«Живое вещество»

Профессор А. Н. СТУДИТСКИЙ, доктор биологических наук ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО

Клетка… Кому не знакомо это слово, выражающее самое существенное в наших знаниях о тончайшем строении живых тел! В сознании каждого со школьной скамьи прочно укрепляется представление, что основу строения организмов составляют клетки — мельчайшие частицы, из которых сложены тела животных и растений.

«Элементарные органы», «кирпичи, из которых возведено здание организма», говорил о них великий русский ученый К. А. Тимирязев. «Основа жизни», «единица жизни» — так характеризуют клетку все современные учебники и руководства по микроскопической анатомии.

Комочек жизни — такая мысль возникает при рассматривании живых клеток под микроскопом. В капле крови микроскоп открывает миллионы мельчайших телец. Одни округлы, бесструктурны, неподвижны. Это красные кровяные клетки. Другие обладают заметным внутренним строением, при длительном наблюдении обнаруживают способность к движению. Это белые кровяные клетки — лейкоциты. В питательной среде, состоящей из жидкой части крови — плазмы, — можно изучить их поведение вне нашего тела.

Если с помощью микрокиноаппарата снимать белые кровяные клетки с перерывом в одну минуту, а показывать готовую ленту с обычной скоростью — 24 кадра в секунду, — то на экране обнаружатся удивительные вещи. Лейкоциты двигаются, подобно одноклеточным простейшим организмам — амебам. Более мелкие мечутся по экрану, почти неуловимые глазом; крупные медленно переползают с места на место, выпуская длинные отростки, растягиваясь и снова сжимаясь в комок. Они размножаются делением тела надвое. Дочерние клетки расползаются в разные стороны и приступают к самостоятельной жизни: питаются, переваривая вещества среды, в которой живут, поглощают микробов, попадающихся на пути. Создается впечатление, что действительно это частицы, наделенные всеми признаками жизни.

Такой взгляд владел исследователями на протяжении почти целого столетия. Изучение клеток, их тончайшего строения и деятельности открыло новый, неведомый нам мир — «закулисную работу жизни», по выражению великого русского мыслителя А. И. Герцена. Но вместе с тем оно уводило в сторону от познания организма как целого, в котором клетки играют подчиненную, зависимую роль.

Немецкий ученый Вирхов 90 лет назад объявил их ответственными за все состояния организма. Болезненные изменения нашего тела Вирхов назвал «клеточной патологией». На рубеже XIX и XX веков другой немецкий ученый, Ферворн, заменил исследование нормальной жизнедеятельности организма «клеточной физиологией».

В работе этих ученых и их последователей клетка заняла место целого организма. На многие годы незыблемыми, несокрушимыми истинами стали казаться слова Вирхова: «все живое только из клеток», «каждая клетка возникает из клетки». Отсюда следовал вывод, что познание всех живых тел должно сводиться к изучению входящих в их состав клеток.

Вирхов был убежденным противником дарвинизма, теории развития живой природы. Он считал природу застывшей в своих формах с того момента, когда она «вышла из рук творца». Его представления омертвили клеточное учение, которое из теории, свидетельствующей о развитии органического мира, превратилось в руках Вирхова в мертвую догму о тождественном плане строения всех живых организмов. Вирховианство стало опорой реакционного, идеалистического направления в биологии, отрицающего подлинную эволюцию живой природы.

И в самом деле, о каком развитии, то есть о превращении простого в сложное, об образовании нового на месте отживающего старого, можно говорить, если считать, что жизнь организма начинается с клетки и ведет к возникновению клеток, дающих начало новым организмам? Одна клетка, по Вирхову, порождает множество клеток — организм. Из этого множества снова выделяется одна клетка, порождающая новое множество; бесконечная цель клеточных делений, воспроизводящих старые, вечно существующие формы. А где же развитие? Где образование нового?

На протяжении последних десятилетий прогрессивные ученые призывали к пересмотру вирховианской клеточной теории. Но только на основе марксистско-ленинского учения оказалось возможным разоблачить до конца извращения, внесенные Вирховым, и показать пути их преодоления.

