Строго говоря, моногония — это универсальный жизненный процесс; даже обычное клеточное расщепление, от которого зависит рост гистонов, является клеточной моногонией. Следовательно, историческая биология должна сказать, что моногония является более старой и более примитивной формой родительской генерации и что амфигония была вторично развита из нее. Важно подчеркнуть это, потому что не только некоторые из старых авторов, но даже некоторые недавние рассматривают половую генерацию как универсальную функцию организмов и заявляют, что она берет начало с самого начала органической жизни.
Сложные и часто очень запутанные явления половой генерации, какими мы находим их у высших организмов, становятся понятными нам, когда мы сравниваем их с более простыми формами бесполой генерации на низших стадиях жизни. Мы тогда узнаем, что они отнюдь не являются непостижимыми и сверхъестественными чудесами, а естественными физиологическими процессами, которые, как и все остальные, могут быть прослежены до действия простых физических сил. Форма энергии, которая лежит в основе всей токогонии, — это рост (crescentia). И поскольку это явление является также причиной, в форме гравитации, образования кристаллов и других неорганических индивидов, мы устраняем еще одну из границ, которые люди хотели бы установить между органической и неорганической природой. Размножение — это своего рода питание и рост организма сверх индивидуального стандарта, выстраивание части его в целое. Этот предел индивидуального размера определяется для каждого вида двумя факторами — внутренней конституцией плазмы, которая наследуется, и зависимостью от внешней среды, которая контролирует адаптацию. Когда этот предел был пройден, трансгрессивный рост принимает форму размножения. Каждый вид кристалла также имеет определенный предел роста; когда он пройден, новые кристаллические индивиды образуются в маточной воде на старом индивиде, который больше не растет.
Бесполая или моногенетическая токогония (также называемая «вегетативным размножением») всегда осуществляется одним органическим индивидом и поэтому должна быть прослежена до его трансгрессивного роста. Когда это затрагивает все тело как тотальный рост, при котором целое делится на две или более равные части, мы называем моногенетический процесс делением (или сегментацией). Но когда рост частичен и затрагивает только часть индивида, или когда эта особая часть отделяется от генерирующего организма в форме почки (gemma), процесс называется почкованием или геммацией (gemmatio). Следовательно, существенное различие между двумя формами генерации заключается в том, что при делении родитель исчезает в своих частичных продуктах (детях); они одного возраста и формы. Но при почковании генерирующий родитель сохраняет свою индивидуальность; он больше и старше молодой почки. Это важное различие между делением и геммацией, которое часто упускается из виду, справедливо как для протистов (одноклеточных), так и для гистонов (многоклеточных). Тот факт, что при делении индивид как таковой уничтожается, является достаточным опровержением теории Вейсмана о бессмертии одноклеточных. (См. выше, а также «Загадку», глава XI.)
Размножение путем деления — безусловно, самая распространенная из всех форм размножения. Это нормальная форма моногонии не только у многих протистов, но и у тканевых клеток, которые составляют ткани гистонов. Это, более того, единственный метод размножения для большинства монер, как хромацей, так и бактерий, которые вследствие этого часто объединяются под названием «расщепляющиеся растения» (schizophyta). Саморасщепление встречается также среди высших многоклеточных организмов — а именно, книдарий (полипов, медуз). Оно обычно принимает форму деления на две части (dimidiatio или hemitomy), при этом тело расщепляется на две равные половины. Плоскость деления иногда неопределенна (фрагментарное деление), иногда совпадает с длинной осью (продольное деление), иногда с поперечной осью, вертикальной к длинной оси (поперечное деление), и менее часто с диагональной осью (косое деление). Когда сегментация клетки происходит так быстро, что поперечное деление следует непосредственно за продольным делением и они в конце концов заставляют совпадать, двукратное деление заменяется четырехкратным делением. И когда процесс повторяется в быстрой последовательности и тело в конце концов распадается на ряд мелких и равных частей, мы имеем многократное деление (polytomy); как при образовании спор у споровиков и корненожек, а также в зародышевом мешке фанерогамов.
