Зоология для учителя

      Предлагаемое вниманию учителей пособие строится с учетом школьного курса зоологии и его учебно-воспитательных задач. Естественно поэтому, что в книге для учителя главное место отводится тем группам животного мира и тем «представителям» этих групп, на изучении которых строится школьный курс зоологии, а из них особое внимание уделяется тем объектам, которые могут быть предметом непосредственных наблюдений на экскурсиях, в школьном уголке живой природы, в процессе практических работ на пришкольном участке, на колхозных полях или животноводческих фермах.
      Как и в школьном курсе зоологии (но, конечно, на более широкой основе), подбор и освещение излагаемого в книге материала направлены на формирование таких основных понятий, как понятия об историческом развитии животного мира, о взаимосвязи между формой и функцией органов, между организмом и условиями его существования, между строением животного и его образом жизни в определенной среде обитания. Кроме того, в пособии для учителя есть фактический материал для формирования у учащихся понятия об историчности и относительном значении «целесообразности» в строении тела животных, в их окраске и поведении. Наконец, на соответствующем материале раскрываются роль различных групп животных в жизни человека и пути сохранения и рационального использования природных богатств и повышения продуктивности одомашненных животных.
      В книге отведено место и небольшим по объему очеркам о типе губок, типе иглокожих и классе головоногих моллюсков. Как известно, изучение этих групп ныне не входит в программу школьного курса, так как и губки, и иглокожие, и головоногие занимают очень незначительное место в нашей отечественной фауне, стоят в стороне от основных путей развития животного мира от низших форм к двум его вершинам — наземным группам членистоногих и позвоночных — и не имеют у нас промыслового значения. Обходить эти группы молчанием нельзя, тем более что учитель и учащиеся могут встретиться с ними на экскурсиях и в процессе краеведческой работы (пресноводные губки бадяги, ископаемые кораллы, аммониты и белемниты на геологических обнажениях).
      Автор счел небесполезным ввести в текст книги и ряд экскурсов в историю науки и на отдельных конкретных примерах показать, какими путями подходили исследователи к разрешению встававших перед ними проблем и загадок, опровергая господствовавшие прежде ошибочные или неточные представления. В ряде случаев цитируются и подлинные высказывания упоминаемых авторов, характеризующие и их собственные взгляды и ту эпоху, когда они жили и работали. Вероятно, материалы подобного рода помогут учителю оживить и углубить излагаемую на уроках тему. Пусть учащиеся эмоционально ощутят, что зоологическая наука, основы которой они изучают, — это результат кропотливого и упорного труда многих поколений, что те научные истины, которые порой представляются нам самоочевидными, были установлены далеко не сразу и что исследователи шли к ним нелегкими путями, иногда требовавшими самоотверженного презрения к смертельной опасности (работы по изучению переносчиков опасных трансмиссивных заболеваний). А сопоставление того, что было «прежде» и что мы имеем «теперь», помогает учащимся яснее осознать те достижения в области охраны здоровья населения, защиты урожая от вредителей, создания и улучшения пород сельскохозяйственных животных, которыми по справедливости гордится наша Родина.
      Остается отметить еще одну особенность, которая характеризует эту книгу как пособие, предназначенное для учителя, — это включение в ее текст некоторых методических рекомендаций, в которых даются указания, что именно и в каком объеме может быть непосредственно использовано в работе с учащимися.
     
      * * *
     
      В целях удобства пользования пособие выходит в двух книгах, составляющих вместе единое целое. В первой книге после вводной статьи («Лягушка») излагается зоология беспозвоночных, а обзор хордовых животных дается во второй книге, завершаемой кратким очерком «Страницы из истории зоологии».
     
      ЛЯГУШКА
      (Введение в изучение науки о животных)
     
      В романе «Отцы и дети» И. С. Тургенев рассказывает, как Базаров, приехав на лето в усадьбу Кирсановых, на следующее же утро захватил с собой двух дворовых мальчуганов и отправился с ними к ближайшему болотцу за лягушками. Ребята были в недоумении, на что приезжему понадобились лягушки. «А вот на что, — ответил Базаров, — я лягушку распластаю да посмотрю, что у нее там внутри делается». Далее Базаров пояснил, что лягушки интересуют его не сами по себе: «Так как мы с тобой те же лягушки, только что на ногах ходим; я и буду знать, что у нас внутри делается». Так «нигилист» Базаров развенчивает принципиальное различие между «венцом творения» — человеком — и презренной лягушкой из болота, сводя к единству строение их тела и их жизненные отправления.
      Как известно, тургеневский Базаров — это представитель нового тогда типа «шестидесятников», носителей радикальной идеологии, боровшихся с косностью, с преклонением перед религиозной догмой, с идеалистической философией и тянувшихся к естественным наукам как основе материалистического мировоззрения. В эту эпоху достижения западноевропейской науки находили живейший отклик в кругах разночинной русской интеллигенции, быстро завоевала себе признание только что появившаяся тогда книга Дарвина, и из среды молодого поколения
      вскоре выделился целый ряд передовых ученых, оставивших впоследствии крупный след в истории естествознания. Для молодежи того времени занятия естественными науками стали школой материализма (недаром царское министерство народного просвещения вскоре обеспокоилось этим и поспешило изгнать естествознание из средней школы), и здесь, как это верно отметил Тургенев для своего Базарова, лягушка сыграла видную роль, оказавшись наиболее удобным объектом для ознакомления со строением и жизненными отправлениями животного организма, в том числе и высшей нервной деятельностью.
      Когда И. М. Сеченов выпустил свою знаменитую книгу «Рефлексы головного мозга», излагавшую физиологическую основу психических процессов, и за пропаганду «учения крайнего материализма» ему грозила судебная кара, тр на вопрос, кого из адвокатов он намерен привлечь в качестве защитника, он ответил: «Зачем мне адвокат? Я возьму с собой на суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты; пусть тогда прокурор опровергнет меня!»
      Лягушки распространены повсюду, и их легко добывать и содержать в неволе. Размеры крупной лягушки таковы, что на ней легко могут быть рассмотрены все главнейшие органы; очень проста и техника вскрытия их: нам не придется перерезать каких-либо крупных костей. Во многих отношениях строение тела лягушки действительно напоминает строение нашего собственного тела, и на школьных уроках это облегчает для нас задачу объяснить учащимся значение ее отдельных органов.
      Таким образом, именно на лягушке всего легче можно разобраться в строении организма животного, то есть ознакомиться с главнейшими системами его органов и с их значением для жизни целого организма. А это дает нам основу и для понимания организации животных, принадлежащих к другим группам, для сравнения их между собой, для суждения о приспособленности данного организма к тем или иным условиям существования.
      Но сложный организм животного не сразу появляется в готовом и законченном виде, а постепенно развивается из яйца, имеющего несравненно более простое строение. Поэтому для понимания строения животного организма мы должны — опять-таки на каком-нибудь определенном примере — проследить и ход его развития. И в этом отношении лягушка опять-таки оказывается чрезвычайно удобным объектом: все ее развитие, начиная от икринки, идет прямо в водной среде, то есть на наших глазах, а не внутри организма матери и не под скорлупой яйца, как это происходит у большинства других животных.
