Своеобразие заключается в том, что результат, который мы называем созреванием генеративных органов, почти всегда проявляется среди конечных продуктов действия зиготического механизма. Примечательно, что это именно так. В чем причина этого? Позднее появление функциональных репродуктивных органов является почти универсальным законом, и объяснение этого можно предложить, выразив закон иначе, а именно: механизм почти всегда устроен так, что он перестает эффективно работать вскоре после того, как репродуктивные органы в достаточной мере выполнили свою функцию. Почему это происходит, мы объяснить не можем: это фундаментальный факт природы, который нельзя отнести к какой-либо более широкой категории. Период, в течение которого репродуктивные органы могут функционировать, может быть коротким, как у поденок, или долгим, как у человека и деревьев, и нет оснований полагать, что их действие повреждает жизненный механизм, хотя иногда, как в случае с однолетними растениями (Мечников), это может происходить попутно; но, долгим или коротким, прекращение их деятельности всегда является прелюдией к концу. Когда они и их действие нарушаются, организм перестает точно реагировать на окружающую среду, и организм в целом претерпевает регрессивные изменения.
Выше было отмечено, что есть основания полагать, что на заре жизни жизненный цикл был, EITHER IN ESSE OR IN POSSE (в действительности или в возможности), по крайней мере таким же долгим, как в настоящее время. Оговорка, подразумеваемая выделенными курсивом словами, необходима, поскольку вполне возможно, что существовавшие тогда внешние условия не подходили для проявления всех стадий потенциальной истории жизни, и что то, что мы называем органической эволюцией, состояло в постепенном развитии новых сред, к которым врожденная способность организма к изменениям позволила ему приспособиться. У нас есть подтверждение этой возможности на примере аксолотля и в других подобных случаях неотении. И эти случаи дополнительно убеждают нас в факте, о котором я уже упоминал, что полное развитие функциональных репродуктивных органов почти всегда связано с завершающими стадиями истории жизни.
При таком взгляде на последовательность признаков в истории жизни организмов, как мы объясним тот несомненный факт, что развитие почек почти никогда не демонстрирует явлений, соответствующих эмбриональным и личиночным изменениям? Причина ясна: почкование обычно происходит после того, как эмбриональная стадия осталась позади; когда признаки эмбриональной жизни уже были отработаны механизмом. Когда это происходит на ранней стадии эмбриональной жизни, как в случаях так называемого эмбрионального деления, продукт демонстрирует, частично или полностью, явления, сходные с теми, что наблюдаются при эмбриональном развитии. Единственный известный мне случай, когда почкование у взрослой особи сопровождается морфологическими особенностями, сходными с теми, что проявляются у эмбрионов, — это почкование медузоидных споровых мешков гидроидных полипов. Но этот случай является исключением, ибо здесь мы имеем дело с попыткой, которая не удается, сформировать свободноплавающий организм, медузу; а рудименты, которые появляются в почках, — это зонтичная полость, краевые щупальца, кольцевой канал и т. д. медузы, задержавшейся в развитии.
Но остается вопрос: нет ли случаев, в которых, как подразумевает теория рекапитуляции, вариации в каком-либо органе ограничиваются периодом, в котором орган является функциональным, и не затрагивают его на эмбриональных стадиях? Зубы усатых китов можно привести в качестве примера, где, как говорят, это происходит; но здесь зубы лишь несовершенно развиты в эмбрионе и вскоре поглощаются. Они были затронуты изменением, которое привело к их исчезновению у взрослой особи, но не до полного вымирания. И вряд ли они теперь исчезнут, поскольку, став исключительно эмбриональными, они в значительной степени защищены от действия естественного отбора. Это соображение поднимает важнейший аспект вопроса, касающийся исчезающих органов. Каждый орган закладывается в определенный период у эмбриона и проходит определенный курс роста, пока не достигнет полного функционального развития. Когда по какой-либо причине начинается редукция, она затрагивает все стадии его роста, если только он не имеет функционального значения у личинки, и в некоторых случаях его жизнь сокращается с одного или обоих концов. В случаях, как в примере с зубами кита, когда он полностью исчезает у взрослой особи, последняя часть его жизни отсекается; в других случаях начало его жизни может быть отсрочено. Это происходит, например, с брызгальцем многих пластиножаберных, которое появляется после гиобранхиальной щели, а не до нее, как должно было бы быть, находясь перед ней по положению, и как это происходит у амниот, у которых оно не показывает уменьшения в размерах по сравнению с другими жаберными щелями. У тех