Занимательная зоология
Шрифт:
Морские животные в пресной воде
Как пресноводные животные не выносят морской воды, так и большинство морских не выносит пресной воды. Здесь причина смерти та же, что и у пресноводных, посаженных в морскую воду, только движение соли идет в обратном порядке. У морских животных ткани сложились в соленой воде и содержат большое количество соли. Если этих животных пустить в пресную воду, то соль, содержащаяся в тканях, сквозь кожу проходит в пресную воду, вследствие чего свойства тканей нарушаются, и животное умирает. Однако, если вы будете постепенно приучать морских животных к пресной воде, то некоторые из них приспособляются к ней и чувствуют в ней себя вполне удовлетворительно. Если вам придется жить на берегу Черного моря, вы можете убедиться в этом на опыте. Бэдан брал 16 видов морских моллюсков; сначала он посадил их сразу в пресную воду, и все они погибли. Тогда он посадил 16 таких же видов в морскую воду и стал ее опреснять очень медленно, так что в течение нескольких месяцев вода сделалась столь же пресной, как в реке. В результате из 16 видов 8 остались жить и в пресной воде, а остальные 8 все-таки погибли. Не могла приспособиться к пресной воде и устрица.
Из этих опытов видно, что, при постепенном изменении солености, некоторые морские животные могут приспособиться к пресной воде. Это обстоятельство дает нам ключ к объяснению происхождения пресноводного животного мира. Геология имеет основание
Не мало, однако, животных, которые безразлично относятся к степени солености воды, т. е. могут жить и в море и в реках, при чем могут быстро переходить из морской воды в пресную и обратно, без всякого вреда для себя. Таковы многие рыбы, например, осетры, лососи и друг. Обыкновенно они живут в море, но для метания икры направляются в реки. Такие животные имеют толстую кожу, сквозь которую соль проходит с трудом.
Превращение одного вида в другой
Если вам придется жить на юге, например, в степной части Крыма или в Одессе, где имеются соленые озера, вы можете повторить опыт русского ученого Шманкевича, опыт, сделавшийся знаменитым. В соленых озерах этих мест водится маленький, длиной с зерно пшеницы, рачок, принадлежащий к роду артемия. В озерах, где соленость воды незначительная, именно равна 4° по солемеру Боме, живет один вид этого рачка, вид, получивший латинское название Artemia salina. В озерах, с соленостью в 25° по Боме, живет другой вид, названный Artemia Milhauseni. Эти два вида резко отличаются друг от друга. У первого, т. е. из озера с малой соленостью, хвостик кончается двумя острыми лопастями, усаженными длинными щетинками. У второго, из озера с большой соленостью, — хвостовые лопасти короткие и закругленные, а щетинок совсем нет (см. рис.). Шманкевич посадил Artemia salina в свойственную им воду и стал медленно и постепенно в течение нескольких месяцев прибавлять туда соли. За это время рачки размножались у него в акварии, и, по мере осолонения, с каждым поколением они становились все более и более похожими на Artemia Milhauseni, т. е. лопасти на их хвостиках становились короче, закруглялись, а щетинки исчезали. Наконец, когда вода достигла солености в 25° по Боме, его рачки превратились в настоящих Artemia Milhauseni. Тогда Шманкевич начал с той же постепенностью опреснять воду, и, по мере опреснения, эти последние рачки обратно стали превращаться в Artemia salina и, наконец, превратились окончательно. Шманкевич повел свои опыты еще дальше. В совершенно пресной воде водится другой род мелких рачков, называемый бранхипус. Он отличается от Artemia формой усиков и тем, что в брюшке у него 9 члеников, а у Artemia их 8. Шманкевич взял воду в 4° по Боме, посадил туда Artemia salina и стал медленно и постепенно опреснять воду. Рачки размножались в этой воде и с каждым поколением делались все более похожими на бранхипуса. Наконец, когда вода достигла солености речной воды, они превратились в настоящего бранхипуса.
По словам Шманкевича, такого рода превращения происходят и в природе, так как соленость воды в озерах меняется в зависимости от разных причин, главным образом, от высыхания и от притока дождевой воды (см. рис.).