      У нас водится несколько видов лягушек (рис. 1). Об их отличительных особенностях будет сказано в одном из дальнейших разделов, специально посвященном вопросам систематики (том 2); в данном же случае принадлежность взятой для изучения лягушки к тому или другому зоологическому виду для нас безразлична: речь идет здесь не о видовых особенностях, а о строении тела «лягушки вообще».
      Изучение строения тела лягушки обязательно должно быть проведено н а самой лягушке путем ее наружного осмотра и вскрытия: только в таком непосредственном ознакомлении с организацией одного из представителей животного мира и заключается весь смысл работы с лягушкой, составляющей содержание этой вводной главы.
     
      Наружный осмотр и вскрытие лягушки
      Инструментами для вскрытия животных служат ножницы с острыми концами, скальпель (его можно заменить острым перочинным ножом или же лезвием безопасной бритвы, лучше вставленным в рукоятку), пинцеты и булавки. Вскрытие мелких животных лучше производить в особой ванночке, сделанной из цинка или оцинкованного жалеза и по форме похожей на фотографическую ванночку (можно взять и фотографическую ванночку). Чтобы вскрываемых животных можно было прикрепить к дну ванночки булавками, дно ванночки заливают слоем воска или закрывают куском древесной коры. Такая ванночка и инструменты, для вскрытия пригодятся и в дальнейшем для практического ознакомления со строением представителей различных групп животных.
      Перед вскрытием лягушку нужно умертвить1.
      1 В школьной практике это следует делать до урока и не на глазах у учащихся.
      Для этого примерно за час до работы лягушку сажают в плотно закрываемую банку и бросают туда комок ваты, смоченной хлороформом или эфиром. Банку закупоривают и держат закрытой около часа. Если нельзя достать хлороформа или эфира, лягушку можно убить иначе: взяв лягушку за задние ноги, ударить ее затылком о край стола.
      Внешний осмотр. Уже при внешнем осмотре мертвой лягушки мы можем убедиться, что основой тела животного, придающей ему определенную форму, является скелет. У лягушки скелет внутренний, снаружи его непосредственно не видно, но он легко прощупывается на голове, на спине, в задней части тела и в отходящих от тела конечностях. Особенно велико значение такой твердой опоры при движении животного, что легко наблюдать на живой лягушке.
      В теле лягушки мы различаем голову и туловище. Хвостовой отдел у взрослой лягушки снаружи незаметен, но мы найдем его при рассмотрении скелета.
      На голове находим глаза, ноздри, широкий рот и по бокам позади глаз пару круглых ушных отверстий, затянутых барабанной перепонкой. Барабанная перепонка — часть органа слуха: она воспринимает звуковые колебания и через посредство крошечной косточки передает их внутреннему уху.
      Глаза у лягушки выпученные и торчат над головой. Это имеет для нее двоякое значение: во-первых, лягушка может охватить взором широкое пространство, что для нее важно из-за отсутствия шеи (на убитой лягушке легко убедиться, что голова лягушки может только очень немного поворачиваться в стороны); во-вторых, лягушка проводит много времени в пруду, и тогда ее торчащие глаза высовываются над водой, высматривая добычу и замечая опасность. Конец морды с отверстиями ноздрей при этой позе также выставляется из воды, и это дает сидящей в воде лягушке возможность дышать атмосферным воздухом (рис. 2).
      Попробуем надавить на глаз лягушки: он оказывается податливым и опускается под нажимом пальца. Живая лягушка сама таким образом «убирает» свои глаза, защищая их от повреждений, когда ей приходится пробираться среди зарослей или под камнями.
      Переходим к рассмотрению туловища лягушки. В задней части туловища мы находим отверстие клоаки, то есть одно общее отверстие, через которое выводятся из тела и испражнения, и моча, и (во время размножения) половые продукты.
      На теле лягушки мы видим две пары конечностей — передние и задние ноги. Конечности имеют несколько подвижных суставов и оканчиваются пальцами. В конечностях лягушки мы различаем те же самые отделы, что и на наших руках и ногах, а именно: плечо, предплечье и кисть — на передних конечностях и бедро, голень и ступню — на задних.
      Передние конечности гораздо слабее задних, и при передвижении обе пары ног работают неодинаково. На задних конечностях пальцы соединены между собой плавательной перепонкой, имеющей значение для передвижения в воде, когда лягушка ныряет (вспомним плавательные перепонки на ногах у водоплавающих птиц — утки и гуся).
      Внешние покровы тела образует кожа. Кожа у лягушки голая, тонкая и плохо защищает тело от высыхания. Она покрыта слизью и все время поддерживается во влажном состоянии. Поэтому лягушка принуждена держаться более влажных мест, где не так сохнет ее кожа, и должна время от времени погружаться в воду. Здесь вода не только смачивает ее кожу, но через нее впитывается в тело и пополняет в нем убыль от высыхания. Таким образом, погружение тела в воду заменяет лягушке водопой (через рот лягушка воды не пьет).
      Влажная и тонкая кожа служит лягушке также добавочным органом дыхания, так как через нее может совершаться газообмен между кровью и наружной средой.
      Внешние покровы являются также и носителями окраски животного. Общий тон окраски хорошо скрывает и зеленую и бурую лягушку среди той обстановки, в которой она живет; такая окраска называется покровительственной.
      Покровительственная окраска является одним из защитных приспособлений, помогающих животному избегать гибели среди окружающих его со всех сторон опасностей. Но, конечно, это вовсе не значит, что покровительственная окраска спасает от гибели каждую лягушку и всегда делает ее невидимой для врагов. Наоборот, только очень немногим лягушкам приходится умирать своей, естественной смертью, а большинство их погибает от цапель, ужей, щук, сомов и других хищников. Но если бы при таком количестве врагов лягушки не имели бы защиты в своей окраске, то они могли бы подвергнуться и полному истреблению. Важно здесь то, что благодаря покровительственной окраске врагам труднее их найти и многие из лягушек (скорее всего такие, у которых окраска лучше, чем у других, подходит к цвету почвы или зелени) остаются незамеченными, продолжают жить и размножаться, передавая потомству и свою покровительственную окраску. Спасает лягушек от истребления и их большая плодовитость, быстро пополняющая тот урон, который наносят им хищники.
      Внутренние органы. Рассмотрение внутренних органов начнем с ротовой полости. Рот лягушки захватывает добычу, и ротовая полость является начальным отделом пищеварительной системы.
      С помощью пинцета раскройте рот лягушки. Рассмотрите положение и устройство языка, вытянув его пинцетом: язык у лягушки, в отличие от нашего, запрокинут назад, поверхность языка клейкая. При таком устройстве язык служит лягушке для ловли добычи (рис. 3).
      Подобравшись к насекомому, лягушка раскрывает пасть, выбрасывает язык вперед и ударяет им свою добычу; насекомое прилипает к клейкому языку, и тогда лягушка втягивает язык обратно в рот.
      Проведя пальцем по верхней челюсти и по нёбу лягушки, вы можете нащупать здесь мелкие зубы. Такие зубы служат не для жевания, а для удерживания живой, вырывающейся добычи.
