Другой пример заключается в следующем: хорошо известно, что темнота ускоряет, а свет замедляет рост растений, и поэтому растения обычно растут сильнее ночью, чем днем. Если теперь растения перенести с открытого воздуха в постоянную темноту, периодичность их роста исчезает не сразу и часто сохраняется в течение долгого времени как явление последействия.
Открывание и закрывание листьев Mimosa pudica также происходит периодически в естественных условиях, причем листья закрываются в сумерках в результате изменений раздражителя, создаваемого светом. В этом случае также, когда растения переносят в постоянную темноту, периодичность движений листьев сохраняется в течение нескольких дней.
Все это, безусловно, очень интересно и доказывает, что периодические раздражители вызывают в растении периодические процессы, которые не прекращаются немедленно после устранения раздражителя и становятся равномерными лишь постепенно, по прошествии значительного времени. Но я определенно оставляю за собой право спросить, какая связь существует между этими фактами и передачей приобретенных признаков. Все эти особенности, вызванные внешними воздействиями, остаются ограниченными той особью, у которой они возникли; большинство из них исчезает сравнительно быстро, задолго до смерти особи. Неизвестно ни одного примера передачи такой особенности. Хотя последовательные поколения подсолнечников подвергались в течение тысяч лет ежедневному чередованию света и темноты, периодичность движения сока не стала наследственной и вовсе не проявляется у растений, которые всегда содержались в темноте. Детмер особо отмечает, что мы можем даже обратить периоды открывания и закрывания листьев у Mimosa pudica, держа их в темноте днем, но подвергая воздействию света ночью; эксперимент, который был выполнен Пфеффером. Здесь мы снова видим доказательство того, что влияния, воздействовавшие на бесчисленные поколения, не оставили никакого следа на зародышевой плазме.
Детмер сам признает это, когда говорит, что последействия наблюдаются только в течение жизни особи, но тем не менее добавляет, что он уже много лет убежден в том, что явления наследственности и последействия различаются по степени, а не по существу. Он даже доходит до утверждения, что, несмотря на очевидную непередачу последействия, сходство между природой этих двух классов явлений не может ускользнуть от внимания проницательного наблюдателя.
Мне кажется, что этот вопрос требует внимания не столько наблюдателя (ибо наблюдения уже сделаны), сколько мыслителя. Неверный ход рассуждений — заключать, что последействие и наследственность тождественны по своей природе, исходя из того факта, что определенные периодические влияния, воздействующие на отдельную особь, вызывают периодические физиологические процессы, которые продолжаются некоторое время после того, как влияния перестали действовать. Мы могли бы почти с таким же успехом утверждать, что колебания маятника, которые продолжаются как последействие после того, как маятник был приведен в движение, имеют ту же природу, что и процесс наследственности. Все эти явления действительно имеют нечто общее: причину, которая действовала когда-то в прошлом, но которая уже не видна в то время, когда проявляется явление. Но на этом сходство заканчивается, и предполагаемая тождественность природы основана лишь на смелых догадках. Одно различие весьма очевидно: явления последействия постепенно прекращаются после устранения раздражителя, подобно колебаниям маятника, в то время как явления наследственности продолжаются без какого-либо перерыва. Что касается наследственности, физиологические процессы последействия неотличимы от любых других хорошо известных приобретенных признаков, которые распознаются как морфологические изменения. Последействия не передаются по наследству, и по сравнению с этим фактом малое значение можно придавать использованию расплывчатых аналогий Детмером, который хотел бы сделать вывод, что наследственность — это лишь последействие процессов, запущенных в родительском организме.
В конце своей статьи Детмер применяет идеи, полученные им из рассмотрения последействия, к определенным явлениям нормальной жизни растений. Он предполагает, что периодическая смена листьев у деревьев и кустарников могла быть вызвана прямым воздействием климата. Если ветви с зимними почками срезать осенью и поместить в теплицу, опустив срезанные концы в воду, почки не развиваются немедленно, и часто могут пройти месяцы, прежде чем они начнут распускаться. Он утверждает, что этот эксперимент доказывает, что годовая периодичность растения больше не зависит непосредственно от внешних влияний; последние вызвали периодичность в какое-то более раннее время, но она была постепенно закреплена в организме посредством последействия и наследственности(!), так что ее исчезновение теперь не происходит при устранении раздражителя, а изменения происходили бы лишь очень постепенно под влиянием изменившихся климатических условий. Он считает, что это доказано тем фактом, что наша вишня стала вечнозеленой на Цейлоне.
