Единство плана, разнообразие в исполнении — вот урок, который преподает изучение колец тела, и то же самое наставление еще более убедительно дают придатки. Если я исследую самую внешнюю челюсть, я обнаруживаю, что она состоит из трех отчетливых частей: внутренней, средней и внешней, установленных на общем стебле; и если я сравню эту челюсть с ногами позади нее или челюстями перед ней, мне будет довольно легко увидеть, что в ногах именно та часть придатка, которая соответствует внутреннему отделу, видоизменяется в то, что мы привычно называем «ногой», тогда как средний отдел исчезает, а внешний отдел скрыт под карапаксом. Не труднее заметить и то, что в придатках хвоста средний отдел появляется снова, а внешний исчезает; в то время как, с другой стороны, в передней челюсти, так называемой мандибуле, остается только внутренний отдел; и таким же образом части усиков и глазных стебельков могут быть отождествлены с частями ног и челюстей.
Но к чему все это ведет? К весьма примечательному выводу о том, что единство плана, того же рода, что обнаруживается в хвосте или брюшке омара, пронизывает всю организацию его скелета, так что я могу вернуться к диаграмме, представляющей любое из колец хвоста, которую я нарисовал на доске, и, добавив третью часть к каждому придатку, использовать ее как своего рода схему или план любого кольца тела. Я могу дать названия всем частям этой фигуры, и тогда, если я возьму любой сегмент тела омара, я смогу точно указать вам, какой модификации подвергся общий план в этом конкретном сегменте; какая часть осталась подвижной, а какая стала неподвижной по отношению к другой; что было чрезмерно развито и метаморфизировано, а что было подавлено.
Но мне кажется, я слышу вопрос: как все это проверить? Без сомнения, это красивый и остроумный способ рассмотрения строения любого животного, но является ли это чем-то большим? Признает ли природа в каком-то более глубоком смысле это единство плана, которое мы, по-видимому, прослеживаем?
Возражение, подсказанное этими вопросами, является весьма веским и важным, и морфология находилась в нездоровом состоянии до тех пор, пока она основывалась лишь на восприятии аналогий, существующих между полностью сформированными частями. Несдерживаемая изобретательность спекулятивных анатомов доказала свою полную способность выстраивать любое количество противоречивых гипотез из одних и тех же фактов, и бесконечные морфологические грезы грозили вытеснить научную теорию.
К счастью, однако, существует критерий морфологической истины и верный способ проверки всех гомологий. Наш омар не всегда был таким, каким мы его видим; когда-то он был яйцом, полужидкой массой желтка, не больше булавочной головки, заключенной в прозрачную оболочку и не проявляющей ни малейшего следа какого-либо из тех органов, множественность и сложность которых у взрослой особи столь удивительны. Через некоторое время на одной из сторон этого желтка появился нежный участок клеточной мембраны, и этот участок стал фундаментом всего существа, глиной, из которой оно должно было быть вылеплено. Постепенно обволакивая желток, он подразделялся поперечными перетяжками на сегменты — предшественники колец тела. На брюшной поверхности каждого из намеченных таким образом колец появились пары почковидных выступов — рудименты придатков кольца. Сначала все придатки были одинаковыми, но по мере роста большинство из них стали различаться стеблем и двумя концевыми отделами, к которым в средней части тела добавился третий, внешний отдел; и только позднее, в результате модификации или недоразвития некоторых из этих примитивных компонентов, конечности приобрели свою совершенную форму.
Таким образом, изучение развития доказывает, что доктрина единства плана — это не просто фантазия, не просто один из способов взглянуть на предмет, а выражение глубоко укоренившихся природных фактов. Ноги и челюсти омара можно рассматривать не просто как модификации общего типа — на самом деле и в природе они таковыми и являются, причем нога и челюсть молодого животного поначалу неразличимы.
