Другими словами, Шванн полагает, что каждая клетка живого тела оказывает влияние на материю, которая окружает и пронизывает ее, аналогичное тому, которое Torula оказывает на сахаристый раствор, в котором она купается. Удивительно наводящая на размышления мысль, открывающая взгляды на природу химических процессов живого тела, которые едва ли еще получили все развитие, на которое они способны.
Кант определял особую специфику живого тела тем, что части существуют ради целого, а целое — ради частей. Но когда Тюрпен и Шванн свели живое тело к агрегации квазинезависимых клеток, каждая из которых, подобно Torula, ведет свою собственную жизнь и имеет свои собственные законы роста и развития, при этом агрегация доминирует и заставляет работать ради определенной цели только благодаря определенной гармонии между этими единицами или благодаря добавлению контролирующего аппарата, такого как нервная система, эта концепция перестала быть состоятельной. Клетка живет ради самой себя, так же как и ради целого организма; и клетки, которые плавают в крови, живут за ее счет и глубоко модифицируют ее, являются почти такими же независимыми организмами, как Torulae, которые плавают в пивном сусле.
Шванн обременял свою формулировку «клеточной теории» двумя ложными предположениями: одно — что структуры, которые он называл «ядром» и «клеточной стенкой», существенны для клетки; другое — что клетки обычно образуются независимо от других клеток; но в 1839 году было огромным и ясным достижением прийти к концепции, что жизненные функции всех высших животных и растений являются результатом сил, присущих бесчисленным крошечным клеткам, из которых они состоят, и что каждая из них сама по себе является эквивалентом одного из самых низших и простых независимых живых существ — Torula.
Из чисто морфологических исследований Тюрпен и Шванн, как мы видели, пришли к понятию фундаментального единства структуры живых существ. И вскоре исследования химиков постепенно привели к концепции фундаментального единства их состава.
Еще в 1803 году Тенар указал в самых ясных выражениях на важный факт, что дрожжи содержат азотистое «животное» вещество; и что такое вещество содержится во всех ферментах. До него Фаброни и Фуркруа говорили о «вегето-животной» материи дрожжей. В 1844 году Мюльдер пытался доказать, что особое вещество, которое он назвал «протеином», существенно характерно для живой материи. В 1846 году Пайен пишет:
«Наконец, закон без исключений, кажется, проявляется в многочисленных фактах, которые я наблюдал, и ведет к тому, чтобы взглянуть в новом свете на растительную жизнь; если я не ошибаюсь, все, что в растительных тканях прямое или усиленное зрение позволяет нам различить в форме клеток и сосудов, не представляет собой ничего иного, кроме защитных оболочек, резервуаров и каналов, с помощью которых одушевленные тела, которые их секретируют и формируют, размещаются, черпают и переносят свою пищу, откладывают и изолируют экскретируемые вещества».
И снова:
«Чтобы завершить сегодня изложение общего факта, я напомню, что тела, наделенные функциями, выполняемыми в тканях растений, образованы элементами, которые составляют, в мало меняющейся пропорции, животные организмы; что таким образом мы приходим к признанию огромного единства элементарного состава во всех живых телах природы»[1].
[Сноска 1: «Mém. sur les Développements des Végétaux», &c. — «Mém. Présentées», ix. 1846.]
В год (1846), когда были опубликованы эти замечательные отрывки, выдающийся немецкий ботаник фон Моль изобрел слово «протоплазма» как название для одной части тех азотистых содержимых клеток живых растений, тесное химическое сходство которых с существенными составляющими живых животных так сильно подчеркивается Пайеном. И за двадцать пять лет, прошедших с тех пор, как материю жизни впервые назвали протоплазмой, множество исследователей, среди которых Кон, Макс Шульце и Кюне должны быть названы как лидеры, накопили доказательства — морфологические, физиологические и химические — в пользу того «огромного единства элементарного состава во всех живых телах природы», в которое Пайен так рано имел ясное прозрение.
Еще в 1850 году Кон писал, по-видимому, не имея никакого представления о том, что сказал Пайен до него:
«Протоплазма ботаника и сократимое вещество и саркод зоолога должны быть, если не идентичными, то в высокой степени аналогичными веществами. Следовательно, с этой точки зрения разница между животными и растениями состоит в том, что в последних сократимое вещество, как примордиальная оболочка, заключено внутри инертной целлюлозной мембраны, которая позволяет ему проявлять только внутреннее движение, выражающееся явлениями вращения и циркуляции, в то время как в первых оно не заключено таким образом. Протоплазма в форме примордиальной оболочки — это, так сказать, животный элемент в растении, но который заключен в тюрьму и становится свободным только в животном; или, чтобы отбросить метафору, которая затуманивает простую мысль, энергия органической жизненности, которая проявляется в движении, особенно демонстрируется азотистым сократимым веществом, которое в растениях ограничено и сковано инертной мембраной, а в животных — нет»[1].