пластиножаберных, у которых оно отсутствует у взрослой особи, но присутствует у эмбриона (например, Carcharias), его жизнь сокращается с обоих концов. Можно было бы упомянуть еще много примеров органов, начало и конец которых были отсечены; например, целомическая полость мышечных пластинок птиц, первичная полоска и нейроэнтерический канал бластодермы амниот. В других случаях, когда редуцированный орган находится почти на грани исчезновения, он может появляться на мгновение и исчезать более одного раза в ходе развития. В качестве примера этого поразительного явления я могу упомянуть нейроэнтерический канал эмбрионов птиц и передний нейропор асцидий. Наконец, редуцированный орган может исчезнуть на стадиях развития раньше, чем у взрослой особи. В качестве примера можно упомянуть нижнечелюстное щупик у тех ракообразных, которые имеют личинок зоэа. Эта структура исчезает у личинки только для того, чтобы появиться вновь в редуцированной форме на более поздних стадиях. Во всех этих случаях мы имеем дело с органом, который, как мы полагаем, достиг более полного функционального развития на какой-то предыдущей стадии истории вида, но в большинстве из них у нас нет доказательств того, что это было так. Возможно, и эту возможность нельзя упускать из виду, что эти органы никогда не были ничем иным, как нефункциональными, и хотя они были устранены у взрослой особи путем элиминации с течением времени, они смогли сохраниться на эмбриональных стадиях, которые защищены от полного действия естественного отбора. Нет оснований полагать, что живая материя при своем первом появлении отличалась от неживой материи тем, что обладала только свойствами, способствующими ее благополучию и продолжительному существованию. Никто не думает, что свойства различных форм неорганической материи строго связаны с внешними условиями. Какая польза алмазу от его высокого удельного веса и высокого коэффициента преломления, а золоту — от его желтого цвета и большого веса? Эти вещества продолжают существовать в силу иных свойств, нежели эти. Невозможно предположить, что свойства живой материи при ее первом появлении были все полезны для нее, ибо даже сейчас, после эонов элиминации, мы обнаруживаем, что она обладает многими бесполезными органами и что многие из ее отношений с внешним миром способны к значительному улучшению.
При написании этого эссе я намеренно воздерживался от принятия определенной позиции в отношении затронутых проблем. Моим желанием было написать главу, показывающую влияние работы Дарвина в том, что касается эмбриологии, и различные моменты, которые возникают для рассмотрения при обсуждении его взглядов. Дарвин был последним человеком, который претендовал бы на окончательность любого из своих учений, но он мог бы справедливо претендовать на то, что запустил процесс интеллектуального брожения, который все еще очень далек от завершения.
XI. ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ. У. Б. Скотт.
Профессор геологии Принстонского университета, США.
I. ЖИВОТНЫЕ.
Ни на одну отрасль науки публикация «Происхождения видов» не оказала более оживляющего и преобразующего влияния, чем на палеонтологию. Эта наука страдала, и в некоторой степени до сих пор страдает, от своего довольно аномального положения между геологией и биологией, каждая из которых претендует на ее территорию, и она находилась в строгом подчинении догме Линнея и Кювье о том, что виды являются неизменными сущностями. Есть, однако, основания утверждать, что это строгое подчинение догме, ныне отброшенной, имело и свою положительную сторону и служило цели удержания молодой науки на помочах, пока она не стала способна ходить самостоятельно, и предотвращения потока преждевременных обобщений и спекуляций.
Как сказал Циттель: «С самого начала в палеонтологических исследованиях проявились два направления — стратиграфическое и биологическое. Стратиграфы ожидали от палеонтологии главным образом подтверждения относительно истинного порядка или относительного возраста зон горных отложений в полевых условиях. Биологи, по крайней мере теоретически, проявляли более искренний интерес к ископаемым организмам как к индивидуальным формам жизни». (Циттель, «История геологии и палеонтологии», стр. 363, Лондон, 1901 г.) Геологическое или стратиграфическое направление науки было задано работой Уильяма Смита, «отца исторической геологии», в последнее десятилетие восемнадцатого века. Смит первым начал систематически использовать окаменелости для определения порядка последовательности горных пород, составляющих доступную земную кору, и это использование продолжается без существенных изменений по сей день. Правда, теория эволюции значительно изменила наши представления о появлении новых видов и о том, как следует интерпретировать палеонтологические данные с точки зрения стратиграфии, но, в широком смысле, метод остается фундаментально таким же, как тот, что был введен Смитом.
