Краткая история биологии. От алхимии до генетики

Азимов Айзек

Эта новая концепция возраста Земли по­началу встретила крайне враждебный прием, однако вскоре именно она объяснила нахож­дение во все большем масштабе ископаемых останков животных, получивших тогда боль­шую известность.

Казалось невероятным, чтобы каменистые формы могли скопировать формы живые случайно; объяснение могло быть одно: та­кие животные когда-то существовали. Мно- ^гие сразу предположили, что эти существа были уничтожены Всемирным потопом. Но если Земля так стара, как предположил Хаттон, останки могли быть исключительно дав­него возраста, и костный материал в них постепенно

заменился каменистым.

Новый взгляд на проблему пришел с Уильямом Смитом (1769 — 1839), англий­ским геологом. Он прокладывал каналы (ко­торые тогда строили в массе), а следователь­но, имел возможности для раскопок. Он ввел латинский термин <<страта>> для ровных слоев, которыми ложились разные типы по­род. Он отмечал, что каждый слой имел свою собственную характерную форму иско­паемых биологических остатков, неповторя­емую в других слоях. Не важно, какими складками ложился слой, но он удерживал свои характерные ископаемые остатки, даже исчезая на некоторое время из виду и появ­ляясь в другом месте.

Смит научился идентифицировать назва­ние и приблизительный возраст слоев по биологическому содержимому.

Если его воззрения верны, то можно пред­положить, что геологические слои лежат в та­ком порядке, как сформировывались, и чем глубже залегает слой, тем он древнее. И по возрасту слоя можно определить возраст иско­паемого животного.

Ископаемые животные привлекли внима­ние французского биолога Жоржа Леопольда Кювье (1769—1832). Кювье изучил анатомию ископаемых животных и произвел их сравне­ние, систематически отмечая отличия и сходство. Тем самым он основал сравнительную анатомию.

Эти исследования дали возможность Кю­вье изучить необходимые взаимосвязи частей тела так, чтобы из факта присутствия одних костей можно было вывести форму других: тип мускулатуры и прочее. В конечном ито­ге он смог реконструировать приблизитель­ную форму, размеры и внешний вид ископа­емого животного.

Кажется вполне естественным интерес анатома к классификации видов. Кювье рас­ширил и дополнил систему Линнея, сгруп­пировав классы последнего в еще большие группы. Одну из групп он назвал, по Ламарку, позвоночные. Не интересуясь беспоз­воночными существами, Кювье разделил их всех на три большие группы: членистоногие (насекомые и ракообразные); моллюски и лучевые (прочие).

Все это — большие группы, именуемые теперь отрядами. В наше время к выделен­ным Кювье прибавились три дюжины других отрядов — как растений, так и животных. К позвоночным теперь отнесли еще примитив­ных животных с хордой вместо костной тка­ни, так называемых хордовых.

И вновь, из-за интереса к сравнительной анатомии, Кювье основал свою собственную систему классификации на структурах и их Функциях, а не на поверхностных сходных чертах, как когда-то Линней. Кювье создавал свою систему классификации применительно к животным. В 1810 г. швейцарский ботаник Агустин Пирамус де Кандоле (1778 — 1841) применил ее к растениям.

К ископаемым Кювье применил свою сис­тему классификации, аналогичную ныне существующей. Таким образом, Кювье стал первопроходцем в науке палеонтологии — изучении древних форм жизни.

Ископаемые животные, по Кювье, нагляд­но представляют собой эволюцию животно­го мира. Чем древнее ископаемое, тем более оно отличается от существующих форм жиз­ни, и некоторые можно расположить в по­рядке, демонстрирующем постепенное изме­нение внешних форм в природе.

Однако сам Кювье не принимал воз­можности эволюции. Поэтому он разработал теорию катастроф, которые периодически потрясали Землю и опустошали видовое разнообразие. После каждой такой катаст­рофы появлялись новые формы жизни, со­вершенно отличные от прежних. Современ­ные формы (включая человека) появились после последней катастрофы. С этой точки зрения можно было примирить новые от­крытия и библейскую историю.

Кювье считал, что для объяснения изве­стных ископаемых форм должно было про~ изойти четыре земных катастрофы. Но появ­лялись все новые находки, и их уже не могли объяснить четырьмя катастрофами. По­следователи Кювье насчитывали уже 27 ка­тастроф.

Теория катастроф не состыковывалась с «униформитаризмом» Хаттона. В 1830 г. шотландский геолог Чарлз Лайель начал публикацию трехтомного труда «Принципы геологии», в котором популяризировал тео­рию Хаттона и постулировал, что Земля про­ходила только постепенные и некатастрофич­ные изменения. В самом деле, некоторые виды неизменными дошли до нас из глуби­ны веков, а некоторые находились в геоло­гических слоях, принадлежащих нескольким периодам.

Катастрофизм изжил сам себя. Он был последним оплотом в битве против теории эволюции, и, когда он пал, возникла необ­ходимость в концепции эволюции. К середи­не XIX в. созрели условия для формулиро­вания такой концепции.

Глава 5

Составные части организмов и клетки

Газы и жизнь

В то время как виды на протяжении их изучения постоянно подвергались классифи­кации, наука о жизни получила новое и ис­ключительно плодотворное направление. Хи­мия вступила в свой революционный период, и химики начали применять технологии к живым организмам так же, как и к неживым системам. То, что эти понятия находят прак­тическое применение, доказала теория пище­варения.

Переработка пищи животными организма­ми — процесс, относительно открытый для исследования. Он происходит не внутри са­мих животных тканей, а в пищеварительных каналах, выходящих во внешний мир. Этот процесс проходит непосредственно через ро­товую полость. В XVII в. горячо обсуждал­ся вопрос о том, является ли пищеварение физическим процессом (как полагал Борелли), при котором желудок перемалывает пищу, или химическим, при котором желу­док изменяет ее химически посредством же­лудочных соков (как полагал Сильвиус).

Французский физиолог Репе Антуан де Реомюр (1683—1757) исследовал способы тестирования. В 1752 г. он провел экспери­мент: поместил сырое мясо в малый метал­лический цилиндр, открытый с обоих кон­цов, но с защитной металлической сеткой (мясо не могло вывалиться), и скормил ци­линдр коршуну. Через металлическую сетку мог проникать желудочный сок. Металл ци­линдра защищал мясо от любого механичес­кого воздействия. Обычно коршуны отрыги­вают любое инородное тело, оказавшееся в пищеводе, аналогичным образом поступил и подопытный коршун. При анализе мясо, на­ходившееся в цилиндре, оказалось частично разложившимся.