«Наука из кресла»

Мы видели, что сон в самом широком смысле включает в себя как простое состояние покоя, вызываемое у даже самых мельчайших живых существ повторяющейся ночью, так и странно усложненные разновидности прекращения активности всего мозга или его частей у человека и его тела. Некоторые из этих прекращений активности естественно и спонтанно происходят у простых людей, когда каждый вечер на землю опускается тьма. И едва ли можно сомневаться в том, что склонность к периодическому сну закрепилась в субстанции живых существ благодаря чередованию ночи и дня, а также в некоторых случаях — благодаря смене времен года.

Я должен завершить эти заметки о сне, рассказав об очень любопытном случае сна, напоминающем зимнюю спячку высших животных, у улитки. Это был случай с пустынной улиткой из Египта, которая втянулась в свою раковину, причем отверстие раковины было закрыто блестящей пленкой, выделенной улиткой, как это обычно бывает у улиток в нашей стране зимой, когда они спят. Упомянутая пустынная улитка была прикреплена к деревянной табличке в стеклянном футляре в отделе естественной истории Британского музея 25 марта 1846 года. 7 марта 1850 года, то есть четыре года спустя, посетитель, осматривавший футляр, заметил, что улитка выбралась из своей раковины и испачкала бумагу вокруг, но снова спряталась. Тогда сотрудники отперли футляр, сняли улитку с таблички и поместили ее в теплую воду. Она быстро и полностью пришла в себя, поползала, как и положено бодрой улитке, и попозировала для портрета. Это можно рассматривать как пример необычайно долгого сна, естественного для этого вида улиток и связанного, вероятно, с часто наблюдаемой продолжительной сухостью окружающей среды улитки.

Такой случай подводит нас к тому, что называют примерами «мнимой смерти». Коловратки и некоторые другие мельчайшие существа, обитающие в крошечных лужицах воды, на коре деревьев и в углублениях листьев, естественным образом высыхают, когда вода испаряется. Вы можете сами высушить их в часовом стекле; они выглядят не более чем бесформенные частицы пыли, смешанные с высохшей грязью капли грязной воды. Их можно хранить в таком состоянии месяцами — даже годами. Я не знаю, был ли установлен какой-либо предел. Но когда вы добавляете чистую дождевую воду к пыли в часовом стекле, она размягчается, и менее чем через час маленькие коловратки тоже размягчаются и расширяются, возвращаясь к жизни, плавая вокруг, в то время как нежные шипы на их «колесиках» вибрируют регулярно, как будто они никогда не переставали этого делать и как будто коловратки не были годами высохшими маленькими мумиями.

Конечно, термин «мнимая смерть» применялся в более ранние времена к часто преувеличенным историям о «трансе» и смертельно подобном сне у людей. Но теперь он с большей справедливостью применяется к этим случаям высохших коловраток, которые возвращаются к жизни при намокании, и к аналогичным случаям длительного сохранения жизнеспособности семенами, поскольку кажется, что в этих высохших коловратках жизнь действительно фактически и полностью приостановлена, хотя механизм, который возобновляет свою жизнь при поступлении необходимой влаги, присутствует. В случаях транса у человека и спячки у животных сердце все еще очень медленно и слабо бьется, а дыхание все еще — почти незаметно — работает. Химические изменения все еще очень медленно и мягко продолжаются. Погребенный индийский волшебник, улитка и Спящая красавица влажны и химически активны, хотя и слабо; жизнь не приостановлена абсолютно. Но у высохшей коловратки (хотя полное химическое высыхание не достигается) удаление воды из организма фактически останавливает изменения, которые мы называем жизнью, точно так же, как игла может остановить балансир часов. Добавьте воду или удалите иглу, и жизнь перестает быть приостановленной; она продолжается снова (как двусмысленно гласит одно из правил игры в бридж) «как будто никакой ошибки не было сделано».

XVIII УНИВЕРСАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

Без сомнения, самое великое и важное утверждение, которое можно сделать о живых существах, заключается в том, что они либо являются отдельными мельчайшими частицами живой материи, либо (что чаще) построены из тысяч таких мельчайших частиц, которые у каждого отдельного животного и растения произошли от одной такой частицы (оплодотворенного зародыша) путем ее деления на две, последующего деления этих двух, каждой на две, и из четырех полученных — каждая на две, и так далее, пока в результате повторного деления на две не образуются миллионы телец, соединенных вместе в одну массу.

Рис. 36. — Простые «клетки», состоящие из голой протоплазмы, меняющие форму и поглощающие твердые частицы пищи. А — серия из четырех последовательных изменений формы пресноводного анимикуля, протея или амебы; B — аналогичная серия из трех видов отдельного ползающего типа тельца, обнаруженного в крови и лимфатических пространствах животных и называемого «фагоцитом». Его также называют «амебоидным» из-за его сходства с амебой или анимикулем-протеем. B взят из крови морской свинки. Это не паразит, а один из различных видов клеток, которые строят тело животного и происходят от единственной исходной яйцеклетки (см. рис. 31) путем постоянного деления. Три рисунка показывают три изменения формы, происходящие в одном и том же «фагоците» за несколько минут. Он поглощает вызывающего лихорадку паразита крови, спириллу, отмеченную буквой a, в свою мягкую, слизистую протоплазму, чтобы там переварить и уничтожить. Таким же образом амеба, A, показана в четырех стадиях поглощения растительной частицы, a. На четвертом рисунке буква b указывает на воду, поглощенную протоплазмой амебы вместе с частицей пищи a. На всех рисунках c указывает на «вакуоль» или полость, содержащую жидкость, которая лопается и образуется заново в A; буква d указывает на ядро клетки.

Частицы живой материи называют «клетками» по очень любопытной причине, к которой я вернусь. Живая материя называется «протоплазмой» (первичная или фундаментальная слизь). «Клетка» на языке микроскопистов означает тельце или более или менее округлую или неправильной формы частицу протоплазмы. Клетки обычно варьируются в размере от 1/5000 до 1/200 дюйма в ширину и могут быть намного больше. Протоплазма — живое вещество «клеток» — это слизистое тело, почти жидкое, но все же вязкое. Оно прозрачно, но замутнено мелкими гранулами, и при очень сильном увеличении микроскопа часто можно увидеть, что оно состоит из более и менее жидкого вещества, смешанных как эмульсия. В нем часто есть большие полости, заполненные жидкостью, а также часто капли масла; в других случаях — твердые конкреции или крупные гранулы. Но помимо прочего, протоплазма «клетки» всегда содержит внутри себя особую, более твердую и плотную часть, заключенную в оболочку или кожицу. Это плотное тело — «ядро», или зерно, и оно имеет величайшее значение в химических изменениях и движениях, которые составляют жизнь клетки. Оно обычно сферическое и в живом состоянии часто выглядит ясным и ярким. Все клетки, будь то клетки, строящие тела растений и животных, как множество живых кирпичиков, или живущие свободно и поодиночке как анимикули, имеют только что описанное существенное строение — полужидкий, но вязкий материал, заключающий в себе шарообразное более твердое тело, ядро.