      Введите жесткую щетинку (от щетки) в носовое отверстие, и вы увидите, что носовая полость у лягушки соединяется с ротовой: конец щетинки покажется через задние носовые отверстия, или хоаны.
      Найдите в задней части глотки другую пару отверстий — евстахиевы трубы. Если проколоть снаружи барабанную перепонку, то конец иглы выйдет в глотку через евстахиеву трубу. Значит, евстахиева труба соединяет полость уха с полостью рта.
      В глубине раскрытой полости глотки находится отверстие пищевода, через которое захваченная добыча проходит в желудок. Оно раскрывается только при глотании, и его можно обнаружить, просовывая туда кончик карандаша или сложенные вместе концы пинцета. Под ним видна узкая продольная щель гортани, через которую воздух при дыхании проходит в легкие и обратно (рис. 4).
      Чтобы рассмотреть другие органы, нужно произвести вскрытие лягушки. Но прежде чем к нему приступить, определите, какого пола взятая вами лягушка — самец это или самка. Распознавательный признак вы найдете на передних лапках: у самцов на ладонной стороне внутреннего пальца имеется вздутая шероховатая подушечка (см. рис. 15), а у самок такой подушечки нет. (О значении этих подушечек см. стр. 20.)
      Положите лягушку спиной вниз на дно препаровальной ванночки и распяльте ее булавками, проткнув булавки через конечности и через самый кончик морды 1.
      1 Если нет препаровальной ванночки, лягушку придется приколоть просто к дощечке, но это менее удобно: в ванночке мы можем производить вскрытие под водой — тогда внутренние органы не будут слипаться и разобраться в них будет легче.
      Тонкую, легко оттягивающуюся кожу лягушки разрежьте ножницами по двум направлениям: сначала вдоль брюха — от клоаки до переднего конца, а потом в поперечном направлении — от одного плеча к другому. Оттяните лоскуты кожи в стороны, отделяя кожу от мяса кончиком скальпеля или острого ножа, и приколите их булавками по сторонам тела.
      Теперь вскрывайте обнаженную от кожи мускульную стенку тела.
      Острием ножниц проколите эту стенку у заднего конца тела, остерегаясь повредить лежащие под ней внутренности. Заметьте просвечивающий по средней линии вдоль брюха синеватый кровеносный сосуд (вену) и ведите разрез вдоль него, но чуть правее, чтобы его не прорезать и не залить препарат кровью. Когда вы дойдете до груди, ваши ножницы встретят твердые скелетные части — кости и хрящи плечевого пояса, поддерживающего скелет передних конечностей. Эти косточки и хрящи также нужно перерезать и довести разрез до головы.
      Кончив продольный разрез, приподнимите пинцетом ту половину мышечной стенки, на которой осталась неповрежденная брюшная вена, и постарайтесь осторожно отделить ее кончиком ножа от мускулов так, чтобы она осталась внутри и легла вместе с другими внутренностями. Затем (все время приподнимая стенки тела пинцетом!) сделайте на брюхе, ближе к заднему концу, два поперечных разреза — в правую и в левую стороны. Теперь брюшная стенка разделилась у вас на четыре лоскута. Отверните эти лоскуты в стороны и прикрепите их булавками ко дну ванночки.
      Налейте в ванну воды и рассмотрите вскрытую полость тела с лежащими в ней внутренними органами (рис. 5).
      На уровне плечевого пояса вы найдете сердце (рис. 6), просвечивающее через прозрачные стенки одевающей его околосердечной сумки (ее нужно осторожно вскрыть). Нижняя часть сердца, обращенная вершиной назад, есть желудочек сердца; он кажется бледным по сравнению с более темными предсердиями (предсердий у лягушки два, но разделения этого снаружи не видно).
      Вперед от сердца идет толстый, но короткий кровеносный сосуд — артериальный ствол; он начинается от желудочка, проходит мимо предсердий и тотчас же разделяется на две дуги — правую и левую. По этим сосудам идет кровь от сердца (рис. 7).
      Теперь приподнимите нижний конец сердца (желудочек) и под ним, на его спинной стороне найдите венозную пазуху, куда из больших вен, идущих с разных концов тела, поступает кровь, прежде чем попасть в правое предсердие.
      К левому предсердию подходит особый сосуд — легочная вена, приносящая кровь от легких.
      При вскрытии часто можно наблюдать, что сердце убитой лягушки начинает биться (особенно если слегка щипать нинцетом его кончик). Больше того, сердце продолжает сокращаться и в том случае, когда оно совсем вырезано из тела. Это возможно потому, что в стенках сердца есть свои нервные центры, управляющие движениями его мускулов.
      Легкие вы найдете по обеим сторонам сердца в виде двух тонких и мягких сероватых мешочков (рис. 8). Чтобы лучше их рассмотреть, можно вставить тонкий кончик оттянутой стеклянной трубочки в гортанную щель лягушки и через трубочку надуть легкие воздухом. Легкие— основной орган дыхания лягушки (рис. 9).
      Проследите и отпрепарируйте кишечник с его придатками. Большой темно-красный орган в передней части брюшной полости — это печень; отверните ее вперед и найдите под ней темный шарик— желчный пузырь (в него собирается выделяемая печенью желчь, прежде чем попасть через желчный проток в кишку). Рассмотрите положение желудка (он почти весь был прикрыт печенью). За желудком идет длинная извилистая тонкая кишка, которая затем переходит в толстую кишку — короткую и прямую трубку зеленоватого цвета. Постепенно распутайте петли кишки, приподнимая их пинцетом и осторожно подрезая одевающую и связывающую их оболочку — брыжейку. Найдите в петлях кишки: 1) поджелудочную железу — плотный продолговатый орган желтоватого цвета, 2) маленькую красную селезенку (орган, не имеющий прямого отношения к работе кишечника, а только рядом с ним расположенный).
      Кишечник является продолжением ротовой полости и вместе с ней и со всеми своими придатками составляет пищеварительную систему животного. К ней также принадлежат печень и поджелудочная железа, выделяющие пищеварительные соки, которые по общему протоку вливаются в тонкую кишку. Кишечник у лягушки оканчивается отверстием клоаки, через которое извергаются наружу непереваренные остатки пищи.
      В самой задней части брюха найдите мочевой пузырь, куда собирается моча, выделяемая почками (сами почки лежат глубже, и их пока еще не видно).
      Если взятая для вскрытия лягушка была самкой, то среди внутренностей вы увидите очень объемистые органы размножения. Они состоят из пары темно-желтых или желтоватых яичников, имеющих зернистое строение, и из пары белых извилистых трубок — яйцеводов. Задние концы яйцеводов открываются в клоаку (рис. 10).
      У самцов органы размножения занимают гораздо меньше места и связаны с почками.
      Чтобы добраться до почек, удалите весь кишечник: приподняв пинцетом желудок, прорежьте ножницами пищевод, а затем, подрезая, где нужно, брыжейку, выньте и отложите в сторону желудок и кишки. На спинной стороне тела по бокам позвоночника вы увидите пару темнокрасных продолговатых почек; они выделяют мочу, которая по тонким мочеточникам стекает в клоаку.
