Если благодаря этим соображениям смерть оказывается полезным явлением, из этого отнюдь не следует, что ее можно объяснить исключительно соображениями полезности. Смерть может также зависеть от причин, которые лежат в самой природе жизни. Плавание льда на воде кажется нам полезным устройством, хотя тот факт, что он плавает, зависит от его молекулярной структуры, а не от того, что это приносит нам какую-либо пользу. Точно так же необходимость смерти до сих пор объяснялась как обусловленная причинами, присущими органической природе, а не тем фактом, что она может быть выгодной.
Однако я не верю в обоснованность этого объяснения; я считаю, что смерть не является первичной необходимостью, а была вторично приобретена как адаптация. Я верю, что жизнь наделена фиксированной продолжительностью не потому, что неограниченность противоречит ее природе, а потому, что неограниченное существование особей было бы роскошью без какой-либо соответствующей выгоды. Вышеупомянутая гипотеза о происхождении и необходимости смерти заставляет меня верить, что организм перестал обновлять изношенный клеточный материал не потому, что природа клеток не позволяла им размножаться бесконечно, а потому, что способность к бесконечному размножению была утрачена, когда она перестала быть полезной.
Я считаю, что этот взгляд, если не точно доказан, то, по крайней мере, может быть сделан чрезвычайно вероятным.
Бесполезно возражать, что человек (или любое из высших животных) умирает в силу физической необходимости своей природы, точно так же, как удельный вес льда является результатом его физической природы. Я вполне готов признать, что это так. Джон Хантер, опираясь на свои эксперименты по анабиозу, надеялся продлить жизнь человека бесконечно путем попеременного замораживания и оттаивания; а веронский полковник Алесс. Гуагино заставил своих современников поверить, что в России существует раса людей, особи которой регулярно умирали каждый год 27 ноября и возвращались к жизни 24 апреля следующего года. Однако не может быть ни малейшего сомнения в том, что высшие организмы, в том виде, в каком они сейчас устроены, содержат в себе зародыши смерти. Однако возникает вопрос о том, как это произошло; и я отвечаю, что смерть следует рассматривать как явление, которое выгодно для вида как уступка внешним условиям жизни, а не как абсолютная необходимость, существенно присущая самой жизни.
Смерть, то есть конец жизни, отнюдь не является, как обычно предполагается, атрибутом всех организмов. Огромное количество низших организмов не умирает, хотя их легко уничтожить, убив жаром, ядами и т. д. Однако до тех пор, пока соблюдаются условия, необходимые для их жизни, они продолжают жить, и таким образом они несут в себе потенциал бесконечной жизни. Я говорю не только об амебах и низших одноклеточных водорослях, но и о гораздо более высокоорганизованных одноклеточных животных, таких как инфузории.
Процесс деления у амебы в последнее время много обсуждался, и я прекрасно знаю, что жизнь особи, как принято считать, заканчивается делением, которое дает начало двум новым особям, как если бы смерть и размножение были одним и тем же. Но этот процесс нельзя по-настоящему назвать смертью. Где мертвое тело? что именно умирает? Ничто не умирает; тело животного просто делится на две подобные части, обладающие тем же строением. Каждая из этих частей точно такая же, как ее родитель, живет таким же образом и, наконец, также делится на две половины. Что касается этих организмов, о смерти можно говорить только в самом переносном смысле.
Нет никаких оснований для предположения, что две половины амебы внутренне устроены по-разному, так что через некоторое время одна из них умрет, в то время как другая продолжит жить. Такая идея опровергается недавно открытым фактом. Было замечено у Euglypha (одной из фораминифер) и у других низших животных той же группы, что когда деление почти завершено и две половины соединены только коротким тяжем, протоплазма обеих частей начинает циркулировать и некоторое время проходит взад и вперед между двумя половинами. Таким образом, полное смешение всего вещества животного и результирующее тождество в строении каждой половины достигается до окончательного разделения [см. примечание 10].