Рис. 37. — A, клетки, образующие мягкую растительную ткань; a, клеточная стенка; b, протоплазма; c, полость, содержащая жидкость в протоплазме; d, ядро. B, пигментная клетка из кожи лягушки, расширенная. C, та же клетка в сокращенном состоянии. D, нервная клетка: обратите внимание на ядро. E, мышечная клетка в растянутом состоянии. F, та же клетка в сокращенном состоянии: обратите внимание на ядро.

Рис. 38. — Копия части рисунка Роберта Гука, изображающего увеличенный кусочек пробки, показывающая «клетки», названные так им в 1665 году.

Как эти вязкие ядросодержащие тельца стали называть «клетками»? Это было так. В конце семнадцатого века доктор Роберт Гук, секретарь Королевского общества, опубликовал прекрасную книгу формата фолио под названием «Micrographia». В ней он изобразил различных мелких насекомых и различные природные продукты, какими они виделись под его микроскопом. Среди объектов, изображенных и описанных, был кусочек пробки (рис. 38). Гук показал, что она построена из множества пустых, удерживающих воздух, похожих на ящики камер, размером менее сотой доли дюйма в длину, и их он назвал «клетками», сравнивая их с «ячейками» пчелиных сот. Позднее исследователи обнаружили, что эта «клеточная» структура очень распространена у растений, но лишь более чем сто лет спустя было замечено, что «клетки», из которых состоят мягкие стебли и листья растений, не пусты и не просто удерживают воздух, а содержат жидкое или вязкое вещество. Роберт Броун, великий ботаник, живший на памяти некоторых наших старых натуралистов, первым наблюдал и описал «ядро», или зерно, внутри клеток некоторых лилейных растений и дал ему это название (рис. 37 A, d). Примерно в тридцатых годах прошлого века, с помощью улучшенных микроскопов, структура, подобная структуре растительной «клетки» и ее «ядра», была обнаружена в некоторых животных материалах, или «тканях», как их называют — например, в хряще (рис. 39). Слово «ткань» применяется к каждому из различных слоев и масс, таких как эпидермис, волокнистая ткань, мышца, нерв, хрящ, кость, которые можно различить в теле животного и отделить друг от друга, точно так же, как мы можем отделить «ткани» одежды человека — кожаные, шерстяные, шелковые, хлопчатобумажные, льняные: шнуры, кружева, нити и подкладку или набивку. Полное значение этого существования «клеток» или «клеточной» структуры в тканях растений и животных стало очевидным лишь постепенно. Весьма замечательный исследователь, профессор Шванн из Льежа (с которым, когда он был стариком, я провел день много лет назад), был первым, кто уловил великие факты и выдвинул то, что с тех пор называют «клеточной теорией» строения и жизни животных и растений.

Рис. 39. — Кусочек хряща, показывающий клетки, которые сформировали его, внедренные в (заштрихованное) твердое вещество и соединенные друг с другом ветвящимися отростками протоплазмы.

Шванн в 1836 году показал, что важным в «клетке» является не столько ящик или клеточная стенка, сколько вязкое содержимое и ядро. Но название «клетка» (как ни странно) сохранилось за содержимым, даже когда ящикообразная камера отсутствовала — подобно тому, как мы говорим «бутылка вина», имея в виду содержимое бутылки, а не стеклянный сосуд, удерживающий его. Было показано, что ящикообразный футляр или клеточная стенка (первоначальная «клетка» Гука) на самом деле формируется живой ядросодержащей плазмой или вязким веществом внутри нее, точно так же, как улитка формирует свою раковину путем отделения или «секреции» мертвого, твердого химического осадка на своей живой поверхности. Шванн показал, что все — не просто особые исключительные случаи, а все — ткани растений и животных построены из ядросодержащих клеток, причем клеточная стенка часто бывает не твердой и ящикообразной, а мягкой, желатиновой, неправильной формы, а иногда очень тонкой, иногда очень толстой. Каждая живая клетка таким образом окружена химическими продуктами своей собственной деятельности или может откладывать эти продукты внутри себя, как в бокаловидной клетке и жировой клетке, видимых на рис. 40, C и D, и эти продукты различаются в разных тканях. Клетки ткани, используя это слово для обозначения мягких ядросодержащих частиц или телец протоплазмы или «клеточного вещества», должны рассматриваться как микроскопические живые «ткачи» или создатели ткани. Клетки в одной ткани могут образовывать соты из ящиков; в другой — желеобразную массу или волокнистую сеть, с клеточным веществом, рассеянным в ней в виде ядросодержащих частиц (рис. 39). Или клетки могут быть удлиненными и сократимыми (рис. 37, E, F). Они могут быть более или менее слиты друг с другом, как в плоти или мышечном волокне; но мы всегда можем распознать присутствие отдельных клеток под микроскопом по их отчетливым и отдельным «ядрам».

Рис. 40. — Три вида клеток, увеличенные в тысячу раз по линейным размерам. A, ряд реснитчатых клеток. B, одиночная отделенная реснитчатая клетка: обратите внимание на ядро в каждой клетке. C, бокаловидная клетка с поверхности слизистой оболочки, производящая c — слизистый секрет; d — стенка клетки; b — ядро; a — протоплазма, в которой накапливался секрет c, пока он не прорвался на свободном конце клетки. D, жировая клетка; a — ядро, окруженное протоплазмой; e — тонкий слой протоплазмы, обволакивающий большую каплю масла f, которая образовалась внутри нее.

[Примечание транскрибатора: Оригинальное изображение имеет общую высоту примерно 2¾ дюйма (7 см) и ширину 2 дюйма (5 см).]

Самый важный вывод Шванна из этого повсеместного присутствия мягких телец клеточного вещества, каждое со своим шарообразным ядром, во всех тканях и самых разнообразных частях животных, а также растений, заключался в том, что жизнь живого существа, химические и физические изменения, которые происходят в нем от рождения до смерти, состоят в химических и физических изменениях в каждом из этих микроскопических ядросодержащих тел, и что жизнь всего животного или растения является суммой жизней этих микроскопических единиц. Если мы хотим узнать больше о реальной природе роста и деятельности живых существ, говорил Шванн, мы должны тщательно изучить и установить химические и физические изменения, а также свойства клеточного вещества во всех различных разновидностях тканей. Такова знаменитая «клеточная теория» Шванна. И это исследование клеток всех видов тканей растений и животных, а также эксперименты с ними продолжаются с тех пор, как Шванн сделал свое историческое заявление более семидесяти лет назад. Отрасль науки, называемая «гистологией», является результатом этого изучения.