Таковы мнения Детмера, и каждый согласится с ним в том, что периодическая смена листьев в умеренном климате была вызвана в связи с повторяющимся чередованием лета и зимы. Это, безусловно, так, и нельзя сомневаться в том, что этот признак закрепился по наследству. Однако где доказательство того, что этот наследственный признак был вызван прямым влиянием климата? Какое право мы имеем рассматривать наследственное проявление признака как последействие прямого влияния, оказываемого изменениями температуры на предыдущие поколения? Такое мнение находит лишь слабую поддержку в ранее описанных экспериментах по последействию, которые показали, что эти явления никогда не бывают наследственными.
Мне кажется, что существуют определенные моменты в этой смене листьев и сопутствующих ей явлениях, которые отчетливо указывают на то, что здесь действовал естественный отбор. Может ли Детмер вообразить, что коричневые чешуйки, образующие характерный защитный покров зимних почек, были созданы прямым действием холода? Если, однако, своеобразное строение этих почек следует относить к специфической конституции особи, а не к прямому воздействию климата, было бы так уж невероятно, чтобы их физиологическая особенность пребывать в состоянии покоя в течение нескольких месяцев развилась одновременно со структурой под действием естественного отбора? И если это объяснение верно, мы сразу видим, почему этот признак стал наследственным, ибо естественный отбор работает с вариациями зародышевой плазмы, и они передаются от одного поколения к другому вместе с самой зародышевой плазмой.
Но Детмер пытается установить обратный вывод и утверждает, что наследственная смена листьев была утрачена под длительным воздействием изменившихся климатических условий; но это мнение основано на единственном примере изменения привычек европейской вишни на Цейлоне. Если бы было доказано, что наша вишня, выращенная из семян на Цейлоне и размножаемая семенами в течение нескольких поколений, стала вечнозеленой постепенно, а не внезапно в первом поколении: если бы при таких обстоятельствах она стала сохранять свои листья осенью и перестала образовывать покоящиеся зимние почки, — тогда действительно передачу приобретенных признаков трудно было бы подвергнуть сомнению. Я не ботаник, но полагаю, что прав, предполагая, что дикая вишня размножается семенами, в то время как съедобная домашняя вишня размножается прививкой. Привои, однако, являются частями сомы ранее существовавшего дерева, и поэтому мы имеем дело при этом методе размножения не с последовательностью поколений, а с последовательным распределением одной и той же особи по многим диким подвоям. Но никто не усомнится в том, что одна и та же особь может постепенно изменяться в течение своей жизни под прямым действием внешних влияний. Действительно сомнительный момент заключается в том, могут ли такие изменения передаваться посредством половых клеток. Если, как я предполагаю, англичане на Цейлоне не заботятся о том, чтобы есть дикие вишни, а предпочитают культурные сорта, то из этого следует, что ветви, приносящие плоды на этом острове, не развивались из половых клеток с момента их интродукции, и ничто не мешает им постепенно изменять свои анатомические и физиологические признаки вследствие прямого влияния климата.
Следовательно, пример, который Детмер считает совершенно убедительным, вряд ли может быть принят в поддержку такого далеко идущего предположения, как передача приобретенных признаков.
Таким образом, ясно, что ни один из фактов, приведенных Детмером, на самом деле не дает тех доказательств, которые, по его мнению, они предлагают. Но другой ботаник, профессор Гофман из Марбурга, хорошо известный своими многолетними экспериментами по изменчивости, недавно обратил внимание на некоторые другие ботанические факты в поддержку передачи приобретенных признаков. Эти факты действительно убедительны, если мы принимаем авторское использование термина «приобретенный», но окажется, что они почти не ведут к изменению состояния существующих мнений по этому вопросу.
В короткой заметке от 1 января 1888 года автор сообщил этому журналу («Biologisches Centralblatt») утверждение, что изменения в строении цветков, вызванные плохим питанием, могут быть доказаны как наследственные в той или иной степени.
Более подробный отчет об экспериментах можно найти в нескольких номерах «Botanische Zeitung», и автор выражает свои окончательные результаты следующими словами (см. Bot. Zeit. 1887, стр. 773): «Эти эксперименты с уверенностью доказывают (1) что недостаточное питание может вызвать значительные морфологические изменения (а именно качественные вариации), которые в первую очередь приобретаются половым аппаратом цветка, (2) что "преходящие" (Вейсман) признаки, приобретенные особью, могут передаваться по наследству».