Впоследствии некоторые зоологи пробовали повторить этот опыт, но у них ничего не вышло, почему они высказывали предположение, что и у Шманкевича не происходило никакого превращения одного вида в другой, но в новейшее время зоолог Гаевская проделала этот опыт и убедилась в том, что Шманкевич был прав. В настоящее время никто не сомневается в том, что животные с течением времени меняются, и что нынешние животные произошли от каких-то низших. Некоторое несогласие среди ученых обнаруживается в вопросе о том, почему они меняются. Дарвин полагает, что причиной изменений служит так называемый естественный подбор, сущность которого заключается в следующем: так как животных нарождается больше, чем может прокормить земля, то между ними возникает конкуренция, в которой все лишние должны погибнуть. Остаются в живых те, которые обладают какими-нибудь преимуществами; они оставляют после себя потомство, которое, по закону наследственности, наследует все особенности своих родителей и, между прочим, те преимущества, благодаря которым их родители уцелели. В следующем поколении опять нарождается избыток животных, из этих приспособленных остаются в живых еще более приспособленные, и так далее. Постепенно, из поколения в поколение, развивается какое-нибудь полезное приспособление. По этим причинам организм животных медленно и постепенно меняется. Для того, чтобы эти изменения существенно преобразовали строение тела животного, нужны огромные промежутки времени, исчисляемые многими тысячелетиями, так что не только на глазах одного человеческого поколения, но даже на глазах всей истории человека они не могут обнаружиться. Противники этого учения указывают на то, что учение это — чистая теория, и эту теорию никто не мог доказать, потому что никто непосредственно не мог наблюдать изменений у животных. Однако, Шманкевич у рачков наблюдал такие изменения. Правда, из его опытов не видно, чтобы эти изменения произошли по той причине, на которую указывал Дарвин, т. е. вследствие переживания приспособленных при наличности жизненной конкуренции. Можно сказать даже больше, — в этом опыте конкуренция не играла никакой роли. Перемены произошли вследствие изменения условий, т. е. солености воды. По каким-то неизвестным для нас причинам слабая соленость заставляет вырастать на хвосте у рачков острые лопасти, а большая соленость делает их тупыми. Однако, сравнительно недавно, два английских зоолога, Томпсон и Уэльдон, наблюдали в природе случаи быстрого изменения морских раков, называемых крабами, при чем это изменение явилось результатом быстрого приспособления к изменившимся физическим условиям.
В приморском городе Плимуте построили мол, вследствие этого вода в гавани сделалась мутной. Муть эту приносила река, впадающая в гавань. Прежде частицы глины, которые сюда выносились рекой, уносились далеко в море, теперь же их стал задерживать мол. Таким образом условия жизни крабов в этой гавани изменились. Названные зоологи заметили, что и тело крабов стало изменяться: оно начало делаться уже. Так, в первом году наблюдения ширина тела относилась к его длине при измерении большого количества крабов, как 76 к 100; во втором году, как 75 к 100; а в третьем году, как 74 к 100. Уэльдону
Искусственные клетки
Клетка есть микроскопически малый комок живой слизи или протоплазмы. Комок этот может быть покрыт оболочкою, но может быть и голым. Протоплазма обладает способностью выпускать отростки или ложноножки, при помощи которых одиночные клетки передвигаются с места на место. Теми же отростками они могут захватывать питательные частицы, препровождать их внутрь протоплазмы, где эти частицы перевариваются, т. е. превращаются в точно такую же протоплазму, из какой сделана клетка. Достигнув, по мере питания, определенного роста, клетка размножается. Чаще всего это размножение состоит в делении клетки пополам, при чем в таком делении всегда принимает участие ядро, а ядром называют особую часть клетки, состоящую обыкновенно из более плотной протоплазмы. Несмотря на простоту своего видимого устройства, клетки оказываются чувствительными к теплоте, свету и электричеству. Некоторые клетки, способные передвигаться с места на место, переползают из холодного места в теплое, из темного в светлое, как будто они чувствуют теплоту и способны различать свет от тьмы. Все эти свойства клетки приводились в доказательство того, что жизнь есть проявление особой силы, которая к телам неживым приложена быть не может. Казалось, что без допущения такой силы нельзя объяснить, как комочек слизи может как будто сознательно относиться к окружающим условиям. Он переползает туда, где ему лучше.