[Сноска 1: Cohn, «Ueber Protococcus pluvialis», в «Nova Acta» за 1850 год.]
В 1868 году, полагая, что нетехническое изложение взглядов, распространенных среди лидеров биологической науки, может быть интересно широкой публике, я прочитал лекцию, воплощающую их, в Эдинбурге. Те, кто не совершил ошибки, пытаясь подойти к биологии либо по высокому à priori пути чисто философских спекуляций, либо по низкому à posteriori переулку, предлагаемому трубкой микроскопа, но взяли на себя труд ознакомиться с хорошо установленными фактами и их историей, не нуждаются в том, чтобы им говорили, что в том, что я должен был сказать «относительно протоплазмы» в своей лекции «О физической основе жизни», не было ничего нового; и, как я надеюсь, ничего такого, что нынешнее состояние знаний не оправдывало бы нас в убеждении, что это правда. При таких обстоятельствах можно представить мое удивление, когда я обнаружил, что простое изложение фактов и взглядов, давно знакомых мне как часть общего научного достояния континентальных исследователей, вызвало своего рода бурю в этой стране, не только возбудив гнев ненаучных лиц, чьи любимые предрассудки они, казалось, затронули, но и вызвав совершенно излишние взрывы со стороны некоторых, кто должен был быть лучше информирован.
Д-р Стерлинг, например, сделал мое эссе предметом специальной критической лекции[1], которую я прочел с большим интересом, хотя, признаюсь, смысл большей ее части остается для меня таким же темным, как и «Секрет Гегеля» после обстоятельного разъяснения его д-ром Стерлингом. Метод д-ра Стерлинга в обращении с предметом своеобразен. «Протоплазма» — это вопрос истории, поскольку это название; и вопрос факта, поскольку это вещь. Д-р Стерлинг не взял на себя труд обратиться к первоисточникам для своей истории, которая вследствие этого является пародией; и еще меньше он заботился о том, чтобы взглянуть на факты, довольствуясь тем, что принимает их из вторых рук. Самый забавный пример такой манеры обращения с научными утверждениями дают замечания д-ра Стерлинга по поводу моего описания протоплазмы волоска крапивы. Это описание было составлено на основе тщательного и многократно повторенного наблюдения фактов. Д-р Стерлинг полагает, что предлагает вескую критику, когда говорит, что мой уважаемый друг профессор Штрикер дает несколько иное описание протоплазмы. Но почему, ради всего святого, этот выдающийся гегельянец не взглянул на волосок крапивы сам, прежде чем вообще отважился рассуждать об этом предмете? Зачем утруждать себя тем, что говорят Штрикер или я, когда любой новичок может увидеть факты сам, если он снабжен такими не редкими предметами, как крапива и микроскоп? Но я полагаю, что это было бы «Aufklärung» — возвращением к приземленной философии здравого смысла восемнадцатого века, которая любила видеть, прежде чем верить, и понимать, прежде чем критиковать. Д-р Стерлинг заканчивает свою статью следующим абзацем:
[Сноска 1: Впоследствии опубликовано под названием «Что касается протоплазмы».]
«Короче говоря, всю позицию г-на Гексли: (1) что все организмы одинаково состоят из одной и той же жизненной материи, (2) которая, в свою очередь, обязана своим существованием только химии, — следует признать несостоятельной; не менее несостоятелен и (3) материализм, который он хотел бы на ней основать».
Этот абзац содержит три четких утверждения относительно моих взглядов и ровно столько же их полных искажений. То, что я обозначил цифрой (1), вращается вокруг двусмысленности слова «одна и та же», для обсуждения которой я отослал бы д-ра Стерлинга к великому герою «Aufklärung», архиепископу Уэйтли; утверждение номер (2), на мой взгляд, абсурдно, и я, безусловно, никогда не говорил ничего подобного; что же касается номера (3), то одной из главных целей моего эссе было показать, что то, что называют «материализмом», не имеет под собой прочного философского основания!
Как мы видели, изучение дрожжей привело исследователей к проблемам огромного интереса в чистой химии, а также в морфологии животных и растений. Их физиология не менее богата предметами для изучения. Возьмем, например, тот удивительный факт, что дрожжи бесконечно размножаются, если их выращивать в темноте, в воде, содержащей только тартрат аммония, небольшой процент минеральных солей и сахар. Из этих материалов Torulae будут производить азотистую протоплазму, целлюлозу и жировые вещества в любом количестве, хотя они полностью лишены тех солнечных лучей, влияние которых существенно для роста обычных растений. В последнее время было много спекуляций относительно того, как живут живые организмы, погребенные под толщей воды в две или три тысячи саженей и, следовательно, по всей вероятности, почти лишенные света.
