Морфология

Мы видели, что члены одного и того же класса, независимо от их образа жизни, сходны между собой по общему плану организации. Это сходство часто выражается термином «единство типа» или указанием на то, что некоторые части и органы у различных видов одного и того же класса гомологичны. Все относящиеся сюда вопросы объединяются под общим термином «Морфология». Последняя представляет собой один из самых интересных отделов естественной истории и, можно почти сказать, составляет ее подлинную душу. Что может быть любопытнее того, что пригодная для хватания рука человека, роющая лапа крота, нога лошади, ласт дельфина и крыло летучей мыши построены по тому же самому образцу и содержат одинаковые кости с одним и тем же относительным расположением? Весьма любопытен и факт, представляющий собой частный случай предыдущего, хотя и не менее поразительный, касающийся строения ног сумчатых: задние ноги кенгуру хорошо приспособлены к прыганию по открытым равнинам; задние ноги лазящего, питающегося листвой коалы равным образом хорошо приспособлены к схватыванию древесных ветвей: задние ноги роющего землю, питающегося насекомыми и корнями бандикута; задние ноги этих и некоторых других австралийских сумчатых построены по одному и тому же необыкновенному типу, а именно кости второго и третьего пальцев чрезвычайно тонки и облечены общим кожным чехлом, так что похожи на один палец с двумя когтями. Несмотря на сходство строения, очевидно, что задние ноги этих различных животных имеют самое разнообразное назначение, какое только можно себе представить. Но вся эта группа фактов становится еще более поразительной вследствие того, что ноги американских опоссумов, ведущих приблизительно тот же образ жизни, как некоторые из их австралийских сородичей, устроены по обычному плану. Проф. Флауэр, у которого заимствованы эти факты, делает такой вывод: «Мы должны признать это однообразие типа, не вдаваясь в более глубокое объяснение этих явлений», и прибавляет затем: «…но нет ли в этом действительного указания на истинное родство, на наследственную передачу от общего предка?».

Жоффруа Сент-Илер решительно настаивал на важном значении относительного положения или соотношения гомологичных частей; они могут до крайности различаться по своей форме и по своим размерам, но всегда соединены одним и тем же неизменным способом. Мы, например, никогда не находим, что кости плеча и предплечья или бедра и голени переместились. Поэтому одни и те же названия можно давать гомологичным костям у весьма различных животных. Тот же самый великий закон мы наблюдаем в устройстве частей рта насекомых; что может быть различнее, как до крайности длинный, спирально закрученный хоботок бражника, своеобразно построенный хоботок пчелы и клопа и большие челюсти жука? Однако, все эти органы, имеющие весьма различное назначение, образованы путем бесконечных модификаций верхней губы, верхних челюстей и двух пар нижних челюстей. Тот же закон господствует в устройстве частей рта и конечностей ракообразных. То же самое можно сказать и о цветках растений.

Ничто не может быть более безнадежным, как попытка объяснить эту общность строения у членов одного и того же класса с точки зрения полезности или учения о конечных причинах. Безнадежность такой попытки была ясно показана Оуэном в его высшей степени интересной работе «Nature of Limbs». Следуя обычному взгляду о независимом сотворении каждого существа, мы можем только утверждать, что это так: что Творцу угодно было построить всех животных и растения каждого большого класса по единому плану; но это – не научное объяснение.

Очень простое объяснение дается теорией отбора последовательных слабых модификаций, из которых каждая до известной степени полезна модифицированной форме, но часто обусловливается корреляцией с другими частями организации. При изменениях подобного рода лишь в очень слабой степени или совсем не обнаруживается наклонность к нарушению первоначального плана или к перемещению частей. Кости конечности могут до известной степени стать короче и площе, одеваясь в то же время более толстым покровом, и служить плавником; или же у снабженной перепонкой передней конечности все или некоторые кости могут до известной степени удлиняться, связывающая их перепонка может увеличиться и конечность может стать крылом; но все эти модификации основного плана не склонны изменить строения костей или соотношения частей. Если мы предположим, что у очень древнего предка – архетипа, как его можно назвать, всех млекопитающих, птиц и рептилий конечности были построены по ныне существующему общему плану, каково бы ни было их назначение, мы сразу поймем все значение гомологичного строения конечностей во всех классах. Точно так же относительно частей рта насекомых нам нужно только предположить, что их общий предок имел верхнюю губу, верхние челюсти и две пары нижних челюстей, причем, быть может, эти части были очень простого строения; в таком случае естественный отбор объяснит нам все бесконечное многообразие в строении и функциях частей рта насекомых. Однако понятно, что основной план строения органа может быть до того скрытым, что совсем исчезнет либо вследствие недоразвития, либо вследствие полной редукции некоторых частей, слияния других, удвоения и вообще увеличения числа третьих – изменения, которые, как мы знаем, находятся в пределах возможности. В плавниках гигантских вымерших морских ящериц и в частях рта некоторых сосущих ракообразных основной план кажется вследствие этого несколько затемненным.

Есть еще один любопытный вопрос, относящийся сюда же, а именно сериальные гомологии, т. е. сравнение разных частей или органов одной и той же особи, а не одних и тех же частей или органов у разных членов одного и того же класса. Большинство физиологов думают, что кости черепа гомологичны, т. е. соответствуют по числу и относительному расположению основным частям некоторого количества позвонков. Передние и задние конечности у всех высших классов позвоночных совершенно гомологичны. Точно так же гомологичны удивительно сложные челюсти и конечности ракообразных. Почти каждому известно, что в цветке относительное положение чашелистиков, лепестков, тычинок и пестиков, равно как и подробности их строения, можно понять только принимая, что они состоят из расположенных по спирали метаморфизированных листьев. У уродливых растений мы часто находим прямое указание на возможность превращения одного органа в другой; и мы можем действительно наблюдать на ранних, или эмбриональных, стадиях развития цветков, а также ракообразных и других животных, что органы, становящиеся крайне различными по мере развития, первоначально совершенно сходны.