Биологическое направление палеонтологии было обязано Кювье и его соратникам, которые первыми показали, что окаменелости — это не просто разновидности существующих организмов, а принадлежат к вымершим видам и родам, — совершенно революционная концепция, которая поразила научный мир. Кювье проводил тщательные исследования, особенно ископаемых позвоночных, с точки зрения зоологии и, таким образом, стал основателем палеонтологии как биологической науки. Его великий труд «Ossements Fossiles» (Париж, 1821 г.) никогда не был превзойден как шедевр сравнительного метода анатомических исследований и предоставил палеонтологу незаменимые инструменты исследования.
С другой стороны, теоретические взгляды Кювье относительно истории Земли и ее последовательных фаун и флор таковы, что сегодня им никто не верит. Он считал, что Земля неоднократно опустошалась великими катастрофами, которые уничтожали все живое, требуя совершенно нового творения, таким образом рассматривая геологические периоды как четко разграниченные и строго одновременные для всей Земли, а каждый вид животных и растений — как ограниченный одним периодом. Огромный авторитет Кювье и его властная личность доминировали в научной мысли более поколения и наметили путь, по которому должно было следовать развитие палеонтологии. Работа была с энтузиазмом подхвачена многими очень способными людьми в различных европейских странах и в Соединенных Штатах, но, будучи контролируемой верой в неизменность видов, она оставалась почти полностью описательной и заключалась в описании и классификации различных групп ископаемых организмов. Как уже было сказано, эта узость взглядов имела свои компенсации, поскольку она откладывала обобщения до тех пор, пока для них не были заложены адекватные основания.
Будучи доминирующим, авторитет Кювье медленно подрывался прогрессом знаний, и путь был подготовлен для внедрения более рациональных концепций. Теория «катастрофизма» была атакована несколькими геологами, наиболее эффективно сэром Чарльзом Лайеллом, который значительно расширил принципы, сформулированные Хаттоном и Плейфэром в предыдущем столетии, и открыл новую эру в геологии. Униформистские взгляды Лайелла на историю Земли и на силы, которые совершали ее изменения, имели несомненный эффект в подготовке умов людей к принятию по существу сходных взглядов относительно органического мира. В палеонтологии также доктрина неизменности видов, хотя и яростно поддерживаемая и подтверждаемая, постепенно слабела. При рассмотрении длинных рядов окаменелостей наблюдались отношения, которые указывали на генетические связи и все же интерпретировались как чисто идеальные. Агассис, например, который никогда не принимал эволюционную теорию, обратил внимание на факты, которые могли быть удовлетворительно интерпретированы только в терминах этой теории. Среди окаменелостей он указал «прогрессивные», «синтетические», «пророческие» и «эмбриональные» типы и указал на параллелизм, который существует между геологической последовательностью древних животных и онтогенетическим развитием современных форм. По словам Дарвина: «Этот взгляд прекрасно согласуется с нашей теорией». («Происхождение видов» (6-е издание), стр. 310.) Сходное значение имели взгляды Оуэна на «обобщенные типы» и «архетипы».
Появление «Происхождения видов» в 1859 году произвело революцию во всех биологических науках. В силу самой природы дела Дарвин был вынужден уделить тщательное внимание палеонтологическим свидетельствам; действительно, именно палеонтология и современное распространение животных в Южной Америке впервые заставили его задуматься над великой проблемой. По его собственным словам: «Я был глубоко впечатлен, обнаружив в пампасской формации огромных ископаемых животных, покрытых панцирем, подобным тому, что у существующих броненосцев; во-вторых, тем, как близкородственные животные сменяют друг друга при продвижении на юг по континенту; и в-третьих, южноамериканским характером большинства произведений Галапагосского архипелага, и особенно тем, как они слегка различаются на каждом острове группы». («Жизнь и письма Чарльза Дарвина», I, стр. 82.) В знаменитых десятой и одиннадцатой главах «Происхождения» палеонтологические свидетельства рассматриваются подробно, и решительно подчеркивается несовершенство геологической летописи. Был сделан вывод, что ввиду этого крайнего несовершенства от палеонтологии нельзя было разумно ожидать получения полных и убедительных доказательств эволюционной теории. «Я рассматриваю геологическую летопись как историю мира, которую вели несовершенно и которая написана на меняющемся диалекте; от этой истории мы обладаем только последним томом, относящимся лишь к двум или трем странам. Из этого тома сохранилась лишь кое-где короткая глава; а от каждой страницы — лишь кое-где несколько строк». («Происхождение видов», стр. 289.) И все же, помимо этих неизбежных трудностей, он заключает, что «другие великие ведущие факты в палеонтологии удивительно хорошо согласуются с теорией происхождения путем модификации через изменчивость и естественный отбор». (Там же, стр. 313.)