Это удивительные истины, тем более что зоолог находит их применимыми повсеместно. Исследование полипа, улитки, рыбы, лошади или человека привело бы нас, пусть, возможно, и менее легким путем, точно к той же точке. Единство плана везде скрыто под маской разнообразия строения — сложное везде развивается из простого. Каждое животное сначала имеет форму яйца, и каждое животное и каждая органическая часть, достигая своего взрослого состояния, проходит через условия, общие для других животных и других взрослых частей; и это подводит меня к другому пункту. До сих пор я говорил так, как если бы омар был единственным существом в мире, но, как мне вряд ли нужно напоминать вам, существуют мириады других животных организмов. Из них некоторые, такие как люди, лошади, птицы, рыбы, улитки, слизни, устрицы, кораллы и губки, ничуть не похожи на омара. Но другие животные, хотя они могут сильно отличаться от омара, все же либо очень похожи на него, либо похожи на что-то, что похоже на него. Речной рак, лангуст, креветка и шримс, например, как бы они ни различались, все же настолько похожи на омаров, что ребенок сгруппировал бы их как род омаров, в отличие от улиток и слизней; а последние, в свою очередь, образовали бы свой собственный род, в отличие от коров, лошадей и овец — рода скота.
Но эта спонтанная группировка по «родам» является первой попыткой человеческого разума классифицировать, или называть общим именем те вещи, которые похожи, и располагать их таким образом, чтобы наилучшим образом отразить сумму их сходств и различий с другими вещами.
Те роды, которые не включают иных подразделений, кроме полов или различных пород, называются на техническом языке видами. Английский омар — это вид, наш речной рак — другой, наша креветка — еще один. В других странах, однако, есть омары, речные раки и креветки, очень похожие на наших, и все же представляющие достаточные различия, чтобы заслужить выделение. Поэтому натуралисты выражают это сходство и это разнообразие, группируя их как отдельные виды одного и того же «рода». Но омар и речной рак, хотя и принадлежат к разным родам, имеют много общих черт и поэтому группируются вместе в совокупность, которая называется семейством. Более отдаленные сходства связывают омара с креветкой и крабом, что выражается в помещении всех их в один и тот же отряд. Далее, еще более отдаленные, но все же очень определенные сходства объединяют омара с мокрицей, мечехвостом, дафнией и морской уточкой и отделяют их от всех других животных; откуда они коллективно составляют более крупную группу, или класс, Crustacea. Но Crustacea проявляют много общих черт с насекомыми, пауками и многоножками, так что они группируются в еще более крупную совокупность, или «тип», Articulata, и, наконец, отношения, которые они имеют к червям и другим низшим животным, выражаются путем объединения всей этой обширной совокупности в подцарство Annulosa.
Если бы я прокладывал свой путь от губки, а не от омара, я бы обнаружил, что она связана подобными узами с огромным количеством других животных в подцарство Protozoa; если бы я выбрал пресноводного полипа или коралл, члены того, что натуралисты называют подцарством Cœlenterata, сгруппировались бы вокруг моего типа; если бы была выбрана улитка, обитатели всех одностворчатых и двустворчатых, наземных и водных раковин, плеченогие, кальмары и мшанки постепенно присоединились бы к ней как члены того же подцарства Mollusca; и, наконец, начиная с человека, я был бы вынужден признать сначала обезьяну, крысу, лошадь, собаку — в тот же класс, а затем птицу, крокодила, черепаху, лягушку и рыбу — в то же подцарство Vertebrata.
И если бы я полностью проследил все эти различные линии классификации, я бы в конце концов обнаружил, что нет ни одного животного, современного или ископаемого, которое не подпадало бы сразу под одно или другое из этих подцарств. Другими словами, каждое животное организовано по одному или другому из пяти или более планов, существование которых делает возможной нашу классификацию. И настолько определенно и точно обозначено строение каждого животного, что в нынешнем состоянии наших знаний нет ни малейшего доказательства того, что форма, хотя бы в малейшей степени переходная между любыми двумя из групп Vertebrata, Annulosa, Mollusca и Cœlenterata, существует или существовала в течение того периода истории Земли, который зафиксирован геологом. Тем не менее, вы ни на мгновение не должны предполагать, что, поскольку такие переходные формы неизвестны, члены подцарств разобщены или независимы друг от друга. Напротив, в своем самом раннем состоянии они все одинаковы, и первичные зародыши человека, собаки, птицы, рыбы, жука, улитки и полипа ни в каких существенных структурных отношениях неразличимы.
В этом широком смысле можно с полным правом сказать, что все живые животные и все те вымершие творения, которые открывает геология, связаны всепроникающим единством организации, того же характера, хотя и не равного по степени, что позволяет нам различить один и тот же план среди двадцати различных сегментов тела омара. Поистине было сказано, что для ясного взора мельчайший факт — это окно, через которое можно увидеть Бесконечное.