Бесполое размножение путем почкования главным образом отличается от сегментации тем фактом, что определяющий трансгрессивный рост является лишь частичным в одном и тотальным в другом. Произведенная почка, следовательно, моложе и меньше родителя, из которого она исходит; последний может заменить утраченную часть путем регенерации и производить ряд почек одновременно или последовательно, не теряя своей индивидуальности (тогда как она уничтожается при делении). Размножение путем почкования редко встречается среди протистов и более распространено среди гистонов — то есть у большинства тканевых растений и низших, колониальных, тканевых животных (кишечнополостных и vermalia). Большинство колоний (cormi) образуются путем побега или особи, выпускающей почки, которые остаются соединенными с ней. Слой и побеги тканевых растений — это отделившиеся почки. Два главных вида геммации — терминальная и латеральная. Терминальное почкование происходит на конце длинной оси и недалеко ушло от поперечного деления (например, стробиляция медуз acraspedæ и цепных ленточных червей). Латеральное почкование гораздо более распространено; оно определяет ветвление деревьев и вообще сложных растений, а также древовидных колоний губок, книдарий (полипов, кораллов), мшанок и т. д.
Третья форма бесполого размножения — это образование спор или «зародышевых клеток», которые обычно производятся в большом количестве внутри организма, затем отделяются от него и развиваются в новые организмы без необходимости оплодотворения. Споры иногда неподвижны (споры покоя или паулоспоры); иногда они имеют одну или несколько ресничек, которые позволяют им плавать (блуждающие споры или планоспоры). Это моногенетическое размножение очень распространено среди протистов, как протофитов, так и простейших. Среди последних споровики (грегарины, кокцидии и т. д.) примечательны исчезновением всего одноклеточного организма при образовании спор; в этом случае и у многих корненожек (mycetozoa) процесс совпадает с многократным делением клеток. В других случаях (радиолярии, таламофоры) только часть родительских клеток используется для производства спор. Образование спор очень распространено среди тайнобрачных; здесь оно обычно чередуется с половым размножением. Споры обычно образуются в специальных споровых капсулах (спорангиях). У цветковых растений (anthophyta) спорогония исчезла. Она встречается временами у тканевых животных (у пресноводных губок); в этом случае спорангии называются геммулами.
Существенной особенностью полового размножения является слияние двух различных клеток: женской яйцеклетки и мужского сперматозоида. Простая новая клетка, возникающая в результате этого смешения, представляет собой стволовую клетку (цитулу), стволовую «мать» всех клеток, составляющих ткани гистона. Но даже среди одноклеточных протистов мы во многих местах обнаруживаем зачатки половой дифференциации; она предвосхищается в смешении или копуляции двух гомогенных клеток — гамет. Мы можем рассматривать этот процесс, или зигозис, как своеобразный и весьма благоприятный вид роста, связанный с омоложением плазмы; последняя получает возможность размножаться путем повторного деления благодаря смешению двух различных плазменных тел с обеих сторон (амфимиксис). Когда эти две гаметы становятся неравными и различаются по размеру и форме, более крупное женское тело называют макрогаметой или макрогонидией, а меньшую, мужскую часть — микрогаметой или микрогонидией. Среди гистонов первую называют яйцеклеткой (ovulum), а вторую — сперматозоидом (spermium или spermatozoon). Как правило, последний представляет собой весьма подвижную реснитчатую клетку, а первая — инертную или амебоидную клетку. Вибрационные движения сперматозоидов служат для приближения к яйцеклетке с целью ее оплодотворения.
Качественное различие между двумя копулирующими половыми клетками (гоноцитами), или химическое различие между овоплазмой женской и спермоплазмой мужской клетки, является первым (и часто единственным) условием амфигонии; впоследствии мы обнаруживаем дополнительно (у высших гистонов) весьма сложный аппарат вторичных структур. С этим химическим различием связана своеобразная двойная форма чувствительного восприятия и основанное на нем притяжение, которое называют половым хемотаксисом или эротическим хемотропизмом. Это «половое чувство» двух гоноцитов, или избирательное сродство мужской андроплазмы и женской гиноплазмы, является причиной взаимного притяжения и соединения. Весьма вероятно, что эта половая чувственная функция, сродни обонянию или вкусу, и стимулируемые ею движения локализованы в цитоплазме двух половых клеток, в то время как наследственность является функцией кариоплазмы ядра. (Ср. «Антропогению», главы VI и VII.)