Данные, на которых Гофман основывает эти мнения, представляют собой определенные эксперименты, проведенные на различных растениях, чтобы определить условия жизни, при которых аномальные цветки или любые другие вариации встречаются наиболее часто: короче говоря, решить, насколько вариации вызваны изменением условий.
Очевидно, что внимание автора не было сначала направлено на вопрос о передаче приобретенных признаков. Его эксперименты гораздо более старой даты, чем нынешнее состояние и значимость обсуждаемого вопроса. Гофман, по сути, пересмотрел свои прежние результаты с новой точки зрения, и это объясняет, почему его доказательства не всегда достаточно убедительны применительно к текущей проблеме. Но это не имеет большого значения, поскольку у меня нет необходимости ставить под сомнение правильность его предположений.
Существенные детали экспериментов, на которые он обращает внимание, заключаются в следующем.
Различные растения с нормальными цветками подвергались значительно измененным условиям жизни в течение ряда поколений. Они, например, были скученно посажены в маленькие горшки. В этих условиях растения, конечно, плохо питались, и в ходе поколений у нескольких видов появлялась переменная доля аномальных, а именно махровых, цветков. Однако это было не всегда так, ибо такие цветки не появлялись у Matthiola annua и Helianthemum polifolium. У других видов, таких как Nigella damascena, Papaver alpinum и Tagetes patula, они появлялись и часто увеличивались в числе в ходе поколений, хотя это не было постоянным результатом. Например, четыре последовательных поколения Nigella damascena при густом посеве дали следующие результаты:
1883. No double flowers.
1884. No double flowers.
1885. 23 typical flowers: 6 double flowers.
1886. 10 typical flowers: 1 double flower.
Но не всегда бывало так, что махровые цветки продолжали появляться после того, как они однажды возникли. У Papaver alpinum, который Гофман культивировал в последовательных поколениях с 1862 года, другие изменения, помимо махровости цветков, впервые появились в 1882 году, а именно небольшая изменчивость формы листа и большая изменчивость окраски цветков. Появлению махровых цветков, по-видимому, способствовало плохое питание, вызванное скученностью растений. Результаты относительно количества махровых цветков, полученных у этого вида при густом посеве с 1882 по 1886 год, были следующими:
Experiment XI. 1881. 40 per cent. of double flowers.
1882. 4 per cent. of double flowers.
1883. 5·3 per cent. of double flowers.
Experiment XVII. 1884. 13· per cent. of double flowers.
1885. 0·0 per cent. of double flowers.
1886. 0·0 per cent. of double flowers.
Хотя в этих и некоторых других сериях поколений махровые цветки снова исчезали в более поздних поколениях, все же вряд ли можно сомневаться в том, что их первое появление было обусловлено аномальными условиями питания. На этот вывод также не влияет тот факт, что махровые цветки появлялись почти в тех же пропорциях вследствие культивирования в обычной садовой почве. Растения, скученно посаженные в горшки, дали 2879 нормальных цветков и 256 (=8,8%) аномальных, преимущественно махровых, в то время как на садовых грядках было получено 867 нормальных и 62 (=7,0%) аномальных цветка. Гофман, правда, не признает, что такое сравнение может быть справедливо проведено, ибо растения на садовых грядках были выращены из семян, которые частично были взяты от махровых цветков и, следовательно, по его мнению, находились под сильным наследственным влиянием. Но это последнее предположение не подтверждается результатами его собственных экспериментов.
Так, эксперимент XVIII, проведенный на Papaver alpinum, описан следующими словами: «Семена, полученные от махровых цветков из эксперимента XI (1883), были посеяны в горшки, и полученные растения дали с 1884 по 1886 год пятьдесят три простых цветка и ни одного махрового».
В обратном эксперименте XIX: «Семена простых цветков с разных растений были посеяны в горшки, и полученные растения дали в 1885 и 1886 годах сорок три цветка, все из которых были типичными, кроме одного»; в то время как растения, полученные в саду из семян из тех же источников, дали 166 простых и пять махровых цветков. Гофман также описывает другие эксперименты, в которых семена от махровых цветков давали растения, которые также приносили много махровых цветков. Так, например, в эксперименте XXI семена, полученные от махровых цветков Papaver alpinum, были посеяны в саду и дали многочисленные растения, которые в 1885 и 1886 годах принесли 284 простых и двадцать один махровый цветок, то есть 7 процентов последних.