Пятнадцать лет назад в скромной лаборатории на Пятницкой улице в Москве началась первая атака на твердыни вирховианства. Атаку возглавила Ольга Борисовна Лепешинская, профессор-большевик, доктор биологических наук, руководитель лаборатории — небольшого коллектива сотрудников, размещавшихся в нескольких комнатах института, носившего в те годы название Биологического института имени К. А. Тимирязева.

Оружием были факты, добытые упорным, сосредоточенным, кропотливым трудом. Доклады и выступления О. Б. Лепешинской неизменно сопровождались демонстрациями. На длинных столах выстраивались микроскопы — десятки штативов с первоклассной оптикой, позволяющей видеть тончайшие процессы развития.

Задача заключалась в опровержении метафизической вирховианской догмы, толкующей развитие как непрерывную цепь клеточных делений. Она противоречила марксистско-ленинскому пониманию развития как процесса, включающего наряду с медленными, постепенными, непрерывными изменениями и быстрые, скачкообразные изменения, нарушающие непрерывность развития. Догма Вирхова противостояла движению науки, мешала ее дальнейшему проникновению в тайны природы.

Под объективами лежали микроскопические препараты, на которых, переходя от микроскопа к микроскопу, можно было проследить удивительный процесс самозарождения клетки. Это были срезы, сделанные через развивающееся куриное яйцо — ту его часть, которая носит название зародышевого диска. Здесь идет бурное размножение клеток обычным путем, возникают зачатки органов. Но под зародышевым диском располагается желток. Его на протяжении многих лет считали источником питания зародыша. Это мнение оказалось неверным. Наблюдения О. Б. Лепешинской и ее сотрудников показали, что желток не только питательное, но и образовательное вещество, из которого строится тело эмбриона.

8 жидкости, лежащей под зародышевым диском, зерна желтка образуют округлые тела — «желточные шары». Их обнаружили давно, но их роль оставалась неясной вплоть до того времени, когда О. Б. Лепешинская начала свои исследования. На препаратах легко улавливаются различия в строении желточных шаров. Если стоять на позициях вирховианства, этим различиям можно не придавать никакого значения — ведь они касаются «неживого», «питательного» материала. Но если подойти к ним с правильных, научных позиций, то шаг за шагом можно проследить процесс самозарождения клеток.

В этом и заключалось основное открытие О. Б. Лепешинской — доказательство возникновения клеток не из предшествующих клеток, а из неорганизованного, неоформленного материала — живого вещества.

В развитии животных организмов есть стадия, когда зародыш представляет собой одну клетку. Это вполне закономерно, так как а клетке в какой-то мере отражается далекое прошлое животных организмов, предки которых были одноклеточными существами. А до-клеточная стадия? Ведь жизнь на земле возникла в виде клеток не сразу. Должно же находить отражение исходное, доклеточное состояние, когда жизнь воплощалась в более простых частицах — капельках живого вещества. И вот наблюдение открывало в развитии куриного зародыша эту стадию.

Приглашенные в лабораторию ученые склонялись над микроскопами, долго рассматривая препараты О. Б. Лепешинской. Высказывались осторожно, недоверчиво.

Открытию О. Б. Лепешинской предстоял длительный и нелегкий путь: преградой стояли старые, вирховианские представления.

Лепешинскую уверяли, что обычной методикой микроскопического исследования превращение желточных шаров в клетки доказать нельзя. Дело в том, что краски, применяемые для обработки таких препаратов, откладываются на зернах желтка так же, как на клеточных структурах, и создают внешнее сходство тех и других. Тогда была введена микрохимическая методика; она открыла в оболочках желточных шаров вещества, входящие в состав важнейшей части клетки — ее ядра. Развитие клетки из желточного шара сопровождается перемещением этих веществ в формирующееся ядро.

Лепешинской говорили, что вообще мертвыми, окрашенными препаратами нельзя доказать ее утверждения. Тогда она перешла на прижизненные наблюдения. В капле «живого», неубитого и неокрашенного желтка обнаружилась та же картина последовательные стадии зарождения и развития клеток.

