или руки человеком оказывается в отличие от потери конечности аксолотлем невозвратимой утратой? Какова причина этих различий?
На протяжении последних пятидесяти лет в науке был только один ответ на этот вопрос: причина заключается в том, что в ходе развития животного мира, по мере постепенного усложнения строения и совершенствования жизненных функций происходит будто бы ослабление способности организмов к самовоспроизведению частей. По мере того как организм входит во все более и более сложные отношения со средой и в зависимости от этого усложняется, специализируется строение его органов, будто бы слабеет, угасает свойство организмов замещать разрушающиеся в результате работы части. Оказывалось, таким образом, что за совершенство строения высшие животные заплатили дорогой ценой: ослаблением основного свойства жизни — способности к самообновлению. А на этой основе и произошла якобы утрата восстановительных свойств у высших организмов. Чем выше, чем совершеннее строение, тем будто бы ниже, тем слабее способность организма восстанавливать утраченные части.
Во всех учебниках и научных трудах, в которых речь шла о развитии и росте организма животных и человека, на протяжении более полувека утверждалось, что свойством замещать разрушенные в результате работы части обладают в полной мере только самые низшие организмы. У высших, сложно устроенных организмов это свойство сохраняется в какой-то мере только в тех частях, которые наиболее примитивно устроены. А части специализированных, сложных органов оказывались обреченными на бессменную службу в течение всей жизни высших организмов.
Получалось, таким образом, что у низших животных специализация частей слабая, поэтому они в течение жизни растут и развиваются. А у высших животных органы выполняют настолько сложную работу и части их настолько специализированы, что развитию этих органов уже нет места. В лучшем случае происходит только увеличение их размеров.
Различия в восстановительных свойствах организмов наука на протяжении многих лет искала в свойствах частей организма, в процессах самообновления тех материалов, из которых состоит тело животных и человека.
Эти материалы еще 150 лет тому назад получили научное наименование тканей.
В те далекие времена сложилось представление, что самые разнообразные органы животных построены из небольшого количества сходных материалов, подобно тому, как разнообразные части одежды шьются из небольшого ассортимента материй: шелка, шерсти, льняных и хлопчатобумажных тканей. И до наших дней в науке различают в качестве основных частей, из которых состоят органы нашего тела, четыре ткани: покровную, соединительную или опорную, мышечную и нервную.
Наиболее просто дело обстоит с самообновлением покровной и соединительной тканей. Покровная ткань, или эпителий, покрывает наше тело, выстилает органы пищеварения, дыхания, выделения. Она состоит из хорошо различимых под микроскопом частиц, комочков полужидкого вещества, плотно прилежащих друг к другу. Это клетки, частицы тела, которые на протяжении почти целого столетия считались кирпичами, из которых сложено все живое, единицами, лежащими в основе строения, развития и жизнедеятельности организмов.
Самообновление покровной ткани происходит путем непрерывного отмирания одних и новообразования других клеток. B течение всей нашей жизни ежедневно, ежечасно миллионы роговых чешуек, в которые превращаются покровные клетки кожи в результате своей работы, слущиваются с поверхности нашего тела, а на смену им из глубоких слоев покрова поступают все новые и новые партии молодых клеток.
Постоянное новообразование клеток обеспечивает самообновление покровной ткани.
Несколько сложнее дело обстоит с соединительной тканью. Эта ткань пронизывает все наше тело, присутствует в любом органе и связывает все части организма воедино. В ней наряду с клетками содержится огромное количество неклеточного материала. Это тончайшие волокна, подстилающие покровную ткань и составляющие ее опору, это плотное вещество сухожилий, хряща и кости, это, наконец, жидкое вещество крови, в котором взвешены кровяные клетки. И если о клетках соединительной ткани, хряща, кости и крови мы определенно внаем, что они размножаются, и новообразованные клетки замещают собой отмирающие, то о способе самообновления межклеточных веществ наука располагает пока самыми скудными сведениями. О том, как отмирает межклеточное вещество и как оно замещается новым, мы знаем еще очень мало.
Значит, старые представления о клетках, как основе строения и развития, к соединительной ткани мало приложимы. Наряду с (клетками в соединительной ткани работает неклеточное вещество, возникают, живут и отмирают волоконца, волокна, пластинки, пленки, жидкие и полужидкие вещества, входящие неотъемлемой частью в состав органов нашего тела. Самообновление соединительной ткани происходит не только путем развития молодых клеток, но и посредством новообразования неклеточного вещества.
Еще труднее, оказывается, разобраться в том, как происходит самообновление мышечной ткани.
Клетки обнаруживаются только в опорной системе мышц — в соединительной ткани и кровеносных сосудах, пронизывающих мышечные органы. А рабочая, сократимая ткань, от которой зависит движение мышц, не имеет клеточного строения. Она состоит из так называемых мышечных волокон — длинных, тонких тяжей, связанных в пучки, отчетливо различимых при расщипывании вареного мяса.