Если кто-либо из них обладает теми же способностями, что и дрожжи (а такая же способность жить без света проявляется у некоторых других грибов), то, по-видимому, в этом вопросе нет никаких трудностей.
О патологических аспектах изучения дрожжей и других подобных организмов я говорил в другом месте. Несомненно, что у некоторых животных разрушительные эпидемии вызываются грибами низшего порядка — подобными тем, от которых Torula является своего рода ответвлением. Несомненно, что такие болезни распространяются путем заражения и инфекции точно так же, как распространяются обычные заразные и инфекционные заболевания. Конечно, из этого не следует, что все заразные и инфекционные болезни вызываются организмами столь же определенного и независимого характера, как Torula; но я думаю, что из этого следует, что благоразумно и мудро убедиться в каждом конкретном случае, что «теория микробов» не может и не сможет объяснить факты, прежде чем прибегать к гипотезам, которые не имеют равной поддержки со стороны аналогии.
V.
ОБ ОБРАЗОВАНИИ УГЛЯ. Куски угля в угольной корзине очень часто имеют грубо кубическую форму. Если один из них выбрать и рассмотреть с некоторой осторожностью, обнаружится, что его шесть сторон не совсем одинаковы. Две противоположные стороны сравнительно гладкие и блестящие, в то время как остальные четыре гораздо грубее и отмечены линиями, которые идут параллельно гладким сторонам. Уголь легко расщепляется вдоль этих линий, и образовавшиеся таким образом поверхности раскола параллельны гладким граням. Иными словами, в куске угля существует своего рода грубая и неполная стратификация, как если бы это была книга, листы которой очень плотно слиплись.
Иногда грани, вдоль которых расщепляется уголь, не гладкие, а демонстрируют тонкий слой тусклого, обугленного на вид вещества, которое известно как «минеральный уголь».
Иногда на одной из граней куска угля можно обнаружить отпечатки, которые, очевидно, являются отпечатками стебля или листьев растения; но хотя твердые минеральные массы пирита и даже тонкий ил могут встречаться здесь и там, ни песка, ни гальки не встречается.
Когда уголь горит, главными конечными продуктами его сгорания являются углекислый газ, вода и аммиачные продукты, которые улетучиваются в дымоход; а также большее или меньшее количество остаточных землистых солей, которые принимают форму золы. Эти продукты в значительной степени таковы, какими они были бы в результате сжигания такого же количества древесины.
Эти свойства угля можно определить без каких-либо очень сложных приспособлений, но микроскоп открывает нечто большее. Черные и непрозрачные, как обычный уголь, его срезы становятся прозрачными, если их зацементировать в канадском бальзаме и сточить очень тонко, обычным способом изготовления тонких срезов непрозрачных тел. Но поскольку тонкие срезы, сделанные таким образом, очень склонны трескаться и распадаться на фрагменты, лучше использовать морской клей в качестве цементирующего материала. При использовании этого вещества можно получить срезы значительного размера и чрезвычайной тонкости и прозрачности.[1]
[Сноска 1: Мой помощник в Музее практической геологии, г-н Ньютон, изобрел этот превосходный метод получения тонких срезов угля.]
Теперь предположим, что из нашего куска угля приготовлены два таких среза — один параллельно напластованию, другой перпендикулярно ему; и назовем один горизонтальным, а другой вертикальным срезом. Горизонтальный срез будет представлять более или менее округлые желтые пятна и полосы, разбросанные неравномерно по темно-коричневому или черноватому основному веществу; в то время как вертикальный срез будет демонстрировать более вытянутые полоски и гранулы тех же желтых материалов, расположенные линиями, которые грубо соответствуют общему направлению напластования угля.