      У самцов (рис. 11) рядом с почками лежат органы размножения — семенники, похожие на семена бобов. Их выводные протоки идут через почку, а затем половые продукты попадают в мочеточник. (О мужских и женских половых продуктах будет подробнее сказано далее __ в статье о размножении лягушки.)
      Удалите из полости тела все органы и обнажите ее верхнюю (спинную) стенку. Рассмотрите просвечивающий вдоль тела позвоночник — скелетную основу тела — и беловатые спинномозговые нервы, отходящие попарно от спинного мозга в промежутках между отдельными позвонками (сам спинной мозг скрыт от нас позвоночником).
      Отпрепарируйте головной мозг. Для этого выньте лягушку из ванночки и снимите кожу с передней части спины и с головы. Затем, нагнув голову лягушки вперед, найдите на перегибе место, где череп сочленяется с позвоночником. Возьмите ножницы, осторожно проколите острием натянувшуюся на месте сгиба перепонку и, держа ножницы в горизонтальном положении, разрежьте боковые стенки черепа сначала с одной стороны, затем с другой (эти разрезы нужно вести почти прямо вперед). Отверните верхнюю крышку черепа пинцетом и удалите ее прочь.
      Мозг в черепе одет еще мягкой оболочкой, которую нужно осторожно снять, чтобы видеть подробности его строения.
      Рассмотрите отдельные части мозга (рис. 12). Передний мозг состоит из дцух мозговых полушарий, вытянутых спереди в обонятельные доли. За передним мозгом следует промежуточный мозг, а за промежуточным — средний мозг (не смешивать эти два названия!), разделяющийся у лягушки на две округлые зрительные доли (от них сразу отходят зрительные нервы к глазам, перекрещиваясь в виде буквы X). Позади них находится мозжечок, имеющий здесь вид тоненькой поперечной полоски, а за ним следует продолговатый мозг, постепенно сужающийся и переходящий в опинной мозг. По бокам от головного мозга отходит несколько пар головных нервов.
      Спинной мозг идет вдоль позвоночника и защищен сверху костными дугами позвонков, образующими как бы сводчатый коридор-канал, в котором и помещается спинной мозг.
      Чтобы обнаружить спинной мозг (рис. 13), нужно сперва снять кожу со всей спины лягушки, очистить здесь мускулы, а затем осторожно кончиками ножниц срезать дуги всех позвонков. Отходящие от спинного мозга спинномозговые нервы мы уже видели, рассматривая позвоночник снизу.
      Положите лягушку снова в ванночку в прежнем положении; рассмотрите толстые нервы, идущие в задние конечности, и постарайтесь, раздвигая мышцы, проследить путь нерва далее. Ущипните этот нерв: если лягушка была убита недавно, то в результате такого раздражения нерва произойдет сокращение тех мускулов, к которым он идет, и лапка лягушки дернется.
      Головной и спинной мозг вместе с отходящими от них нервами образуют нервную систему животного. Эта система органов устанавливает связь животного с окружающей средой, согласует работу отдельных его органов и определяет его поведение.
      Обратите внимание на сильное развитие мускулатуры на задних ногах лягушки. При передвижении лягушки главная работа падает как раз на долю задних ног: ими она с силой отталкивается при прыжках по земле, ими же она действует и ныряя в воде. Таким образом, сила мышцы связана с ее толщиной.
      После вскрытия лягушки рассмотрите (лучше на готовом препарате) скелет этого животного (его вы отчасти прощупывали при наружном осмотре). Он состоит из отдельных костей, и многие из этих костей сочленяются между собой подвижно. Обратите внимание на хвостовой отдел позвоночника, который у лягушки сросся в одну заостренную сзади хвостовую косточку, которая помещается как раз в рамке между тазовыми костями и поэтому не заметна при наружном осмотре.
     
      Клеточное строение животного организма
      При помощи микроскопа можно обнаружить, что тело животного, как и тело растения, имеет клеточное строение.
      Если живую лягушку посадить в банку с небольшим количеством воды, то в ней скоро появятся прозрачные пленки — это лоскутки верхнего слоя кожи, который слинял у лягушки. Рассматривая такой лоскуток под микроскопом, можно видеть, что он состоит из множества клеток многоугольной формы, тесно прилегающих друг к другу. Все такие клетки, выстилающие поверхность тела лягушки, образуют ее наружную покровную ткань (рис. 14). Чтобы картина была яснее, кожицу сначала выдерживают минут 15—20 в блюдечке с разведенными лиловыми чернилами: от них прокрашиваются и яснее выступают клеточные Рис 14 клетки
      ядра. кожи лягушки.
      Рассматривая под микроскопом каплю крови, взятую от живой лягушки и покрытую сверху покровным стеклышком, можно видеть, что кровь состоит из бесцветной кровяной жидкости, в которой плавают многочисленные продолговатые, округлые красные кровяные тельца (см. рис. 22); они разносят по телу кислород, входящий в состав их красящего вещества. Это также клетки тела, а более светлое пятнышко, которое просвечивает в середине такой клетки, — это клеточное ядро. Кроме красных телец, в крови имеются также бесцветные и не имеющие определенной формы белые кровяные тельца.
      Все остальные органы животных также обнаруживают клеточное строение. Клетки могут быть очень разнообразной формы в зависимости от выполняемой ими функции. Так, мышцы состоят из очень удлиненных клеток, имеющих форму волокон; нервные клетки имеют сильно ветвистую форму; хрящевые клетки расположены небольшими группами среди выделенного ими упругого и прочного вещества.
      Клетки, имеющие сходную форму и расположенные вместе, образуют в организме различные ткани: покровную, соединительную, мышечную, или мускульную, нервную, хрящевую, костную. Каждая такая ткань выполняет в организме свою определенную функцию, которая соответствует ее строению. Кровь также составляет одну из тканей тела.
      У растений клеточное строение было открыто еще в XVII веке, как только был изобретен микроскоп. Однако ученые того времени обращали внимание только на стенки клеток, сравнивая их с пчелиными сотами, и еще не знали ни протоплазмы, ни ядра, то есть самых важных — живых — частей клетки. Только в 1838 году два немецких ученых, ботаник Шлейдени зоолог Шванн, доказали, что и животные и растительные организмы состоят из клеток, то есть что в основном их строение оказывается одинаковым, несмотря на все их внешние различия. Ворона и крапива, корова и яблоня сходны между собой тем, что все они одинаково имеют клеточное строение (сравним между собой микроскопические препараты кожицы лягушки и кожицы лука).
      Это открытие имело огромное значение для дальнейшего развития науки и для понимания единства всего органического мира — и растительного и животного.
     
      Основные системы органов животного
      Повторим теперь все, что мы узнали на примере лягушки о строении животного организма.
      Мы видели в теле лягушки много различных органов, то есть таких частей, которые имеют какое-либо свое, особое отправление, выполняют какую-либо определенную функцию, необходимую для жизни целого организма. Лягушка принадлежит к числу животных, имеющих сложное строение, и у нее однородные или близкие по своей функции органы образуют вместе систему органов: мы говорим о кровеносной системе, куда входят и сердце, и все отходящие от него сосуды, и протекающая по ним кровь; говорим о нервной системе, куда входят головной и спинной мозг вместе со всеми отходящими от них нервами, и т. д.