Мышечные волокна не имеют клеточного строения. Отдельные клетки в них неразличимы, хотя каждое волокно содержит большое количество ядер, подобных обычным клеточным ядрам, которые составляют главную часть клетки.
Фигуры деления ядер обнаруживаются здесь крайне редко — да и какое они могут иметь значение, если в мышечных волокнах отсутствует тот элемент, который возникает в результате деления ядра — клетка? С давних пор в науке утвердилось мнение, что с появлением мышечных волокон заканчивается развитие мышечной ткани. Дальше происходит только увеличение размеров мышц за счет роста мышечных волокон в длину и толщину. Таким образом, оказывалось, что мышечные волокна с завершением своего развития, которое заканчивается еще в зародышевом состоянии, обречены бессменно служить нам в течение всей нашей жизни.
На протяжении многих десятилетий, в течение которых шло изучение строения и развития мышечной ткани, наука утверждала, что ни одного мышечного волокна не появляется заново в мышцах нашего тела от рождения и до смерти. Мышечное волокно считалось неизносимой, бессменной частью нашего тела, лишенной основного свойства жизни — способности к постоянному самообновлению.
И самой загадочной, самой непонятной оказывалась нервная ткань нашего тела — ткань, выполняющая самую сложную работу — объединение, связь всех частей организма друг с другом и связь организма с окружающей его внешней средой.
Наличие клеток в органах нервной системы ни у кого особых сомнений не вызывало. Клетки в головном мозге, в спинном мозге, в так называемых нервных узлах были открыты давно, раньше, чем во многих других органах. Открыты, описаны и даже подсчитаны нервные клетки в полушариях головного мозга, мозжечке, спинном мозге.
По первому впечатлению это самые типичные клетки! — комочки полужидкого вещества, распластавшего вокруг себя длинные отростки, с большими круглыми ядрами внутри. Но более внимательное изучение открывает в них такую особенность, которая ставит нервные клетки на совершенно особое место среди всех остальных клеток нашего тела. Это клетки-провода, клетки, распространяющиеся по всему нашему телу. Из отростков нервных клеток складываются нервные пучки и нервы, идущие к- другим нервным клеткам и ко всем частям организма. Тело клетки может располагаться, например, в поясничной области спинного мозга, а отросток этой клетки может заканчиваться в икроножной мышце, распространяясь на расстояние около метра.
При таком устройстве нервной клетки трудно понять, как происходит новообразование нервной ткани. И нельзя сказать, чтобы ученые затрудняли себя исследованиями в- этом направлении. В науке прочно утвердилось мнение о бессменной службе нервных клеток в течение всей жизни животного организма. Подсчитывалось число нервных клеток в коре полушарий головного мозга — и во все учебники — вошло утверждение, что четырнадцать с половиной миллиардов нервных клеток, обнаруженные в этой части нервной системы, обслуживают человеческий организм, не сменяясь до самой смерти. Существовало даже несколько теорий, усматривающих в постепенном одряхлении бессменных нервных клеток причину старения и смерти организма.
Да и все остальные свойства, все сложные приспособления живых тел к условиям жизни старая теория пыталась сводить к свойствам составных частей организмов — свойствам клеток.
Клеточное государство, клеточная система — так изображался сложный организм в учебниках, где говорилось о развитии и строении живых тел. Разделение труда между клетками — так объяснялись различия в строении частей организма. Одни клетки защищают наше тело от соприкосновения с внешней средой — они образуют покровные ткани. Другие — составляют его опору — это различные виды соединительной ткани. Третьи — приводят тело в движение, составляя, мышечную ткань. А четвертые объединяют все остальные ткани, составляя как бы систему управления и связи — нервную ткань. Получалось как бы сложное содружество частей, в котором никак нельзя было разобрать, где же сам организм, где же живое тело, которое разнообразными способами добывает пищу, поглощает и переваривает ее, укрывается от врагов, размножается… Клетки заслоняли собой живые тела, животные и растительные организмы. Клетки оказывались единственными живыми частями в организмах, составляя как бы капли жизни в море безжизненных, полуживых или полумертвых межклеточных и не имеющих клеточного строения частей.
Это называлось клеточной теорией строения и развития организмов. Творцом ее был немецкий патолог Вирхов.
На девяносто лет умами ученых завладела клеточная теория Вирхова. Это было форменное ослепление. Ученые изучали строение тела животных и человека и видели, что клетки составляют не более трети, а может быть, и четверти всех материалов, из которых построено тело. Все остальное приходилось на межклеточные, жидкие и твердые вещества и на такие части, в которых, как, например, в мышечной и нервной тканях, клетки превращались в особые органы, утратившие признаки клеток. Было ясно, что основой строения не может быть такая частица организма, которая теряется в массе других частей неклеточной природы. И тем не менее, на протяжении девяноста лет в науке незыблемо и прочно держались выдвинутые Вирховом положения: все живое — из клеток, клетка — основа жизни.