Среди менделистов и мутационистов существует тенденция переоценивать важность экспериментов по сравнению с умозаключениями — как индуктивными, так и дедуктивными. Бейтсон, однако, признал, что менделевские эксперименты и наблюдения над мутациями не решили проблему адаптации. Тем не менее, по-видимому, требуется, чтобы признаки были получены экспериментальным путем и лишь затем наследовались, прежде чем можно будет признать наследственное влияние внешних стимулов. Эксперименты Каммерера в этом направлении подверглись скептической критике, и следует признать, что опубликованные им данные недостаточны для полной убедительности. Но эксперименты такого рода по самому своему характеру сложны, если не невозможны. Существует однако другой метод — а именно, взять признак, который определенно в некоторой степени является наследственным, а затем с помощью эксперимента выяснить, является ли он «приобретенным». Если будет доказано, что наследственный признак изначально был соматогенным, отсюда следует, что соматогенные признаки со временем становятся наследственными. Именно это рассуждение я использовал применительно к своим экспериментам по получению пигмента на нижней стороне камбал, и аналогичные данные я получил в отношении чрезмерного роста хвостовых перьев у японских длиннохвостых петлей породы тоса [Сноска: 'Observations and Experiments on Japanese Long-tailed Fowls,' Proc. Zool. Soc., 1903.], представляющего собой модификацию вторичного полового признака. У этих кур перья хвоста у самок удлинены лишь незначительно.
От мистера Джона Спаркса, который лично привез экземпляры этой породы из Японии, я узнал, что японцы не только содержат птиц по отдельности на высоких насестах в специальных клетках, но и осторожно тянут хвостовые перья каждое утро, чтобы заставить их расти быстрее. Одним из вопросов, которые мне предстояло исследовать на моих экземплярах, вылупившихся из яиц, полученных от мистера Спаркса, было отношение роста перьев к линьке, происходящей у обычных птиц. Мой эксперимент заключался в содержании двух петухов, А и Б, первый из которых был оставлен в покое, тогда как у второго перья осторожно оттягивали, проводя между пальцами от основания кнаружи. Перья в хвосте представляли собой семь пар рулевых перьев, два ряда кроющих перьев хвоста (передний и задний, по четыре-пять пар в каждом ряду) и ряд переходных перьев: все они были стально-синими, почти черными; перед ними на спине располагалось множество красновато-желтых, очень тонких грифельных перьев седла.
В сентябре 1901 года, когда птицам было чуть больше трех месяцев, все взрослые перья хвоста находились в стадии роста. Растущее состояние можно определить по наличию рогового трубчатого чехла, простирающегося вверх от основания пера примерно на один дюйм. Когда рост прекращается, этот чехол сбрасывается. У петуха А рост продолжался до конца следующего марта, когда самые длинные перья — центральные рулевые — достигли длины 2 футов 4,5 дюймов. Одно из перьев, а именно одно из передних кроющих перьев хвоста, было случайно выдернуто 11 февраля 1902 года, когда его длина составляла 15,25 дюйма, рост его почти прекратился и сформировался очин; оно немедленно начало расти снова и продолжало расти до следующего сентября, когда было случайно обламано у основания; тогда его длина составляла 18 дюймов (44,5 см).
Эффект поглаживания у петуха Б заключался в периодическом выдергивании одного из растущих перьев. Из исходных перьев одно, левое центральное заднее кроющее, продолжало расти до 13 июля 1902 года, когда его длина без части, заключенной в фолликуле, составляла 2 фута 9,5 дюймов. Все выдернутые перья немедленно начинали расти снова, за исключением последних двух, выдернутых 27 мая и 13 июля, которые не росли до следующего сезона линьки в сентябре.
Первое правое центральное рулевое перо у петуха Б было случайно выдернуто 13 апреля 1902 года, когда его длина составляла 2 фута 9,875 дюйма. Его преемник начал расти немедленно, и со временем от него случайно отламывались кусочки без повреждения основания в гнезде, которое продолжало расти до 16 июня 1905 года, пока перо не было вырвано из своего гнезда. Общая длина пера с ранее обломанными кусочками, которые были измерены и сохранены, составила 11 футов 5,5 дюймов. Таким образом, оно продолжало расти без перерыва в течение трех лет и двух месяцев со средней скоростью 3,6 дюйма в месяц.
