Таким образом, из трех приведенных нами основных доказательств наличия гена два последних уже оказались несостоятельными. Но ведь столь же несостоятельно и первое. Достаточно сказать, что явление разнообразия признаков наблюдается не только в потомстве половых гибридов, но и у вегетативных гибридов, а также в потомствах направленно-измененных форм растений и, наконец, у организмов, не имеющих хромосом (вирусы, фаги).
Все сказанное не означает, что факты, на которые опиралась теория гена, ошибочны. Они были лишь неправильно истолкованы и использованы для обоснования представлений, которые не могли обосновать. В этом теперь отдают себе отчет и многие прежние сторонники классической генетики. Итогом этого явился отказ от логически хорошо разработанной и, казалось, фактически обоснованной теории гена.
Необходимо специально подчеркнуть, что Гольдшмидт первым подметил несоответствие накапливаемых в формальной генетике фактов с представлением о гене как единице наследственности. В 1938 году он (Goldschmidt, 1938) выступил с критикой теории гена и с требованием отказаться от гена как единицы наследственности. Правда, в своей критике Гольдшмидт ушел очень недалеко: он попытался заменить ген как единицу наследственности хромосомой и все же, по выражению Добжанского, «изумил своих коллег отрицанием гена» (Dobzhansky, 1953). Было чему изумляться. Старейший генетик, автор количественной теории гена выступил против учения о гене!
В 1942 году одним из авторов настоящей работы (Нуждин, 1942) были подвергнуты критическому анализу как теория гена, так и попытки Гольдшмидта поставить на место гена хромосому.
По мере развития генетических исследований все больше увеличивалась пропасть между теоретической основой формальной генетики и накапливаемыми результатами экспериментальных исследований. Многие новые данные подрывали те критерии, которые ранее служили основой для выделения гена в качестве единицы наследственности. В результате создалось нетерпимое положение. О наличии того или иного гена обычно судили после того, как произошло изменение (мутация) этого гена; новые же экспериментальные данные показали, что отличать внутригенные изменения от внегенных оказывается невозможным.
Это, конечно, заводило всю проблему в тупик.
Большое количество изменений, которые ранее были описаны как генные мутации (на основании чего был постулирован и соответствующий ген в хромосоме), оказались или хромосомными перестройками (эффект положения) или нехватками, или ген оказался сложным образованием, состоящим из серии своего рода подгенов (субгенов), отделимых друг от друга путем перекреста.
К описанным затруднениям добавлялись новые. Все возрастало число случаев так называемой внехромосомной наследственности. Помимо ранее известных случаев цитоплазматической наследственности, описанных в свое время Корренсом (Correns, 1908) у осота (Cirsium), Родсом (Rhoades, 1933) у кукурузы, Михаэлисом (Michaelis, 1954) у кипрея и т. п., отмечен ряд случаев цитоплазматической наследственности особого типа. Для их объяснения пришлось допустить наличие способных самостоятельно размножаться цитоплазматических частиц, получивших различное наименование: геноиды, каппа-частицы, плазмагены и т. п.
Не описывая подробно этих случаев, упомянем лишь некоторые из них. Сюда относится наследование чувствительности к CO2 у дрозофилы, изученное Л’Эритье (L’Heritier, 1951); мутации у дрожжей с появлением форм, лишенных фермента цитохромоксидазы, природа которых подробно проанализирована Эфрусси и Слонимским (Ephrussi, 1950, 1951, 1953; Слонимский, 1956); наследование «каппа-частиц» у инфузории, детально исследованное Соннборном (Sonneborn, 1947, 1951).
Для объяснения случаев, выходящих за пределы ядерной наследственности, было предложено много гипотез. Линдегрен (Lindegren, 1946) предложил новое представление о строении гена, в основу которого был положен принцип двойственного гена, о котором впервые говорил Соннборн. Согласно этому представлению, ген состоит из двух саморепродуцирующихся единиц: хромосомной единицы — хромогена и цитоплазматической единицы — цитогена, который связывается с хромогеном. Цитоген размножается независимо от хромогена.
Эта новая гипотеза явилась попыткой перебросить мост между учением о гене и фактами, которые выходили за теоретические рамки этого учения.
Гипотезой Линдегрена не исчерпываются поиски объяснений природы внеядерной наследственности. Появляются представления о вирусах-генах, о симбиотических саморепродуцирующихся частицах клетки (Lederberg, 1952). Представление о двойственной природе гена при этом сохраняется, бактериофаги рассматриваются как свободно живущие гены бактерий, которые, попадая в бактериальную клетку, прикрепляются к соответствующему участку ее хромосомы. При всем различии в характере этих спекулятивных построений итог их одинаков — все завершается геном. Возьмем в качестве примера уже упоминавшийся случай с наследованием цитохромоксидазы у дрожжей. По представлениям Эфрусси и Слонимского (Ephrussi, Slonimski, 1950), ядерный ген контролирует деятельность цитоплазматических единиц — плазмагенов, которые обеспечивают образование фермента цитохромоксидазы, но не сами, а под влиянием внешнего воздействия — специфического индуктора, в данном случае кислорода.