Микроскопы были значительно улучшены с тех пор, как писал Шванн, сначала в Англии отцом нынешнего лорда Листера, затем позже в Германии Аббе и Цейсом из Йены. Был разработан ряд методов для того, чтобы сделать «клетки» в толстых, твердых тканях видимыми. Очень тонкие срезы — достаточно тонкие, чтобы быть прозрачными — сначала нарезались из свежих тканей и исследовались в проходящем свете. Это давало неплохие результаты в грубом приближении, но лучшие результаты были получены путем отверждения тканей в спирте или хромовой кислоте, когда можно было нарезать удивительно тонкие срезы и сделать их полупрозрачными путем пропитывания лаком, в котором они сохранялись для изучения под микроскопом между двумя стеклянными пластинками. Срезы окрашивались различными красителями, такими как кармин, кампеш, анилиновые красители и т. д., и было обнаружено, что ядра клеток, а также гранулы и волокна как в мельчайших клетках, так и в окружающем веществе, произведенном ими, можно различить более четко благодаря их различному сродству к красителям. И пока в сотнях лабораторий продолжалось бесконечное нарезание срезов, окрашивание и тщательное рисование и запись обнаруженной структуры, другие исследователи посвятили себя трудной задаче увидеть клеточное вещество или протоплазму и ее ядро под самым сильным увеличением микроскопа, пока они еще живы! Казалось бы, безнадежная задача — исследовать под микроскопом с сильным увеличением клетки (менее тысячной доли дюйма в ширину) внутри твердого стебля или листьев растения или тела животного, не убивая растение или животное и клетки, из которых они состоят. Как знают большинство моих читателей, передняя линза (или «стекло») микроскопа с сильным увеличением должна быть поднесена очень близко к любому объекту, чтобы сфокусироваться на нем — на расстояние до одной двадцать пятой дюйма. Затем исследуемый объект должен быть очень маленьким и прозрачным, чтобы свет мог проходить сквозь него, как сквозь слайд в волшебном фонаре, и таким образом формировать четкое, хорошо определенное изображение в фокусе микроскопа, где его воспринимает глаз.

К счастью, существуют некоторые факты о живых клетках или тельцах протоплазмы, которые позволяют нам исследовать живые клетки, несмотря на эти трудности. Во-первых, существует целое множество мельчайших животных и растений — многих различных видов, — которые состоят только из одной клетки или ядросодержащего тельца протоплазмы (рис. 36 A); они прозрачны, в изобилии встречаются в пресной и морской воде и их можно искать с помощью микроскопа в капле воды, помещенной на плоскую стеклянную пластинку и покрытой специально тонким покровным стеклом. Многие из них изучались часами — и даже днями — непрерывно, и были установлены замечательные внутренние токи и движения их вязкой «протоплазмы», ее изменения формы, питание и рост, а также детали процесса деления на две части, посредством которого она размножается, а также воздействие на нее света, тепла, электричества и механического удара, а также всевозможных химических веществ, осторожно введенных под покровное стекло. Второй факт огромной важности заключается в том, что «клетки» или протоплазматические тельца, которые строят сложное растение или животное, не умирают сразу, когда «умирает» растение или животное, то есть животное или растение может быть «убито», а мелкие кусочки прозрачной ткани удалены из него и помещены под микроскоп, где при надлежащем уходе клетки могут оставаться живыми в течение некоторого времени. Волоски многих растений представляют собой цепочки прозрачных «клеток», или ящиков, содержащих живую, текучую, активную протоплазму. Эти волоски можно срезать, и клетки будут оставаться живыми в течение долгого времени, пока они находятся под микроскопом (см. рис. 15 bis). Прозрачную оболочку глаза — называемую роговицей — можно удалить у лягушки после того, как она была убита, и все еще живые клетки в нежной, похожей на стекло ткани можно изучать под микроскопом с самым сильным увеличением, и они свидетельствуют о своей жизни своими движениями и другими изменениями. Наиболее удобной и важной для этого изучения является кровь — ибо там клетки свободны, плавают в жидкости. Клетки в крошечной капле человеческой крови можно поддерживать живыми в течение нескольких часов, если стеклянную пластинку держать в тепле, что легко сделать, и я видел клетки в капле крови лягушки (умело обработанной), все еще живые и демонстрирующие активные движения через две недели после того, как лягушка, из которой была взята капля крови, была мертва и похоронена. Эти плавающие, движущиеся клетки крови — «фагоциты», которые поглощают и переваривают болезнетворные микробы и другие частицы (рис. 36 B). Другие, более многочисленные клетки крови — это переносчики кислорода, или красные тельца, которые не показывают никаких движений или изменений активного рода, пока они живы.

XIX ПРОТОПЛАЗМА, ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ

Результатом изучения живого клеточного вещества, или протоплазмы, является то, что каждая клетка имеет индивидуальную жизнь и часто проявляет это своими движениями, изменением формы и внутренними токами гранул, а также особыми химическими веществами, которые она производит и потребляет. Все они зависят в своей активности от присутствия свободного кислорода; все они погибают от тепла, значительно меньшего, чем температура кипящей воды; они постоянно впитывают воду, заряженную химическими веществами, которые питают их и заставляют увеличиваться в объеме и делиться на две части; и они производят различные химические тела в протоплазме и излучают тепло, электрические разряды, а иногда и свет. Некоторые из них, по сути, делают в своем малом микроскопическом масштабе все то, что, как мы видим, делает сложное, большое животное или растение, составными частями которого они являются. Клетки печени производят желчь, клетки слюнных желез — слюну, а клетки кишечной стенки — слизистую жидкость, и выдавливают или выбрасывают эти продукты в прилегающие протоки (см. рис. 40 C). Другие клетки откладывают (в виде клеточной стенки или покрытия) волокнистые и твердые вещества, которые образуют скелет; другие превращаются в роговое вещество и сбрасываются с поверхности кожи у человека в виде «перхоти»; другие образуют большие сократимые массы, называемые мышцами. Одна группа выделена для контроля над другими клетками с помощью чего-то, напоминающего систему электрических проводов и батарей — это нервные клетки (рис. 37 D) с их тонкими, нитевидными ветвями, нервными волокнами, которые достаточно длинны, чтобы пронизывать каждую часть тела и соединять ее с нервными клетками в великих центрах, называемых мозгом, спинным мозгом и ганглиями.