Были сделаны возражения, что стадии превращения описываются на нескольких, произвольно выбираемых желточных шарах. В ответ в лаборатории предприняли наблюдения над одним и тем же желточным шаром — с фотографированием через определённые промежутки времени. Фотоснимки также подтвердили правоту Лепешинской.

Тогда стали возражать против прижизненных наблюдений в капле желтка вне развивающегося яйца. Лепешинская разработала методику наблюдений через прозрачное окошечко, накладываемое на живой, развивающийся зародышевый диск. И в этих условиях удалось доказать образование клеток из желточных шаров.

Вопрос стоил времени и сил, потраченных на его разрешение. Речь шла о перевооружении биологической науки, о новом в развитии животных организмов. И О. Б. Лепешинская продолжала борьбу.

На протяжении ряда лет накапливались новые факты. Куриное яйцо было только одним из многих объектов исследования, В лаборатории изучались яйца различных птиц, рыб. земноводных животных. Во всех случаях обнаруживалась доклеточная стадия, открытая О. Б. Лепешинской. Становилось очевидным, что живое может существовать не только в виде клеток, но и как неоформленное, бесструктурное вещество. Рушился миф о том, что последней, «неделимой единицей» жизни является клетка. Жизненные свойства отнюдь не обязательно связано! с ней. Любая частица тела, если она обладает основным признаком жизни — обменом веществ с окружающей средой, — живая, она растет и развивается. Такой частицей может быть любая крупинка протоплазмы — белкового вещества, из которого построено тело клетки, — ничтожно малая, даже невидимая в микроскоп, даже молекула.

Живая молекула! Это казалось кощунством, посягательством на священные устои вирховианской догмы. А между тем представление о живых молекулах было вполне научным и полностью соответствовало диалектико-материалистическому мировоззрению.

Энгельс считал, что жизнь «это — форма существования белковых тел, существенным моментом которой является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой и которая прекращается вместе с прекращением этого обмена веществ, ведя за собой разложение белка». Совершенно ясно, что если в частице белка, не имеющей формы клетки, идет обмен веществ, то нет никаких оснований считать ее неживой. Она жива, она может расти и размножаться, если для этого есть соответствующие условия.

Ученые, спорившие с О. Б. Лепешинской, забывали о том, что существование живых белковых молекул — это не только возможность, вытекающая из её опытов, но и реальный факт, уже доказанный наукой. Этот факт — возбудители некоторых болезней — фильтрующиеся вирусы. Они обладают настолько малой величиной, что их приходится считать сложными белковыми молекулами. Это не клетки. Но они проявляют признаки жизни — прежде всего способность к самовоспроизведению — за счет веществ организма, где они паразитируют.

Да, вирусы были камнем преткновения для вирховианской концепции. Вот почему буржуазная наука отрицает принадлежность вирусов к живым существам.

Советские ученые своими трудами определили место и значение неклеточных форм в развитии жизни.

Г. М. Бошьян доказал родство вирусов и микробов. установил возможность превращения вирусной частицы в микробную клетку.

О. Б. Лепешинская доказала, что из бесструктурного живого вещества, добытого из живого организма, возникают клетки.

Опыты были проведены на живом веществе гидр — маленьких пресноводных животных, обладающих высокой способностью к регенерации — восстановлению тела из небольшого кусочка.

Гидру растирали в ступке. Полученную массу растворяли в воде и подвергали центрифугированию — разделению на составные части. Осадок был снова растерт в ступке, снова разведен водой и центрифугирован. И капля совершенно бесструктурного вещества, взятая из верхнего слоя осадка, помещалась под микроскоп.

Уже через час в капле появляются первые признаки возникновения клеток: образуются мельчайшие тельца, которые на глазах увеличиваются в размерах. Если в каплю добавить питательные вещества — корм гидры, — то развитие продолжается. Тельца растут, приобретая строение клеток. Затем начинается размножение. С помощью микроскопа нетрудно воспроизвести развитие клеток из живого вещества во всех подробностях.