Можно было бы возразить, что если родительское животное не умирает в точности, оно тем не менее исчезает как особь. Однако я не могу оставить это без внимания, если только не утверждать, что сегодняшний человек — это уже не та же самая особь, что мальчик двадцать лет назад. В процессе роста человека ни структура, ни компоненты структуры не остаются в точности прежними; материал постоянно меняется. Если мы можем представить амебу, наделенную самосознанием, она могла бы подумать перед делением: «Я рожу дочь», и я не сомневаюсь, что каждая половина рассматривала бы другую как дочь и считала бы себя первоначальным родителем. Однако мы не можем апеллировать к этому критерию личности у амебы, но тем не менее существует критерий, который, как мне кажется, решает дело: я имею в виду непрерывность жизни в одной и той же форме.
Теперь, если многочисленные организмы, наделенные потенциалом бесконечной жизни, реально существуют, возникает вопрос, можно ли понять этот факт с точки зрения полезности. Если смерть оказалась необходимой адаптацией для высших организмов, почему бы ей не быть таковой и для низших? Разве они не уничтожаются врагами? разве они часто не несовершенны? разве они не изнашиваются от контакта с внешним миром? Хотя они, безусловно, уничтожаются другими животными, нет ничего сравнимого с тем ухудшением тела, которое происходит у высших организмов. Одноклеточные животные устроены слишком просто, чтобы это было возможно. Если инфузория повреждена потерей какой-то части своего тела, она часто может восстановить свою прежнюю целостность, но если повреждение слишком велико, она умирает. Альтернатива всегда одна: совершенная целостность или полное уничтожение.
Теперь мы можем оставить эту часть предмета, ибо очевидно, что нормальная смерть, то есть смерть, возникающая по внутренним причинам, является невозможной среди этих низших организмов. Во всяком случае, у тех видов, у которых деление сопровождается циркуляцией протоплазмы родителя, две половины должны обладать одинаковыми качествами. Поскольку одна из них наделена потенциалом бесконечной жизни и должна быть наделена им, если вид должен сохраниться, ясно, что другая, точно такая же половина, должна быть наделена равным потенциалом.
Давайте теперь рассмотрим, как случилось, что многоклеточные животные и растения, возникшие из одноклеточных форм жизни, утратили эту способность жить вечно.
Ответ на этот вопрос тесно связан с принципом разделения труда, который появился среди многоклеточных организмов на очень ранней стадии и который постепенно привел к созданию все большей и большей сложности в их строении.
Первый многоклеточный организм, вероятно, был скоплением подобных клеток, но эти единицы вскоре утратили свою первоначальную однородность. В результате простого относительного положения некоторые из клеток были особенно приспособлены для обеспечения питания колонии, в то время как другие взяли на себя работу по размножению. Следовательно, единая группа должна была разделиться на две группы клеток, которые можно назвать соматическими и репродуктивными — клетки тела в противоположность тем, которые связаны с размножением. Эта дифференциация поначалу не была абсолютной, да и сегодня она не всегда такова. Среди низших Metazoa, таких как полипы, способность к размножению все еще существует в соматических клетках в такой степени, что небольшое их число способно дать начало новому организму — фактически, новые особи обычно производятся посредством так называемых почек. Более того, хорошо известно, что многие высшие животные сохранили значительные способности к регенерации; саламандра может заменить потерянный хвост или ногу, а улитка может воспроизвести свои рожки, глаза и т. д.
По мере увеличения сложности тела Metazoa две группы клеток становились все более резко отделенными друг от друга. Очень скоро соматические клетки превзошли репродуктивные по численности, и в ходе этого увеличения они становились все более раздробленными принципом разделения труда на резко разделенные системы тканей. По мере того как происходили эти изменения, способность к воспроизведению больших частей организма утрачивалась, в то время как способность к воспроизведению целой особи концентрировалась только в репродуктивных клетках.