Одно время считалось, что клетки в тканях растений и животных могут возникать de novo путем своего рода осаждения жидкого вещества. Но теперь известно, что каждая клетка возникла путем деления уже существующей клетки на две, причем сначала делится ядро материнской клетки, а затем остальная часть клетки. «Каждая клетка возникает путем деления предшествующей клетки» — таков закон, и к этому добавляется: «Каждый отдельный организм, растение или животное, сам происходит от одной клетки, оплодотворенной зародышевой клетки». Это два закона фундаментальной важности в изучении живых существ. Они верны как для человека, так и для самого маленького червя; как для самого большого дерева, так и для самого незначительного мха или водоросли. Когда оплодотворенная яйцеклетка делится, а ее потомство продолжает делиться и расти в объеме за счет превращения питательных веществ в протоплазму, делящиеся клетки не обязательно полностью отделяются друг от друга. В больших участках клеток (или тканях) мы часто обнаруживаем, что соседние клетки соединены друг с другом чрезвычайно тонкими нитями протоплазмы. Всего двадцать лет назад предполагалось, что, хотя соседние клетки, как правило, соединены таким образом у животных, а также часто соединены с тончайшими нервными нитями, у растений твердые, ящикообразные футляры, которые окружают протоплазму — и которые, будучи увиденными высушенными и пустыми Робертом Гуком, побудили его ввести слово «клетка» для их описания, — образуют полностью закрытые футляры, так что живая протоплазма каждой растительной клетки полностью отрезана от своей соседки. Теперь, благодаря улучшенным методам микроскопического исследования, было обнаружено, что это ошибка. Клеточная стенка у очень многих растений, хотя и выглядит такой твердой и четко очерченной, все же пронизана тонкими нитями клеточной протоплазмы, так что каждая клетка находится в живой связи со своей соседкой. Таким образом, как у растений, так и у животных, отдельные клеточные единицы образуют более или менее непрерывное целое живой материи, разделенное мертвыми, инертными клеточными стенками и продуктами клеточной деятельности; но, тем не менее, соединенные в определенных участках и областях друг с другом непрерывностью живой материи в виде чрезвычайно тонких нитей.

Те животные и растения, которые построены из многих клеток многих разновидностей — то есть все, кроме микроскопических одноклеточных видов, — могут рассматриваться как сложные организмы — клеточные государства или сообщества, в которых отдельные клетки, все происходящие от одной исходной материнской клетки, являются гражданами, живущими группами и жилищами (тканями), имеющими свои различные занятия и способности, осуществляющими отдельные операции и работающими вместе для общего блага, той «жизни», как мы ее называем, отдельного растения или животного, которые они составляют. Это сравнение должно служить лишь иллюстрацией индивидуального характера и скоординированной деятельности клеток многоклеточного растения или животного. Не следует забывать, что отдельные клетки все происходят путем бинарного деления от исходной зародышевой клетки, что они не пришли в соприкосновение из разных источников, а часто удерживаются вместе нитями своего живого материала, которые остаются после процесса деления одной клетки на две.

Протоплазму называли «физической основой жизни». Поскольку деятельность, которой мы даем название «жизнь», заключена в протоплазме и является химической и физической деятельностью, подобной деятельности других тел, пусть даже более тонкой и сложной, — мы вправе рассматривать протоплазму как субстанцию в нас и других организмах, которая «живет». Смерть состоит в разрушении — химическом разложении или распаде протоплазмы. В простых микроскопических одноклеточных животных и растениях это очевидно — пока протоплазма сохраняет свою химическую структуру, она не «мертва». Таким образом, со многими маленькими простыми организмами — такими как анимикули и семена растений — возможно высушить их, подвергнуть воздействию экстремального холода и лишить (с помощью вакуумного насоса) всякого доступа свободного кислорода или других газов. Все химические изменения таким образом неизбежно останавливаются. Но атомная структура химических молекул в протоплазме не разрушается. Сэр Джеймс Дьюар, М. Беккерель и другие показали это с помощью самых тщательно проведенных экспериментов. Семена клевера, горчицы и пшеницы, подвергнутые такой обработке, не «умирают»; механизм остается нетронутым, и когда через много недель семена увлажняются, согреваются и получают доступ к атмосфере, механизм снова начинает работать, протоплазма возобновляет свою деятельность, семя «прорастает». Аналогично Дьюар показал, что бактерии не погибают от экстремального холода, температуры жидкого водорода. Будучи замороженными таким образом, они остаются инертными, но даже в этом состоянии подвержены риску быть «убитыми» воздействием синих и ультрасиних лучей солнечного света! Жизнь была определена Гербертом Спенсером как «непрерывное приспособление внутренних отношений к внешним», и это подразумевало, что то, что называется «мнимой смертью», не является действительно возможной вещью, а может существовать только кажущаяся или приблизительная приостановка. Напротив, кажется, что точно так же, как мы можем остановить часы, придержав балансир иглой, и при этом не «убить» часы — ибо они возобновят свое движение, как только игла будет удалена, — так и изменения химических молекул протоплазмы могут быть остановлены, но если химическая «структура» не повреждена, механизм протоплазмы может возобновить свою деятельность, когда причины, вызывающие остановку, будут устранены. Неактивная, неизменная протоплазма не «мертва», она не была «убита», пока ее механизм остается нетронутым.

С другой стороны, фактом является то, что этот механизм — химическая структура протоплазмы — очень легко разрушается. Одноклеточный организм химически разрушается при раздавливании или нарушении целостности, а также при последующем смешивании его частиц с избытком воды; кроме того, он разрушается под воздействием температуры, достаточно высокой, чтобы вызвать боль при прикосновении к нашей коже, но все же значительно ниже температуры кипения воды, а также под воздействием яркого солнечного света и очень многих разновидностей химических веществ, особенно кислот, даже в очень сильном разведении. У сложных животных и растений протоплазма жизненно важных и значимых клеток организма может быть разрушена, после чего часто и, как правило, наступает разрушение или гибель других клеток, не затронутых первоначальным поражением. Протоплазма клеток сложного животного зависит от правильной деятельности многих других клеток, помимо тех, что входят в состав его собственной ткани или находятся в той же части тела. Если протоплазма определенных нервных клеток, клеток крови или пищеварительных клеток отравлена, повреждена или химически нарушена, другие клетки в результате — не сразу, а через короткий промежуток времени — лишаются необходимого им химического питания, кислорода, привычной температуры, и так, понемногу, великое «тело» — сложный организм — перестает жить, то есть его протоплазма шаг за шагом и постепенно претерпевает необратимое химическое изменение или распад.

Когда человек входит в состояние, которое мы называем «смертью», сначала прекращаются общие мышечные движения, затем дыхательные движения (поэтому зеркало, поднесенное ко рту, использовалось для проверки дыхания, и отсутствие влаги на поверхности зеркала считалось доказательством смерти), затем движение сердца, за чем следует ужасающая бледность обескровленного лица и губ, а также охлаждение всего тела, которое больше не согревается током крови. Но еще долго после того, как произошли эти изменения, протоплазма клеток во многих частях тела остается неповрежденной. Борода у трупа будет расти спустя часы после того, как наступили все вышеупомянутые серьезные остановки движения. У холоднокровных животных, таких как лягушка, протоплазма мышц остается неповрежденной спустя много часов после обезглавливания, и их можно стимулировать, заставляя сокращаться. Смерть, по сути, наступает в тканях многоклеточного животного лишь тогда, когда их протоплазма химически разрушается под воздействием губительной температуры, накопления ядовитых веществ или активных бактериальных микробов, которые становятся преобладающими из-за остановки основных механизмов дыхания, кровообращения и нервного контроля.

