В таких случаях имеем ли мы право говорить о фатальном эффекте размножения? Мы можем, безусловно, сказать, что эти насекомые умирают от истощения; их жизненная сила израсходована в последнем усилии по откладке яиц, а в случае самцов — в акте совокупления. Размножение здесь, безусловно, является наиболее очевидной причиной смерти, но более отдаленная и глубокая причина кроется в ограничении жизненной силы продолжительностью и необходимыми обязанностями репродуктивного периода. Тот факт, что существуют самки Lepidoptera, которые, подобно павлиноглазкам, не питаются в состоянии имаго, доказывает истинность этого утверждения. У них все еще есть рот и полный пищеварительный канал, но у них нет спирального «хоботка», и они не принимают пищи никакого рода, даже капли воды. Они живут в оцепенелом состоянии днями или неделями, пока не произойдет оплодотворение, а затем откладывают яйца и умирают. Привычка извлекать мед из цветов — общая для большинства бражников и бабочек — не пришла бы таким образом в упадок, если бы запас питательных веществ, накопленный в форме жировых тел во время жизни гусеницы, не был в точности достаточен для поддержания жизни до завершения яйцекладки. Тот факт, что привычка принимать пищу была таким образом оставлена, является доказательством того, что продолжительность жизни за пределами репродуктивного периода не была бы выгодна для вида.
Продление существования до старости среди высших Metazoa доказывает, что смерть не является необходимым следствием размножения. Мне кажется, что утверждение Гётте «о том, что признаки старческого возраста не должны рассматриваться как общая причина смерти», не противоречит моим мнениям, а скорее тем, которые получают общее признание. Я сам указывал, что «смерти не всегда предшествует старческий возраст или период старости [93]».
Материалов для всестороннего исследования причин, которые впервые ввели этот период среди высших Metazoa, не хватает; на самом деле отсутствуют самые фундаментальные данные, ибо мы даже не знаем ту часть животного мира, в которой он впервые появился: мы не можем даже указать величину, на которую продолжительность жизни превышает продолжительность периода размножения, или какова ценность для вида этой последней стадии в жизни индивида.
Именно в этих общих направлениях мы должны искать значение старости. Она, очевидно, полезна для человека, ибо позволяет старикам заботиться о своих детях, а также выгодна тем, что позволяет более старшим индивидам участвовать в человеческих делах и оказывать влияние на развитие интеллектуальных способностей, и таким образом косвенно влиять на поддержание расы. Но как только мы спускаемся на ступень ниже, хотя бы до обезьян, точных фактов не хватает, ибо мы находимся и, вероятно, долго будем находиться в неведении относительно общей продолжительности их жизни и момента, когда прекращается период размножения.
Я должен здесь прерваться посреди этих соображений, а не завершать их, ибо многое еще остается сказать. Я надеюсь, тем не менее, что пролил новый свет на некоторые важные моменты, и теперь предлагаю закончить следующим кратким резюме результатов моего исследования.
I. Естественная смерть встречается только среди многоклеточных существ; она не встречается среди одноклеточных организмов. Процесс инцистирования у последних никоим образом не сравним со смертью.
II. Естественная смерть впервые появляется среди низших Heteroplastid Metazoa в ограничении всех клеток коллективно одним поколением, а соматических или собственно клеток тела — ограниченным периодом: соматические клетки впоследствии у высших Metazoa стали длиться несколько и даже много поколений, и жизнь была удлинена в соответствующей степени.
III. Это ограничение шло рука об руку с дифференцировкой клеток организма на репродуктивные и соматические клетки в соответствии с принципом разделения труда. Эта дифференцировка произошла под действием естественного отбора.
IV. Фундаментальный биогенетический закон применим только к многоклеточным существам; он не применим к одноклеточным формам жизни. Это зависит, с одной стороны, от способа размножения делением, который существует среди Monoplastida (одноклеточных организмов), а с другой — от необходимости, вызванной половым размножением, для поддержания одноклеточной стадии в развитии Polyplastida (многоклеточных организмов).
V. Сама смерть и более или менее долгая продолжительность жизни полностью зависят от адаптации. Смерть не является существенным атрибутом живой материи; она не является ни обязательно связанной с размножением, ни необходимым следствием его.
В заключение я хотел бы обратить внимание на идею, которая скорее подразумевается, чем выражена в этом эссе: — это то, что размножение не появилось впервые одновременно со смертью. Размножение в действительности является существенным атрибутом живой материи, точно так же, как и рост, который дает начало ему. Столь же невозможно представить жизнь, длящуюся без размножения, как было бы невозможно представить жизнь, длящуюся без способности к поглощению пищи и без силы метаболизма. Жизнь непрерывна, а не периодически прерывается: с момента своего первого появления на земле, в низших организмах, она продолжалась без перерыва; изменились только формы, в которых она проявляется. Каждый индивид, живущий сегодня — даже самый высший — должен быть выведен в непрерывной линии от первых и низших форм.
