Несомненно, тканевые клетки находятся в том же положении, что и половые клетки. Что касается микроскопических признаков, яйцеклетки и сперматозоиды удивительно похожи у всех млекопитающих; во многих случаях мы не смогли бы различить таковые у разных животных. Но, поскольку они несут специфические признаки, мы не можем сомневаться в том, что они так же различны, как и виды, хотя и невидимо для нас.
Продукты половых клеток показывают нам достаточно ясно, что из каждого вида яйца может развиться только его собственный вид организма. Конечно, не так очевидно, что, помимо своих видимых микроскопических признаков, ткани и органические части обладают более общими признаками, идентичными во всех по-разному специализированных тканях одного организма; но мы можем сделать вывод о существовании таких латентных признаков, по крайней мере частично, из результатов, полученных в случае растений путем прививки, в случае животных — путем трансплантации и переливания.
В случае растений можно привить черенок, срезанный с одного дерева, на ствол или нижнюю часть другого дерева того же вида и таким образом добиться прочного и длительного соединения между ними. Через короткое время соответствующие ткани частей, приведенных в соединение, спокойно объединяются. Таким образом, из двух разных индивидов искусственно может быть произведен один живой организм.
Можно было бы ожидать, поэтому, что черенок и ствол, выбранные от двух близкородственных видов, таких как, например, груша и яблоня, соединятся, когда подходящие ткани будут соединены вместе. Но этого не происходит. Успешная прививка зависит гораздо меньше от соединения очевидно подходящих частей, чем от признаков, не распознаваемых нами, таких как глубокое родство между частями и специфические признаки их клеток; в то время как в случае индивидов одного вида две части соединятся, даже если они не приведены в подходящее соединение или когда они принадлежат к разным частям организма, как, например, к корню и листу; однако при отсутствии глубокого родства соединение не произойдет.
Обычно это родство, которое называют вегетативным сродством, зависит, подобно половому сродству, от степени систематического родства. По-видимому, происходит то же самое, что и при обычном оплодотворении, когда соединяются половые клетки разных разновидностей или видов. В обоих случаях в среднем происходит так, что соединение тем более ожидаемо, чем ближе растения, о которых идет речь, родственны в естественной системе классификации.
Но при прививке, как и при перекрестном оплодотворении, случаются неожиданные исключения из этого правила. Опираясь на них, Негели полагал, что внешние отличительные признаки не всегда правильно указывают на внутренние конституциональные различия. Часто соединение не происходит между растениями, наиболее близкородственными в классификации, наиболее похожими по внешним признакам; в то время как оно произойдет между растениями, наиболее отличающимися по внешнему виду и принадлежащими к разным родам или даже семействам. Другими словами, внешние признаки не дают верного показателя степени вегетативного сродства или полового сродства между двумя видами растений.
В качестве примера этого Фёхтинг в своем трактате о трансплантации растительных тканей берет виды грушевых деревьев. Прививка между ними и яблонями происходит только с трудом, хотя яблоня является близким родственником и принадлежит к тому же роду. С другой стороны, большинство из них легко прививаются на айву, хотя та принадлежит к другому роду. В этом случае также нет полового сродства между пыльцой и яйцеклетками. Гибриды не образуются между грушей и яблоней.
Мне кажется вероятным, хотя пока я не могу получить полное доказательство этого, что половое и вегетативное сродство, то есть отношение между яйцеклеткой и пыльцой двух видов и отношение между черенком и стволом, зависят от одних и тех же внутренних качеств того элементарного организма, которым является клетка.
Фёхтинг различает гармоничные или дисгармоничные способы соединения между черенком и стволом в зависимости от того, достигают ли они формирования функционального единства. Среди случаев дисгармонии есть несколько интересных градаций. Вообще говоря, в случае растений, не адаптированных друг к другу, попытки соединения не происходит, и привитый черенок быстро погибает; иногда даже ствол погибает, как будто он был отравлен привоем. В других случаях дисгармония проявляется не так сильно. Черенок и ствол начинают соединяться, но рано или поздно возникают нарушения, и результатом становится полное разрушение. Согласно Фёхтингу, в случае некоторых Cruciferæ нарушения следующие: черенок начинает образовывать корни на своем нижнем конце, и они врастают в ствол хозяина. Через них черенок использует в качестве пищи соки и соли ствола, отказываясь соединяться со стволом так, чтобы образовать единый индивид. Как говорит Фёхтинг, это образование корней является просто попыткой черенка завершить свою собственную индивидуальность. Вместо того чтобы врастать в корпоративное единство со стволом, черенок пытается стать паразитом на нем. Дальнейшим следствием часто является то, что ствол тоже начинает реагировать на влияние неадаптивного чужака. Так, когда Фёхтинг привил Rhipsalis paradoxa на Opuntia labouretiana, он обнаружил, что вокруг корней привоя ткани хозяина выбрасывали защитный слой пробки или местами превращались в желатинозную массу.
