Даже в этом простейшем из всех возможных состояний жизни появляется небольшое различие между ее самой внешней пленкой и ее внутренним веществом — точно так же, как чашка бульона, оставленная стоять, образует для себя пленочный самый внешний слой. Это зарождающееся различие между тем, что внутри, и тем, что снаружи, является тем, которое постоянно поддерживается во всех высших организмах, как мы скоро увидим в изобилии. Но различие на внешнее и внутреннее, как было сказано, проявляется гораздо более выраженным образом в составных единицах, или клетках, которые строят тела растений в целом; ибо они состоят из внутренней части протоплазмы, заключенной в отчетливую внешнюю целлюлозную оболочку или клеточную стенку. Как также было показано, многие из низших животных принимают иногда инцистированное состояние, когда они также состоят из частицы биоплазмы, заключенной в отчетливую клеточную стенку или цисту, хотя и не сделанную из целлюлозы.
Протоплазматическое содержимое клетки может притягивать водянистую жидкость, таким образом формируя более прозрачные пространства или вакуоли внутри нее, и они могут стать настолько расширенными, что протоплазма может быть сведена к тонкому слою, выстилающему клеточную стенку, причем нитевидные отростки или остатки протоплазмы часто проходят через клетку от одной части протоплазматической выстилки к другой. Клетка, почти всегда ядросодержащая клетка, является исходной формой каждого живого существа без исключения; и большое количество мелких и некоторые значительно размером живых существ никогда не выходят за пределы этого одноклеточного состояния, как бы сильно их клетка ни увеличивалась или усложнялась в форме. Такие существа образуют низших из всех животных и растений; но подавляющее большинство живых существ сформировано из агрегаций клеток, которые сцепляются и сливаются вместе различными способами. В качестве примера одноклеточного и типично клеточного живого существа мы можем взять дрожжевой грибок (Saccharomyces cerevisiæ), который состоит из частицы биоплазмы, заключенной в клеточную стенку из целлюлозы, причем все это имеет шарообразную или овальную форму и обычно около 1/3000 дюйма в диаметре. Внутри его биоплазмы часто можно различить прозрачное пространство или вакуоль. Часто эти организмы появляются с более сложным контуром, из-за роста новых сахаромицетов от его внешней стенки и почкования других опять же от стороны таких выступающих отростков, все из которых в конечном итоге отделяются как независимые сахаромицеты, хотя они часто продолжают оставаться прикрепленными в течение долгого времени, образуя цепочки или другие временные агрегации таких организмов.
В Protococcus мы встречаем один из низшего порядка. Его цвет зеленый, что, как и во всех других высших растениях также, обусловлено присутствием в его протоплазме красящего вещества, называемого хлорофиллом, либо рассеянного, либо агрегированного в определенных более плотных гранулах протоплазматического вещества. Protococcus может быть меньше или гораздо больше дрожжевого грибка, он сфероидальный, и его протоплазма заключена в жесткий футляр из целлюлозы, который, однако, он может не заполнять полностью, в то время как длинные реснички могут выступать через него и продвигать весь организм своими повторяющимися ударами.
Уже было сказано, что растение может временно существовать в виде частицы биоплазмы без какой-либо клеточной оболочки, как это происходит с Protococcus, клеточная оболочка которого иногда исчезает. Еще более примечательна форма, о которой уже упоминалось под названием Myxomycetes, которая в течение части своего существования представляет собой бесформенную, «голую» массу протоплазмы.
Живые существа, состоящие из одной клетки, могут, тем не менее, обладать значительной сложностью строения. Так, организм, столь простой, как упомянутая ранее amœba primitiva, может обладать способностью формировать или, как это технически называется, секретировать из собственного вещества и окружающей среды сложнейший опорный скелет известкового или кремнистого характера. Его внешняя оболочка может быть настолько четко дифференцирована от внутренней, что требует особого обозначения как экзосарк, в то время как внутри него могут возникать не только ядро и ядрышко, но и две регулярно формирующиеся полости, способные к ритмической пульсации, а определенная часть его внешней стенки может быть перфорирована, образуя постоянный рот, в отличие от таких форм, как Amœba, где любая часть служит ртом безразлично, и каждая часть выполняет схожие функции без дифференциации. Все эти и другие структурные усложнения могут возникать путем прямого роста и транссубстанциации одной клетки в различные физически и химически отличающиеся части.