У петуха А в начале сентября 1902 года линьке подверглись только четыре коротких внешних рулевых пера: более длинные перья — а именно центральные рулевые и кроющие перья хвоста, которые перестали расти естественным образом весной 1902 года, — не линяли до начала октября. Это показывает огромное значение выдергивания перьев, как только они начинают проявлять признаки прекращения роста, с целью получения аномально длинных перьев. Центральные рулевые перья продолжали расти до начала сентября 1903 года, когда перо с левой стороны достигало длины 3 футов 6 дюймов, а с правой — примерно на дюйм короче. Кроющие перья прекратили расти сами по себе за некоторое время до этого, а центральные перья заднего ряда имели длину около 3 футов.
Поскольку казалось возможным, что между петухами А и Б существует некоторая естественная врожденная разница в росте перьев, в начале марта 1903 года я начал выдергивать и поглаживать перья только с левой стороны у петуха А, оставляя перья правой стороны нетронутыми. 30 июля на левой стороне центральное рулевое перо, а также первое и второе задние кроющие перья все еще росли; на правой стороне центральное рулевое перо также росло, но первое и второе задние кроющие перья прекратили рост и сформировали свои очины. Первое заднее кроющее перо на левой, или подвергавшейся выдергиванию, стороне было на 3 дюйма длиннее такового на правой. Второе заднее кроющее перо на левой стороне было еще длиннее. Первое и второе задние кроющие перья левой стороны прекратили рост только 26 августа. 2 сентября левое центральное рулевое перо почти завершило свой рост, правое перестало расти немного раньше. Левое было примерно на дюйм длиннее правого. Таким образом, как по длине, так и по продолжительности роста перья на подвергавшейся воздействию стороне оказались длиннее, чем на правой, и это стало результатом обработки, продолжавшейся всего шесть месяцев и начатой через несколько месяцев после того, как перья начали расти. Тем не менее, я не сомневаюсь, что выдергивание пера, как только оно проявляет признаки формирования очина, так что его преемник сразу же начинает расти снова, имеет еще более важное значение для достижения большой длины пера, чем само поглаживание пера.
В данном случае нет никаких сомнений в том, что: (a) птицы с длинными хвостами искусственно обрабатываются с максимальной заботой и изобретательностью японцами, которые их вывели; (b) механический стимул в моих экспериментах действительно заставлял перья расти в течение более длительного периода и достигать большей длины; (c) тенденция к более росту четко наследуется даже тогда, когда никакая обработка не применяется. Закономерным и логичным выводом является то, что унаследованная тенденция представляет собой результат искусственного воздействия. Никакая другая порода кур не демонстрирует столь чрезмерного роста хвостовых перьев. Можно признать, что особи значительно различаются по своей врожденной тенденции к усиленному росту, то есть к большей длине хвостовых перьев, но, согласно моим взглядам, это не противоречит основному выводу, поскольку каждый наследственный признак демонстрирует индивидуальную изменчивость.
Здесь следует отметить, что в ламаркистской теории концепция адаптации не является телеологической: они существуют не для какой-то определенной цели, а являются результатом внешних стимулов, возникающих в результате действий и привычек организма. Последняя концепция более универсальна, поскольку существуют случаи соматических половых признаков, про которые нельзя сказать, что они имеют пользу или функцию. Например, гребень и сережки у Gallus являются половыми диморфичными образованиями, причем у исходного вида они крупнее у петуха, чем у курицы. Нет убедительных доказательств того, что эти придатки служат для пользы или украшения. По сути, они представляют собой недостаток для птицы, поскольку используются противником, чтобы ухватиться за них при ударе. Первое, что происходит при драке петухов, — это кровотечение и разрыв гребня, когда они клюют друг друга в головы. Это повреждение кожи является, на мой взгляд, первопричиной эволюции этих структур, приводящей к гипертрофии. Но в этом, как и в других случаях, наследственный результат является закономерным, постоянным и симметричным, в то время как непосредственное воздействие на отдельную особь несомненно носит нерегулярный характер.
