После того как температура остывающего земного шара упала до определенной степени, произошел очень важный новый процесс, а именно первое возникновение воды. До тех пор вода существовала только в виде пара в атмосфере, окружающей земной шар. Вода, очевидно, не могла сконденсироваться в состояние жидких капель до тех пор, пока температура атмосферы значительно не понизилась. Теперь же началось дальнейшее преобразование земной коры силой воды. Она постоянно выпадала в виде дождя и в этой форме смывала возвышенности земной коры, заполняя впадины приносимым илом и, отлагая его слоями, вызывала чрезвычайно важные нептунические преобразования земной коры, которые с тех пор продолжались непрерывно и которые в следующей главе мы рассмотрим немного более пристально.
Лишь после того, как земная кора остыла настолько, что вода сконденсировалась в жидкую форму, лишь после того, как доселе сухая кора Земли впервые покрылась жидкой водой, могло произойти возникновение первых организмов. Ибо все животные и все растения — фактически все организмы — в значительной мере состоят из жидкой воды, которая особым образом соединяется с другими веществами и приводит их в полужидкое состояние агрегации. Поэтому мы можем из этих общих очертаний неорганической истории земной коры вывести важный факт, что в определенное время жизнь начала свое существование на Земле и что земные организмы не существовали вечно, а возникли впервые в определенный период.
Теперь, как нам следует понимать это возникновение первых организмов? Это тот момент, в который большинство естествоиспытателей, даже в наши дни, склонны отказаться от попытки естественного объяснения и прибегнуть к чуду непостижимого творения. Поступая так, как уже было отмечено, они покидают область научного знания и отказываются от всякого дальнейшего проникновения в вечные законы, определяющие историю природы. Но прежде чем в отчаянии сделать такой шаг и прежде чем мы отчаемся в возможности какого-либо познания этого важного процесса, мы можем, по крайней мере, попытаться понять его. Давайте посмотрим, действительно ли возникновение первого организма из неорганической материи, возникновение живого тела из безжизненной материи столь совершенно непостижимо и выходит за рамки всякого опыта. Одним словом, давайте исследуем вопрос о самозарождении, или архигонии. При этом прежде всего необходимо составить ясное представление об основных свойствах двух главных групп естественных тел: так называемых неодушевленных, или неорганических, и одушевленных, или органических тел, а затем установить, что является общим для этих двух групп и в чем заключаются различия между ними. Желательно несколько внимательнее вникнуть в сравнение организмов и неорганических тел, поскольку этим обычно очень пренебрегают, хотя это необходимо для правильного понимания природы с монистической точки зрения. Здесь будет наиболее выгодно рассмотреть отдельно три фундаментальных свойства каждого естественного тела: это материя, форма и сила. Начнем с материи. (Gen. Morph. iii.)
С помощью химии нам удалось разложить все известные нам тела на небольшое число элементов, или простых веществ, которые не могут быть далее разделены, например, углерод, кислород, азот, сера и различные металлы: калий, натрий, железо, золото и т. д. В настоящее время нам известно около семидесяти таких элементов, или простых веществ. Большинство из них неважны и редки; лишь меньшинство широко распространено и составляет не только большинство неорганических тел, но и все организмы. Если мы сравним те элементы, которые составляют тело организмов, с теми, что встречаются в неорганических телах, мы должны прежде всего отметить чрезвычайно важный факт, что в телах животных и растений не встречается ни одного элемента, который нельзя было бы найти вне их в неодушевленной природе. Не существует никаких особых органических элементов или простых органических веществ.
Химические и физические различия, существующие между организмами и неорганическими телами, следовательно, не лежат в их материальном фундаменте; они возникают не из различной природы составляющих их элементов, а из различного способа, которым последние соединены в химические соединения. Этот различный способ соединения порождает определенные физические особенности, особенно в плотности вещества, что на первый взгляд кажется глубокой пропастью между двумя группами тел. Неорганические, или неодушевленные, естественные тела, такие как кристаллы и аморфные горные породы, находятся в состоянии плотности, которое мы называем твердым состоянием и которое мы противопоставляем жидкому состоянию воды и газообразному состоянию воздуха. Каждому известно, что эти три различные степени плотности, или состояния агрегации неорганических тел, отнюдь не свойственны различным элементам, а являются результатами определенной степени температуры. Каждое неорганическое твердое тело при повышении температуры может быть приведено в жидкое, или расплавленное, состояние, а при дальнейшем нагревании — в газообразное, или упругое, состояние. Таким же образом большинство газообразных тел при соответствующем понижении температуры могут быть сначала переведены в жидкое состояние, а затем — в твердое состояние плотности.