Половое различие между двумя формами гоноплазмы — овоплазмой женской и спермоплазмой мужской клетки — заметно уже в самом начале половой дифференциации по различным размерам копулирующих гамет, а позднее — по их возрастающему расхождению в отношении формы, состава, движения и т. д. Далее это ведет к распределению зародышевых областей (в которых образуются половые клетки) между двумя различными особями. Когда яйцеклетка и сперматозоид производятся в одной и той же особи, мы называем это гермафродитизмом; а когда они образуются в двух разных особях (мужской и женской), мы называем их раздельнополыми, или гонохористами. В соответствии с различными стадиями индивидуальности, которые мы выделили выше (глава VII), мы можем указать следующие стадии гермафродитизма и гонохоризма.
Некоторые группы протистов, особенно высокоорганизованные ресничные инфузории (ciliata), отличаются наличием разделения мужской и женской плазмы внутри одноклеточного организма. Инфузории размножаются, как правило, в больших количествах путем повторного деления (непрямого деления клеток). Но эта моногония имеет свои пределы и должна время от времени прерываться амфигонией — омоложением плазмы, которое осуществляется путем конъюгации двух различных клеток и частичного разрушения их ядерного вещества. Под конъюгацией понимается частичное и кратковременное соединение двух различных одноклеточных организмов, тогда как копуляция — это полное и постоянное слияние. Когда две ресничные инфузории конъюгируют, они располагаются бок о бок и на время соединяются посредством плазменного мостика. Часть ядра каждой из них уже разделилась на две порции, одна из которых функционирует как женское стационарное ядро (паулокарион), а другая — как мужское мигрирующее ядро (планокарион). Два подвижных ядра входят в плазменный мостик и перемещаются по нему, толкаясь друг о друга, в тело противоположной клетки; затем они сливаются с глубже лежащим стационарным ядром. Когда таким образом (путем амфигонии) в каждой из копулирующих клеток сформировалось свежее ядро, они снова разделяются. Две омоложенные клетки вновь приобрели способность в течение долгого времени размножаться делением.
Это своеобразное гермафродитное образование клеток, которое отличает ресничных инфузорий и некоторых других протистов и которое мы теперь знаем в мельчайших деталях благодаря исследованиям Рихарда Гертвига, Мопа и других, особенно интересно тем, что доказывает, что химическое различие между женской гиноплазмой и мужской андроплазмой может быть обнаружено внутри одной клетки. Это эротическое разделение труда настолько важно, что прежде его повсеместно приписывали двум разным клеткам. Недавние точные исследования, проникшие в мельчайшие видимые процессы оплодотворения, показали, что существенной особенностью формирования свежей особи (стволовой клетки) является смешение равных порций (наследственных частей) мужского и женского ядер; кариоплазма двух копулирующих клеток является носителем наследственности от родителей. Цитоплазма же клеточного тела, напротив, служит целям адаптации и питания. Как правило, тело яйцеклетки очень велико и, как запас пищи, очень богато альбумином, жиром и другими питательными веществами (пищевой желток); в то время как цитоплазма сперматозоида очень мала и обычно образует вибрирующий жгутик, с помощью которого он передвигается и ищет яйцеклетку.
У большинства растений женские и мужские клетки производятся одним и тем же побегом, а у многих низших животных — одной и той же особью. Этот вид гермафродитизма у «особей второго порядка» называется моноклинией («однодомностью»). У многих высших растений (однодомные формы) и большинства высших животных мы имеем диклинию («двудомность») — иными словами, один побег или особь имеет только мужские, а другой побег или особь — только женские органы; это гонохоризм особей второго порядка. Моноклиния обычно связана с оседлым образом жизни (и часто необходима для него), а диклиния — со свободным движением. Адаптация к паразитическому образу жизни также благоприятствует моноклинии; так, крабы, например, по большей части являются гонохористическими особями, но усоногие раки (cirripedia), которые перешли к оседлому (и в некоторой степени паразитическому) образу жизни, в результате стали гермафродитами. Многие кишечные паразиты среди низших животных (такие как ленточные черви, сосальщики, удивительные улитки), которые ведут изолированный образ жизни внутри других животных, должны быть гермафродитными и способными к самооплодотворению, если вид должен сохраниться. С другой стороны, многие гермафродитные цветы, хотя и имеют оба вида половых органов, не способны к самооплодотворению и должны получать его от насекомых-посетителей, которые переносят пыльцу с одного цветка на другой.
