У низших одноклеточных организмов, однако, дело обстоит совершенно иначе. Здесь родитель и потомок все еще, в определенном смысле, одно и то же: ребенок — это часть, и обычно половина, родителя. Если, следовательно, на особей одноклеточного вида воздействуют какие-либо из различных внешних влияний, неизбежно возникнут наследственные индивидуальные различия; и на самом деле бесспорно, что изменения таким образом производятся в этих организмах и что результирующие признаки передаются. Было прямо замечено, что индивидуальные различия действительно встречаются у одноклеточных организмов — различия в размере, цвете, форме и числе или расположении ресничек. Должно быть признано, что мы до сих пор не уделяли достаточного внимания этому пункту, и, более того, наши лучшие микроскопы являются лишь очень грубыми средствами наблюдения, когда мы имеем дело с такими крошечными организмами. Тем не менее мы не можем сомневаться, что особи одного и того же вида не абсолютно идентичны.
Мы таким образом вынуждены прийти к выводу, что конечное происхождение наследственных индивидуальных различий лежит в прямом действии внешних влияний на организм. Наследственная изменчивость, однако, не может возникать таким образом на каждой стадии органического развития, как биологи до сих пор были склонны полагать. Она может возникать только у низших одноклеточных организмов; и когда индивидуальное различие было однажды достигнуто ими, оно обязательно перешло в высшие организмы, когда они впервые появились. Поскольку половое размножение возникло в то же самое время, наследственные различия были увеличены и умножены и организованы во все изменяющиеся комбинации.
Половое размножение может также увеличивать различия между особями, потому что постоянное скрещивание должно неизбежно и неоднократно приводить к комбинации сил, которые направлены в одну сторону и которые могут определять конституцию любой части тела. Если, например, одна и та же часть тела сильно развита у обоих родителей, опыт селекционеров говорит нам, что рассматриваемая часть, вероятно, будет еще сильнее развита у потомства; и что слабо развитые части будут таким же образом стремиться стать еще слабее. Амфигонное размножение, следовательно, гарантирует, что каждый признак, который подвержен индивидуальной флуктуации, должен появляться у многих особей с усиленной степенью развития, у многих других — с развитием, которое меньше нормального, в то время как у еще большего числа особей будет достигнуто среднее развитие. Такие различия предоставляют материал, с помощью которого естественный отбор способен усиливать или ослаблять каждый признак в соответствии с потребностями вида. Путем удаления менее хорошо адаптированных особей естественный отбор увеличивает шанс полезного скрещивания в последующих поколениях.
Каждый должен признать, что если бы вид появился, имея лишь небольшое число индивидуальных различий, которые появлялись в разных частях разных особей, число различий увеличивалось бы с каждым половым поколением, пока все части, в которых происходили вариации, не получили бы особый признак у всех особей.
Более того, половое размножение не только добавляет к числу существующих различий, но оно также приводит их в новые комбинации, и это последнее следствие так же важно, как и первое.
Первое следствие едва ли может дать о себе знать у любого существующего вида, потому что у них каждая часть уже обладает своим особым признаком у всех особей. Второе следствие, однако, более важно, а именно производство новых комбинаций индивидуальных признаков путем полового размножения; ибо, как уже указывал Дарвин, мы должны представить, что не только отдельные признаки изменяются в процессе размножения, но что, вероятно, несколько и, возможно, очень многие признаки модифицируются одновременно. Никакие два вида, как бы близко они ни были связаны, не отличаются друг от друга только одним признаком. Даже наше зрение, которое отнюдь не достигло высочайшей степени развития, всегда может обнаружить несколько, а часто и очень много точек различия; и если бы мы обладали способностями, необходимыми для проведения абсолютно точного сравнения, мы, вероятно, обнаружили бы, что все различно у двух близкородственных видов.
Правда, значительное число этих различий зависит от корреляции, но другие должны зависеть от одновременных первичных изменений.