Переходя от этих чисто морфологических соображений, давайте теперь исследуем, каким образом внимательное изучение омара подталкивает нас к другим направлениям исследований.
Омары встречаются во всех европейских морях; но на противоположных берегах Атлантики и в морях южного полушария их нет. Однако они представлены в этих регионах очень близкими, но отличными формами — Homarus Americanus и Homarus Capensis, так что мы можем сказать, что у европейцев есть один вид Homarus; у американцев — другой; у африканцев — третий; и таким образом перед нами начинают вырисовываться замечательные факты географического распространения.
Опять же, если мы исследуем содержимое земной коры, мы найдем в более поздних отложениях, которые служили великими кладбищами прошлых эпох, бесчисленных животных, похожих на омаров, но ни одно из них не настолько похоже на нашего живого омара, чтобы зоологи могли быть уверены, что они принадлежали даже к тому же роду. Если мы заглянем еще дальше в прошлое, мы обнаружим в самых древних породах останки животных, построенных по тому же общему плану, что и омар, и принадлежащих к той же великой группе Crustacea; но по большей части совершенно отличных от омара и, действительно, от любой другой живой формы ракообразных; и таким образом мы получаем представление о том последовательном изменении животного населения земного шара в прошлые эпохи, которое является самым поразительным фактом, выявленным геологией.
Подумайте теперь, куда привели нас наши изыскания. Мы изучали наш тип морфологически, когда определяли его анатомию и развитие, и, сравнивая его в этих отношениях с другими животными, мы определили его место в системе классификации. Если бы мы исследовали каждое животное подобным образом, мы бы создали полный свод зоологической морфологии.
Опять же, мы исследовали распространение нашего типа в пространстве и во времени, и если бы то же самое было проделано с каждым животным, науки о географическом и геологическом распространении достигли бы своего предела.
Но вы заметите одно примечательное обстоятельство: до этого момента вопрос о жизни этих организмов не рассматривался. Морфологию и распространение можно было бы изучать почти так же хорошо, если бы животные и растения были особым видом кристаллов и не обладали ни одной из тех функций, которые так замечательно отличают живых существ. Но факты морфологии и распространения должны быть объяснены, и наука, целью которой является их объяснение, — это физиология.
Давайте вернемся к нашему омару еще раз. Если бы мы наблюдали за этим существом в его родной стихии, мы увидели бы, как оно активно карабкается по подводным скалам, среди которых любит жить, с помощью своих сильных ног; или плавает мощными взмахами своего большого хвоста, придатки шестого сустава которого расправлены в широкий веерообразный пропеллер; схватите его, и он покажет вам, что его большие клешни — не последнее оружие нападения; подвесьте кусок падали в местах его обитания, и он жадно пожрет его, разрывая и измельчая плоть с помощью своих многочисленных челюстей.
Предположим, что мы ничего не знали об омаре, кроме как об инертной массе, органическом кристалле, если я могу использовать эту фразу, и что мы могли бы внезапно увидеть, как он проявляет все эти способности, — какие чудесные новые идеи и новые вопросы возникли бы в наших умах! Великим новым вопросом был бы: «Как все это происходит?»; главной новой идеей была бы идея адаптации к цели — представление о том, что составляющие тела животных — это не просто несвязанные части, а органы, работающие вместе ради достижения цели. Давайте рассмотрим хвост омара еще раз с этой точки зрения. Морфология научила нас, что это ряд сегментов, состоящих из гомологичных органов, которые претерпевают различные модификации — под которыми и через которые прослеживается общий план строения. Но если я посмотрю на ту же часть физиологически, я увижу, что это прекрасно сконструированный орган передвижения, с помощью которого животное может быстро двигаться как назад, так и вперед.
Но как эта замечательная движущая машина заставляется выполнять свои функции? Если бы я внезапно убил одно из этих животных и вынул все мягкие части, я бы обнаружил, что панцирь совершенно инертен, что он не обладает большей способностью двигаться сам по себе, чем механизм мельницы, когда он отсоединен от своей паровой машины или водяного колеса. Но если бы я вскрыл его и вынул только внутренности, оставив белую плоть, я бы заметил, что омар может сгибать и разгибать свой хвост так же хорошо, как и раньше. Если бы я отрезал хвост, я бы перестал находить в нем какое-либо спонтанное движение, но при щипке любой части плоти я бы заметил, что она претерпевает очень любопытное изменение — каждое волокно становится короче и толще. В результате этого акта сокращения, как его называют, части, к которым прикреплены концы волокна, конечно, сближаются — и в зависимости от отношений точек их прикрепления к центрам движения различных колец происходит сгибание или разгибание хвоста. Внимательное наблюдение за только что вскрытым омаром вскоре показало бы, что все его движения обусловлены одной и той же причиной — укорочением и утолщением этих мясистых волокон, которые технически называются мышцами.
