоединения, и неизбежно должна была явиться попытка согласовать эти явления с удивительными процессами в половых клетках, имеющих такое всеобщее распространение».

Томас Морган, Структурные основы наследственности, цитируется по: Жизнь науки. Антология вступлений к классике естествознания / Сост.: С.П. Капица, М., «Наука», 1973 г., с. 319.

«После серии длительных экспериментов Морган и его коллеги по Колумбийскому университету пришли к убеждению, что хромосомы действительно напрямую связаны с наследственностью. Результаты некоторых проведённых Морганом экспериментов, казалось, противоречили менделевскому закону независимого наследования, согласно которому каждый организм обладает генами, контролирующими тот или иной признак, и наследование одного признака не зависит от наследования другого.
Группа, руководимая Морганом, установила, что некоторые признаки, очевидно, всё же связаны между собой. Иными словами, их сочетание встречается у потомков чаще, чем предполагают статистические законы Менделя. Морган назвал это явление сцеплением с полом. Тенденция к сцеплению подсказала Моргану, что гены, по-видимому, располагаются в тесной близости друг к другу на одной и той же хромосоме.
Однако Морган и его сотрудники отмечали, что гены, расположенные на одной и той же хромосоме, наследовались вместе реже, чем этого можно было ожидать. Тогда Морган начал подозревать, что хромосомы в паре могут расщепляться и обмениваться участками, тем самым позволяя производить обмен генами. Эта мысль подтверждалась полученными под микроскопом данными переплетающихся хромосом. Получается, что чем больше расстояние между двумя генами в одной хромосоме, тем более вероятность разрыва. Если это так, то гены не будут наследоваться вместе. И наоборот, гены, расположенные в хромосоме близко друг к другу, имеют меньше шансов быть разделёнными. На основании этого принципа Морган с коллегами составили «карты», показав относительное расположение генов в хромосомах плодовой мушки. Представление о том, что гены локализуются в хромосоме в специфической линейной последовательности, можно отнести к числу основных достижений генетической теории».

Ларина О.В., Гитун Т.В., Лауреаты Нобелевской премии, «Дом Славянской книги», 2006 г., с. 372-373.

«Исследованиями Моргана был закрыт вопрос и о возможности «воспитания» определенных свойств у породы или сорта с последующей передачей потомкам. Единственным способом, при котором гены могут получить новые характеристики, была названа мутация.
Случайные и неконтролируемые мутации как единственный механизм эволюционного развития были восприняты критиками - философами и религиозными деятелями - как открытый и бессмысленный обман сил природы, низведение человека ещё на одну ступеньку по лестнице, ведущей с небес. Но Морган не включался в эти дебаты.
Кроме того, он понял, что генетика даёт более полное знание, чем евгеника, и покинул ряды этого движения в 1914 году.
Хромосомная теория наследственности завоевывала всё большее число сторонников. В 1933 году Морган получил высшую награду для учёного - Нобелевскую премию - за открытия в области физиологии и медицины. Но в СССР не воспринимали эту теорию. Руководители страны никак не хотели смириться с тем, что какие-то области человеческой природы им неподконтрольны».

Травина Е., Томас Морган: чудо о хлебах, Сб.: Восстание масс, СПб, «Мидгард», 2005 г., с. 187.

Ещё один учёный, который внёс чрезвычайно большой вклад в становление генетики как науки, — Томас Хант Морган (1866—1945). Как ни удивительно, но очень много научных открытий основывается не только на крепких знаниях, таланте и упорстве. Часто для успеха просто необхо-димы интуиция и удача. Например, необыкновенный успех опытов Менделя во многом обусловлен тем, что интуитивно учёный выбрал замечательный объект для опытов — горох. Последовавшая неудача, заставившая Менделя отказаться от дальнейших исследований, — также явилась результатом выбора подопытных объектов — на этот раз неудачных. Морган для своих исследований выбрал не просто удачный, а идеальный объект, который стал со временем известнейшей генетической моделью — плодовую мушку дрозофилу (рис. 22).

Идеальным объектом для генетических исследований дрозофила стала благодаря сво-им свойствам: у мушки всего 4 пары хромосом, её жизненный цикл составляет 10—20 суток, за которые одна самка даёт около 400 потомков.

Плодовых мушек легко изучать на протяжении всей их жизни. Кроме того, в клетках слюн-ных желез личинок дрозофил есть гигантские хромосомы, очень удобные для исследований, поскольку не нуждаются в микроскопах с очень большим увеличением.

С 1908 г. Морган начал свои исследования. Сначала он брал дрозофил в бакалейных и фруктовых магазинах.

Он вылавливал их сачком, получив на это разрешение хозяев магазинов, которые потешались над чудаком-мухоловом. Тридцатипятиметровая комната для опытов, так называемая « fly- room» (мушиная комната) в Колумбийском университете, где Морган проводил свои исследо-вания, быстро стала притчей во языцех. Всё помещение было заставлено бутылками, банками, плошками и колбами, в которых летали тысячи мух, копошились прожорливые личинки, все стекла этих сосудов были обвешаны куколками дрозофил. Бутылок не хватало, и ходили слухи, что рано утром по пути к лаборатории Морган и его студенты похищали бутылки для молока, которые жители Манхеттена выставляли вечером за двери!

Морган изучал выращенных им мух. Оказалось, что они внешне довольно сильно отличаются: кроме обычных красноглазых мух встречаются бело-глазые, желтоглазые и даже розовоглазые. Бывают мухи с длинными и корот-кими крыльями и мухи с искривлёнными сморщенными крылышками, не способные летать. Дрозофилы отличаются формой и окраской брюшка, ног, антенн и даже щетинок, укрывающих их тело.

Морган скрещивал дрозофил, следя за наследованием огромного числа всех этих признаков. Анализируя результаты наблюдений, он пришёл к выводу, что некоторые признаки передаются потомкам вместе. Исходя из этого, Морган предположил, что гены, определяющие эти «сцепленные» признаки, не разбросаны по всей клетке, а сцеплены в особых «островках». Получалось, что все наследственные признаки мухи делятся на четыре «сцепленные» группы. Уже было известно, что у дрозофилы четыре пары хромосом. Отсюда Морган сделал вывод, что гены локализуются в хро-мосомах, причём в каждой хромосоме находится цепочка из сотен генов. Учёный установил: чем больше расстояние между двумя генами в хромосо-ме, тем выше вероятность разрыва цепи — гены, расположенные близко, разделяются крайне редко. Исходя из этих наблюдений, Морган составил карты расположения генов в хромосомах дрозофилы. Произошло это уже через год после утверждения в науке термина ген .

Результатом исследования Морганом дрозофил стала хромосомная тео-рия наследственности. Её мы будем изучать чуть позже. Главный постулат этой теории такой: материальную основу наследственности представляют собой хромосомы, в которых локализованы гены.

Таким образом, в самом начале истории генетики можно выделить две фундаментальные вехи, которые определили суть этой науки. Первая — этап гибридологических исследований, начавшийся с опытов Менделя, доказавших существование некоторых дискретных наследственных фак-торов, которые передаются от родителей потомкам, подчиняясь определён-ным математическим законам. Вторая — цитологические исследования, основывающиеся прежде всего на опытах Моргана, доказавших, что носи-телями наследственных факторов являются хромосомы.

На этой странице материал по темам: