Успех пришёл лишь тогда, когда была применена новая экспериментальная технология – электрофорез белков. Смесь белков растворялась в полужидком геле и помещалась между двумя электродами, вследствие чего белки медленно передвигались в гелевой среде в соответствии с их электрическим зарядом и размерами молекул. Более крупные молекулы передвигались медленнее, более мелкие – быстрее.
Будучи копиями соответствующих генов, белки проявляли генетическую неоднородность, поддающуюся измерению по скорости передвижения. В результате около трети генов самых различных видов оказались существующими в разных вариантах. Генетическая неоднородность была подтверждена, а евгеника опровергнута и в конечном счёте утратила популярность. Каждый вид был признан обладателем чрезвычайно широкого генетического разнообразия.
Принцип генетической неоднородности, введенный Добжанским и подтверждённый экспериментами Харриса в Британии и Левонтина в США, позволил получить и ещё один важный для науки результат. Стало понятно, что внешний вид и внутреннее строение организма имеют своим источником не обособленные гены, а их сложное и многообразное взаимодействие.
В 1939 г. российский генетик-эволюционист Николай Тимофеев-Ресовский, работавший в этот период в Германии, выступил с обобщением результатов, достигнутых его коллегами, как и он, учениками Четверикова, работавшими в Германии и США. Влияние на Тимофеева-Ресовского, прозванного впоследствии Зубром российской генетики, оказало длительное общение в 30-е годы с физиками школы Нильса Бора, занимавшимися изучением поведения элементарных частиц.
На основе этих контактов и собственных экспериментов с божьими коровками, Зубр выделил ряд элементарных эволюционных актов. К ним он отнёс элементарный эволюционный материал – мутации, элементарную эволюционную единицу – популяцию и элементарное эволюционное явление – изменение её генотипического состава.
В том же 1939 г. российский биолог-эволюционист Иван Шмальгаузен опубликовал в СССР книгу «Пути и закономерности эволюционного процесса», в которой обосновал понятие стабилизирующего отбора и показал, что этот тип отбора удаляет (элиминирует) в нормальных условиях существования вида чересчур сильные отклонения от видовых стереотипов в виде крупных мутаций (макромутаций), поскольку они оказываются менее конкурентоспособными в борьбе за существование. Он предложил различать две формы отбора – движущий, происходящий на основе селекционных преимуществ некоторых уклонений, и стабилизирующий – на основе селекционных преимуществ некоторой нормы перед всеми уклонениями.
Теория стабилизирующего отбора была мгновенно подхвачена «зарубежными русскими» – Добжанским, Тимофеевы-Ресовским и другими. Она была использована для опровержения сальтационизма и возврата на новом уровне к традиционному ламарковско-дарвиновскому градуализму. Сторонники генетического селекционизма окончательно пришли к общему выводу о том, что эволюционное значение имеет большое количество мелких мутаций, которые, накапливаясь в рецессивном состоянии, в конечном счёте выходят на поверхность и обусловливают доминантные признаки. Тем самым стабилизирующий отбор в сильно изменившихся условиях сменяется отбором, поддерживающим преобразования, и так возникают новые виды.
В другой книге Шмальгаузена «Факторы эволюции», изданной в 1946 г. в СССР и в 1949 г. переведенной на английский язык была сделана попытка синтезировать данные экспериментальной эмбриологии, сравнительной анатомии, палеонтологии, генетики и экологии, связав их с теорией отбора. Получалась широкая система факторов эволюции, в которой, в отличие от других теоретических построений генетического селекционизма, уделялось определенное внимание собственной деятельности живых существ, обеспечивающей их самопреобразование в беспрерывно изменяющихся условиях.
Огромное значение для становления генетическо-селекционистского варианта синтетической теории эволюции имели работы американского палеонтолога Джорджа Симпсона. В книге «Ритмы и способы эволюции» Симпсон обратился к загадке необнаружения в палеонтологической летописи промежуточных форм между длительно существовавшими видами. Эта загадка в своё время постоянно мучила Дарвина, была одним из основных возражений против градуалистической составляющей его теории, заставляла его находить объяснения в краткости существования этих форм, в их быстром вытеснении завершившими своё формирование видами. Тем не менее отсутствие регулярных переходных форм было основанием для частых нападок на дарвинизм со стороны антидарвинистски настроенных учёных и особенно из лагеря креационистов.
Симпсон по-новому подошёл к разгадке этого феномена. Опираясь на популяционные модели Фишера и Райта, данные популяционной генетики, он выдвинул концепцию так называемой «квантовой эволюции». С этой точки зрения наиболее вероятной причиной выпадения переходных форм из палеонтологической летописи явилась квантованность эволюционного процесса, заключающаяся в скачкообразном характере переходов от вида к виду.
Переходные формы существовали, но они существовали в виде малочисленных популяций, обладавших чрезвычайно высокими темпами эволюционно значимой изменчивости. Новые типы строения, по Симпсону, возникали не путём повышения приспособленности к старой адаптивной зоне и расхождения признаков в её пределах, а путём перехода в новые адаптивные зоны.
Смена условий среды и занятие новых экологических позиций приводили к повышению количества индуцированных мутаций и интенсивности давления отбора. Большинство этих небольших склонных к миграциям групп вымирало, но те, что были способны к быстрой перестройке своей организации, выживали и образовывали долгоживущие виды, те, что в палеонтологической летописи оставили заметные отпечатки.
Концепция «квантовой эволюции» Симпсона, напоминающая квантовые переходы электронов с орбиты на орбиту в атомах, была крупным шагом на пути понимания эволюционной истории. Как и в других концепциях, развивавшихся в рамках генетическо-популяционного селекционизма, в ней генетический аспект развития заслонял эволюционное значение упорядочения структур посредством производимой ими эволюционной работы. Ведь повышение интенсивности эволюционной работы при резком переходе в новую адаптивную среду не может не оказывать влияние на направленность отбора.
К сожалению, в дальнейшем Симпсон отказался от своей концепции «квантовой эволюции», поскольку она противоречила дарвиновскому градуализму. Но к тем же выводам стали приходить и другие биологи-эволюционисты.
Так совместными усилиями учёных США, Англии, Германии и России формировались контуры синтетической теории эволюции. Окончательное оформление на данном этапе своей истории эта теория получила с выходом в свет в 1940 году книги английского биолога-эволюциониста Джулиана Хаксли «Эволюция: современный синтез».
Этот выдающийся учёный и общественный деятель, внук соратника Дарвина Томаса Хаксли (Гексли), создатель теории биологического прогресса, первый в истории Организации объединённый наций Генеральный директор ЮНЕСКО сыграл чрезвычайно важную роль и в синтезе знаний в сфере эволюционной биологии, и в глобальном синтезе культур в рамках усилий, предпринимаемых ЮНЕСКО, и в объединении усилий биологов разных стран в разработке проблем биологической эволюции.
Хаксли первым почувствовал необходимость нового синтеза в теории эволюции, который он воспринимал как синтез дарвинизма, героически защищавшегося его дедом Томасом, и результатов исследования законов наследственности, на отсутствие которого в своё время так часто жаловался Дарвин. Правда, само название «синтетическая теория эволюции» было впервые употреблено палеонтологом-эволюционистом Дж. Симпсоном позже, в 1949 году, но последний лишь слегка изменил словосочетание «эволюция: новый синтез», ставшее заглавием знаменитой книги Хаксли.
В этой фундаментальной книге, насчитывающей 645 страниц, Хаксли прежде всего развил идеи, содержавшиеся в небольшой двадцатистраничной статье, написанной уже в 1936 г. и направленной в Британскую ассоциацию развития науки. Статья называлась «Естественный отбор и эволюционный прогресс». Книга Хаксли «Эволюция: современный синтез» была достойным продолжением и развитием традиций британской эволюционной биологии. Хаксли работал в духе Дарвина, он годами накапливал материалы, следил за всеми направлениями, школами и тенденциями мировой биологической мысли, анализировал каждое достижение и итоги всех доступных в то время экспериментальных исследований.
Он сам имел длительный опыт исследований в сфере экспериментальной генетики, но не был узким специалистом, а был по широте охвата эволюционных проблем таким же энциклопедически ориентированным учёным, как сам великий Дарвин. Это помогло ему мыслить не только аналитически, но и синтетически. И если одни основатели синтетической теории эволюции работали главным образом на материале генетики (Ф. Добжинский, Дж. Холдейн), другие занимались биогеографией и систематикой (Э. Майр), третьи были специалистами в палеонтологии (Дж. Симпсон), Хаксли сумел синтезировать их усилия и привести их в относительно цельную систему.