      Теперь мы должны уяснить себе, какие же системы органов мы видели у лягушки, как они связаны между собой в своей работе и какое значение имеет каждая из них в жизни целого организма.
      1. В отличие от растений, которые питаются минеральными веществами из почвы и углеродом из атмосферного углекислого газа, животным приходится питаться веществами сложного химического строения, которые образуются в организме растений или в переработанном виде составляют тело других животных. Следовательно, животному приходится искать себе корм, двигаться за ним, а иногда и преследовать свою добычу.
      И мы видим у лягушки костно-мышечную систему, выполняющую работу по передвижению тела. Мышцы прикрепляются своими концами к двум отдельным костям и при сокращении приводят их в движение: животное поворачивает свое тело, ползает, прыгает или плавает.
      2. Сам по себе, без мышц, скелет не может двигаться. Но и мышцы, прикрепленные к скелету, также не производят сокращений самопроизвольно. Они сокращаются под влиянием возбуждении, передаваемых к ним нервами, идущими от мозга. Животное производит движение, когда видит или чует добычу, когда замечает опасность, чувствует боль и т. д. Значит, способность к движению у животного зависит не только от мускулатуры и скелета, но и от нервной системы, а самое наличие этих органов (которых нет у растений) в первую очередь обусловлено животным типом питания.
      3. Отыскивая корм или преследуя добычу, животное движется вперед. Поэтому тело его должно было получить такое строение* при котором мы можем различить передний и задний концы, правую и левую стороны. При этом правая и левая стороны почти всегда бывают симметричны, то есть одна представляет как бы зеркальное отражение другой. Значение такой симметрии будет нам понятно, если мы вспомним, как бывают устроены наши искусственные средства передвижения — телега, сани, лодка, автомобиль, паровоз, пароход, самолет: на них мы также видим передний и задний концы и симметричные между собой правую и левую стороны. (Как бы пошла телега, если бы на одной стороне ее колеса были мельче, чем на другой?) У неподвижных, укоренившихся в почве растений мы различаем верх и низ, но не находим переднего и заднего концов, правой и левой сторон, как у большинства животных.
      4. Животные, как мы уже сказали, питаются растительным и животным кормом, то есть уже готовыми органическими веществами. Но в отличие от незеленых растений (например, грибов), которые питаются органическими веществами только в виде жидких растворов, животные поглощают свою пищу главным образом в нерастворенном виде, либо целиком, либо кусками. В таком виде пищевые вещества не могут дойти до отдельных тканей и клеток тела, которые в них нуждаются. В связи с этим у животных должна была выработаться довольно сложная пищеварительная система. Ртом животные высших групп захватывают корм, иногда измельчают его зубами, обволакивают слюной и направляют его через глотку и пищевод в расширенный отдел кишечника — желудок. Здесь выделяемый стенками желудочный сок начинает переваривать пищу, то есть обращать ее в жидкое состояние. Из желудка пища проходит в тонкую кишку, куда общим протоком вливаются желчь из печени и сок поджелудочной железы. Под действием этих соков в кишке продолжается переваривание пищи. Сокращениями мышц, залегающих в стенках кишки, пища продвигается по кишечному тракту дальше и проходит в толстую кишку. В кишках переваренные части пищи через стенки кишечной трубки попадают в сосуды кровеносной системы (их хорошо видно между прозрачными листками брыжейки), а кровь разносит питательный материал ко всем тканям тела. Непереваренные остатки извергаются вон через прямую кишку и отверстие клоаки (или, как у большинства других животных, через особое заднепроходное отверстие).
      5. Жизненные процессы ассимиляции и диссимиляции, то есть усвоения и распада, проходят во всех тканях тела; всем живым клеткам необходимы питательные вещества и кислород; все клетки в результате своей жизнедеятельности выделяют углекислоту и азотистые продукты распада. Однако непосредственной связи с внешней средой клетки различных органов тела не имеют. Посредником между различными органами тела и внешней средой у более высокоорганизованных животных служит жидкая внутренняя среда. Ее составляют, во-первых, межклеточная жидкость, заполняющая мельчайшие промежутки между отдельными клетками, и, во-вторых, кровь, совершающая круговое движение в теле по сложной сети сосудов кровеносной системы. Обмен веществ в теле многоклеточного животного происходит между клетками тела и внутренней средой организма.
      Кровеносная система состоит из сердца — мускульного мешка, своими сокращениями приводящего кровь в движение, — и из отходящих от него кровеносных сосудов. Сосуды, по которым кровь идет от сердца к каким-либо органам, называются артериями; сосуды, несущие кровь от различных органов к сердцу, называются венами. Из артерий в вены кровь попадает (у высших животных) через густую сеть мельчайших разветвлений кровеносной системы — капиллярных сосудов (капилляров). Через тонкие, проницаемые стенки капилляров кровь приходит в близкое соприкосновение с межклеточной жидкостью, а через нее и с клетками различных тканей. Здесь, в капиллярах тела, кровь отдает тканям принесенный ею от кишечника питательный материал и принесенный от легких кислород, здесь же одновременно кровь получает из тканей и уносит с собой продукты распада — углекислоту и азотистые вещества. Углекислота затем будет выделена кровью в легочных капиллярах (где вместе с тем кровь обогатится кислородом), а азотистые продукты распада будут выделены в виде мочи через почки.
      Кровь, побывавшая в органах дыхания, выделившая там углекислый газ и обогатившаяся кислородом, называется артериальной; кровь, побывавшая в тканях тела, отдавшая там свой кислород и захватившая оттуда углекислоту, называется венозной. К кровеносной системе имеет близкое отношение селезенка — орган, в котором вырабатываются белые кровяные тельца.
      6. Ды хательная система, как мы уже видели, теснейшим образом связана в своей работе с кровеносной системой. У лягушки она состоит из дыхательных путей, через которые воздух попадает в легкие1, и самих легких— органа воздушного дыхания. Добавочным органом дыхания у лягушки служит ее влажная кожа, к которой идут ответвления легочной артерии.
      1 У лягушки этот отдел очень короток: он состоит из гортани, гортанной щели и следующей за ней небольшой камеры, которая соответствует трахее наземных позвоночных, обладающих более или менее развитой шеей.
      Газообмен через кожу может происходить и в атмосферном воздухе и в воде. У животных, живущих в воде, как правило, газообмен совершается через особые тонкостенные выросты на теле — жабры.
      7. Выделительная система, как и дыхательная, также тесно связана с кровеносной системой. У позвоночных животных она состоит из пары почек, мочеточников и мочевого пузы-р я. Кровь заходит в почки по почечным артериям и уходит по почечным венам.
      8. Кожа образует общий наружный покров тела. Он имеет прежде всего защитное значение для целого организма, предохраняя остальные ткани от вредных влияний внешней среды. В частности, он защищает организм от проникновений гнилостных и болезнетворных бактерий (вспомним нагноение ран, где целость кожного покрова оказалась нарушенной). Далее, покровы тела, которые первыми встречаются с внешней средой, несут в себе окончания чувствительных нервов и служат органом осязания. Кроме того, как мы это видели на лягушке, Наружные покровы могут нести дыхательную и выделительную функции. Кожные выделения могут быть едкими (например, у жаб), и тогда они защищают животное от хищников. Наконец, в клетках кожи откладываются красящие вещества, от которых зависит общая окраска животного, которая обыкновенно также имеет защитное значение.