До чего необъяснимы случаи сериальных гомологий с обычной точки зрения теории творения! Почему головной мозг заключен в коробку, составленную из столь многочисленных и столь своеобразных по форме костей, по-видимому, представляющих собой позвонки? По замечанию Оуэна, польза, происходящая от известной подвижности отдельных костей при родовом акте у млекопитающих, никак не объясняет того же строения черепа у птиц и рептилий. Почему одни и те же кости, сотворенные для построения крыла и задней конечности летучей мыши, применяются со столь различным назначением, как летание и хождение. Почему ракообразное с крайне сложным строением многочисленных ротовых частей вместе с тем имеет всегда меньше ног, и обратно, те, у которых много ног, имеют более простое устройство частей рта? Почему чашелистики, лепестки, тычинки и пестики в каждом цветке, хотя и приспособлены для выполнения совершенно различных функций, построены по одному и тому же плану?

Теория естественного отбора позволяет нам до известной степени ответить на эти вопросы. Нам нет надобности рассматривать здесь, каким образом тело некоторых животных сначала разделилось на ряд сегментов или как у них образовалась правая и левая стороны с соответствующими органами, потому что такие вопросы почти выходят из области исследования. Однако вероятно, что в некоторых случаях метамерное строение возникает в результате увеличения числа клеток при делении, что в свою очередь обусловливает умножение частей, развивающихся из таких клеток. Для нас достаточно знать, что неограниченное повторение одних и тех же частей или органов, по замечанию Оуэна, характеризует все низшие, или мало специализированные формы; поэтому неизвестный предок Vertebrata, вероятно, имел много позвонков, неизвестный предок Articulata – много сегментов и неизвестный предок цветковых растений – много листьев, расположенных по одной или более спиралей. Мы уже видели также, что части, повторяющиеся несколько раз, весьма склонны изменяться не только в числе, но и в форме. Следовательно, такие части, существуя уже в значительном числе и будучи весьма изменчивы, естественно, представляли собой материал для адаптации с весьма разнообразным назначением; однако вообще они должны были сохранять, в силу наследственности, очевидные следы их первоначального или основного сходства. И они могли сохранять это сходство тем более, что вариации, которые составляли основание для их последующей модификации посредством естественного отбора, с самого начала имели склонность быть сходными, так как эти части на ранних стадиях развития были сходны и находились приблизительно в одинаковых условиях. Такие части, модифицированные более или менее, но не утратившие еще следов своего общего происхождения, и стали частями сериально гомологичными.

В обширном классе моллюсков, несмотря на существование гомологичных частей у разных видов, можно указать только немногие примеры сериальных гомологии, каковы, например, части раковины хитонов: иначе говоря, мы лишь в редких случаях можем сказать, что одна часть гомологична другой у той же самой особи. И нам это понятно, потому что среди моллюсков, даже у низших представителей класса, мы совсем не находим такого неограниченного повторения какой-либо части, какое мы встречаем в других больших группах животного и растительного царства.

Но задачи морфологии гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд, как это наглядно показал недавно м-р Э. Рей Ланкестер (Е. Ray Lankester) в своей замечательной статье, где им указаны существенные различия между некоторыми категориями случаев, до тех пор одинаково считавшихся натуралистами за гомологичные. Он предлагает назвать гомогеничными части, сходные у разных животных, вследствие происхождения последних от общего предка, и гомопластичными – сходства, которые нельзя объяснить таким образом. Например, он думает, что сердце птиц и млекопитающих вполне гомогенично, так как унаследовано от общего предка, но что четыре полости сердца в обоих классах – гомопластичны, т. е. развились независимо. М-р Ланкестер указывает далее на близкое сходство частей правой и левой сторон тела животного и следующих друг за другом сегментов одной и той же особи; мы имеем в них пример таких частей, которые обычно называют гомологичными, но которые не имеют отношения к происхождению разных видов от общего предка. Гомопластичные особенности строения те же самые, которые я сгруппировал, хотя и весьма несовершенно, под названием аналогичных модификаций, или сходств. Их образование должно быть приписано аналогичным изменениям отчасти различных организмов, отчасти различных частей одного и того же организма; наконец, отчасти они объясняются сходными модификациями, сохраненными для одного и того же назначения или функции, чему были приведены многочисленные примеры.

Натуралисты часто говорят, что череп состоит из метаморфизированных позвонков, челюсти краба представляют собой метаморфизированные конечности, тычинки и пестики цветков – метаморфизированные листья; но, по замечанию проф. Хаксли, в большинстве случаев было бы точнее говорить о черепе и позвонках, о челюстях и конечностях как происшедших не путем преобразования друг в друга, каковы они теперь, но из более простого общего зачатка. Однако большинство натуралистов употребляют это выражение только в метафорическом смысле: они далеки от мысли, что в течение длинного хода развития какой-нибудь первоначальный орган – позвонки в одном случае, конечности в другом – действительно преобразовался в череп или в челюсти. Но сходство с подобным процессом так велико, что натуралисты не могут воздержаться от выражений, прямое значение которых именно таково. Согласно же высказанным здесь взглядам, такие выражения надо употреблять в буквальном смысле; и тогда отчасти находит себе объяснение такой замечательный факт, как, например, сохранение в челюстях краба многочисленных признаков, удержавшихся, вероятно, благодаря наследственности, – если только этот орган действительно был преобразован из настоящих, хотя до крайности простых конечностей.