Здесь, следовательно, важный факт. Движения омара обусловлены мышечной сократимостью. Но почему мышца сокращается в одно время и не сокращается в другое? Почему одна целая группа мышц сокращается, когда омар хочет выпрямить хвост, а другая группа — когда он желает согнуть его? Что именно порождает, направляет и контролирует движущую силу?
Эксперимент, великий инструмент для установления истины в физической науке, отвечает на этот вопрос для нас. В голове омара находится небольшая масса той особой ткани, которая известна как нервное вещество. Тяжи из подобного вещества соединяют этот мозг омара, прямо или косвенно, с мышцами. Теперь, если эти соединительные тяжи перерезаны, а мозг остается целым, способность проявлять то, что мы называем произвольным движением в частях ниже разреза, уничтожается, и, с другой стороны, если при сохранении целостности тяжей мозговая масса разрушена, та же произвольная подвижность в равной степени теряется. Отсюда неизбежный вывод: способность порождать эти движения находится в мозге и распространяется вдоль нервных тяжей.
У высших животных явления, сопровождающие эту передачу, были исследованы, и было обнаружено, что проявление особой энергии, которая находится в нервах, сопровождается нарушением электрического состояния их молекул.
Если бы мы могли точно оценить значение этого нарушения; если бы мы могли получить величину данного проявления нервной силы, определив количество электричества или тепла, которому она эквивалентна; если бы мы могли установить, от какого расположения или другого состояния молекул материи зависит проявление нервной и мышечной энергий (и, несомненно, наука когда-нибудь установит эти моменты), физиологи достигли бы своей конечной цели в этом направлении; они определили бы отношение движущей силы животных к другим формам силы, обнаруженным в природе; и если бы тот же процесс был успешно выполнен для всех операций, которые осуществляются в животном организме и им самим, физиология была бы совершенной, а факты морфологии и распространения были бы выводимы из законов, которые установили физиологи, в сочетании с теми, что определяют состояние окружающей вселенной.
Нет ни одного фрагмента организма этого скромного животного, изучение которого не привело бы нас в области мысли столь же обширные, как те, что я кратко открыл перед вами; но то, что я говорил, я надеюсь, не только позволило вам сформировать представление о масштабах и целях зоологии, но и дало вам несовершенный пример того, каким образом, по моему мнению, эту науку, да и вообще любую физическую науку, лучше всего преподавать. Главное — сделать обучение реальным и практическим, фиксируя внимание студента на конкретных фактах, но в то же время оно должно быть широким и всеобъемлющим благодаря постоянной отсылке к обобщениям, иллюстрациями которых являются все частные факты. Омар послужил типом всего животного царства, а его анатомия и физиология проиллюстрировали для нас некоторые из величайших истин биологии. Студент, который однажды сам увидел факты, которые я описал, которому были объяснены их отношения и который ясно их понял, обладает в той мере знанием зоологии, которое является реальным и подлинным, как бы ограничено оно ни было, и которое стоит больше, чем все просто книжное знание науки, которое он мог бы когда-либо приобрести. Его зоологическая информация — это, в той мере, знание, а не просто слухи.
И если бы моей задачей было подготовить вас к получению сертификата по зоологической науке, выдаваемого этим департаментом, я бы следовал курсом, в принципе точно таким же, как тот, который я выбрал сегодня вечером. Я бы выбрал пресноводную губку, пресноводного полипа или Cyanæa, пресноводную мидию, омара, птицу в качестве типов пяти первичных подразделений животного царства. Я бы очень полно объяснил их строение и показал, как каждое из них иллюстрирует великие принципы зоологии. Тщательно и полно пройдя этот путь, я бы почувствовал, что у вас есть надежный фундамент, и тогда я бы провел вас тем же путем, но менее детально, по аналогично выбранным иллюстративным типам классов; а затем я бы направил ваше внимание на особые формы, перечисленные под заголовком типов в этой программе, и на другие факты, там упомянутые.