      9. В нервной системе мы различаем: 1) центральный орган-головной и спинной мозг, составляющие единое целое, 2) отходящие от мозга периферические нервы и 3) органы чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса), связанные с чувствительными периферическими нервами.
      Кроме того, с периферическими нервами связаны небольшие нервные узл-ы, рассеянные в различных внутренних органах тела. Такие узлы дают отдельным органам некоторую самостоятельность действий. Поэтому, как мы видели, вырезанное сердце лягушки продолжает некоторое время сокращаться, хотя оно и потеряло связь с центральной нервной системой.
      Мы уже видели, что нервная система имеет теснейшую связь с той способностью к сложным движениям, которой обладают животные и которая, в свою очередь, связана с особенностями их питания: в отличие от растений, животные не могут питаться минеральными веществами и им приходится отыскивать себе корм, двигаться за ним, брать или схватывать его и затем заглатывать. Основная особенность нервов — это их способность воспринимать и передавать возбуждения, идущие либо от внешней среды к мозгу, либо от мозга к мышцам. Нервы имеют волокнистое строение. Те нервные волокна, которые оканчиваются в коже или в каком-либо из органов чувств, передают к мозгу раздражения, идущие от внешней среды, это так называемые чувствующие волокна (из таких волокон состоят нервы зрительные, обонятельные, слуховые). Нервные волокна, оканчивающиеся в мышцах, передают мышцам возбуждения, идущие от мозга, и этим вызывают сокращения мышцы: мышца производит движение. Такие волокна называют двигательными. В центральном органе нервной системы, то есть в спинном и головном мозге, которые составляют одно цатое, устанавливаются различные связи и комбинации возбуждений, проводимых чувствующими и двигательными волокнами. Поэтому мозг является органом, который регулирует совместную работу остальных органов тела и позволяет животному приспосабливать свое поведение к окружающим его условиям: находить и схватывать добычу, спасаться от опасностей и т. д.
      Такое строение мозга, какое мы видим у лягушки, в основных чертах повторяется и у высших позвоночных животных, вплоть до самого человека. И у них есть полушария переднего мозга, промежуточный и средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. Но у высших животных мозжечок и полушария развиты сильнее, чем у лягушки. Особенно сильно развиты мозговые полушария у человека: они у него составляют главную массу головного мозга и имеют более сложное строение по сравнению с любым животным. С развитием мозговых полушарий связано и развитие высших форм нервной деятельности — психических способностей. У собаки или у вороны они гораздо выше, чем у лягушки, а у человека несравненно выше, чем у всякого животного. В основе человеческого поведения лежит высшая форма нервной деятельности — сознание и мышление.
      10. Все части организма, как мы видели, тесно связаны друг с другом в своей работе и составляют единое целое — организм (в данном случае — лягушку). Правда, отдельные органы и ткани и даже отдельные клетки могут некоторое время жить и вне организма, как это мы. могли наблюдать на вырезанном сердце лягушки. Однако поддерживать жизнь таких отделенных от организма частей возможно только в особых, искусственно создаваемых условиях: сами по себе выделенные из тела органы и ткани остаются живыми только очень короткое время.
      Взаимодействие между различными частями сложного организма имеет огромное значение для существования животного. Если животное умирает, то происходит это не потому, что одновременно умирают все его ткани, а потому, что нарушается сложная связь между отдельными частями его тела.
      Возможность хотя бы кратковременной жизни отдельных органов и тканей вне организма обнаружена не только у животных, но и у человека. Это еще лишний раз опровергает религиозное учение о «душе». Если бы мы признали существо^ вание особой «души», от которой будто бы зависит жизнь тела, то нам не удалось бы объяснить, каким образом могут оставаться живыми отдельные части, вырезанные из мертвого организма, у которого «душа» уже покинула тело. Приписывая жизненные проявления присутствию особой «души», мы должны были бы принять, что свои отдельные «души» есть у каждого органа, у каждой ткани, у каждой клетки тела, раз они способны хоть сколько-нибудь времени жить отдельно от организма.
      И. Свое особое значение имеет половая система, или система органов размножения. Все ранее рассмотренные системы органов необходимы для существования каждой отдельной особи. Но без органов размножения животное может прожить, вспомним, например, волов, меринов и валухов, то есть кастрированных быков, жеребцов и баранов, у которых вырезаны и удалены семенники. Органы раз-,множения поддерживают существование вида и обеспечивают непрерывность жизни в ряде сменяющих друг друга поколений. Каждый отдельный организм в результате совершающихся в нем изменений неизбежно приближается к концу своего существования. «Жить — значит умирать» — так выразился Энгельс. Организм умирает; остаются жить его потомки, развившиеся из его половых клеток.
      Развитие лягушки
      Половые клетки, дающие начало новой особи, отделяются от родительского организма в половых железах — в семенниках и в яичниках. Лягушки, как и большинство других животных, раздельнополы, то есть у них есть самцы и самки. Однако существуют и такие животные, у которых нет разделения на самцов и самок, а семенники и яичники находятся в теле одной и той же особи. Таких обоеполых животных называют гермафродитами (сюда относятся, например, наши улитки и дождевые, или земляные, черви).
      Яйца и сперматозоиды. Мужские и женские половые клетки сильно разнятся между собой. Мужские клетки очень мелки и обладают подвижностью, они называются живчиками или сперматозоидами. Женские клетки — яйца — гораздо крупнее мужских, так как в них отложено некоторое количество желтка —. питательного материала, за счет которого развивается будущий зародыш. Яйца имеют округлую форму и не способны к самостоятельному движению. Новая особь, как правило, развивается из яйца после того, как оно будет оплодотворено сперматозоидом, то есть после слияния мужской и женской клеток.
      При помощи микроскопа легко можно наблюдать движение живых сперматозоидов. Для этого семенники от свежеубитого взрослого самца лягушки нужно положить в блюдечко с небольшим количеством воды, а затем разрезать и растрепать их, пока жидкость не станет молочно-мутной. Капельку этой жидкости переносят пипеткой на предметное стекло, накрывают покровным стеклышком и рассматривают при сильном увеличении.
      Икрометание у лягушек. Весной у лягушек под влиянием физиологических изменений в их теле пробуждается стремление к размножению. Лягушки собираются большими скопищами в водоемах. Из канав и небольших прудков слышится ворчащий звук («о-о-о-о-о-о»),издаваемый бурыми травяными лягушками-самцами, а из более крупных прудов й озер доносится громкое кваканье самцов зеленых лягушек. В это время начинается спаривание лягушек: самец своими передними лапами (рис. 15) схватывает самку сзади и сильно сдавливает ее бока. Такое сдавливание способствует продвижению созревших яиц по яйцеводам к отверстию клоаки. Те вздутые и несколько шероховатые бородавки, которые мы видели на лапках самцов, помогают самцу удерживать самку с ее гладкой и скользкой кожей.