Такова микроскопическая структура обычного куска угля. Но если исследовать большую серию углей из разных местностей и пластов, или даже из разных частей одного и того же пласта, обнаружится, что эта структура варьируется в двух направлениях. В антрацитовых или каменных углях, которые горят как кокс, желтое вещество уменьшается, а основное вещество становится более преобладающим, чернее и непрозрачнее, пока не становится невозможным сточить срез достаточно тонко, чтобы он стал полупрозрачным; в то время как, с другой стороны, в таких углях, как уголь «Better-Bed» в окрестностях Брэдфорда, который горит с большим пламенем, уголь имеет гораздо более светлый цвет, и прозрачные срезы получаются очень легко. В более коричневых частях этого угля зоркие глаза легко обнаружат множество любопытных маленьких тел в форме монеток желтовато-коричневого цвета, внедренных в темно-коричневое основное вещество. В среднем эти маленькие коричневые тела могут иметь диаметр около одной двадцатой дюйма. Они лежат своими плоскими поверхностями почти параллельно двум гладким граням блока, в котором они содержатся; и на одной стороне каждого из них можно различить фигуру, состоящую из трех прямых линейных отметин, которые расходятся от центра диска, но не совсем достигают его окружности. В горизонтальном срезе эти диски часто превращаются в более или менее полные кольца; в то время как в вертикальных срезах они выглядят как толстые обручи, стороны которых были сдавлены вместе. Таким образом, диски представляют собой сплющенные мешочки; и благоприятные срезы показывают, что трехлучевая маркировка является выражением трех щелей, которые проникают в одну стенку мешочка.
Стороны мешочков иногда тесно сближены; но когда мешочки менее сплющены, их полости обычно заполнены многочисленными, неравномерно округлыми, полыми телами, имеющими тот же тип стенки, что и крупные, но диаметром не более одной семисотой дюйма.
В благоприятных образцах, опять же, почти все основное вещество, по-видимому, состоит из подобных тел — более или менее обугленных или почерневших — и в них не может быть сомнения, что, за исключением участков минерального угля здесь и там, вся масса угля состоит из скопления более крупных и более мелких мешочков.
Но в одном и том же срезе можно наблюдать каждый переход от этой структуры к той, которая была описана как характерная для обычного угля. Последняя, по-видимому, возникает из первой путем разрушения и усиливающегося обугливания более крупных и более мелких мешочков. И в антрацитовых углях этот процесс, по-видимому, зашел так далеко, что полностью разрушил первоначальную структуру и заменил ее полностью обугленным веществом.
Таким образом, можно сказать, говоря в широком смысле, что уголь состоит из двух компонентов: во-первых, минерального угля; и, во-вторых, собственно угля. Природа минерального угля была определена уже давно. Его структура показывает, что он состоит из остатков стеблей и листьев растений, сведенных немногим более чем к их углероду. Опять же, часть угля состоит из раздавленной и сплющенной коры или внешней оболочки стеблей растений, внутренняя древесина которых полностью сгнила. Но то, что я могу назвать «мешочковым веществом» угля, которое, либо в своей первичной, либо в своей деградировавшей форме, составляет подавляющую часть всех битуминозных углей, которые я исследовал, безусловно, не является минеральным углем; и его структура не является структурой какого-либо стебля или листа. Следовательно, его истинная природа поначалу отнюдь не очевидна и была предметом многих дискуссий.
Первым человеком, который пролил свет на эту проблему, насколько мне удалось обнаружить, был известный геолог, профессор Моррис. Прошло уже тридцать четыре года с тех пор, как он тщательно описал и изобразил тела в форме монеток, или более крупные мешочки, как я их назвал, в примечании, приложенном к знаменитой статье «О угольном бассейне Коулбрукдейл», опубликованной в то время нынешним президентом Геологического общества г-ном Прествичем. С большой проницательностью профессор Моррис угадал истинную природу этих тел и смело утвердил их как споровые капсулы растения, родственного живущим плаунам.
Но открытия иногда делают долгую остановку; и прошло всего несколько лет с тех пор, как г-н Каррутерс определил растение (или, скорее, одно из растений), которое производит эти споровые капсулы, найдя дискоидальные мешочки, все еще прикрепленные к листьям окаменелой шишки, которая их произвела. Он дал название Flemingites gracilis растению, частью которого являются эти шишки. Ветви и стебель этого растения еще точно не известны, но нет никаких сомнений в том, что оно было тесно связано с Lepidodendron, остатки которого в изобилии встречаются в угольной формации. Lepidodendra были кустарниками и деревьями, которые больше напоминали араукарию, чем любое другое знакомое растение; а концы плодоносящих ветвей заканчивались шишками или сережками, несколько похожими на тела, так называемые у ели или ивы. Эти конические плоды, однако, не производили семян; но листья, из которых они состояли, несли на своих поверхностях мешочки, полные спор или спорангиев, подобные тем, которые можно увидеть на нижней поверхности листа папоротника-орляка. Теперь, именно эти спорангии лепидодендроидного растения Flemingites были идентифицированы г-ном Каррутерсом со свободными спорангиями, описанными профессором Моррисом, которые являются теми же самыми крупными мешочками, о которых я говорил. И, более того, нет сомнений в том, что маленькие мешочки — это споры, которые изначально содержались в спорангиях.