Крупная бабочка (Kallima paralecta), обитающая в лесах Ост-Индии, часто описывалась в состоянии покоя как почти в точности напоминающая сухой лист; сходство в окраске усиливается отметинами, имитирующими жилкование листа. Эти отметины состоят из двух частей, верхняя из которых находится на передних крыльях, а нижняя — на задних. Поэтому бабочка в состоянии покоя должна удерживать крылья в таком положении, чтобы обе части каждой отметины точно соответствовали друг другу, иначе этот признак был бы бесполезен; и, по сути, крылья удерживаются в соответствующем положении, хотя бабочка, разумеется, не осознает, что делает. Следовательно, в мозгу насекомого должен существовать механизм, который принуждает его принимать эту позу, и ясно, что этот механизм не мог развиться до того, как своеобразная манера удерживать крылья стала выгодной для бабочки, т. е. до того, как сходство с листом впервые проявилось. И наоборот, это последнее сходство не могло развиться до того, как у бабочки выработалась привычка удерживать крылья в соответствующем положении. Оба признака, следовательно, должны были возникнуть одновременно и должны были усиливаться параллельно: отметины прогрессировали от несовершенного к очень близкому сходству, в то время как положение крыльев постепенно приближалось к позе, которая была в точности подходящей. Развитие определенных мельчайших структурных элементов центральной нервной системы и соответствующее распределение красящего вещества на крыльях должны были происходить одновременно, и для продолжения вида отбирались только те особи, которые обладали благоприятными вариациями в обоих этих направлениях.
Однако очевидно, что половое размножение легко обеспечит такие комбинации необходимых признаков, ибо с его помощью самые разнообразные особенности постоянно объединяются в одной и той же особи, и это представляется мне одним из его наиболее важных результатов.
Я не знаю, какой смысл можно приписать половому размножению, помимо создания наследственных индивидуальных признаков для формирования материала, над которым может работать естественный отбор. Половое размножение настолько универсально во всех классах многоклеточных организмов, и природа так редко отступает от него, что оно обязательно должно иметь первостепенное значение. Если верно, что новые виды производятся процессами отбора, то из этого следует, что развитие всего органического мира зависит от этих процессов, и роль, которую амфигония играет в природе, делая возможным отбор среди многоклеточных организмов, является не просто важной, а высочайшей из всех возможных.
Но когда я утверждаю, что смысл полового размножения заключается в том, чтобы сделать возможной трансформацию высших организмов посредством естественного отбора, такое утверждение не равносильно утверждению, что половое размножение изначально возникло для достижения этой цели. Эффекты, которые сейчас производятся половым размножением, не составляли причин, приведших к его первому появлению. Половое размножение возникло до того, как оно могло привести к наследственной индивидуальной изменчивости. Его первое появление, следовательно, должно было иметь какую-то иную причину; но природа этой причины вряд ли может быть определена с какой-либо степенью уверенности или точности на основе фактов, с которыми мы в настоящее время знакомы. Общее решение проблемы, однако, обнаружится в конъюгации одноклеточных организмов, которая является предшественником истинного полового размножения. Слияние двух одноклеточных особей, которое представляет собой простейшую и, следовательно, вероятно, самую примитивную форму конъюгации, должно иметь какой-то непосредственно благотворный эффект для вида, в котором оно происходит.
Можно сделать различные предположения относительно природы этих благотворных эффектов, и будет полезно подробно рассмотреть некоторые из тех предложений, которые были выдвинуты. Выдающиеся биологи, такие как Виктор Гензен [185] и Эдуард ван Бенеден [186], полагают, что конъюгацию, да и половое размножение в целом, следует рассматривать как «омоложение жизни». Бючли также принимает этот взгляд, по крайней мере в отношении конъюгации. Эти авторитеты полагают, что чудесные явления жизни, лежащая в основе которых причина до сих пор остается нерешенной проблемой, не могут продолжаться бесконечно действием сил, возникающих изнутри нее самой, что часовой механизм остановился бы через более или менее продолжительное время, что размножение чисто бесполых организмов прекратилось бы, подобно тому как жизнь особи в конечном итоге подходит к концу, или как прялка останавливается вследствие трения и требует нового толчка, если ее движение должно продолжаться. Чтобы размножение могло продолжаться без перерыва, эти авторы полагают, что необходимо омоложение живой субстанции, что часовой механизм размножения должен быть заведен заново; и они признают такое омоложение в половом размножении и в конъюгации, или, другими словами, в слиянии двух клеток, будь то в форме половых клеток или двух одноклеточных организмов.