Нужно ли тогда предполагать, что нечто — сущность, дух, нематериальное существование, называемое «жизнью» или «жизненной силой», или «anima animans» — уходит или, так сказать, испаряется из того, что было живым, а теперь мертво? Безусловно, не более, чем необходимо предполагать, что сущность или нечто под названием «смерть» овладевает им, когда оно перестает совершать изменения, которые мы называем «жизнью». Не следует думать, что мы считаем уникальные и поистине внушающие трепет процессы, происходящие в протоплазме живых существ, чем-то простым, легко объяснимым и понятным только потому, что мы отказались от представления о том, что жизнь — это сущность, которая входит в живые существа извне и покидает их при смерти. На самом деле представление о «духах», будь то низшего или высшего порядка, которые якобы вселяются в различные природные объекты, включая деревья, реки и горы, а также животных и человека, не помогает нам, а лишь мешает получению более полных знаний о природных процессах. Когда мы говорим, что жизнь и даже ее самый грандиозный результат — человеческий разум — должны изучаться, а их постепенное развитие прослеживаться как часть упорядоченного развертывания природных процессов, мы ничуть не менее почтительны, ни в малейшей степени не менее впечатлены чудом, необъятностью и тайной Вселенной, чем те, кто, с радостной и упорной приверженностью примитивным концепциям, думает, что может объяснить вещи, призывая жизненные сущности и блуждающих духов.

ПРИМЕЧАНИЯ:

[3] Протоплазма не является единым химическим соединением; это название, данное мягкому, слизистому веществу клеток, которое содержит множество химических соединений — белки, жиры и другие; некоторые из них находятся на пути к приобретению большей химической сложности, другие — в процессе разрушения. Критическое высшее химическое тело, скрытое в протоплазме, не имеет общепризнанного названия. Это белковоподобное тело, состоящее главным образом из углерода, кислорода, водорода и азота с некоторыми солевыми компонентами. Это и есть настоящее конечное «живое вещество», и в 1886 году в «Британской энциклопедии» (статья «Protozoa») я предложил называть его «плазмогеном».

XX ХИМИЯ И ПРОТОПЛАЗМА

Когда химик исследует живое клеточное вещество, или протоплазму — максимально очищенную от мертвых оболочек и продуктов ее собственной жизнедеятельности, — чтобы понять, если удастся, что она представляет собой химически, он обнаруживает, что она состоит из элементов углерода, кислорода, водорода и азота с добавлением серы. Фосфор и некоторое количество поташа, соды и извести также очень часто связаны с названными элементами. Они объединены в протоплазме таким образом, что образуют химические соединения, напоминающие яичный белок и включающие его, которые называются «белками». Химическое соединение — это очень определенная и особая вещь, и когда говорят, что нечто является определенным химическим соединением, имеют в виду, что это не просто «смесь», а нечто, состоящее из химических элементов (некоторых из длинного списка примерно восьмидесяти неразрушимых, неразложимых «простых» тел — газов, жидкостей, металлических и неметаллических твердых веществ, признанных химиками и известных как таковые), особым образом соединенных или «связанных» друг с другом в определенных весовых пропорциях.

Возьмем, к примеру, воду. Вода — это определенное химическое соединение, образованное химическим соединением двух чистых элементов, газов водорода и кислорода: восемнадцать унций воды состоят из двух унций водорода и шестнадцати унций кислорода. При температуре выше температуры кипения воды газы при соединении сжимаются, образуя водяной пар: три пинты соединяющихся газов (состоящих из двух пинт водорода и одной пинты кислорода) образуют всего две пинты водяного пара. При охлаждении до температуры ниже 212 градусов по Фаренгейту он внезапно сжимается до нескольких наперстков чистой жидкой воды. Ни кислород, ни водород в «несвязанном» состоянии не сжижаются до температуры значительно ниже нуля.

Белок, таким образом, является химическим соединением уже упомянутых элементов — углерода, кислорода, водорода, азота и серы, — но объемные пропорции этих элементов друг к другу представлены очень большими цифрами, а не просто два к одному, как в случае с водой. Именно углерод в них заставляет «белки» чернеть при разрушении от горения, а сера вызывает запах тухлых яиц. В то время как конечная молекула или физическая частица воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, молекула белка, называемого «альбумином», построена из семидесяти двух атомов углерода, ста двенадцати атомов водорода, восемнадцати атомов азота, двенадцати атомов кислорода, приведенных в связь с одним атомом серы. Вероятно, в некоторых других белках число этих атомов должно быть умножено на три. Сложный «атомный состав» молекулы белка делает ее очень нестабильной; она легко распадается, а элементы соединяются в других, более простых пропорциях, образуя менее «деликатные» тела. Живая протоплазма состоит главным образом из белков и соединений, которые находятся на пути к усложнению, шаг за шагом образуя все более сложные комбинации, пока не достигнут стадии белка, а также из многих других, являющихся продуктами распада, спускающимися, так сказать, с головокружительных высот белковой комбинации. Протоплазма клетки содержит более мелкие и более крупные гранулы, которые являются этими восходящими и нисходящими веществами; она также содержит другие вещества в растворенном и невидимом виде — ибо, подобно куску желе (которое повар подает в форме, пропитанным ароматом и цветом), протоплазма может впитывать большое или малое количество воды, а вместе с водой (это важный момент) — всевозможные химические тела, растворимые в воде. Точно так же, как кусок дрожащего телячьего желе (которое является химическим соединением более низкого класса, чем белки, но похоже на них), будучи помещенным в неглубокую посуду с водой, окрашенной кармином в красный цвет, не растворяется в воде, а поглощает воду и кармин, позволяя окрашенной воде и любым химическим телам, растворенным в ней, диффундировать и становиться физически, хотя и не химически, частью своего вещества, так и протоплазма поглощает воду и растворенные в ней соединения. Подобно тому, как «желе» из водоудерживающего желатина может отдать свою воду и стать твердым и роговым, так и протоплазма способна постепенно отдавать значительную часть своей воды, а в некоторых случаях даже становиться твердой и роговой, но при этом быть способной вернуться в активное состояние при повторном увлажнении. Более того, «желе» можно заставить «впитать» или принять в себя воду и позволить ей пройти сквозь свое вещество, чтобы вымыть из него все растворимые вещества. Таким же образом протоплазма живой клетки снабжается питательными и насыщающими кислородом жидкостями, которые диффундируют в нее, и «вымывается», очищаясь от отработанных или ненужных химических соединений водой, которая сначала проникает в нее, а затем диффундирует наружу в окружающие водянистые жидкости, унося с собой избыток растворимых химических тел.