В некоторых случаях экспериментаторы преодолевали дисгармонию между двумя видами, A и B, используя третий вид, C, обладающий вегетативным сродством как к A, так и к B. Таким образом, создается посредник между двумя дисгармоничными формами, и благодаря такой договоренности из частей трех разных видов производится единый функциональный индивид. Так, на A, как на подвой, прививается побег C, в то время как на этот побег C, как на подвой, в свою очередь прививается побег B.
В вопросе об этих различных степенях дисгармонии можно провести сравнение между половыми и вегетативными сродствами. Во многих случаях сперматозоиды одного вида не оплодотворяют яйца другого вида. В других случаях чужеродный сперматозоид может проникнуть в яйцо и соединиться с его ядром, создавая, однако, неудовлетворительную комбинацию с различными степенями бесплодия. Иногда оплодотворенное яйцо делится лишь несколько раз, а затем погибает; иногда развитие продолжается до стадии бластулы, гаструлы или даже дальше; но затем оно прекращается по внутренним причинам, нам неведомым, и, наконец, следует полное разрушение.
Наше знакомство с тем, что происходит при трансплантации животных тканей, меньше, чем в сфере ботаники.
Давно Трембле пытался вызвать путем прививки соединение двух частей гидроидных полипов в единый индивид. Он разделил поперек их середины два экземпляра Hydra fusca, а затем в часовом стекле приложил верхний конец одного к нижнему концу другого. В одном случае он был вознагражден возникновением полного соединения; ибо через несколько дней, после кормления верхнего конца червем, он прошел в нижний конец. Позже возникли почки, как выше, так и ниже точки соединения. Трембле, однако, не смог привить друг на друга части разных видов, части зеленой гидры, Hydra viridis, на обычную гидру.
Трансплантации отдельных тканей или органов проводились чаще и несколькими исследователями. Я упомяну только более старые результаты Олье и М. Берта, а также те, что были сделаны в 1893 году А. Шмиттом и Березовским.
Олье обнажил кость животного и, осторожно удалив часть надкостницы, посадил ее в соединительную ткань под кожей в другой части тела. Последствия различались в зависимости от того, была ли пересаженная ткань вживлена в другое животное того же вида или другого вида. В первом случае кусок надкостницы рос, получая приток крови из сосудов, которые врастали в него из окружающей соединительной ткани, в которую он был вживлен. Через короткое время слоем остеобластов формировались пластинки кости, так что под кожей образовывалась небольшая костная пластинка. Это, однако, всегда оказывалось лишь временной структурой, ибо, будучи сформированной в неподходящем месте и, следовательно, будучи функционально бесполезной, она вскоре рассасывалась. Во втором случае, однако, в котором кусок надкостницы был удален из кости собаки и посажен в кошку, кролика, козу, верблюда или птицу (или наоборот), образования кости не происходило; либо кусок надкостницы рассасывался, либо вызывал нагноение вокруг себя, либо оказывался заключенным в кисту.
Эксперименты Поля Берта были следующими. Он удалял куски длиной два или три сантиметра из хвостов белых крыс в возрасте нескольких дней, снимал кожу с каждого куска и сажал его в соединительную ткань под кожей того же животного. Через несколько дней в кусках хвостов устанавливалась циркуляция крови путем соединения с сосудами из соединительной ткани, в которую они были вживлены. Мышцы и нервы дегенерировали, но другие ткани — кости, хрящи и соединительная ткань — энергично росли, так что у животных, убитых и исследованных через месяц после операции, куски хвоста, имплантированные, когда они были длиной два или три сантиметра, выросли до пяти-девяти сантиметров.