Таким образом, будет видно, что передача аномалии отнюдь не доказана вне всяких сомнений, ибо кто может решить, что является следствием наследственности, а что — измененных условий в последнем эксперименте? Я, однако, не сомневаюсь, что результаты во всяком случае частично обусловлены действием наследственности, ибо не вижу, как иначе можно понять эти явления. Тем не менее я не могу признать передачу приобретенных признаков на основании этих доказательств, ибо появившиеся изменения не являются «приобретенными» в том смысле, в котором я использую этот термин, и в смысле, требуемом общей теорией эволюции. Верно, что их можно описать с помощью этого слова, поскольку это признаки, которыми растение стало обладать; однако мы заняты не просто спором о терминах, а обсуждением важного научного вопроса. Наша цель — решить, могут ли передаваться изменения в соме (теле, в противоположность половым клеткам), которые были вызваны прямым действием внешних влияний, включая упражнение и неупражнение; могут ли они влиять на половые клетки таким образом, что последние вызовут спонтанное появление соответствующих изменений в следующем поколении. Это вопрос, который требует ответа; и, как было показано выше, такой ответ решил бы, должен ли ламарковский принцип трансформации быть сохранен или отброшен.
Я никогда не сомневался в передаче изменений, которые зависят от изменения зародышевой плазмы репродуктивных клеток, ибо всегда утверждал, что эти изменения, и только они, должны передаваться. Если кто-либо делает обратное утверждение, он лишь доказывает, что не понимает того, что я сказал по этому предмету. Каким иным образом могла бы происходить трансформация видов, если изменения в зародышевой плазме не могут передаваться? И как могла бы зародышевая плазма измениться, кроме как под действием внешних влияний, используя эти слова в их самом широком смысле; если только мы не предположим, вслед за Негели, что изменения происходят по внутренним причинам, и не вообразим, что филетическое развитие органического мира было запланировано в молекулярной структуре первого и простейшего организма, так что все формы жизни были вынуждены возникнуть из него с течением времени и возникли бы при любых условиях жизни. Таков результат взгляда Негели, против которого я боролся годами.
Если мы теперь используем термин «приобретенные признаки» для изменений в соме, которые, подобно спонтанным аномалиям, зависят от предшествующих изменений в зародышевой плазме, — конечно, легко доказать, что приобретенные признаки передаются; но это вряд ли способ продвинуть науку, ибо такое использование терминов не привело бы ни к чему, кроме путаницы. Я не знаю, чтобы кто-либо когда-либо сомневался в том, что спонтанные признаки, такие как лишние пальцы на руках или ногах, пряди седых волос, родинки и т. д., могут передаваться. Верно, что такие признаки иногда называют «приобретенными» в патологических трудах, но Гис справедливо настаивал на том, что такого очевидно неточного использования термина следует избегать, чтобы предотвратить недопонимание. Если каждый новый признак называть «приобретенным», термин сразу теряет свою научную ценность, которая заключается в ограниченном использовании. Если бы он использовался повсеместно, он означал бы не более чем слово «новый»; но новые признаки могут возникать разными путями — путем искусственного или естественного отбора, путем спонтанных вариаций зародыша или путем прямого воздействия внешних влияний на тело, включая упражнение и неупражнение частей. Если мы предположим, что эти последние признаки передаются, становится необходимым дальнейшее «предположение о сложных отношениях между органами и существенным веществом зародыша» (Гис), в то время как передача других видов признаков не влечет за собой никаких теоретических трудностей. Поэтому, очевидно, существует большая разница между этими двумя группами признаков, насколько это касается наследственности, совершенно независимо от вопроса о том, действительно ли передаются приобретенные признаки. Во всяком случае, необходимо иметь четкие термины, которые нельзя истолковать превратно. Гис предложил называть те признаки, которые обусловлены отбором, «изменениями, вызванными разведением» («erzüchtete Abänderungen»), те, которые появляются спонтанно, — «спонтанными изменениями» («eingesprengte Abänderungen»), и эти две группы признаков тогда противопоставлялись бы тем, которые он называет «приобретенными изменениями» («erworbene Abänderungen»), конечно, используя термин в ограниченном смысле. Наука всегда претендовала на право брать определенные выражения и применять их в особом смысле, и я не вижу причин, почему она не должна воспользоваться этим правом в случае с термином «приобретенный». Более того, оказывается, что это слово не всегда использовалось в этом расплывчатом смысле патологоанатомами, такими как Вирхов и Орт; ибо Вейгерт и Эрнст Циглер использовали его в точно таком же смысле, в каком оно использовалось Дарвином, Дюбуа-Реймоном, Пфлюгером, Гисом и многими другими, включая меня.