Примечания к главе III.
59. «Ueber den Ursprung des Todes», Гамбург и Лейпциг, 1883.
60. Как в случае с телами монахов на Большом Сен-Бернаре или высохшими телами в хорошо известном монастыре капуцинов в Палермо.
61. Профессор Грубер сообщает мне, что среди Infusoria гавани Генуи он наблюдал вид, который инцистируется на одном из свободноплавающих Copepoda. Он часто находил до десяти цист на одном из этих Copepoda и наблюдал выход их содержимого всякий раз, когда вода под покровным стеклом начинала гнить. Здесь преимущество, вероятно, достигается при быстрой транспортировке цисты ракообразным.
62. Взгляды большинства биологов, работавших над этой темой, согласуются во всем существенном с тем, что выражено выше. Бючли говорит (Bronn’s «Klassen und Ordnungen des Thierreichs», Protozoa, стр. 148): «Процесс инцистирования, по-видимому, первоначально не имел прямого отношения к размножению: он, напротив, по-видимому, происходил первоначально — как это часто бывает в наши дни — либо для защиты организма от вредных внешних воздействий, таких как высыхание или фатальные эффекты нечистой воды и т. д.; а также для того, чтобы позволить организму, после принятия необычно обильного запаса пищи, усвоить ее в безопасности». Бальбиани («Journ. de Micrographie», Tom. V. 1881, стр. 293) говорит в отношении Infusoria: «Un petit nombre d’espèces, au lieu de se multiplier à l’état de vie active, se reproduisent dans une sorte d’état de repos, dit état d’enkystement. Ces sortes de kystes peuvent être désignés sous le nom de kystes de reproduction, par opposition avec d’autres kystes, dans lesquels les Infusoires se renferment pour se soustraire à des conditions devenues défavorables du milieu qu’ils habitent, le manque d’air, le dessèchement, etc. — ceux-ci sont des kystes de conservation....»
63. Это важно в той мере, в какой отдельные индивиды могут быть таким образом вынуждены инцистироваться, даже когда существующие внешние условия жизни этого не требуют. Вещество, которое Actinosphaerium, например, использует при секреции своей толстой кремнистой цисты, должно было постепенно накапливаться посредством процесса, специфичного для данного вида. Мы вряд ли ошибемся, если предположим, что кремнезем, накопленный в организме, не может увеличиваться до неограниченных пределов без вреда для других жизненных процессов и что секреция цисты должна происходить, как только накопление превысило определенный предел. Таким образом, мы можем понять, что инцистирование может происходить без какой-либо внешней необходимости. Аналогично, некоторые Entomostraca (например, Moina) производят зимние яйца в определенном поколении, и они образуются, даже когда животные содержатся в комнате, защищенной от холода и высыхания.
64. По этому пункту профессор Грубер намерен опубликовать подробный мемуар.
65. Этот взгляд не был доказан даже для Actinosphaerium, на который главным образом полагается Гётте. Наблюдения, которыми мы сейчас располагаем, лишь указывают на то, что животное сжимается до наименьшего возможного объема. Сравните F. E. Schulze, «Rhizopodenstudien», I, Arch. f. mikr. Anat. Bd. 10, стр. 328; и Karl Brandt, «Ueber Actinosphaerium Eichhornii», Inaug. Diss.; Галле, 1877.
66. Концепция Protozoa и Metazoa не соответствует точно концепции одноклеточных и многоклеточных существ, для которых Гётте предложил названия Mono- и Polyplastides.
67. Среди Rhizopoda инцистирование известно только у пресноводных форм, и ни у одной из гораздо более многочисленных морских форм, обладающих раковинами (см. Bütschli, «Protozoa», стр. 148); морские Rhizopoda не подвергаются воздействию высыхания или мороза, и поэтому самые сильные мотивы для процесса инцистирования не существуют, по крайней мере среди форм, обладающих раковиной.
68. Я надеюсь, что не будет возражений, что зародышевые клетки не могут быть бессмертными, потому что они часто погибают в больших количествах в результате естественной смерти индивида. Существуют определенные четкие условия, при которых только зародышевая клетка может сделать свое потенциальное бессмертие актуальным, и эти условия по большей части выполняются с трудом (оплодотворение и т. д.). Из этого факта следует, что зародышевые клетки всегда должны производиться в количествах, которые достигают некоторого очень высокого кратного числа необходимого количества потомства, если последнее должно быть обеспечено для вида. Если при естественной смерти индивида зародышевые клетки также должны погибнуть, естественная смерть сомы становится причиной случайной смерти зародышевых клеток.