Так теоретическая гипотеза была доказана в эксперименте.

За 15 лет работы О. Б. Лепешинская и ее сотрудники добились выдающихся успехов в разработке теории развития клеток из живого вещества. Недавно вышедшая вторым изданием книга О. Б. Лепешинской «Происхождение клеток из живого вещества и роль живого вещества в организме» содержит данные многочисленных опытов.

Подробные описания, сотни микрофотограмм показывают, как живое вещество превращается в клеточные формы. Эти превращения обнаружены в развитии разнообразных животных, в образовании крови у зародышей птиц, в заживлении ран и в других процессах. И то, что приведено в книге, составляет только часть материалов, полученных в лаборатории О. Б. Лепешинской. Работа продолжается, каждый день приносит новые факты, выбивающие оружие из рук противников.

О. Б. Лепешинской не раз делались возражения, что в питательных средах, где возникают клетки, не исключена возможность развития микробов, создающих впечатление само зарождающихся клеток. Это полностью опровергнуто наблюдениями над развитием клеток в белке куриного яйца.

Белок стерилен — свободен от микробов и их зародышей. Иначе и быть не может: при инкубации, в условиях повышенной температуры, микробы неизбежно вызывали бы разложение белка и гибель зародыша.

И в этом стерильном, «безжизненном» материале, составляющем всего-навсего одну из оболочек яйцевой клетки, в условиях инкубации происходит образование клеток.

В лаборатории О. Б. Лепешинской день за днем изучались изменения белка в инкубируемых яйцах. Сначала появляются мельчайшие, игольчатой формы кристаллики, собранные в виде звездочек: белок кристаллизуется. Это первый этап развития клеток. Затем звездочка расплывается — возникает комочек, однородный во всех своих частях. Но вот в нем отчетливо выявляется внутреннее шаровидное тельце — ядро. Теперь это уже клетка типичного строения. И не только строения, но и составе. Микрохимические реакции открывают в клетке вещество, характерное для всех клеток животных организмов. Процесс завершен: из неклеточной возникла клеточная форма.

Образование клеток из живого вещества — это закономерность развития. Она определена далеким прошлым органического мира — древнейшим состоянием жизни, состоянием живого, но еще неоформленного вещества, — так же, как стадия клетки, стадия живого вещества, пройденная когда-то развивающейся живой природой, воспроизводится в становлении каждого организма.

Победа передовых взглядов на строение и развитие живых тел — новая победа мичуринской биологической науки. Вирховианство — это опора реакционного вейсманизма-морганизма, лжеучения о наследственности, созданного буржуазной наукой. Вейсманизм отрицает развитие в природе, толкуя все изменения живых тел как комбинации неизменных наследственных зачатков. Новое в природе, согласно представлениям вейсманистов-морганистов, не возникает: развития нет, есть только воспроизведение одним наследственным зачатком другого, совершенно такого же, и их различные сочетания.

Такое же извращение подлинных закономерностей развития содержит вирховианская трактовка. Так же, как вейсманисты-морганисты изображают воспроизведение наследственных зачатков, защитники вирховианской догмы трактуют воспроизведение клеток: клетка от клетки, организм из клеток, и новый организм от одной из клеток, порожденной предшествующим организмом. В этой порочной схеме отсутствует то, что видит в живой природе каждый человек: беспрестанное изменение, образование нового. А новое возникает только на основе разрушения старого. Разрушение клетки до бесструктурного состояния и новообразование клеток — необходимый, закономерный процесс в развитии организмов.

Советская мичуринская биологическая наука на наших глазах переделывает природу, вызывая к жизни «существа будущего», как называл новые формы растений великий ученый И. В. Мичурин. Объединенными усилиями советские ученые различных специальностей вскрывают закономерности возникновения и развития животных и растительных организмов, созданных природой и преобразуемых человеком в интересах строительства коммунизма. В этой огромной работе вооружат и усилят творческую мысль новые представления о развитии — результат могучего влияния идей Маркса, Энгельса, Ленина, Сталина на советское естествознание.