В противоположность этим трем состояниям плотности неорганических тел, живое тело всех организмов — как животных, так и растений — находится в совершенно особом четвертом состоянии агрегации. Оно не является ни твердым, как камень, ни жидким, как вода, но представляет собой скорее нечто среднее между этими двумя состояниями, которое поэтому можно обозначить как твердо-жидкое, или набухшее, состояние агрегации (вязкое). Во всех живых телах без исключения содержится определенное количество воды, особым образом соединенной с твердым веществом, и благодаря этому характерному соединению воды с твердым веществом мы имеем то мягкое состояние агрегации, ни твердое, ни жидкое, которое имеет большое значение для механического объяснения явлений жизни. Его причина заключается, по существу, в физических и химических свойствах простого, неделимого, элементарного вещества, а именно углерода (Gen. Morph. i. 122-130).
Из всех элементов углерод для нас является наиболее важным и интересным, потому что это простое вещество играет наибольшую роль во всех известных нам телах животных и растений. Это тот элемент, который благодаря своей особой склонности образовывать сложные соединения с другими элементами производит величайшее разнообразие химических соединений, а среди них — формы и живое вещество тел животных и растений. Углерод особенно отличается тем, что может соединяться с другими элементами в бесконечно многообразных отношениях по числу и весу. Путем соединения углерода с тремя другими элементами: кислородом, водородом и азотом (к которым обычно добавляется сера, а часто также фосфор) возникают те чрезвычайно важные соединения, с которыми мы познакомились как с первым и самым необходимым субстратом всех жизненных явлений — белковые соединения, или белковые тела (протеиновая материя).
Мы уже познакомились ранее (стр. 185) с простейшими из всех видов организмов — монерами, чьи тела в полностью развитом состоянии состоят лишь из полужидкого белкового комка; это организмы, которые имеют величайшее значение для теории первого возникновения жизни. Но большинство других организмов также в определенный период своего существования — по крайней мере, в первый период своей жизни — в форме яйцеклеток или зародышевых клеток, по существу, являются не чем иным, как простыми маленькими комками такого белкового форменного вещества, известного как плазма, или протоплазма. От монер они отличаются лишь тем, что внутри белкового тельца от окружающего клеточного вещества (протоплазмы) отделилось клеточное ядро. Как мы уже указывали, клетки с их простыми атрибутами — это своего рода граждане, которые путем сотрудничества и дифференциации строят тело даже самого совершенного организма; последнее является, так сказать, клеточной республикой (стр. 301). Полностью развитая форма и жизненные явления такого организма определяются исключительно деятельностью этих маленьких белковых телец.
Можно считать одним из величайших триумфов современной биологии, особенно теории тканей, то, что мы теперь способны свести чудо явлений жизни к этим веществам и что мы можем продемонстрировать бесконечно многообразные и сложные физические и химические свойства белковых тел как реальную причину органических, или жизненных, явлений. Все различные формы организмов являются просто и непосредственно результатом комбинации различных форм клеток. Бесконечно многообразные вариации формы, размера и комбинации клеток возникли лишь постепенно путем разделения труда и путем постепенной адаптации простых однородных комков плазмы, которые первоначально были единственными составляющими клеточной массы. Из этого с необходимостью следует, что фундаментальные явления жизни — питание и размножение — в своих высших проявлениях, так же как и в своих простейших выражениях, должны быть также сведены к материальной природе этого белкового форменного вещества. Другие жизненные отправления постепенно развиваются из этих двух. Таким образом, общее объяснение жизни теперь для нас не более трудно, чем объяснение физических свойств неорганических тел. Все жизненные явления и формообразовательные процессы организмов столь же непосредственно зависят от химического состава и физических сил органической материи, как жизненные явления неорганических кристаллов — то есть процесс их роста и их специфическое образование — являются прямыми результатами их химического состава и их физического состояния. Конечные причины, правда, остаются в обоих случаях скрытыми от нас. Когда золото и медь кристаллизуются в кубической, висмут и сурьма — в гексагональной, йод и сера — в ромбической форме кристалла, это явление в действительности для нас ничуть не более и не менее загадочно, чем каждый элементарный процесс органического образования, каждое самообразование органической клетки. В этом отношении мы больше не можем проводить фундаментальное различие между организмами и неорганическими телами, различие, в котором прежде были обычно убеждены естествоиспытатели.