ГЛАВА V
Половые признаки млекопитающих. Свидетельства, противоречащие теории гормонов
Пожалуй, наиболее примечательными из всех соматических половых признаков являются те, которые почти универсальны для всего класса Mammalia: молочные железы у самки и мошонка у самца. Мы рассмотрели данные, касающиеся связи между развитием и функциональной деятельностью молочных желез и гормонами, вырабатываемыми в яичнике или матке, а теперь должны рассмотреть происхождение желез и их своеобразной физиологии в ходе эволюции. Очевидное объяснение с точки зрения ламаркизма и, по моему мнению, единственно верное заключается в том, что своим происхождением они изначально были обязаны тому же стимулу, который воздействует на них в настоящее время у каждого млекопитающего женской особи, приносящего потомство. Как мы видели, существует определенная трудность в объяснении того, каким образом наступление родов заставляет секрецию молока начинаться, но несомненно, что секреция быстро прекращается, если молоко не отсасывается из желез в результате сосательных движений потомства или искусственной имитации этого процесса. Корова, которую не доят или доят не полностью, перестает давать молоко. Когда стимул прекращается, лактация прекращается. Давление секрета в альвеолах заставляет клетки прекратить секрецию, примерно так же, как давление в мочеточниках нарушает секреторную деятельность почечного эпителия. У самых ранних млекопитающих можно предположить, что детеныши рождались в хорошо развитом состоянии, поскольку поначалу запасов молока было бы недостаточно для поддержания их жизнедеятельности в течение долгого времени в качестве единственной пищи. Мы должны также предположить, что мать начала заботиться о детенышах, удерживая их в контакте со своим брюхом. Тогда, испытывая голод, они начинали сосать ее волосы или шерсть. Фактическое развитие молочных желез у сумчатых было описано Бреслау [Сноска: Штутгарт, 1901.] и О'Донохью [Сноска: Q.J.M.S., lvii., 1911-12.]. Рудимент соска представляет собой углубление или вдавление эпидермиса, со дна которого поднимаются шесть толстых волосков. Фолликулы этих волос простираются в дерму, и от верхнего конца фолликула, то есть вблизи отверстия вдавления, длинный клеточный вырост тянется вниз в дерму, ветвится на своем конце и становится полым. Эти ветви представляют собой канальцы будущей молочной железы. Другой вырост из фолликула образует сальную железу. В дальнейшем волосы и сальные железы полностью исчезают, и остается только молочная железа с ее канальцами и протоками, открывающимися в полость соска. Это служит четким доказательством того, что молочная железа эволюционировала в связи с волосами и представляла собой увеличение желез, открывающихся в волосяной фолликул, однако трудно понять, почему сальная железа развивается, а впоследствии исчезает. Это, по-видимому, указывает на то, что молочная железа была не гипертрофированной сальной железой, а отдельным выростом, который, однако, не имел ничего общего с потовыми железами.
То, что внутриутробная беременность или ее прекращение изначально не были необходимы для определения функциональной периодичности молочных желез, доказывается их присутствием у однопроходных (Monotremes), которые являются яйцекладущими. Из условий существования этих млекопитающих очевидно, что как волосы, так и молочные железы эволюционировали раньше плаценты.
Здесь также следует отметить, что, согласно данным Штейнаха, в молочных железах по крайней мере среди соматических половых признаков нет никакой разницы между самцом и самкой в наследовании этих органов. Следовательно, зигота, независимо от того, определяется ли ее пол как мужской или женский, обладает одинаковым фактором для развития молочных желез. Согласно хромосомной теории в формулировке Моргана, этот фактор должен находится в соматических хромосомах, а не в половых хромосомах, и должен присутствовать в каждой зиготе. Все клетки тела, если предположить, что соматическая сегрегация не происходит, должны обладать теми же хромосомами, что и зигота, из которой они развились, и независимо от того, являются ли половые хромосомы XX, XY или X, должна существовать по крайней мере одна хромосома, несущая фактор молочных желез. Функциональное развитие последних в норме зависит, согласно обнаруженным до сих пор данным, от присутствия или отсутствия гормонов яичника или матки.