Но из этого не следует, что соматические клетки были вынуждены утратить способность к неограниченному производству клеток, хотя в соответствии с законом наследственности они могли давать начало только тем клеткам, которые напоминали их самих и принадлежали к той же дифференцированной гистологической системе. Но поскольку факт нормальной смерти, по-видимому, учит нас, что они утратили даже эту способность, причины этой утраты следует искать вне организма, то есть во внешних условиях жизни; и мы уже видели, что смерть можно очень хорошо объяснить как вторично приобретенную адаптацию. Репродуктивные клетки не могут утратить способность к неограниченному размножению, иначе вид, к которому они принадлежат, подвергся бы вымиранию. Но соматические клетки утратили эту способность в постепенно возрастающей степени, так что в конце концов они стали ограничены фиксированным, хотя, возможно, и очень большим числом клеточных поколений. Это ограничение, которое подразумевает постоянный приток новых особей, было объяснено выше как результат невозможности полностью защитить особь от несчастных случаев и от ухудшения, которое следует за ними. Нормальная смерть не могла иметь места среди одноклеточных организмов, потому что особь и репродуктивная клетка — это одно и то же: с другой стороны, нормальная смерть возможна, и, как мы видим, она появилась среди многоклеточных организмов, у которых соматические и репродуктивные клетки различны.
Я попытался объяснить смерть как результат ограничения репродуктивных способностей, которыми обладают соматические клетки, и я предположил, что такое ограничение может мыслимо следовать из ограничения числа клеточных поколений, возможных для клеток каждого органа и ткани. Я не в состоянии указать молекулярные и химические свойства клетки, от которых зависит продолжительность ее способности к размножению: просить об этом — значит требовать объяснения природы наследственности — проблемы, решение которой может занять еще многие поколения ученых. В настоящее время мы едва ли можем рискнуть предложить какое-либо объяснение реальной природы наследственности.
Но на вопрос о том, заключается ли вид и степень репродуктивной способности в природе самой клетки или каким-либо образом зависит от качества ее питания, необходимо ответить.
Вирхов в своей «Целлюлярной патологии» заметил, что клетки не только питаются, но и активно снабжают себя пищей. Если поэтому внутреннее состояние клетки решает, примет она или отвергнет предложенное питание, становится мыслимым, что все клетки могут обладать способностью отказываться от поглощения питательных веществ и, следовательно, прекращать дальнейшее деление.
Современная эмбриология дает нам много доказательств, в сегментации яйцеклетки и в последующих изменениях развития, что причины различных форм репродуктивной активности, наблюдаемых в клетках, лежат в сущностной природе самих клеток. Почему сегментация одной половины некоторых яиц происходит вдвое быстрее, чем другой половины? почему клетки эктодермы делятся гораздо быстрее, чем клетки энтодермы? Почему не только скорость, но и количество произведенных клеток (насколько мы можем проследить за ними) всегда остается неизменным? Почему размножение клеток в каждой части бластодермы происходит с точно той энергией и быстротой, которые необходимы для создания различных возвышений, складок, инвагинаций и т. д., в которых берут начало различные органы и ткани и из которых, наконец, возникает сам организм? Нет сомнения, что причины всех этих явлений лежат внутри самих клеток; что в яйцеклетке и клетках, которые непосредственно происходят из нее, существует тенденция к определенному (я почти сказал бы специфическому) способу и энергии размножения клеток. И почему мы должны рассматривать эту унаследованную тенденцию как ограниченную построением эмбриона? почему она не должна существовать также у молодых, а позже и у зрелых животных? Явления наследственности, которые проявляются даже в старости, дают нам доказательства того, что тенденция к определенному способу размножения клеток продолжает регулировать рост организма в течение всей его жизни.
Вышеупомянутые соображения показывают нам, что степень репродуктивной активности, присутствующая в тканях, регулируется внутренними причинами, в то время как естественная смерть организма является завершением — наследственным ограничением — процесса деления клеток, который начался при сегментации яйцеклетки.
Позвольте мне предложить дальнейшее соображение, которое можно сравнить с предыдущим. Организм ограничен не только во времени, но и в пространстве: он не только живет ограниченный период, но и может достичь только ограниченного размера. Многие животные вырастают до своего полного размера задолго до своего естественного конца: и хотя говорят, что многие рыбы, рептилии и низшие животные растут в течение всей своей жизни, мы не подразумеваем под этим, что они обладают способностью к неограниченному росту, так же как и к неограниченной жизни. Везде существует максимальный размер, который, насколько позволяет наш опыт, никогда не превышается. Комар никогда не достигает размера слона, а слон — размера кита.
От чего это зависит? Есть ли какое-либо внешнее препятствие для роста? Или ограничение полностью наложено изнутри?