      В тот момент, когда яйцевая клетка выходит из клоаки самки, она бывает одета тонким слоем слизи, выделенной стенками яйцевода (такие яйца, одетые только слизистой, или студенистой, оболочкой и не имеющие скорлупы, обыкновенно называют икрой). Самец в это время выпускает в воде прямо на икринки свои половые продукты — так называемую семенную жидкость, в которой плавает множество подвижных сперматозоидов. Сперматозоиды проникают через слизистую оболочку к самой яйцевой клетке, и один из них внедряется в нее. Здесь ядро сперматозоида сливается с ядром яйцевой клетки и из двух клеток получается одна — оплодотворенное яйцо: это уже
      одноклеточный зародыш лягушки.
      Слизистый слой, одевающий поверхность каждой икринки, в это время разбухает от воды и образует прозрачную и очень скользкую студенистую массу, хорошо защищающую икру от поедания хищниками.
      Дробление яйца. B свежеотложенной лягушачьей икринке тот темный шарик, который виден внутри прозрачной студенистой оболочки, — это пока только одна клётка — оплодотворенное яйцо. Мы можем сказать, что на этой ступени развития лягушка имеет строение одноклеточного организма.
      В яйце мы можем различить более темную и более светлую стороны. В темной половине находится ядро, а светлая нагружена крупинками тяжелого желтка и потому всегда бывает обращена вниз. Поэтому верхняя, темная сторона с ядром сильнее прогревается солнцем.
      Спустя час после оплодотворения яйцо начинает дробиться (рис. 16). На его верхней стороне появляется борозда, которая постепенно углубляется и продолжается на нижнюю сторону. Внутри яйца в это время происходит деление ядра. В результате вместо одной клетки оказываются две, разделенные между собой тонкой перегородкой и имеющие каждая свое клеточное ядро.
      Приблизительно через час после первого дробления на яйце появляется вторая борозда, также идущая от верхнего полюса к нпжнему, но уже под прямым углом к первой борозде. В результате яйцо оказывается разделенным на четыре одинаковые дольки — четыре отдельные клетки.
      Еще через некоторое время намечается новая, третья борозда дробления, идущая уже в горизонтальной плоскости и ближе к верхнему полюсу. Теперь зародыш со^ стоит из восьми клеток, а из них четыре верхних отличаются от нижних меньшими размерами.
      Деление клеток продолжается и далее сначала в вертикальном направлении, а затем в горизонтальном, так что часов через 6—8 после откладки икры каждый зародыш представляет собой уже целое скопление клеток, напоминающее собой в уменьшенном виде сложный плод малины или ежевики.
      Далее клетки зародыша делятся уже не все одновременно: одни быстрее, а другие медленнее. Клетки оказываются уже неодинаковыми по своей величине и по форме: зародыш вступает в стадию га-струлы (рис. 17), в которой ясно обособляются два слоя клеток — наружный (эктодерма) и внутренний (энтодерма), впоследствии дающие начало различным тканям и органам животного. Начинает изменяться и внешняя форма зародыша: из шарообразного он становится продолговатым и у него намечается передний и задний концы (рис. 18).
      Для непосредственных наблюдений над развитием зародыша необходимо взять комок свсжеотложенной икры и поместить этот живой материал в неглубокий аквариум (банку). Чтобы успеть захватить зародыш на ранних стадиях, следует тотчас же извлечь свежую икринку из ее студенистой оболочки; делается это при помощи препаровальных пгл. Затем голую икринку рассматривают под малым увеличением микроскопа при падающем свете. В последующие часы и дни подобным же образом извлекают и рассматривают дробящиеся икринки на более позд-пих стадиях (вплоть до образования двуслойной гаструлы). Зародышей, уже принявших продолговатую форму, рассматривают не под микроскопом, а при помощи лупы.
      Образование спинного и головного мозга. Зачатки будущего спинного и головного мозга образуются прямо на спинной поверхности зародыша. Здесь верхний слой клеток дает начало двум продольным складкам, которые соединяются спереди поперечным валиком. Эти складки называют мозговыми валиками, а углубление между ними — мозговой пластинкой. Затем мозговые валики начинают сближаться, борозда между ними образует глубокий желобок, и, наконец, края этого желобка смыкаются. Таким образом из мозговых валиков и мозговой пластинки образуется нервная трубка. После этого наружный слой клеток смыкается над нервной трубкой и она оказывается уже на некоторой глубине под покровами тела зародыша (рис. 19).
      Передняя часть нервной трубки постепенно преобразуется в головной мозг, а остальная ее часть — в спинной мозг. Трубчатое строение мозг сохраняет и у взрослого животного, только в спинном мозге просвет этой трубки становится очень узким. В головном мозге этот просвет образует расширения, которые называются мозговыми желудочками.
      Личиночное развитие лягушки. Через 10—15 дней после откладки икры развивающиеся в икринках зародыши выбираются из прозрачной оболочки и начинают самостоятельно плавать в воде. Теперь это уже не зародыши, а свободно-живущие личинки, пока еще не похожие на взрослых лягушек, а по своей форме и способу передвижения похожие на рыб (рис. 20). В просторечии их называют головастиками. Головастик сходен с рыбами не только внешне, но и по своему внутреннему строению. У него, как у низших рыб и у рыбьих мальков, основой скелета служит спинная струна, или хорда, только впоследствии в своей туловищной части обрастающая хрящевыми позвонками. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают жаберные дуги (рис. 21). Дыхание у него жаберное, п кровеносная система построена по рыбьему типу. Если бы развитие головастика остановилось на этой стадии и не шло бы дальше, мы должны были бы без всяких сомнений отнести такое животное к классу рыб. Однако в дальнейшем строение тела головастика изменяется: появляются ноги, сначала задние, а затем и передние, изменяет свое строение рот, жаберные щели в стенках глотки зарастают, из небольшого выроста кишечника (выроста, подобного плавательному пузырю рыб) образуются легкие. Хвост постепенно уменьшается и наконец становится совершенно незаметным снаружи. Головастик превратился в лягушку.
      Биогенетический закон. Еще до появления учения Дарвина превращение головастика в лягушку, совершающееся в течение нескольких недель и доступное непосредственному наблюдению в аквариуме, вызывало у вдумчивых натуралистов мысли, которые вставали в резкое противоречие с господствовавшими тогда представлениями о неизменности живой природы. Немецкий натуралист Кильмей-е р еще в конце XVIII века пришел к заключению, что ступени, которые проходит в своем развитии отдельное животное, и ступени развития всёго животного мира являются выражением одного и того же закона. Строение головастика сходно со строением рыбы, и, следовательно, каждая лягушка, прежде чем стать настоящей лягушкой, сначала бывает рыбой.
      Через тридцать лет после Кильмейера ту же мысль повторил и крупнейший французский зоолог Этьен Жоффруа Сент-Илер. «Каждый год, — писал он, — мы присутствуем при зрелище, доступном не только нашим умственным, но и нашим телесным очам, когда мы видим, как организм превращается, переходя из одного класса животных в другой: я говорю о превращении лягушки. Эти животные под именем головастиков сначала бывают рыбами, а потом становятся гадами»1.