Результат был совершенно иным, когда трансплантация производилась от одного вида к другому. Когда кончик хвоста Mus decumanus или Mus rattus пересаживали белке, морской свинке, кролику, кошке, собаке (или наоборот), либо происходило обширное нагноение, и кусок отторгался, при этом иногда подопытное животное погибало; либо, после менее бурного течения, чужеродный кусок рассасывался. Продолжение жизни и рост в куске происходили только тогда, когда два животных, о которых шла речь, были очень близкородственными. Так, успех следовал за трансплантацией от Mus rattus к Mus decumanus (или наоборот), но не тогда, когда это было от Mus sylvaticus к Mus rattus.
Недавние эксперименты А. Шмитта и Березовского приводят к тому же выводу. Первому удалось сделать так, чтобы куски живой кости «прижились» только тогда, когда трансплантация была от одного индивида к другому того же вида или к другой части того же индивида. Березовский пересаживал куски кожи лягушки собаке и морской свинке, а куски кожи собаки — морской свинке, и всегда обнаруживал, что они погибали или отторгались как инородные тела.
Точно такие же результаты следуют при переливании крови между животными разных видов. Среди исследователей существует полное согласие. Когда кровь заставляют течь непосредственно из сосудов одного животного в сосуды животного другого вида, как от собаки к кролику или от собаки к овце (или наоборот); или когда она была сначала освобождена от фибрина, а затем введена, результат всегда один и тот же. «Мы всегда обнаруживали, — говорит Понфик, суммируя результаты исследования, — не только то, что кровь другого вида действует в больших дозах как яд, а в более слабых или меньших дозах вредна, но что (и это кажется мне моим самым важным результатом) в каждом случае кровяные тельца разрушаются почти полностью, вероятно, совершенно полностью». Через очень немногие минуты, в случае дисгармоничных видов крови, красные тельца дегенерируют, и гемоглобин, растворяясь в плазме крови, вскоре появляется в моче. В случае переливания подобной крови между индивидами одного или очень близкородственных видов гемоглобин не появляется в моче, за исключением очень больших доз; и Понфик делает вывод, что красные кровяные тельца, либо все, либо большинство из них, остаются неизменными в новом животном.
Ландуа проводил переливание между самыми отдаленными видами, между разными семействами млекопитающих и между млекопитающими, птицами и амфибиями; из этого он сделал «вывод, важный для классификации животных, что те животные, которые анатомически наиболее близкородственны, имеют кровь, наиболее близкую друг к другу». Фактически, «разрушение чужеродной крови происходит тем медленнее, чем более близкородственны животные». «Таким образом, в сомнительных случаях эксперименты по переливанию могли бы определить степени родства. Между индивидами одного вида переливание — полный успех; когда виды близкородственны, перелитая кровь исчезает лишь очень постепенно, и большие количества могут быть перелиты без вреда. Чем дальше друг от друга животные в системе классификации, тем более бурно происходит разрушение чужеродной крови и тем меньшее количество может быть перенесено в сосудах. Таким образом, в степени, в которой может происходить переливание крови, я вижу шаг к основанию дарвиновской теории, примененной к клеткам».
До сих пор трансплантации и переливания между животными разных видов рассматривались с точки зрения их важности в хирургии и медицине, а не с их чисто физиологической стороны. Из результатов, приведенных выше, в которые я верю, хотя из литературы можно было бы извлечь противоречивые результаты — в которых, однако, я не могу быть уверен, — я готов распространить на животное царство вывод, который лучше подтвержден в ботанике: вывод о том, что клетки и ткани обладают, в дополнение к своим определенным микроскопическим признакам, более общими, внутренними, специфическими признаками, и что можно говорить о вегетативных сродствах между тканями точно так же, как говорят о половых сродствах между репродуктивными клетками.
РЕЗЮМЕ ВЫВОДОВ В ПЕРВОМ РАЗДЕЛЕ.
Суммируя то, что было сказано на предыдущих страницах, мы находим большой ряд фактов, подтверждающих наше утверждение о том, что клетки размножаются только путем удваивающего деления. Первым идет фундаментальное обстоятельство, что одноклеточные организмы демонстрируют только удваивающее деление, так как только благодаря ему возможна постоянство видов, которое, как показывает нам опыт, существует.