69. там же, стр. 78.
70. там же, стр. 47.
71. «Entwicklungsgeschichte der Unke», Лейпциг, 1875, стр. 65.
72. Там же, стр. 842.
73. «Ursprung des Todes», стр. 79.
74. там же, стр. 42.
75. «Contributions à l’histoire des Mesozoaires. Recherches sur l’organisation et le développement embryonnaire des Orthonectides», Arch. de Biologie, том iii. 1882.
76. там же, стр. 37.
77. Жюлен не вдается в дальнейшие подробности по этому пункту, и не совсем ясно, в какое именно время атрофируются клетки эктодермы; но это не имеет отношения к происхождению смерти, поскольку зернистая масса, окружающая яйцеклетки, во всяком случае принадлежит соме матери.
78. Лейкарт находит такое большое сходство между новорожденной молодью Distoma и Orthonectida, что он склонен полагать, что последние являются Trematoda, «которые, несмотря на половую зрелость, не развились дальше эмбрионального состояния Distoma» («Zur Entwicklungsgeschichte des Leberegels», Zool. Anzeiger, 1881, № 99). В отношении Dicyemidae, которые напоминают Orthonectida по своему образу жизни и структуре, Гегенбаур высказал свое мнение, что они принадлежат к «стадии в развитии Platyhelminthes» (Grundriss d. vergleich. Anatomie). Жиар включает обоих в «phylum Vermes» и рассматривает их как сильно дегенерировавших из-за паразитизма; и Уитмен — последний исследователь Dicyemidae — говорит о них подобным образом в своей превосходной работе «Contributions to the Life-history and Classification of Dicyemids» (Лейпциг, 1882).
79. «Dauer des Lebens»; переведено как первое эссе в этом томе.
80. См. первое эссе о «Продолжительности жизни», стр. 22 и след.
81. «Ursprung des Todes», стр. 29.
82. там же, стр. 5.
83. См. предыдущее эссе «О наследственности».
84. Проблема очень легко решается, если мы ищем помощи у принципа панмиксии, развитого во втором эссе «О наследственности». Как только естественный отбор перестает действовать на какой-либо признак, структурный или функциональный, он начинает исчезать. Как только, следовательно, бессмертие соматических клеток стало бесполезным, они начали бы терять этот атрибут. Процесс происходил бы быстрее, по мере того как гистологическая дифференцировка соматических клеток становилась более полезной и полной и, таким образом, становилась менее совместимой с их вечной продолжительностью. — А. В. 1888.
85. См. предыдущее эссе «О наследственности».
86. См. первое эссе о «Продолжительности жизни».
87. См. первое эссе о «Продолжительности жизни».
88. Эти предположения могут быть подтверждены среди Infusoria. Инцистированная Colpoda cucullus, Ehrbg. делится на две, четыре, восемь или шестнадцать частей; Otostoma Carteri — на две, четыре или восемь; Tillina magna, Gruber — на четыре или пять; Lagynus sp., Gruber — на две; Amphileptus meleagris, Ehrbg. — на две или четыре. Последние два вида и многие другие часто не делятся вовсе во время инцистированного состояния. Но в то время как любое дальнейшее увеличение числа делений внутри цисты не происходит у свободноплавающих Infusoria, интересный случай Ichthyophthirius multifiliis, Fouquet, показывает, что паразитические привычки вызывают замечательное увеличение числа делений. Это животное делится по меньшей мере на тысячу дочерних индивидов.
89. Истинное развитие происходит также у вышеупомянутого Ichthyophthirius. В то время как у других инфузорий продукты деления в точности напоминают родительскую особь, у Ichthyophthirius они имеют иную форму: отсутствует сосущий рот, но поначалу присутствуют временные хватательные реснички. В данном случае слово «зародыш» может быть справедливо применено, и Ichthyophthirius представляет собой интересный пример филетического происхождения зародышей среди низших жгутиконосцев и грегарин. Ср. Fouquet, ‘Arch. Zool. Expérimentale,’ Tom. V. p. 159. 1876.