Давайте во-вторых исследуем сходства и различия, которые представляются нам в образовании органических и неорганических естественных тел (Gen. Morph. i. 130). Раньше простое строение последних и сложное строение первых рассматривались как главное различие. Предполагалось, что тело всех организмов состоит из несходных, или гетерогенных, частей, из инструментов, или органов, которые работают вместе для целей жизни. С другой стороны, предполагалось, что самые совершенные неорганические тела, то есть кристаллы, состоят целиком из непрерывной, или однородной, материи. Это различие кажется очень существенным. Но оно теряет всякое значение благодаря тому факту, что в последние годы мы познакомились с чрезвычайно замечательными и важными монерами (15) (сравните выше, стр. 185). Все тело этих простейших из всех организмов — полужидкого, бесформенного и простого комка белка — состоит, по сути, только из одного химического соединения и является столь же совершенно простым по своему строению, как любой кристалл, состоящий из одного неорганического соединения, например, металлической соли или силиката земель и щелочей.
Как естествоиспытатели верили в различия во внутреннем строении или составе, так они полагали, что могут найти полные различия во внешних формах организмов и неорганических тел, особенно в математически определяемых кристаллических формах последних. Конечно, кристаллизация является преимущественно качеством так называемых неорганических тел. Кристаллы ограничены плоскими поверхностями, которые встречаются в прямых линиях и под определенными измеримыми углами. Формы животных и растений, напротив, на первый взгляд кажутся не допускающими такого геометрического определения. Они по большей части ограничены кривыми поверхностями и изогнутыми линиями, которые встречаются под переменными углами. Но в последнее время мы познакомились среди радиолярий (23) и среди многих других протистов с большим числом низших организмов, чье тело, так же как и кристаллы, может быть сведено к математически определяемой фундаментальной форме и чья форма в целом, так же как и в своих частях, ограничена определенными геометрически определяемыми плоскостями и углами. В моем общем учении о фундаментальных формах, или проморфологии, я привел подробные доказательства этого и в то же время установил общую систему форм, идеальные стереометрические типовые формы, которые объясняют реальные формы неорганических кристаллов, так же как и органических индивидов (Gen. Morph. i. 375-574). Более того, существуют также совершенно аморфные организмы, такие как монеры, амебы и т. д., которые меняют свои формы каждое мгновение и в которых мы столь же мало способны указать определенную фундаментальную форму, как и в случае бесформенных, или аморфных, неорганических тел, таких как некристаллизованные камни, отложения и т. д. Следовательно, мы не способны найти никакого существенного различия во внешних формах или внутреннем строении неорганических тел и организмов.
В-третьих, обратимся к силам, или явлениям движения, этих двух различных групп тел (Gen. Morph. i. 140). Здесь мы встречаемся с величайшими трудностями. Жизненные явления, известные, как правило, только у высокоразвитых организмов, у более совершенных животных и растений, кажутся там столь загадочными, столь чудесными, столь своеобразными, что большинство людей решительно придерживаются мнения, что в неорганической природе не встречается ничего подобного или хотя бы в малейшей степени сравнимого с ними. Именно по этой причине организмы называются одушевленными, а неорганические тела — неодушевленными естественными телами. Отсюда, даже в начале нынешнего столетия, наука, исследующая явления жизни, а именно физиология, сохраняла ошибочную идею о том, что физических и химических свойств материи недостаточно для объяснения этих явлений. В наши дни, особенно в течение последних десяти лет, эту идею можно считать полностью опровергнутой. В физиологии, по крайней мере, ей теперь нет места. Физиологу теперь никогда не приходит в голову рассматривать какое-либо из жизненных явлений как результат таинственной жизненной силы, активной мощи, работающей для определенной цели, стоящей вне материи и, так сказать, берущей на службу только физико-химические силы. Современная физиология пришла к строго монистическому убеждению, что все жизненные явления и, прежде всего, два фундаментальных явления — питание и размножение — являются чисто физико-химическими процессами и непосредственно зависят от материальной природы организма, точно так же как все физические и химические качества каждого кристалла определяются исключительно его материальным составом. Теперь, поскольку элементарным веществом, определяющим особый материальный состав организмов, является углерод, мы должны в конечном счете свести все жизненные явления и, прежде всего, два фундаментальных явления — питание и размножение — к свойствам углерода. Своеобразные химико-физические свойства, и особенно полужидкое состояние агрегации и легкая разлагаемость чрезвычайно сложных белковых соединений углерода, являются механическими причинами тех своеобразных явлений движения, которые отличают организмы от неорганических тел и которые в узком смысле обычно называют «жизнью».