      1 В те времена, в первой половине XIX в., зоологи еще не разделяли на два отдельных класса земноводных и пресмыкающихся, а объединяли тех и других под общим названием «гадов» или пресмыкающихся.
      Теперь мы знаем, что подобный же ряд превращений, начиная от одноклеточной стадии оплодотворенного яйца, проходят не только лягушки, но и все высшие позвоночные, включая сюда и самого человека, но только у них весь этот процесс совершается не в открытой среде, а, так сказать, «за кулисами», либо под скорлупой яйца, как у пресмыкающихся и птиц, либо в утробе матери, как у млекопитающих.
      Развитие особи есть сокращенное повторение развития вида — таково краткое выражение так называемого основного биогенетического закона, который в наиболее четком виде был сформулирован в 1866 году немецким зоологом Эрнстом Г е к к е-лем; В очень образной форме выразил то же положение один английский зоолог: «Всякое животное во время своего развития взбирается по собственному родословному древу».
      Поэтому эмбриология — наука, изучающая зародышевое и личиночное развитие животных, — не только предъявляет убедительные доказательства самого факта эволюции организмов, но и дает в руки исследователей плодотворный метод изучения эволюционного процесса и установления родственных связен между отдельными группами животного мира. В этой области особенно значительны заслуги наших отечественных ученых И. И. Мечникова (1845—1916), работавшего по эмбриологии низших беспозвоночных; А. О. Ковалевского (1840—1901), установившего филогенетические связи позвоночных с другими группами животного мира, и А. Н. С е -верцова (1866 — 1936), который разрабатывал филогению низших позвоночных и внес существенные уточнения в понимание взаимоотношений между онтогенезом й филогенезом.
      Биогенетический закон нельзя понимать в той вульгаризированной форме, «будто строение зародыша или личинки в точности воспроизводит строение предков данного вида, являясь как бы его «фамильной портретной галереей». В частности, повторение организации предков в процессе онтогенетического развития нарушается тем, что отдельные системы органов изменяют свое строение не все одшь временно, а с различной скоростью и, например, в строении рыбообразного зародыша или личинки (головастика) уже обнаруживаются некоторые черты более высокой организации. Так, у рыбообразного головастика уже заранее образуется не свойственная рыбам перегородка, разделяющая предсердие на левую и правую половины, и намечается малый круг кровообращения, хотя зачатки легких в этр время еще не функционируют. Подобного рода факты, разрушая упрощенное представление о рекапитуляции (повторении) в развитии особи признаков ее далеких предков, свидетельствуют о том, что между онтогенезом и филогенезом существует взаимная связь: не только развитие особи зависит от истории вида, но и развитие вида определяется теми наследственными признаками, в которые возникают в онтогенезе еще в зародышевой и личиночной стадиях (А. Н. Северцов)
      Однако при всех поправках, которым подвергся биогенетический закон Мюллера — Геккеля, только он способен дать объяснение тем перестройкам в организации зародыша и личинки, которые в общих чертах соответствуют последовательным этапам исторического развития животного мира. Вместе с тем применение эмбриологического метода при изучении самого процесса эволюции подтверждает данные систематики, сравнительной морфологии и палеонтологии, а при решенип вопроса о наиболее древних формах организации и о переходе от низших типов строения к последующим ступеням этот метод остается почти единственным способом исследования.
      Изучение головастика в школьном курсе зоологии. В нашей учебно-воспитательной работе развивающийся из икры лягушонок, который на наших глазах «карабкается по своему родословному древу», может быть использован как наиболее наглядная иллюстрация к основному биогенетическому закону. И тогда извечный вопрос о том, «кто мы и откуда мы появились в этом мире», вопрос, на который в прежние века человечество находило только фантастические ответы в различных религиозных учениях, получает разрешение в банке с развивающимися из икры головастиками: здесь перед нами проходят основные моменты родословной истории животных от одноклеточного организма до появления наземных позвоночных, в организации которых мы, вслед за тургеневским Базаровым, улавливаем основные черты строения и нашего собственного тела.
      Клеточное строение как результат дробления яйца. Мы уже говорили о клеточном строении организмов. Теперь на примере зародыша лягушки мы видели, что все клетки и ткани тела образуются путем дробления из единственной клетки — яйца. В самом начале этого процесса, пока число клеток не превышает четырех, все они совершенно одинаковы между собой. По мере развития и роста зародыша вследствие повторных делений клеток число их непрерывно возрастает и вместе с тем увеличивается различие между их отдельными группами: у зародыша сначала начинают обособляться отдельные слои клеток, а затем из них образуются различные ткани и органы. В результате покровные, скелетные, нервные клетки, кровяные тельца, мышечные волокна оказались приспособленными к совершенно различным функциям, получили характерное для каждой ткани строение и потеряли внешнее сходство с клетками других тканей и с первоначальной яйцевой клеткой. «... Все многоклеточные организмы — как растения, так и животные, включая человека, — вырастают каждый из одной клетки по закону клеточного деления...».
      Иногда ради картинности сравнения говорят, что «организм построен из клеточек подобно тому, как дом построен из кирпичей». Такое механистическое уподобление по существу совершенно неправильно. Кирпичи, из которых строится дом, привезены откуда-то со стороны, а не образуются в самих стенах дома, как образуются путем деления клетки в развивающемся организме. Ни первый положенный кирпич, ни выведенный фундамент, ни недостроенные стены еще не могут быть названы домом (это только части будущего здания), а яйцевая клетка или зародыш на любой стадии представляют собой не отдельный кусок будущего животного, а целый организм, постепенно изменяющийся по мере своего развития. Посторонняя сила — руки каменщиков — складывает отдельные кирпичи таким образом, что из них получается дом. Совершенно иначе строится тело животного или растения: не клетки, соединившись вместе, образуют многоклеточный организм, а, наоборот, организм по мере своего роста и развития образует новые и новые клетки.
      В клеточном строении выражается единство всего органического мира — и растительного и животного. В существенных чертах растительные и животные клетки сходны между собой; разница заключается главным образом в том, что у растительных клеток бывает сильно развита клеточная оболочка (поэтому растительные клетки и были замечены гораздо раньше, чем клетки животных).
      Как известно, наряду с многоклеточными организмами имеются и такие существа, развитие которых не идет дальше образования одной-единственной клетки, так как при каждом клеточном делении вновь возникающие клетки совершенно обособляются друг от друга и начинают вести самостоятельное существование1.
      1 В мире растений такими одноклеточными организмами являются некоторые водоросли. По своему особому пути пошло развитие мельчайших одноклеточных организмов — бактерий, относимых к растительному миру. Уже в нашем столетии были обнаружены и неклеточные формы жизни («ультрамикробы») — вирусы и бактериофаг, о которых еще недавно велись споры, что они собой представляют, «существо пли вещество».
      Поэтому, когда мы перейдем к систематическому ознакомлению с многообразием животного мира, мы также начнем его с изучения одноклеточных организмов, сохранивших тот первичный тип организации, который у остальных животных бывает только самой начальной ступенью при развитии каждой отдельной особи.
      KOHEЦ ФPAГMEHTA УЧЕБНИКА