90. Бючли еще давно сомневался в применимости фундаментального закона биогенеза к простейшим (ср. ‘Ueber die Entstehung der Schwärmsprösslings der Podophrya quadripartita,’ Jen. Zeit. f. Med. u. Naturw. Bd. X. p. 19, примечание). Грубер в более позднее время высказал схожие взгляды и, по сути, отрицает наличие развития у простейших, признавая лишь рост (‘Dimorpha mutans, Z. f. W. Z.’ Bd. XXXVII. p. 445). Это положение, однако, должно быть ограничено, поскольку развитие определенно имеет место, хотя оно является ценогенетическим, а не палингенетическим.
91. См. первое эссе «О продолжительности жизни», стр. 23 и след.
92. См. приложение к первому эссе «О продолжительности жизни», стр. 43-46.
93. См. первое эссе «О продолжительности жизни», стр. 21.
IV.
THE CONTINUITY OF THE GERM-PLASM
AS THE FOUNDATION OF A THEORY OF HEREDITY.
1885.
НЕПРЕРЫВНОСТЬ ЗАРОДЫШЕВОЙ ПЛАЗМЫ И Т. Д.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Идеи, развитые в этом эссе, были впервые высказаны прошлой зимой в лекции, прочитанной студентам этого университета (Фрайбург), и вскоре после этого — в феврале и начале марта — были записаны в их нынешнем виде. Я упоминаю об этом, поскольку в противном случае меня могли бы упрекнуть в несколько предвзятом использовании самых последних публикаций по смежным вопросам. Так, я получил работу Оскара Гертвига «К теории наследственности» (Zur Theorie der Vererbung) только после того, как закончил писать свое эссе, и поэтому не смог использовать ее в той мере, в какой следовало бы. Кроме того, работа Кёлликера «Значение клеточных ядер для процессов наследственности» (Die Bedeutung der Zellkerne für die Vorgänge der Vererbung) появилась уже после завершения моей рукописи. Существо трактовки предмета, однако, не изменилось бы, если бы я получил эти работы раньше, ибо что касается самого важного пункта — значения ядра, — мои взгляды совпадают с взглядами обоих вышеназванных исследователей; в то время как пункты, по которым наши взгляды не совпадают, уже были рассмотрены в рукописи.
A. W.
Фрайбург-им-Брайсгау,
16 июня 1885 г.
НЕПРЕРЫВНОСТЬ ЗАРОДЫШЕВОЙ ПЛАЗМЫ И Т. Д.
СОДЕРЖАНИЕ.
Introduction 165
I. The Germ-Plasm 174
1. Historical development of the theory as to the localization of the germ-plasm in the nucleus 174
2. Nägeli’s ‘idioplasm’ is not identical with Weismann’s ‘germ-plasm’ 180
3. A retransformation of somatic idioplasm into germ-idioplasm does not take place 183
4. Confirmation of the theory as to the significance of the nuclear substance afforded by Nussbaum’s and Gruber’s experiments on regeneration in Infusoria 185
5. The nucleoplasm changes during ontogeny according to a certain law 186
6. The identity of the daughter-nuclei produced by indirect nuclear division, as assumed by Strasburger, is not necessary for my theory 187
7. The gradual decrease in complexity of the structure of the nucleus during ontogeny 190
8. Nägeli’s view on the germs (‘Anlagen’) in the idioplasm 192
9. The manner in which germ-cells arise from somatic cells 194
10. ’Embryonic’ cells in the mature organism 196
11. The rule of probability is against a retransformation of somatic idioplasm into germ-plasm 198
12. The regular cyclical development of the idioplasm founded upon phylogeny by Nägeli 199
13. It follows from phyletic considerations that the germ-cells have not arisen at the end of ontogeny 201
14. They originally arose at the beginning of ontogeny, but at a later period the time of their origin was displaced 202
15. A continuity of the germ-cells does not now exist in most cases 205
16. But there is a continuity of the germ-plasm 205
17. Strasburger’s objection to my supposition that the germ-plasm passes along distinct routes 209
18. The cell-body may remain unchanged when the nucleus is changed 210
19. It is conceivable that all somatic nuclei may contain some germ-plasm 211
II. The Significance of the Polar Bodies 212
1. The egg-cell contains two kinds of idioplasm; germ-plasm and histogenetic nucleoplasm 213
2. The expulsion of the polar bodies signifies the removal of the histogenetic nucleoplasm 214
3. Other theories as to the significance of the polar bodies 214
4. The modes of occurrence of polar bodies 217
5. Their possible occurrence in male germ-cells 219
6. There are two kinds of nucleoplasm in the male germ-cells 219
7. Polar bodies in plants 222
8. Morphological origin of polar bodies 223
III. On the Nature of Parthenogenesis 225
1. The phenomena exhibited in the maturation of the egg are identical in parthenogenetic and sexual development 225