Половина задачи была решена, оставалась — вторая.
У гаструлы-гастреи есть пищеварительная полость, есть «первичный рот». А как питалась паренхимелла, у которой не было ни рта, ни пищеварительной полости?
Не может быть, чтобы паренхимелла довольствовалась растворенными в воде веществами. Конечно, она питалась какими-то микроскопическими существами, плававшими в воде.
Вывод из этого мог быть один: значит, клетки паренхимеллы обладали способностью захватывать и переваривать твердые вещества.
И снова — «но». На этот раз иное: слов мало, нужны факты. Нужно доказать, что в многоклеточном животном есть клетки, захватывающие и переваривающие твердые вещества. Иначе вся теория паренхимеллы рушится: без питания не проживешь.
Еще задолго до этого Мечников изучал ресничных червей. Среди них оказались формы, лишенные кишечного канала. У них внутри тела находилась сплошная масса клеток, образующих так называемую «паренхиму» тела червя.
У такого червя есть рот и глотка, он глотает пищу. Но проглоченное не попадает в кишку: ее нет. Пищу поглощают клетки паренхимы, и она переваривается внутри них.
Нечто схожее Мечников увидел и у губок.
Тело губки пронизано множеством каналов. По ним медленно течет вода, втягиваемая губкой и несущая с собой пищу и кислород. Внутри каналов есть особые клетки со жгутиком. Движение жгутиков вызывает ток воды в каналах.
Жгутиковые клетки захватывают из воды пищевые частицы и переваривают их внутри себя. Если они захватили слишком много, то выбрасывают избыток, но не в канал. Через свое основание они выбрасывают эти излишки внутрь той массы, которая образует тело губки. Там эти частицы захватываются особыми клетками.
Мечникову довелось увидеть, как совсем молоденькая пресноводная губка-бодяга объелась зелеными эвгленами.
Эвглена — одноклеточное животное, передвигающееся при помощи жгутика. В ней много зеленых крупинок, а потому она и выглядит зеленой. Школьники знают эвглену: о ней говорят на уроке.
Бодяга, наглотавшись эвглен, быстро переварила их, но зеленые крупинки остались в целости.
Долгое время клетки бодяги выглядели словно нашпигованными зеленью. По этим зеленым крупинкам Мечников смог проследить, как и куда передвигались в клетках заглотанные эвглены, как прошло распределение пищевого материала в клетках губки.
Год за годом Мечников дополнял свою теорию паренхимеллы.
Мало найти личинку-паренхимулу, мало показать, как могла питаться паренхимелла. Нужно еще было найти животное, показывающее, как могла образоваться паренхимелла. Иными словами, требовалось разыскать организм, средний по своему строению между бластулой и паренхимулой.
Мечникову удалось найти подходящий пример.
«Протоспонгия» — так называется своеобразная колония простейших животных. Эта колония состоит из студенистой пластинки, по краям которой сидят по отдельности клетки-особи — члены колонии. У каждой особи есть жгутик и «воротничок». Внутри пластинки также есть клетки, но они без жгутика и без «воротничка», форма их — амебоидная, и они могут передвигаться — ползать, как ползают амебы.
Протоспонгия.
В такой колонии для Мечникова не было бы ничего интересного, если бы не происхождение амебоидных клеток. Оказалось, что наружные жгутиконосные клетки могут, приняв пищу, уходить внутрь студенистой пластинки: клетка теряет жгутик и «воротничок» и ползет внутрь пластинки. Она может через некоторое время вернуться наружу. И тогда у нее снова появляются жгутик и «воротничок».
Протоспонгия показывает, как могла образоваться паренхимелла.
Жил когда-то организм, похожий на бластулу: это был студенистый комок, на поверхности которого в один ряд сидели клетки. Вначале, как у Протоспонгии, в глубь комка уходили лишь отдельные клетки, позже вновь выползавшие на поверхность. Внутренние клетки не были тогда чем-то постоянным, и особых клеток второго слоя еще не имелось. Любая клетка наружного слоя могла переползти внутрь.
Позже этот внутренний слой стал постоянным, и клетки его уже не могли вернуться на поверхность, сделаться клетками первого, наружного слоя.
Произошло «разделение труда»: клетки наружного слоя стали покровными клетками, клетки внутреннего слоя — пищеварительными.
У Протоспонгии нет еще разделения клеток-особей на две группы, и клетка наружного слоя может временно превращаться в клетку слоя внутреннего.
Таким мог быть предок паренхимеллы.
Личинка-паренхимула встречается только у наиболее низкоорганизованных многоклеточных животных. У более высокоорганизованных форм ее заменяет гаструла.
Очевидно, в далеком прошлом паренхимелла должна была превратиться в нечто вроде гаструлы, ну хотя бы в «гастрею». Как это могло произойти?
Ответ дают гидроидные полипы. А. Ковалевский проследил их развитие, и превращения гидроидной личинки показывают, как могла паренхимула-паренхимелла постепенно превратиться в гаструлу-гастрею.