Однако, удалось устроить целый ряд искусственных клеток, которые обнаруживают те или иные свойства живых клеток. Эти искусственные клетки представляют, несомненно, мертвую материю разного состава, но эта материя или передвигается с места на место при помощи отростков, или питается, заглатывая одни вещества и выбрасывая другие, или обнаруживает некоторую чувствительность к теплоте и к свету. Так как способы приготовления этих клеток довольно просты, то вы без труда можете сделать их сами. Возьмите в стакане довольно крепкий раствор соды и пустите на поверхность раствора по капле разных маслянистых веществ, и вы увидите, что капля даст от себя отростки, совершенно похожие на ложноножки живой клетки или одноклеточного животного (см. рис.). Капля прованского масла принимает форму, совершенно похожую на низшее одноклеточное животное, называемое амебой, или на белый кровяной шарик человека. Как у амебы, капля дает от себя толстые и немногочисленные отростки. У некоторых одноклеточных животных ложноножки короткие, но многочисленные и снабженные заострениями. Такие точно отростки дает капля миндального масла на поверхности раствора соды. У одноклеточных животных, называемых солнечниками, ложноножки тонкие, прямые, длинные и расходятся от круглого тела на подобие лучей солнца. Такие же ложноножки дает кайля креозота, пущенная на поверхность простой воды. Можно приготовить клетку, которая будет ползать с места на место. Для этого обыкновенный поташ надо растереть с прованским маслом; комочек полученной таким способом густой слизи надо опустить на поверхность воды с небольшой примесью глицерина. Комочек станет выпускать отростки, при помощи которых будет передвигаться по поверхности воды. Движения эти продолжаются в течение нескольких часов, а затем становятся все более и более медленными и, наконец, прекращаются. Однако, если воду подогреть, они восстанавливаются. Движения эти объясняются следующим образом: в слизи, полученной из поташа и масла, находятся мельчайшие масляные пузырьки, внутри которых помещается мыло, получившееся вследствие взаимодействия поташа и масла. Стенки пузырьков, находящиеся на поверхности комочка, лопаются, из пузырьков выходит мыло, образующее отростки, по направлению которых комок и передвигается. Так как мыло растворяется в воде, то, по мере его растворения, лопаются другие пузырьки, и образуются новые отростки. Без сомнения, в такой клетке нет ничего живого, но она воспроизводит движение живой клетки.
Питание настоящих клеток, лишенных оболочки, в роде амебы, происходят следующим образом: клетка при помощи ложноножек втягивает в себя крупинку питательного вещества. Это вещество там переваривается, но то, что не может быть переварено, клетка выбрасывает вон. Если амеба проглотит микроскопическую панцирную водоросль, то сама водоросль переваривается, а панцирь выбрасывается вон. Если питательное вещество имеет форму нити, то нить эта внутри амебы, прежде чем перевариться, изгибается и закручивается. Все это может проделать и искусственная клетка. Капните на тарелку каплю хлороформа, затем пододвиньте к этой капле тончайшую стеклянную ниточку, обмазанную шеллаком. Капля втягивает ниточку и, если она достаточно тонка, несколько скручивает ее. Когда слой шеллака растворится в хлороформе, капля выбрасывает из себя ниточку, совершенно как амеба, которая выбрасывает непереваримые скорлупки панцирной водоросли (рис. стр. 138). Описываемое явление объясняется причинами чисто механическими, именно разницей в силе притяжения между разными веществами. Сила притяжения между шеллаком и хлороформом больше, нежели сила притяжения между частицами хлороформа друг к другу, поэтому хлороформ втягивает в себя шеллак, а сила притяжения между стеклом и хлороформом меньше, нежели сила притяжения частичек хлороформа друг к другу. Поэтому, когда слой шеллака на стеклянной нити растворяется, хлороформ выбрасывает из себя эту нить.
Искусственно можно воспроизвести деятельность одноклеточного животного, которое отыскивает свою добычу, гоняется за ней и, догнавши, схватывает. Для этого в воду надо опустить двухромовокислого кали и капельки ртути, потом в ту же воду прибавить азотной кислоты столько, чтобы получился 20 % раствор ее. Тогда капля ртути начинает выпускать отростки по направлению кали, передвигается к этим крупинкам и обволакивает их. Если крупинки медленно передвигать по дну чашки, то за ними ползут и капельки ртути. Эти движения объясняются тем, что ртуть под влиянием азотной кислоты окисляется, и окисляется сильнее в присутствии двухромовокислого кали, поэтому на той стороне капельки ртути, которая обращена к крупинке кали, окисление идет быстрее, а там, где поверхность ртути окислилась, уменьшается так называемое поверхностное натяжение, т. е. та сила, которая придает капелькам всех жидкостей круглую форму. Натяжение это выражается в том, что поверхностный слой капли с известной силой сдавливает остальное содержимое капли. Там, где поверхностное натяжение уменьшилось, капелька ртути совершенно механически выпускает отросток.