Особи третьего порядка, которые мы называем колониями (cormi) как в растительном, так и в животном мире, также демонстрируют различные особенности половых особей, из которых они состоят. Когда мужские и женские диклинные побеги или особи находятся бок о бок на одной и той же колонии, мы называем это гермафродитизмом колоний — однодомностью (monœcia); это имеет место у большинства сифонофор и некоторых кораллов. Двудомность (diœcia) встречается реже: при ней одна колония имеет только мужские, а другая — только женские побеги или особи, как у тополей и ив, большинства кораллов и некоторых сифонофор. Физиологические преимущества скрещивания — объединения половых клеток разных особей — благоприятствуют прогрессивному разделению полов у высших организмов.
Сравнительное изучение особенностей гермафродитизма и разделения полов в растительном и животном мире учит нас, что обе формы половой активности часто встречаются у близкородственных организмов одной и той же группы, иногда даже у разных особей одного и того же вида. Так, например, устрица обычно гонохористична, но иногда гермафродитна; то же самое касается многих других моллюсков, червей и членистоногих. Следовательно, вопрос, часто поднимаемый о том, какая из двух форм разделения полов является исходной, вряд ли поддается общему ответу или ответу без учета стадии индивидуальности и места в классификации обсуждаемой группы. Несомненно, что во многих случаях гермафродитизм представляет собой исходную черту; например, у большинства низших растений и многих неподвижных животных (губки, полипы, плоские черви, оболочники и т. д.). Там, где мы находим исключения в этих группах, они имеют вторичное происхождение. С другой стороны, столь же несомненно, что в других случаях разделение полов является примитивным устройством; как у сифонофор, гребневиков, мшанок, усоногих раков и моллюсков. В этих случаях гермафродитизм явно вторичен в том смысле, что гермафродиты происходят изначально от гонохористов.
Только в нескольких разделах низших гистонов два вида половых клеток возникают без определенной локализации в разных частях простой ткани, как в нескольких группах низших водорослей и у губок. Как правило, они образуются только в определенных местах и в специальном слое тканевого тела, и чаще всего группами, в форме половых желез (гонад). В разных группах гистонов они носят особые названия. Женские железы называются архегониями у тайнобрачных, нуцеллусом (образованным из макроспорангиев папоротникообразных) у явнобрачных и яичниками у многоклеточных. Мужские железы называются антеридиями у тайнобрачных, пыльцевыми мешками (образованными из микроспорангиев папоротников) у явнобрачных и семенниками (как спермарии) у многоклеточных. Во многих случаях, особенно у водных низших животных, яйцеклетки (как продукты яичников) выбрасываются непосредственно наружу. Но у большинства высших организмов сформировались специальные половые протоки (gonoductus) для выведения обоих видов гоноцитов из организма.
Хотя два вида половых желез обычно расположены в разных частях размножающегося организма, тем не менее, существуют несколько случаев, в которых половые клетки образуются непосредственно и вместе из одной и той же железы. Такие железы называются гермафродитными железами. Подобные структуры весьма примечательны в нескольких высокодифференцированных группах многоклеточных и явно развились из гонохористических структур у низших форм. Класс гребневиков (ctenophoræ) содержит стекловидных, морских книдарий своеобразного и сложного строения, которые, вероятно, происходят от гидромедуз (или craspedota). Но в то время как последние имеют очень простые гонохористические структуры (четыре или восемь раздельнополых желез по ходу радиальных каналов или в стенке желудка), у гребневиков восемь гермафродитных каналов проходят меридиональной дугой от одного полюса огурцеобразного тела к другому. Каждый канал соответствует ресничной ленте и образует яичники на одном краю и семенники на другом; и они расположены так, что восемь межреберных полей (пространства между восемью лентами) попеременно мужские и женские. Еще более любопытны гермафродитные железы высокоорганизованных, наземных и дышащих воздухом легочных улиток (pulmonata), к которым относятся наша обыкновенная садовая улитка (arion) и виноградная улитка (helix). Здесь мы имеем гермафродитную железу с рядом трубок, каждая из которых образует яичники в своей внешней части и сперму во внутренней. Тем не менее, два вида половых клеток выводятся наружу раздельно.