Возможно, вы ответите, что существует установленная связь между увеличением поверхности и массы, и нельзя отрицать, что эти отношения в значительной степени определяют размер тела. Жук никогда не смог бы достичь размера слона, потому что, будучи устроенным так, как он есть, он был бы неспособен к существованию, если бы достиг таких размеров. Но тем не менее отношения между поверхностью и массой не являются единственной причиной, по которой любая данная особь не превышает средний размер своего вида. Каждая особь не стремится вырасти до максимально возможного размера, пока поглощение из ее пищеварительной области не станет недостаточным для ее массы; но она перестает расти, потому что ее клетки не могут быть достаточно напитаны вследствие ее увеличенного размера. Гиганты, которые иногда появляются в человеческом виде, доказывают, что план, по которому устроен человек, может быть осуществлен и в масштабе, который намного больше нормального. Если размер тела главным образом зависит от количества питательных веществ, было бы возможно создавать гигантов и карликов по желанию. Но мы знаем, напротив, что размер тела в значительной степени наследственен в семьях; фактически настолько, что размер особи зависит главным образом от наследственности, а не от количества пищи.
Эти наблюдения указывают на вывод, что размер особи в действительности предопределен и что он потенциально содержится в яйцеклетке, из которой развивается особь.
Мы знаем далее, что рост особи зависит главным образом от размножения клеток и лишь в незначительной степени от роста отдельных клеток. Поэтому ясно, что предел роста налагается ограничением процессов, посредством которых увеличиваются клетки, как в отношении количества произведенных клеток, так и в отношении скорости, с которой они образуются. Как иначе мы могли бы объяснить тот факт, что животное перестает расти задолго до того, как достигло физиологически достижимого максимума своего вида, не страдая при этом от какой-либо потери жизненной энергии?
По крайней мере во многих случаях важнейшая обязанность организма, а именно размножение, следует за достижением полного размера — факт, который побудил Иоганна Мюллера отвергнуть преобладающую гипотезу, объяснявшую смерть животных «влияниями неорганической среды, которые постепенно изнашивают жизнь особи». Он утверждал, что если бы это было так, «органическая энергия особи неуклонно уменьшалась бы с самого начала», в то время как факты указывают на то, что это не так [5].
Если далее спросить, почему яйцеклетка должна давать начало фиксированному числу клеточных поколений, хотя, возможно, числу, которое широко варьируется в определенных пределах, мы можем теперь сослаться на действие естественного отбора на отношение поверхности к массе и на другие физиологические необходимости, которые свойственны данному виду. Поскольку определенный размер является наиболее благоприятным для определенного плана организации, процесс естественного отбора определил, что такой размер должен находиться в определенных переменных пределах, характерных для каждого вида. Этот размер затем передается из поколения в поколение, ибо будучи однажды установленным как нормальный для вида, наиболее благоприятный размер потенциально присутствует в репродуктивной клетке, из которой развивается каждая особь.
Если этот вывод верен, и я полагаю, что против него нельзя выдвинуть никаких существенных возражений, то мы имеем в ограничении в пространстве процесс, который точно аналогичен ограничению во времени, которое мы уже рассмотрели. Последнее ограничение — продолжительность жизни — также зависит от размножения клеток, быстрое увеличение которых сначала дало начало характерной форме зрелого тела, а затем продолжалось с более медленной скоростью. У зрелого животного размножение клеток все еще продолжается, но оно уже не превышает износ; некоторое время оно просто компенсирует потерю, а затем начинает снижаться. Износ не компенсируется, ткани выполняют свои функции неполноценно, и таким образом подготавливается путь для смерти, вплоть до ее окончательного появления посредством одного из трех великих Atria mortis.
Я признаю, что факты, на которых можно было бы основывать эту гипотезу, все еще отсутствуют. Это чистое предположение, что старческие изменения обусловлены недостаточным размножением клеток: в то же время это предположение приобретает вероятность, когда мы получаем возможность свести ограничения организма как во времени, так и в пространстве к одному и тому же принципу. Однако ни при каких обстоятельствах нельзя утверждать, что это чистое предположение, что яйцеклетка обладает способностью к размножению клеток, которая ограничена как по количеству произведенных клеток, так и по скорости производства. Тот факт, что каждый вид сохраняет средний размер, является достаточным доказательством истинности этого вывода.