Хотя белки являются соединениями самой высокой стадии химической сложности, распознаваемой в протоплазме, и, по-видимому, составляют основную часть ее вещества, мы должны тщательно избегать ошибки (которая встречается нередко), полагая, что протоплазма сама по себе является определенным химическим соединением. Это не так. Клеточная протоплазма включает ядро, это более плотное центральное тело, и представляет собой структуру, состоящую из «белков» и множества гранул и пылевидных частиц, а также из более или менее жидких или водянистых частей, которые менее сложны по своей химической природе, чем белки. Некоторые из видимых гранул и невидимых жидкостей, присутствующих в протоплазме, находятся в процессе построения до стадии белковой сложности, в то время как другие являются ступенями деградации и разложения. У нас нет оснований полагать, что молекулы какого-либо белка, известного в настоящее время химикам, действительно являются высшей степенью химической сложности, достигнутой в живой протоплазме. Вероятно, существует еще более высокая стадия сложности, химическое тело, даже более сложное, чем «белок», которое постоянно притягивает к себе более простые химические соединения и столь же постоянно распадается. Это конечное химическое вещество жизни. Оно скрыто невидимо в протоплазме, однако все химические изменения, происходящие в протоплазме клетки, либо ведут к этому высшему жизненному веществу, либо ведут от него вниз. Это конечное соединение, которое мы предполагаем существующим, но не продемонстрировали, было названо «плазмогеном». Именно в этом теле заключено особое свойство живой материи, а именно: притягивать к себе вещества, содержащие так называемые «органические» элементы — углерод, кислород, водород и азот — и воздействовать на них таким образом, что они «питают» его, то есть химически соединяются с ним, образуя больше «плазмогена».

Промежуточные стадии, ведущие к плазмогену, и продукты, возникающие в результате его непрерывного распада, формируются под влиянием этого уникального химического тела и только им одним. Химикам пока не удалось их создать; только менее сложные виды были «искусственно» сконструированы без помощи живого плазмогена. Создать сам плазмоген — задача для химиков далекого будущего. В ранние геологические эпохи плазмоген возник; с тех пор он продолжает «питать» себя, поддерживать себя, расти и распространяться по земле. Маловероятно, что условия, приведшие к его образованию, когда-либо повторялись. Весь последующий плазмоген был образован ростом и увеличением того первого образца, который однажды в отдаленный период истории Земли был создан химическими условиями, прекратившими свое существование, как только они его произвели.

Единственный известный нам процесс в природе, который напоминает «строительное» действие плазмогена, конечной молекулы жизни, скрытой в протоплазме клетки, — это избирательное действие кристаллов, которые притягивают к себе из раствора или магмы всевозможных химических тел те молекулы химической природы, которые идентичны их собственным, и выстраивают их в особые и определенные кристаллические формы. Но существует очень большой разрыв между этим процессом и даже простым усвоением живой материей органических элементов, чтобы поднять их с более низкого на более высокий уровень химической сложности соединения. И сверх этого мы добавили в случае с живым материалом к простой способности к усвоению и росту почти немыслимые сложности и вариации специфической формы и качества, а также индивидуальной формы и качества, которые определяются особыми сложностями и вариациями плазмогена, этого уникального соединения, скрытого в клеточной протоплазме.

Мы не можем в настоящее время, если вообще когда-либо сможем, адекватно представить себе механизм плазмогена, хотя попытка была и должна быть сделана. Но мы можем внимательно наблюдать за его работой; мы можем установить условия, которые способствуют, сдерживают или изменяют его активность; фактически, мы можем наблюдать его продукцию и экспериментировать с ним тысячами способов, и таким образом получать все больше и больше знаний о нем. Мы не склонны полагать, что им овладел демон, или что в нем обитает некая неизвестная в другом месте сущность. Нам достаточно убедиться в том, что его качества, хотя их можно сгруппировать с химическими и физическими качествами других тел, настолько превосходят их по сложности и необъятности результата — всего творения растительной и животной жизни, — что их появление фактически представляет собой новый этап, внезапное и, для нас, необъяснимое приобретение. Но тогда мы должны помнить, что для нас также необъяснимо, что вода внезапно превращается в лед при низкой температуре и внезапно становится паром при высокой температуре, даже если мы способны вообразить механизм, который делает эти изменения необходимыми. Мы не можем «объяснить» природу вещей. Даже если мы можем классифицировать их и расположить в порядке, и более или менее удовлетворительно угадать, каков их внутренний механизм, мы не можем, в нашем нынешнем состоянии знаний, проследить их в деталях до самого начала. Даже если мы верим, что такая история лежит позади нас, мы сами пока не можем показать, как именно каждое качество, свойство и форма материи развивались в должном порядке как нечто неизбежное во время остывания космического газа. Все, что мы можем сделать, — это установить, шаг за шагом, некоторые последовательности, некоторые линии упорядоченного развития и взаимодействия, добавляя таким образом шаг за шагом к нашим знаниям о том, что произошло.

XXI САМЫЕ ПРОСТЫЕ ЖИВЫЕ СУЩЕСТВА

В старые времена, если кто-то хотел сравнить человека с самым ничтожным и простым из животных, его называли «червем». Но на самом деле червь — это очень сложное существо с кожей, мышцами, кровеносными сосудами, почками, нервной системой, глоткой, желудком и кишечником, и он построен из сотен тысяч протоплазматических клеток. Шекспир был ближе к истине, когда заставил одного из своих бескомпромиссных профессиональных «убийц» воскликнуть, вонзая кинжал в сердце юного Макдаффа: «Что, ты, яйцо!» Яйцо — это одна клетка или тельце протоплазмы, и самые простые живые существа имеют такое же строение — просто единицы, отдельные тельца протоплазмы, часто менее одной тысячной дюйма в диаметре, невидимые без микроскопа, хотя в некоторых случаях достаточно крупные, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, когда они плавают или ползают в стакане прудовой воды. Многие тысячи видов этих простейших животных и растений были тщательно описаны, отличены друг от друга и названы натуралистами.

Многие из этих одноклеточных животных (или «простейших») ползают благодаря любопытному неравномерному текучему движению вязкой цепкой протоплазмы, из которой они состоят. У них нет твердой оболочки или клеточной стенки, только тончайшая пленка на поверхности. Протей-анималькуль (рис. 36 А) так называется из-за постоянного изменения формы; его также называют амебой по этой причине. Он растекается в широкие, иногда удлиненные, пальцевидные отростки, один или несколько из которых разного размера могут образовываться одновременно, а затем быстро исчезать по мере движения всего существа. Твердые частицы пищи — крошечные одноклеточные растения — поглощаются движущейся вязкой протоплазмой и перевариваются внутри нее, то есть химически растворяются, точно так же, как пища переваривается в желудке крупного животного. Бесцветные клетки нашей крови и лимфы (рис. 36 В) называются «амебоидными» из-за их идентичности с амебой по форме, движению и пищеварительной способности. У некоторых из этих анималькулей (солнечные анималькули и другие) отростки протоплазмы имеют форму очень тонких, длинных расходящихся нитей, которые запутывают частицу пищи, а затем сокращаются, втягивая ее в дискообразное центральное тело.