Если мы припишем, как это должно быть по моему мнению, первичное происхождение молочных желез в ходе эволюции механическому стимулу сосания, мы можем попытаться реконструировать этапы эволюции нынешней связи желез с другими органами и процессами размножения. На самой ранней стадии, представленной однопроходными (Monotremata или Prototheria), внутриутробного развития не существовало. Мы должны предположить, что вначале сосательный стимул вызывал как рост, так и секрецию, поскольку сначала не было ничего, кроме сальных или потовых желез, и хотя можно было бы предположить, что мутация произвела более крупные железы, никакая мутация не могла бы объяснить влияние гормонов на рост и функцию таких желез. Затем происходило некоторое незначительное наследование эффекта стимула, и это происходило бы, согласно моей теории, только в присутствии гормона яичника в том же состоянии, в котором впервые была вызвана модификация. Это происходило бы, конечно, после овуляции и после вылупления яиц. На следующей стадии, если принять современную точку зрения о том, что сумчатые происходят от плацентарных млекопитающих, яйца задерживались бы в матках на все более длительные периоды и рождались бы в хорошо развитом состоянии, поскольку лактация потребовала бы активных сосательных усилий со стороны детенышей. Ранние плацентарные унаследовали бы от предков, похожих на однопроходных, развитие молочных желез после овуляции, хотя во время пребывания детенышей внутри матки никакого сосания не происходило. Кажется вероятным, что связь между родами и фактической секрецией молока возникла благодаря сосательному стимулу детенышей после рождения.
Существуют веские доказательства того, что секреция молока может продолжаться почти бесконечно под воздействием стимула сосания или доения. Ни менструация, ни беременность не прекращают ее. Коров могут продолжать давать молоко до следующих родов, а если их кастрировать во время лактации, они продолжают выделять молоко в течение многих лет. Женщины также могут продолжать продуцировать молоко до тех пор, пока ребенку разрешено сосать, и в некоторых случаях это продолжалось два-три года или даже дольше. Более того, лактация может быть индуцирована повторяющимся актом сосания без какой-либо беременности. Это наблюдалось у кобыл, девственных сук, мулов, девственных женщин, а у одной женщины лактация продолжалась непрерывно в течение сорока семи лет, до ее восемьдесят первого года жизни, задолго после того, как яичник прекратил функционировать. Лактация также индуцировалась у животных мужского пола, например у быка, козла, барана и у мужчин [Сноска: Knott, 'Abnormal Lactation,' American Medicine, vol. ii (new series), 1907.]. Мы можем заключить, следовательно, что секреция молока в норме начинается по наследству после родов, и это, в соответствии с тем, что мы узнали о гормонах в связи с репродуктивной системой, вероятно, является следствием отмены гормона, поглощаемого от плода. Я не считаю необходимым предполагать, как это делают Лейн-Клейпон и Старлинг, что гормон физиологически ингибирует диссимилятивный процесс и усиливает ассимилятивный, и что отмена гормона при родах поэтому вызывает диссимилятивный процесс, то есть секрецию молока. Мой вывод заключается в том, что процесс секреции, запущенный механическим стимулом сосания, наследуется так же, как он был приобретен, так что он начинает происходить у особи только при отсутствии гормона плода, который отсутствовал, когда этот процесс был приобретен. Рост железы во время беременности в таком случае был бы обусловлен отсрочкой процесса секреции вследствие присутствия гормона плода, и таким образом этот гормон в ходе эволюции стал одновременно стимулом к росту и причиной ингибирования секреции.
Однако эта интерпретация не согласуется с примером Dasyurus. Если гормон плода абсорбируется из сумки, как я предполагал, чтобы объяснить персистенцию желтых тел во время лактации, то секреция молока после родов происходить не должна. Но в данном случае сосательный стимул воздействовал на железы после очень короткой беременности, в то время как гормон от плода абсорбируется в сумке, и поэтому можно предположить, что наследственная корреляция между секрецией и отсутствием гормона плода была утрачена в ходе эволюции.
Далее мы должны рассмотреть вопрос об эволюции желтых тел. Если эти образования формируются только у млекопитающих, имеющих внутриутробную беременность, и отсутствуют у однопроходных, они не могут быть единственным существенным источником гормона, стимулирующего развитие молочных желез, поскольку последние развиваются у однопроходных. С другой стороны, трудно, можно сказать невозможно, поверить в то, что случайная мутация привела к возникновению желтых тел, секреция которых вызывала внутриутробную беременность и в конечном итоге формирование плаценты. Представляется более вероятным, что задержка изначально содержащих желток яйцеклеток внутри яйцевода, какими бы причинами эта задержка ни объяснялась, была основным фактором формирования плаценты и всех изменений, претерпеваемых маткой при беременности. Поглощение питательных веществ из стенок матки, а также химическое и механическое стимулирование этих стенок вполне могли стать причиной отвлечения питания от яичника, приводя к постепенному угасанию процесса секреции желтка в яйцеклетках.