Эдуард ван Бенеден выражает эту мысль следующими словами: «По-видимому, способность клеток размножаться путем деления ограничена: наступает момент, когда они уже не способны делиться в дальнейшем, если не подвергнутся явлению омоложения посредством оплодотворения. У животных и растений единственными клетками, способными к омоложению, являются яйцеклетки; единственными, способными омолаживать, являются сперматоциты. Все остальные части особи обречены на смерть. Оплодотворение — это условие непрерывности жизни. Благодаря ему генератор избегает смерти» (l. c., стр. 405). Виктор Гензен считает возможным, что зародыш и его продукты предохраняются от смерти посредством нормального оплодотворения: он говорит, что закон, гласящий, что каждая яйцеклетка должна быть оплодотворена, был сформулирован до открытия партеногенеза и теперь не может поддерживаться, но что мы, тем не менее, вынуждены предположить, что даже самый полноценно партеногенетический вид требует оплодотворения спустя много поколений (l. c., стр. 236).
Если тщательно изучить теорию омоложения, то обнаружится, что она является не чем иным, как выражением того факта, что половое размножение сохраняется без какого-либо установленного предела. Однако из факта его повсеместного распространения делается вывод, что бесполое размножение не могло бы бесконечно сохраняться как единственный способ размножения у какого-либо вида животных. Но доказательства в поддержку этого мнения отсутствуют, и весьма вероятно, что оно никогда не было бы выдвинуто, если бы можно было объяснить повсеместное распространение полового размножения каким-либо иным способом — если бы мы могли приписать этому первостепенно важному процессу какое-либо иное значение.
Но совершенно независимо от того факта, что невозможно привести какие-либо доказательства, теория омоложения кажется мне неудовлетворительной и в других отношениях. Вся концепция омоложения, хотя и очень остроумная, имеет в себе нечто неопределенное и едва ли может быть приведена в соответствие с обычным представлением о жизни как основанной на физических и механических силах. Как можно представить, что инфузория, которая вследствие непрерывного деления утратила свою способность к размножению, могла бы восстановить эту способность путем формирования новой особи после слияния с другой инфузорией, которая аналогичным образом стала неспособной к делению? Два нуля не могут дать единицу. Если бы мы действительно могли предположить, что каждое животное содержит половину силы, необходимой для размножения, тогда оба вместе, безусловно, образовали бы эффективное целое; но едва ли возможно применить термин «омоложение» к процессу, который является просто сложением, подобно тому, как это достигалось бы при других обстоятельствах простым ростом; не говоря уже, в настоящее время, о том факторе, который, по моему мнению, имеет величайшее значение при конъюгации — слиянии двух наследственных тенденций. Если омоложение обладает хоть каким-то значением, то оно должно заключаться в следующем: посредством него приводится в действие сила, которая ранее не существовала в конъюгирующих особях. Такая сила, однако, была бы обязана своим существованием скрытой энергии, накопленной в каждом отдельном животном в период бесполого размножения, и такие скрытые силы обязательно были бы различной природы и такого состава, что их объединение в момент конъюгации породило бы активную силу размножения.
Этот процесс можно было бы, пожалуй, сравнить с полетом двух ракет, которые за счет сгорания некоторого взрывчатого вещества (например, нитроглицерина), накопленного внутри них, движутся в таком направлении, что они встретились бы в конце своего пути, когда весь нитроглицерин был бы полностью израсходован. Движение тогда прекратилось бы, если бы взрывчатый материал не мог быть тем временем возобновлен. Теперь предположим, что такое возобновление достигалось бы путем образования азотной кислоты в одной из ракет и глицерина в другой, так что при их контакте нитроглицерин образовывался бы заново в количестве и распределении на обеих ракетах, равных тому, что присутствовало изначально. Таким образом, движение возобновлялось бы снова и снова с той же скоростью и могло бы продолжаться вечно.
Омоложение можно сделать теоретически понятным с помощью такой метафоры, но при строгом применении метафоры к фактам данного случая возникают значительные трудности. Во-первых, как возможно, что движущая сила может быть исчерпана непрерывным делением, в то время как один из ее компонентов образуется заново в том же теле и в то же самое время? При тщательном рассмотрении видно, что утрата способности к делению следует из утраты способностей к ассимиляции, питанию и росту. Как возможно, что такая способность может быть ослаблена и в конечном итоге полностью утрачена, в то время как один из ее компонентов накапливается?