Целая группа или отдел этих простейших животных снабжены специальными движущимися или вибрирующими волосовидными выростами протоплазмы, называемыми «ресничками» (cilia), что является латинским названием «ресниц», с которыми их сравнивают. Эти реснички расположены с большой регулярностью рядами, кругами или спиралями на поверхности «клетки». Они встречаются не только на клетках, которые являются независимыми одноклеточными животными и растениями, но и на клетках, образующих покров или поверхностный слой многих более крупных животных (рис. 40 А и В). Так, у нас самих они выстилают дыхательное горло, а также выстилают внутреннюю полость мозга и спинного мозга. Жабры устрицы и подобных моллюсков, а также другие части их кожи выстланы реснитчатыми или несущими реснички клетками, расположенными бок о бок тысячами. Одна «ресничка» похожа на маленький бич кнута и постоянно совершает свое хлещущее движение. Долю секунды она прямая и вертикальная, затем внезапно изгибается и наклоняется в одну сторону с «щелчком» и немедленно восстанавливает свое вертикальное положение (см. рис. 29, стр. 131). Все реснички на одной клетке или одной поверхности «бьют» в одном направлении и с общим ритмом, так что если клетка является свободным, независимым анималькулем, она движется вперед сквозь воду благодаря быстрым ударам этих бесчисленных крошечных «весел» или «лопастей». Если реснички находятся на поверхности — как у жабр устрицы, — они гонят воду и создают постоянный ток. Каждая ресничка состоит из эластичного и сократимого волокна, тесно слитых вместе: сокращение одной части вызывает щелчок или изгиб волосовидной реснички, эластичность другого вещества заставляет ее сразу же выпрямиться снова.

Реснитчатые одноклеточные анималькули (часто называемые инфузориями, потому что они процветают в разлагающихся «настоях») не только плавают с помощью своих ресничек, но и имеют определенный рот или отверстие в твердом внешнем слое протоплазмы клетки, в которое твердые частицы пищи загоняются водоворотоподобными токами, создаваемыми специальными линиями ресничек (рис. 41 А а). Рот ведет через определенную «глотку» внутрь клетки. Помните, что все существо — это лишь одна крошечная клетка или тельце протоплазмы! Она имеет длину всего от сотой до тысячной доли дюйма — с ядром (е на рисунке) более плотной структуры внутри — точно так же, как по основному строению и свойствам одна клетка из многих тысяч, которые составляют печень, или упакованы слоями, образуя нашу внешнюю кожу, или сложены бок о бок (путем самоделения), чтобы составить стебли и листья растений. И все же вот такая клетка — самодостаточная. Когда она делится (как это происходит), две получившиеся клетки не остаются в контакте, как это бывает, когда делится зародышевая клетка (оплодотворенная яйцеклетка). Они просто разделяются, и каждая уплывает прочь и ведет свою собственную жизнь. Многие из них оснащены этими ресничками как наиболее полезным локомоторным аппаратом и как создателями пищевых токов, направляющих пищу прямо в постоянный, определенно сформированный рот. Некоторые также имеют отдельное отверстие, через которое выводятся непереваренные остатки пищи. У них также есть полость, удерживающая жидкость, или серия полостей, которые при растяжении сокращаются и выбрасывают свое содержимое наружу. Это аппарат для «вымывания» протоплазмы одноклеточного анималькуля и избавления от экскреторных продуктов; он определенно сравним по своему использованию, хотя и так различен по происхождению, с многоклеточными почками и мочевым пузырем высших животных.

Рис. 41. — Два экземпляра колокольного анималькуля (Vorticella). А, вытянутый. В, с втянутым диском и свернутым стеблем. а, реснитчатый диск; b, твердое кольцо позади диска, называемое «перистомом»; с, пульсирующая камера, часто называемая сократительной вакуолью; d, полностью переваренная частица пищи на пути к выбросу через глотку; е, ядро в форме сосиски; f, частица пищи, которая только что погрузилась в протоплазму из глотки и окружена небольшим количеством воды; g, глотка; h, резервуар, ведущий от пульсирующей камеры к глотке; i, полый стебель; k, спирально прикрепленная мышца внутри стебля; l, прикрепление стебля к водоросли m.

Один из многочисленных видов «колокольных анималькулей» представляет собой отличный пример, на котором мы можем наблюдать структуры и жизненные процессы в одной клетке (рис. 41). Это грушевидное или колоколообразное тело, немногим более одной тысячной дюйма в ширину, поддерживаемое длинным полым стеблем (хотя иногда оно отрывается от стебля и плавает свободно); внутри стебля находится мышца (k), прикрепленная так, что при сокращении она укорачивает стебель, превращая его в плотную штопорообразную спираль (рис. 41 В). Колоколообразное тело имеет относительно твердую поверхность, под которой находится мягкая, вязкая протоплазма и большое ядро в форме сосиски. Тело может расширяться, чтобы выглядеть как твердый колокол или фигура в форме трубы, с плоской, дискообразной поверхностью там, где должна быть «пустота» колокола, или оно может стянуть края диска вместе и принять форму шара. Линия «ресничек» расположена на краю диска колокола (а) и идет по спирали.

На одной стороне диска есть глубокая ямка. Это рот. Легко кормить это крошечное «яйцо» существа! Порошок из мелких частиц — вареные бактерии, по сути, это то, что я использовал — вводится в воду между двумя стеклышками, в которых колокольный анималькуль демонстрирует себя под нашим микроскопом. Мы видим, как частицы кружатся в вихре, ударяясь о диск колокольного анималькуля, а затем загоняются в ямку или полость открытого рта, откуда они погружаются, заключенные в сферу или капельку воды (f), во внутреннюю протоплазму! Если «вареные бактерии» перед введением окрасить щелочным синим, таким как синий лакмус, то видно, как в течение нескольких секунд они становятся красными — это показывает, что протоплазмой была выделена кислота (вероятно, в сопровождении фермента) в маленькую сферу воды, в которой теперь происходит переваривание вареных бактерий. Через несколько минут вы увидите, как маленькая сфера воды уменьшается в размерах — питательная жидкость поглощается протоплазмой, — а затем вы увидите, как непереваренные фрагменты перемещаются медленным движением к преддверию или «ямке» рта, выбрасываются через временное отверстие из протоплазмы и уносятся токами воды! Если вы окрасите «вареные бактерии» водорастворимым анилиновым синим — как я сделал много лет назад, — вы увидите, что цвет исчезает из частиц, попавших в протоплазму колокольного анималькуля, и вскоре в протоплазме начинает формироваться независимая сфера ярко-синей жидкости. Эта сфера или глобула — упомянутый выше почечный орган — здесь очень простой и одиночный (рис. 40 с). Он называется пульсирующей камерой или «сократительной вакуолью». Он быстро увеличивается, наполняясь синей жидкостью (когда специальная окрашенная пища не подавалась, жидкость бесцветна), затем внезапно сокращается, выпрыскивая свое синее содержимое через специальный резервуар (h) в ротовую ямку (как показано стрелкой на рисунке).