Во-вторых, были рассмотрены некоторые факты размножения. Формирование зародышевых тканей и, в случае низших растений и животных, возникновение почкования почти в любой части тела легко объяснимы, если каждая клетка, подобно яйцеклетке, была сформирована путем удваивающего деления и, следовательно, содержит зачатки всех частей организма; и если, таким образом, по зову особых условий каждая клетка может снова стать зародышевой клеткой.
В-третьих, большое значение следует придать тем экспериментам, в которых процесс развития нарушался на разных стадиях, так как они показали, что отдельные клетки, возникшие путем деления, не были неизменно предопределены для определенной роли в соответствии с заранее определенным планом (факты регенерации и гетероморфоза).
В-четвертых, результаты прививки, трансплантации и переливания указывают на то, что клетки и ткани организма обладают, в дополнение к своим явным микроскопическим признакам, латентными признаками, которые проявляют себя как специфические для вида.
Как Вейсман пытается примирить свою гипотезу дифференцирующего деления с этими фактами? Путем предоставления различных дополнительных гипотез, которые, как мы видели, сводятся к тому, что он позволяет набору зачатков, который он вывел путем дифференцирующего деления клетки, прокрасться обратно через заднюю дверь. Он достигает этого своей идеей о том, что зародышевая плазма может подвергаться одновременно удваивающему и дифференцирующему делению. В этих случаях деление клетки имеет двойной аспект. Согласно Вейсману, это возможно, потому что яйцо содержит много, иногда до сотни, идов, каждый из которых представляет собой комбинацию, представляющую вид. Вейсман полагает, что в яйце, пока оно готовится к своему первому делению, иды расположены в две группы — активная армия и резервная армия. Путем дифференцирующего деления активная армия разбивается на дивизии, бригады и полки детерминант, соответствующие отдельным группам клеток, и таким образом ход развития проводится в соответствии с заранее задуманным планом. С другой стороны, пассивная, резервная армия размножается путем удваивающего деления и отправляется вместе с определенными частями активной армии в качестве багажа в фиксированном или неактивном состоянии, так что она не оказывает влияния ни на нормальный ход развития, ни на признаки клеток (фиксированная зародышевая плазма, неактивная, вспомогательная идиоплазма, идиоплазма почек).
Несмотря на эту чисто произвольную, дополнительную гипотезу, факты, как мне кажется, показывают, что Вейсман занял несостоятельную позицию, когда приписал резервную армию «стабильной плазмы» только тем наборам клеток, в которых необходимо было предположить ее существование. Эксперименты Дриша, Уилсона и мои собственные показывают, что полный эмбрион может возникнуть из половины или четверти яйца и что набор ядер, возникающих первыми, может быть перемещен в яйце, как куча бильярдных шаров. Перед лицом таких фактов для теории Вейсмана, кажется, не остается ничего, кроме как наделить каждую клетку вспомогательной зародышевой плазмой, чтобы подготовить ее к непредвиденным событиям. Это, однако, стерилизовало бы другую часть теории, доктрину детерминант и механизм развития, зависящий от жесткой архитектуры зародышевой плазмы. Подумайте о путанице, которая возникла бы, когда развертывание активной армии было бы нарушено внешними влияниями, то одним, то другим способом, если бы резервная армия с ее запасом латентных зачатков должна была прийти на помощь разбитым частям. Что заставило бы зачатки, предрасположенные к активности в соответствии с заранее намеченным планом, стать латентными там, где они больше не нужны? И что привело бы в активность в необходимых местах изначально покоящиеся зачатки резервной армии? Фактически, если роли активности и покоя хотя бы раз должны быть обменены зачатками в клетке, какая цель в проведении столь резкого различия между двумя армиями — активной армией, которая осуществляет процесс развития в соответствии с планом, заранее намеченным в мельчайших деталях, и пассивной резервной армией, приказанной в покой и перевозимой в качестве багажа?
Но здесь мы подходим к алой нити, которая постоянно проходила через теорию зародышевой плазмы во всех ее изменениях. Вейсман придает величайшее значение этому различию. Двойственная природа процесса развития является кардинальным пунктом в его теории, связанным с его доктриной бессмертия для одноклеточных организмов и зародышевых клеток и смертности для соматических клеток.