Чтобы понять эту «углеродную теорию», которую я подробно изложил во второй книге моей «Общей морфологии», необходимо прежде всего внимательно изучить те явления движения, которые являются общими для обеих групп естественных тел. Первым среди них является процесс роста. Если мы заставим любой неорганический раствор соли медленно испаряться, в нем образуются кристаллы, которые медленно увеличиваются в размерах во время продолжающегося испарения воды. Этот процесс роста возникает из того факта, что новые частицы постоянно переходят из жидкого состояния агрегации в твердое и, согласно определенным законам, отлагаются на уже сформированном твердом ядре кристалла. Из такого наложения частиц возникают математически определенные кристаллические формы. Подобным же образом рост организмов происходит путем присоединения новых частиц. Единственное различие заключается в том, что при росте организмов, вследствие их полужидкого состояния агрегации, вновь добавленные частицы проникают внутрь организма (интерсусцепция), тогда как неорганические тела получают однородную материю извне только путем аппозиции, или добавления новых частиц к поверхности. Это важное различие роста путем интерсусцепции и путем аппозиции является, очевидно, лишь необходимым и прямым результатом различных условий плотности, или состояния агрегации, у организмов и неорганических тел.
К сожалению, я не могу здесь подробно проследить различные чрезвычайно интересные параллели и аналогии, которые встречаются между образованием самых совершенных неорганических тел — кристаллов — и образованием простейших организмов — монер и их ближайших родственных форм. Для этого я должен отослать к детальному сравнению организмов и неорганических тел, которое я провел в пятой главе моей «Общей морфологии» (Gen. Morph. i. 111-160). Я показал там подробно, что не существует никаких полных различий между органическими и неорганическими естественными телами ни в отношении формы и структуры, ни в отношении материи и силы; и что фактически существующие различия зависят от своеобразной природы углерода; и что не существует непреодолимой пропасти между органической и неорганической природой. Мы можем воспринять этот важнейший факт очень ясно, если исследуем и сравним происхождение форм у кристаллов и у простейших органических индивидов. В образовании кристаллических индивидов вступают в действие две различные противодействующие формообразовательные тенденции. Внутренняя конструктивная сила, или внутренняя формообразовательная тенденция, которая соответствует наследственности организмов, в случае кристалла является прямым результатом его материального строения, или его химического состава. Форма кристалла, насколько она определяется этой внутренней изначальной формообразовательной тенденцией, является результатом специфического и определенного способа, которым мельчайшие частицы кристаллизующегося вещества соединяются вместе в различных направлениях согласно закону. Этой независимой внутренней формообразовательной силе, которая непосредственно присуща самой материи, непосредственно противодействует вторая формообразовательная сила. Внешнюю конструктивную силу, или внешнюю формообразовательную тенденцию, можно назвать изменчивостью как у кристаллов, так и у организмов. Каждый кристаллический индивид во время своего образования, как и каждый органический индивид, должен подчиняться и приспосабливаться к окружающим влияниям и условиям существования внешнего мира. Фактически форма и размер каждого кристалла зависят от всего его окружения, например, от сосуда, в котором происходит кристаллизация, от температуры и давления воздуха, при которых образуется кристалл, от присутствия или отсутствия гетерогенных тел и т. д. Следовательно, форма каждого отдельного кристалла, как и форма каждого отдельного организма, является результатом взаимодействия двух противоборствующих факторов — внутренней формообразовательной тенденции, которая определяется химическим строением самой материи, и внешней формообразовательной тенденции, которая зависит от влияния окружающей материи. Обе эти конструктивные силы взаимодействуют подобным же образом также в организме, и, точно так же как в кристалле, они имеют чисто механическую природу и непосредственно присущи веществу тела. Если мы обозначим рост и образование организмов как процесс жизни, мы можем с равным основанием применить тот же термин к развивающемуся кристаллу. Телеологическая концепция природы, которая рассматривает организмы как машины творения, устроенные для определенной цели, должна логически признать то же самое и в отношении форм кристаллов. Различия, которые существуют между простейшими органическими индивидами и неорганическими кристаллами, определяются твердым состоянием агрегации последних и полужидким состоянием первых. Помимо этого, причины, производящие форму, в обоих случаях совершенно одинаковы. Это убеждение навязывается нам наиболее ясно, если мы сравним чрезвычайно замечательные явления роста, изменчивости и «корреляции частей» развивающихся кристаллов с соответствующими явлениями происхождения простейших органических индивидов (монер и клеток). Аналогия между ними столь велика, что, в действительности, никакой точной границы провести нельзя. В моей «Общей морфологии» я привел в поддержку этого ряд поразительных фактов (Gen. Morph. i. 146, 156, 158).