Далее, живое существо, которое является прикрепленным, может настолько разрастаться, что имитирует стебель, корни и ветви, оставаясь при этом по сути простым, состоящим лишь из одной значительно увеличенной и усложненной клетки.
Таким образом, одноклеточное растение может приобретать большую сложность формы, оставаясь при этом чисто одноклеточным. Оно может принимать форму стебля с корнями и листьями. Пример такого организма мы можем видеть в роде Caulerpa, который, будучи одноклеточным, имитирует по своим очертаниям папоротник под названием Blechnum.
Следующая ступень структурного усложнения живых существ представлена низшими растениями, такими как Protococcus, которые размножаются путем спонтанного самоделения или деления. Этот процесс может происходить неоднократно и при этом не полностью, создавая таким образом внешне сложный организм. Так мы получаем вторую ступень структурного усложнения живых существ — а именно, агрегацию клеток в слабо соединенную массу.
Другие простые формы представлены мельчайшими организмами — диатомеями и десмидиевыми водорослями; первые заключены в кремнистые панцири, и некоторые из них представляют собой единственное исключение из общего закона, согласно которому органические тела ограничены кривыми линиями и поверхностями.
Удивителен тонкий орнамент, представленный на поверхностях этих микроскопических растений. Некоторые из них сцепляются в результате неполного деления на второй ступени структурного усложнения, описанной выше; они могут образовывать продольные ряды клеток или располагаться вокруг общего центра.
Одним из лучших примеров этой второй ступени усложнения являются сферически агрегированные клетки Volvox. Они дают нам хороший пример того, как форма отдельных клеток может спонтанно изменяться, чтобы соответствовать способу их агрегации. Изначально сферические, прилегающие стороны этих клеток становятся плоскими, и таким образом клетки приобретают многоугольную форму.
Другие примеры сцепления клеток одноклеточных организмов в неопределенные и непостоянные агрегаты представлены некоторыми радиоляриями — особями, которые сцепляются в то, что называется колониями.
От такой неполной агрегации следующий шаг ведет к определенным и стабильным агрегатам, в которых жизнь составляющих частей более или менее явно подчинена жизни целого и определяется ею. Такие мы находим у всех, кроме низших грибов и водорослей, у губок и гидр, а также у всех высших организмов. В таких постоянных агрегатах доминирующая жизнь целого проявляется отчасти в большей постоянности внешней формы, а отчасти в выделении отдельных частей целого либо для питания всего существа, либо для воспроизводства новых особей, либо для осуществления газообмена, либо (у животных) для обеспечения чувств и передвижения.
Таким образом, подавляющее большинство живых существ, как уже было сказано, образованы агрегацией клеток, которые сцепляются или сливаются вместе различными способами — и не только агрегацией клеток, но и агрегацией агрегатов клеток или «тканей». Каждая ткань — это структура, образованная агрегацией или агрегацией и метаморфозами определенных наборов клеток. Таким образом, каждое высшее растение или животное состоит из невообразимого множества клеток, а также тканей, которые не являются клеточными, но возникли путем метаморфоза клеток, и каждое такое высшее растение или животное сначала состоит исключительно из агрегата явно различимых клеток; и, прежде всего, из одной-единственной клетки, из которой изначально возникла вся его структура, какой бы сложной она ни была, хотя, как правило, не раньше, чем к ней примешивалась по крайней мере часть другой клетки.
Эта трансформация клеток, поначалу совершенно одинаковых, в отдельные порядки клеток или тканей, из которых возникают различные органы с различными функциями, характерна для всех живых существ, стоящих выше тех, которые на протяжении всей жизни состоят только из одной клетки.
Мы видели, что одноклеточные организмы могут объединяться в цилиндрическую или сфероидальную колонию, как у некоторых радиолярий, или в сфероид из плотно пригнанных клеток, образующих один слой, как у Volvox. Но какой бы большой или сложной ни была такая агрегация, она никогда не образует наборов соединенных клеток или тканей. Поэтому обо всех этих низших существах можно говорить как об одноклеточных организмах; хотя они могут состоять из многих клеток, эти клетки сохраняют свою индивидуальность. Такие существа — это все низшие животные, называемые гипозоями или простейшими, а также низшие тайнобрачные растения.