Теория Дарвина придала палеонтологии совершенно новое значение и важность. Концепция науки Кювье была ограниченной, хотя и возвышенной. «Как было бы славно, если бы мы могли расположить организованные продукты вселенной в их хронологическом порядке!... Хронологическая последовательность организованных форм, точное определение тех типов, которые появились первыми, одновременное происхождение определенных видов и их постепенный упадок, возможно, научили бы нас тайнам организации столько, сколько мы вообще можем узнать через эксперименты с живыми организмами». (Циттель, указ. соч., стр. 140.) Это, однако, было скорее выражением надежды на далекое будущее, чем описанием того, что было достижимо, и на практике наука оставалась почти чисто описательной, пока Дарвин не дал ей новую точку зрения, новые проблемы и совершенно свежий интерес и очарование. Революция, таким образом совершенная, сравнима только с той, что была произведена коперниканской астрономией.
С самого начала было очевидно, что одним из самых тщательных испытаний эволюционной теории станет прогресс палеонтологических открытий. Как бы несовершенна ни была геологическая летопись, ее установленные факты при любой разумной интерпретации должны были бы согласовываться с требованиями истинной теории; в противном случае теория в конечном итоге была бы подавлена массой непримиримых данных. Таким образом, был дан очень большой стимул геологическим исследованиям и исследованию новых земель. За последние сорок лет изучение Северной и Южной Америки, Африки и Азии выявило многие главы в истории жизни, которые удивительно полны и завершены. Поток нового материала продолжает накапливаться с такой скоростью, что невозможно уследить за ним, и само богатство коллекций является источником трудностей и затруднений. В современной палеонтологии филогенетические вопросы и проблемы занимают первостепенное место, и в результате трудов многих выдающихся исследователей во многих странах можно сказать, что эта наука оказалась одной из самых прочных опор теории Дарвина. Правда, существует очень много нерешенных проблем, и разочарованного исследователя часто посещает искушение поверить, что окаменелости порождают больше вопросов, чем дают ответов. И все же, с другой стороны, вся тенденция свидетельств настолько сильно склоняется в пользу эволюционного учения, что никакая другая интерпретация не кажется сколько-нибудь рациональной.
Представление сколько-нибудь адекватного отчета о палеонтологической летописи с эволюционной точки зрения потребовало бы большого тома, и это была бы необычайно неравномерная, разорванная и разрозненная история. Здесь летопись скудна, прерывиста, даже непонятна, в то время как там она переполнена смущающим богатством материала, но слишком часто эти полные главы разделены такими отрезками незафиксированного времени, что их трудно связать. Будет более полезно представить несколько иллюстративных примеров, чем пытаться сделать набросок всей истории.
С самого начала читателя следует предостеречь, чтобы он не ожидал слишком многого, ибо задача определения филогенезов буквально изобилует трудностями и сталкивается со многими безответными вопросами. Даже когда свидетельства кажутся такими обильными и полными, как можно было бы пожелать, разные наблюдатели будут давать им разные интерпретации, как в печально известном случае со штейнхеймскими раковинами. (В миоценовых пластах Штейнхейма, Вюртемберг, встречаются бесчисленные пресноводные раковины, которые показывают многочисленные линии модификации, но они были очень по-разному интерпретированы разными авторами.) Смехотворные расхождения, которые часто появляются между филогенетическими «деревьями» различных авторов, бросили незаслуженную тень на науку и заставили многих зоологов вообще игнорировать палеонтологию как недостойную серьезного внимания. Одной из главных причин этих расходящихся и часто противоречивых результатов является наше невежество относительно точных способов изменений в развитии. То, что один автор постулирует как почти аксиоматичное, другой отвергнет как невозможное и абсурдное. Мало кто согласится в том, насколько данное сходство перевешивается данным различием, и до тех пор, пока вопрос заключается во взвешивании доказательств и балансировании вероятностей, полной гармонии ожидать не приходится. Эти грозные трудности стоят перед нами даже при попытке разработать на обильном материале краткую главу в филогенетической истории какой-либо небольшой и четко ограниченной группы, и они становятся несоразмерно большими, когда мы расширяем наш взгляд на огромные периоды времени и беремся определять взаимные отношения классов и типов. Если бы свидетельства были полными и доступными, мы едва ли смогли бы распутать их бесконечную сложность или найти ключ к лабиринтам лабиринта. «Наши идеи о ходе происхождения должны по необходимости быть схематичными». (Д. Х. Скотт, «Исследования ископаемой ботаники», стр. 524. Лондон, 1900 г.)