Мезозои — микроскопически малые животные, тело которых состоит лишь из двух слоев — эктодермы и энтодермы:
1 — дициема, с длинной срединной клеткой энтодермы; 2 — салинелла; 3 — ропалюра, с плотной массой клеток энтодермы.
Вначале личинка-паренхимула гидроидного полипа состоит из наружного слоя и плотной массы клеток внутри. Этот момент соответствует «паренхимелле». Затем внутри этой массы появляется словно трещинка: образуется узенький просвет. Этот просвет растет и растет, становится длиннее, достигает наружного слоя клеток на одном из концов личинки. И вот наружный слой прорывается, образуется «первичный рот». Перед нами — гаструла-гастрея.
Такой способ образования гаструлы сложнее и длиннее, чем образование ее путем впячивания. Неудивительно, что у более сложно организованных животных впячивание заменило превращение паренхимулы в гаструлу: для организма выгоднее более экономный и более быстрый способ развития. Клетки внутреннего слоя паренхимеллы пожирали пищу, были клетками-пожирателями.
К тому времени, когда Мечников дал последний вариант своей теории паренхимеллы, он уже сильно увлекался блуждающими клетками, «фагоцитами».
Это увлечение отразилось и на «теории паренхимеллы».
В своей последней работе о медузах (1886) Мечников не пишет «паренхимелла», ее сменила «фагоцителла». В переводе на русский язык это означает «пожирательница клеток».
Жить вдовцом Мечников не мог: ему был нужен друг, постоянный собеседник и терпеливый слушатель. Вскоре он женился второй раз. Его вторая жена — О. Н. Мечникова — не только хорошо рисовала и лепила. Ради мужа она изучила технику и методику гистологических и бактериологических работ и много помогала Мечникову в его исследованиях. Казалось, жизнь наладилась. Но это только — казалось.
Умер отец жены, и Мечникову пришлось опекать огромную семью: трех сестер и пятерых братьев жены. Не успел он привыкнуть к обязанностям опекуна, как в университете начались неприятности. Кружок профессоров — Мечников, А. О. Ковалевский, физиолог И. М. Сеченов, физик Н. А. Умов[52] — считался неблагонадежным, и университетское начальство очень косилось на этих «революционеров, дарвинистов и безбожников». Мелкие неприятности перешли в крупные столкновения с университетскими чиновниками, и наконец разразился скандал.
Студенты, очень недовольные деканом, прекратили посещение занятий: в такой форме они выражали свой протест. Попечитель учебного округа попросил Мечникова и других популярных среди молодежи профессоров уговорить студентов возобновить занятия. Профессора согласились быть парламентерами, но при одном условии: нежелательный для студентов декан будет освобожден от должности. Попечитель обещал сделать это.
Мечников уговорил студентов, и они начали ходить на лекции. Но декана не удалили и мало того — кое-кого из студентов наказали.
Возмущенный обманом, Мечников нашумел и подал в отставку.
С Одесским университетом было покончено. Мечников пробыл здесь профессором двенадцать лет. За эти годы он разработал вместе с А. Ковалевским теорию зародышевых листков — основу сравнительной эмбриологии. Сделал ряд исследований, которыми внес много нового в зоологию. Написал немало статей об учении Дарвина, страстным проповедником которого он был. И вот он оказался профессором без кафедры, ученым без лаборатории, человеком с большой семьей — почти без средств к существованию. Впрочем, это мало беспокоило Мечникова: он умел работать в самой несложной домашней лаборатории, а о службе не горевал: служба найдется.
В это время жена Мечникова получила небольшое наследство. Осенью 1882 года Мечников с женой и ее братьями и сестрами уехал на остров Сицилию, в окрестности Мессины, где бывал и раньше.
Они сняли небольшой дом на самом берегу моря. В одной из комнат Мечников устроил свою лабораторию.
Личинка морской звезды носит особое название «бипиннария». Это название — вечная памятка об ошибке ученого. Знаменитый норвежский зоолог Михаил Сарс[53], увидав впервые эту личинку, принял ее за новое, еще неизвестное науке животное. По правилам систематики, он дал ей название («бипиннария»), уверенный, что это — взрослое животное. Сарс ошибся, но морская звезда — звезда, а личинка ее — двусторонне симметрична и на будущую морскую звезду похожа куда меньше, чем гусеница на бабочку. Впрочем, личинки иглокожих подвели не одного норвежца Сарса: личинка морского ежа, личинка офиуры, личинка голотурии — все они были описаны под особыми именами, всех их принимали за особые виды животных.
Бипиннария — личинка морской звезды:
1 — передний отдел кишечника со ртом; 2 — задний отдел кишечника с заднепроходным отверстием.
Бипиннария прозрачна. Она так прозрачна, что видно все, что делается внутри нее. При помощи микроскопа м