Все остальные животные и все высшие растения являются многоклеточными. Описание одного животного (которое находится, так сказать, на границе между многоклеточным и одноклеточным делением), маленького паразитического червя Dicyema, должно быть пока отложено, так как его значение еще не может быть понято.
Прежде чем оставить рассмотрение форм живых существ, следует прояснить еще одно различие — а именно, различие в природе сходств, которые могут существовать между различными частями.
Существуют два различных отношения, которые могут иметь место между частью или органом одного животного или растения и другой частью или органом другого животного или растения. Одно из этих отношений называется аналогией, а другое — гомологией, и очень желательно четко помнить различие, существующее между этими двумя отношениями.
Аналогия относится к использованию, для которого предназначена та или иная часть или орган, — то есть она относится к их функции.
Так, цветок маргаритки, как мы увидим, аналогичен цветку лютика. Покрывало арума аналогично венчику яснотки (ибо оба служат для укрытия существенных частей цветка).
Нога лошади аналогична ноге человека, а панцирь черепахи — панцирю броненосца; ибо первые два служат для опоры и передвижения, в то время как последние два являются твердыми защитными оболочками тела. Так же и летательный орган, или крыло, летучей мыши аналогичен летательному органу, или крылу, жука.
Гомология относится к существенному сходству в положении по сравнению со всеми другими частями или органами тела и должна рассматриваться отдельно от функции.
Так, как мы увидим в следующем эссе, отдельный цветок маргаритки гомологичен всему цветку лютика. Покрывало арума является гомологом любого прицветника, каким бы незначительным он ни был по размеру и, по-видимому, лишенным функции. Нога лошади гомологична (как мы увидим позже) только среднему пальцу ноги человека, в то время как панцирь черепахи частично гомологичен панцирю броненосца, а частично — ребрам последнего животного.
Между крыльями летучей мыши и жука нет никакого отношения гомологии, как бы отдаленно оно ни рассматривалось, и эти два животных (как вскоре выяснится) имеют части и органы своих тел настолько фундаментально различными, что сомнительно, можно ли установить между ними какие-либо определенные отношения гомологии.
Специальный термин был введен для обозначения сходства между двумя частями у двух разных животных и растений, которое было вызвано или напрямую связано с их общими потребностями и сходством внешних воздействий. Этот термин — «гомоплазия», а структуры, которые, таким образом, можно предположить, развились сходным образом под влиянием схожих внешних причин, действующих на схожие врожденные способности, были названы гомопластами.
Таковы, следовательно, более общие условия относительно структуры и формы, которые представляют живые существа, и (как уже было сказано) при больших различиях в степени возможной изменчивости большинство видов имеют определенный предел размера. Остается лишь сделать общие наблюдения относительно окраски живых существ.
Но еще несколько лет назад едва ли можно было сделать несколько общих замечаний, представляющих подлинно научный интерес и ценность, относительно разнообразных оттенков и узоров, которые представляют организмы. Никто даже не подозревал о существовании рациональной связи между окраской растений и деятельной жизнью насекомых, роящихся вокруг их цветков, или между разнообразной окраской птиц и деталями их привычек и образа жизни.
Конечно, было известно, что песцы и зайцы зимой становятся белыми, и что каждый из них выигрывает от своего изменения и страдает от изменения другого; снежный оттенок, который позволял зайцу спастись, также облегчал незаметное приближение лисицы. Было также известно, что многие пустынные животные имели цвет песчаной равнины, по которой они бродили, а древесные змеи и древесные лягушки часто были зелеными. Но казалось невероятным, чтобы разнообразные оттенки или яркие украшения живого мира управлялись жесткими законами, обычно связанными с благополучием снабженных ими организмов. Здесь, если где-либо, господство утилитаризма в природе, казалось, подошло к концу, и творческая фантазия получила полную свободу, не заботясь ни о чем, кроме гармонии и красоты, открывающихся оценивающим глазам. Однако труды и плодотворные мысли Бейтса и Уоллеса открыли широкое поле для интереснейших исследований. Они сделали очевидным, что во многих случаях самая прямая польза сопровождает окраску как у животных, так и у растений. Окраска цветов служит для привлечения насекомых и птиц, благодаря посещениям которых они опыляются или их плодовитость значительно возрастает. Именно эта связь между привлекательностью и опылением насекомыми объясняет отсутствие окраски у цветов растений, которые опыляются только ветром, таких как упомянутые ранее ели, дубы, буки, крапива, осока и многие другие. Это также объясняет заметность цветов на многих океанических островах, таких как Галапагосский архипелаг. Но это также объясняет, как отметил г-н Уоллес, удивительную красоту альпийских цветов их потребностью привлекать насекомых издалека, причем заметные пятна яркого цвета служат таким образом для привлечения блуждающих бабочек вверх из долин.