Ядро этих одноклеточных животных часто удлинено (е) и имеет форму, соответствующую общей форме анималькуля; но это то же самое, что и «ядро» всех клеток, будь то растения или животные — более плотное «зернышко» протоплазмы, ограниченное собственной нежной оболочкой или мембраной. Оно проявляет, подобно клеточному ядру обычных клеток, особое сродство к определенным красителям, которые не окрашивают остальную часть клетки, так что его можно сделать очень заметным и ясным, когда анималькуль убит спиртом, пикриновой кислотой или другими консервирующими растворами, а затем окрашен; и оно показывает любопытное расщепление своего вещества на нитевидные волокна, когда анималькуль собирается разделиться на две части — как это видно также во всех клетках, когда начинается регулярный процесс деления одной клетки на две. Более крупные анималькули позволили нам выяснить, каковы особые свойства ядра клеток в отличие от свойств остальной протоплазмы. Трубчатый анималькуль (Stentor) — это одна клетка, и хотя его длина всего одна тридцатая дюйма, он достаточно велик, чтобы его можно было разрезать на части очень умелым использованием тонкого лезвия. Обнаружено, что если мы разрежем Stentor на четыре или пять кусочков, все они продолжают «жить»; то есть плавать благодаря вибрации волосовидных ресничек на их поверхности. Но те кусочки, в которых нет части ядра, погибают через несколько часов. Они не могут принимать пищу или расти. С другой стороны, все кусочки, которые содержат срез ядра, начинают сокращаться и принимать форму исходного Stentor, затем формируют рот, принимают пищу и вырастают в полноценных, завершенных Stentors — анималькулей, подобных тому, путем разрезания которого они были образованы. Этот и подобные эксперименты считаются доказательством того, что процессы питания, роста и производства специфической формы зависят от ядра. В его отсутствие у вас может быть сократимость и активное движение в течение некоторого времени, но нет восстановления, нет построения нового материала, нет направленного или кажущегося «целенаправленным» движения. Такие движения, а именно продвижение в одном направлении, остановка, нерешительное или исследовательское движение вправо и влево, за которым следует быстрое отступление или продвижение по прямой линии, часто демонстрируются этими крошечными анималькулями и не могут быть отличены по характеру от движений, скажем, мухи или даже мыши.

Эти факты проливают большой свет на значение структуры протоплазматического тельца, которое мы называем «клеткой», и показывают, что повсеместное присутствие ядра в каждой «клетке» обусловлено тем, что оно играет важнейшую роль в жизни клетки. Это центр управления, содержащий вещества, благодаря которым происходят изменения, составляющие рост и производство формы, и в отсутствие которых остальная протоплазма не может «продолжать работу», хотя в течение некоторого времени она живет; то есть остается химически неразложившейся и проявляет активное движение. В то же время мы не должны недооценивать важность общей протоплазмы, без присутствия которой ядро не может выполнять свою работу или даже существовать. Неудивительно, что когда клетка делится, происходят любопытные и сложные процессы в ядре, благодаря которым каждая дочерняя клетка получает свою должную половину важнейшего ядерного вещества.

Рис. 42. — Шесть последовательных стадий деления «клетки», чтобы показать появление V-образных нитей окрашиваемого вещества или хроматина. а, покоящаяся клетка, с хроматином, рассеянным в виде тонких неправильных нитей в ядре; b, хроматин принимает форму венка с двенадцатью петлями — он лежит горизонтально поперек клетки; с, петли отделяются друг от друга и образуют двенадцать отдельных V-образных частей; d, каждая из двенадцати частей делится вдоль своей длины на две параллельные V-образные части; е, разделенные части теперь отделяются друг от друга, образуя две венообразные группы из двенадцати V-образных частей на каждом конце клетки; f, стенка клетки образуется поперек между разделенными группами V-образных частей, которые теряют свое регулярное расположение. Каждая группа оказывается заключенной в капсулу и является ядром новой клетки. Это регулярный процесс деления клетки и способ, которым хроматин ядра расщепляется, чтобы быть поровну разделенным между двумя дочерними клетками. У некоторых видов животных клетки имеют до тридцати шести V-образных хроматиновых тел; у других — всего два. Различные растения также показывают подобное различие в количестве хроматиновых тел, характерных для вида.

Когда клетка делится, делению или расщеплению клетки предшествуют своеобразные изменения в ядре. В ядре каждой клетки — как тех, что являются простыми анималькулями, так и тех, что являются зародышевыми клетками и сперматозоидами, и тех, что образуют, собранные в огромных количествах, живое вещество более крупных животных и растений — есть материал, который является своего рода сложным белком (см. стр. 185) и сильно окрашивается кармином, кампешевым деревом и подобными красителями, и называется «хроматином». Он часто существует в форме крошечных гранул и нитей (рис. 42 а), но рано или поздно всегда принимает форму неправильно волнистой нити или нитей. Когда клетка собирается разделиться на две — как это делают все растущие и активные клетки, — нить располагается подобно зигзагообразному поясу вокруг экватора шаровидного ядра (рис. 42 b). Затем край ядра, по-видимому, растворяется в общей протоплазме, и зигзагообразные кусочки окрашиваемой нити отделяются друг от друга, образуя кольцеобразную группу V-образных частей (рис. 42 с). Существует замечательный факт относительно количества этих V-образных частей. Они идентичны по количеству во всех клетках одного вида или рода животных или растений, но могут быть в разном количестве у родственных видов. У саламандры их двадцать четыре; у некоторых червей только два, у некоторых насекомых тридцать шесть, у некоторых растений восемь, у других двенадцать и так далее. Когда V-образные части таким образом заняли свое положение в делящейся клетке, каждая расщепляется продольно, образуя две V-образные части, лежащие одна над другой (рис. 42 d). Затем половинки разделяются и удаляются друг от друга. Таким образом, два кружка, каждый из которых состоит из правильного количества V-образных частей, встают на свои места на противоположных сторонах клетки (рис. 42 е). После этого протоплазма защемляется между двумя кружками, чтобы разделить клетку на две половины, каждая со своим кружком из точно правильного количества V-образных частей «хроматина», образованных расщеплением частей материнской клетки (рис. 42 f). Именно таким образом ядра новых клеток точно снабжаются не просто половиной ядерного хроматина материнской клетки, а половиной, взятой из всех ее частей, благодаря нитевидной форме хроматина и продольному расщеплению нити.