Я полагаю, что вместо принятия таких смелых предположений лучше удовлетвориться простой концепцией живой материи, обладающей в качестве атрибутов способностями к неограниченной ассимиляции и способностью к размножению. При такой теории сама форма размножения, будь то половая или бесполая, не будет оказывать никакого влияния на продолжительность этой способности: ибо сила и материя претерпевают одновременное увеличение и неразрывно связаны в этом, как и во всех других случаях. Эта теория, однако, не исключает возможного возникновения обстоятельств, при которых такая ассоциация больше не является необходимой.
Я мог бы согласиться принять гипотезу омоложения только в том случае, если бы стало абсолютно достоверным, что размножение путем деления никогда ни при каких обстоятельствах не может продолжаться бесконечно. Но это не может быть доказано с большей уверенностью, чем обратное утверждение, и, следовательно, что касается прямого доказательства, факты одинаково неопределенны с обеих сторон. Гипотезе омоложения, однако, противоречит факт партеногенеза; ибо если оплодотворение обладает в каком-либо смысле значением омоложения и зависит от объединения двух различных форм силы и материи, которые таким образом производят способность к размножению, то из этого следует, что мы не можем понять, как получается, что та же самая способность к размножению может иногда производиться из одной формы материи, в одиночку и без посторонней помощи. Логически говоря, партеногенез должен быть так же невозможен, как то, чтобы азотная кислота или глицерин по отдельности производили эффект нитроглицерина. Действительно, было сделано предположение, что в случае партеногенеза одного оплодотворения достаточно для целого ряда поколений, но это предположение не только не поддается доказательству, но и противоречит тому факту, что некоторые яйцеклетки, которые могут развиваться партеногенетически, также способны к оплодотворению. Если в этом случае способности к размножению было достаточно для развития, как получается, что яйцеклетка также способна к оплодотворению; и если способности было недостаточно, как получается, что яйцеклетка может развиваться партеногенетически? И все же одна и та же яйцеклетка (у пчелы) может развиться в новую особь с оплодотворением или без него. Мы не можем избежать этой дилеммы, сделав дальнейшее предположение, которое также не поддается доказательству, что для развития мужской особи требуется меньшее количество репродуктивной силы, чем для развития женской. Правда, неоплодотворенные яйцеклетки пчелы производят мужские особи, в то время как оплодотворенные развиваются в самок, но у некоторых других видов имеет место обратная связь, в то время как у других, опять же, оплодотворение не имеет отношения к полу потомства.
Хотя сам факт того, что партеногенез вообще имеет место, по моему мнению, достаточен для опровержения теории омоложения, полезно помнить, что партеногенез в настоящее время является единственным методом размножения у многих видов (хотя мы не знаем периода времени, в течение которого эти условия сохранялись), и тем не менее он не сопровождается каким-либо заметным снижением плодовитости.
Из всех этих соображений мы можем сделать вывод, что процесс омоложения, как он описан выше, не может быть принят ни как существующее, ни как первоначальное значение конъюгации, и естественно возникает вопрос о том, какое другое значение этот последний процесс мог иметь в самом начале.
Рольф [187] высказал мнение, что конъюгация является формой питания, так что две конъюгирующие особи, так сказать, пожирают друг друга. Ценковский [188] также рассматривает конъюгацию просто как «ускоренную» ассимиляцию. Однако существует не только существенное различие, но и прямой контраст между процессами конъюгации и питания. Что касается взгляда Ценковского, Гензен [189] справедливо заметил, что «слияние само по себе не может быть ускоренным питанием, потому что, даже если мы допустим, что обе особи нуждаются в пище, невозможно, чтобы эта потребность могла быть восполнена этим процессом, если только одна из них не погибнет и не будет действительно поглощена». Чтобы животное могло служить пищей для другого, оно должно погибнуть, должно быть приведено в жидкую форму и, наконец, должно быть ассимилировано. В рассматриваемом же нами случае два протоплазматических тела помещаются бок о бок и сливаются, не переходя ни одно из них в жидкое состояние. Две идиоплазмы объединяются вместе со всеми содержащимися в них наследственными тенденциями; но хотя несомненно, что питание в собственном смысле слова не может иметь места, поскольку ни одно из животных не получает добавки жидкой пищи в результате слияния, все же следствие этого процесса должно быть в одном отношении сходным с последствием питания и роста: масса тела и количество содержащихся в нем сил претерпевают одновременное увеличение. Не исключено, что благодаря этому становятся возможными эффекты, которые при особых обстоятельствах, ведущих к конъюгации, не могли быть получены иным путем.