Но еще более примечательно объяснение сходства, которое окраска некоторых существ имеет с окраской других, совершенно иного рода, например, некоторых мотыльков с пчелами, а некоторых безобидных мух с осами. Ибо теперь ясно, что благодаря этой мимикрии они избегают нападений многих врагов, которые избегают таких внешне опасных форм. С другой стороны, яркие ливреи таких агрессивных существ весьма полезны для их обладателей, ибо такие оттенки действуют как предупреждение для врагов и тем самым спасают их от нападения существ, которые могли бы нанести им смертельную рану, хотя и не способны их проглотить. Но красивые ливреи таких мощных хищников, как тигры и леопарды, не служат предупреждением. Однако они служат своим обладателям не менее эффективно, помогая им скрываться и тем самым позволяя добыче приближаться к ним без подозрений на смертельно близкое расстояние. Ибо вертикальные полосы тигра напоминают вертикальные тени трав джунглей, среди которых он скрывается, так же как разбросанные пятна леопарда согласуются с разбросанными пятнами тени среди листвы деревьев, на ветвях которых он подстерегает добычу. Но сказать больше об этом означало бы предвосхитить замечания, которые будут сделаны, когда будут рассматриваться отношения живых существ друг к другу, а предмет слишком обширен, чтобы рассматривать его здесь полностью. Более того, следует отметить, что такие отношения отнюдь не объясняют все явления органической окраски. Прямое действие в некотором любопытном виде оказывается на многие организмы окружающими оттенками, и точно так же различные географические районы и разнообразие местности напрямую влияют на окраску как животных, так и растений, но эти вопросы будут полностью рассмотрены в разделе об отношениях животных к физическому миру. Достаточно здесь отметить, что явления окраски, не менее чем явления формы, находятся в гармонии с (являются ли они результатом или нет) активными силами всех окружающих условий. Но окраска того или иного рода является универсальным атрибутом всех материальных вещей. Хотя, по-видимому, она наиболее неравномерно распределена по миру жизни, все же в кажущемся беспорядке лежит порядок. Для определенных больших групп характерны определенные оттенки, как уже отмечалось в отношении большого порядка, к которому принадлежит одуванчик. Но то же самое замечание можно сделать и о многих других, как, например, о порядке Cruciferæ (к которому принадлежат левкой и репа), цветы которых обычно белые, розовые или желтые, в то время как горечавки, опять же, примечательны тем, что демонстрируют чистые цвета.
Но цвета, которые преобладают во всей массе живых существ всех видов, — это оттенки зеленого, коричневого или красновато-желтого. Яркие цвета, такие как синий, алый, малиновый, золотой или серебряный, являются исключительными, а синий цвет особенно редок. Заимствованное сияние неорганического мира в виде металлического блеска является особенно характерной чертой тех живых драгоценностей, колибри; но немало других животных также демонстрируют его. Так, из птиц, более или менее одаренных металлическим сиянием, хотя и в меньшей степени, чем колибри, можно упомянуть нектарниц, трогонов и красивое семейство фазанов; и многие насекомые, и многие рыбы сияют металлическими оттенками.
Яркость такого рода (хотя листья некоторых растений имеют медный блеск) неизвестна в мире растений, в котором подавляюще преобладают оттенки зеленого и присутствуют повсеместно, за исключением нескольких исключительных форм, в частности грибов.
Различные водные животные, принадлежащие к очень разным группам, сходны в том, что обладают совершенно стекловидно-прозрачным телом. Среди них есть рыбы, обитающие в океане; например, костистые рыбы (Leptocephalus), а также моллюски всех видов, включая даже совершенно прозрачных каракатиц. Существуют также стекловидно-прозрачные ракообразные, а также планарии и морские анемоны. Растения, однако, никогда не представляют этой характеристики, хотя благодаря ей они могли бы, как и животные, избежать того, чтобы стать добычей.