В 20-х годах XIX в. наиболее значительные работы в области микроскопического изучения тканей растений и животных принадлежали французским ученым.
В первую очередь надо назвать А. Дютроше (1776—1847), П. Ж. Тюрпена (1775—1840) и Ф. Распайля (1794—1878).
Эти исследователи доказывали, что именно клетки являются наиболее распространенной микроструктурой как растений, так и животных, и лишь из клеток возникают другие более сложные микроорганы (сосуды или волокна). Однако роль и значение этих ученых историками биологии также сильно преувеличивались, ибо за клетки они большей частью принимали любые пузырьки. Над ними довлело учение Г. Лейбница о монадах и взгляды натурфилософов. Тем не менее, у Дютроше мы находим много важных выводов и правильных, точных наблюдений. Так, например, в 1824 г. он писал: «Сосуды образуются путем исчезновения поперечных перемычек, разделяющих клетки друг от друга. Большие сосуды у различных двудольных образуются путем исчезновения перегородок между многими мелкими и смежными сосудами, соединяющимися таким образом в один общий». А далее он обобщает: «Все ткани, все органы животных являются не чем иным, как клеточной тканью».
Ведь по существу именно этот последний тезис является одним из основных положений клеточной теории, формулированной столь убедительно значительно позже Шванном. Некоторые историки биологии (Райч, 1926) даже полагают, что Шванн многое заимствовал у Дютроше, хотя нигде на него не ссылался. Однако эта точка зрения очень спорна и преувеличена. В самом деле, представление о клеточном строении организмов высказывалось в той или иной форме многими исследователями, но никем до Шванна оно не было логически доведено до конца и разработано с необходимой полнотой, чтобы стать общепризнанной.
Укажем, что еще в 1806 г. известный ботаник Людольф Тревиранус в работе «О внутреннем строении растений и о движении в них соков» достаточно отчетливо говорил о развитии водоносных сосудов из клеток, сопровождая свои описания вполне убедительными, с нашей точки зрения, рисунками. Но это были лишь отдельные наблюдения, принципиальное значение которых никому, в том числе и самому автору, не было ясно. В результате эта работа прошла незамеченной и была забыта.
Необходимо еще упомянуть о сочинении ботаника Пьера Жана Тюрпена (1775—1840), которое носило следующее длиннейшее название: «Элементарная и сравнительная микроскопическая органография растений. Наблюдения над происхождением клеточной ткани, над пузырьками, составляющими эту ткань; из них каждый является отдельным индивидуумом, имеющим свой особый жизненный центр произрастания и перемещения, и предназначенный к тому, чтобы в соединении с другими, ему подобными, образовывать особи тех растений, организация массы которых состоит более чем из одного пузырька».
Название это является, можно сказать, целым тезисом, из которого, казалось бы, ясна и принципиальная концепция автора. Однако наряду с совершенно правильными положениями в работе защищается взгляд на развитие клеток, исходящий по существу из теории вложения. Эта старинная, изживавшая себя точка зрения, длительное время заслоняла собою все новое. Однако было бы неверным сказать, что работа Тюрпена не сыграла своей положительной роли.
Еще интереснее мысли, развивавшиеся Франсуа Распайлем (1794—1878). Этот ученый, судя по его описаниям и рисункам, видел многое, но еще гораздо больше он домысливал, стараясь найти вместе с тем компромисс между теорией волокнистого строения (А. фон Галлер) и теорией «зернистого» (клеточного) строения животных тканей. Ф. Распайль пытался (как отчасти и Дютроше) провести сравнение между «растительными клетками» и «пузырьками животных тканей». Он видит и находит это единство структуры, но мало заботится о том, чтобы дать строгие научные доказательства, развивая вместе с тем в достаточной мере фантастические натурфилософские идеи.
Все эти исследования, которые З. С. Кацнельсон по существу правильно называет «ложными клеточными» теориями, подготавливали, так сказать, почву для клеточной теории: они заставляли теоретическую мысль развиваться в определенном направлении, но сами по себе были недостаточны, чтобы заставить отказаться от старых представлений как теории волокнистого строения организмов А. Галлера, так и натурфилософских идей.
Большую трудность для формирования клеточной теории в тот период представляла, как уже в предыдущей главе отмечалось, неизученность микроскопической анатомии животных, чему в основном виною была примитивная и недостаточная техника исследования. Любопытно, что гистология животных в тот период уже существовала. Сам термин «гистология» был введен в употребление еще в 1819 г. К. Майером, учеником знаменитого французского анатома Мари Франсуа Ксавье Биша (1771—1802), который макроскопически прекрасно уже различал ткани и даже дал их классификацию. Биша различал 21 ткань и учил, что органы животных образуются путем комбинации различных тканей, которым он, таким образом, приписывал значение элементарных структур.
Гистология животных была разработана, как мы уже выше отметили, чешским ученым Яном Пуркиня и его многочисленными учениками. Современная микроскопическая техника находит свое начало в работах школы Пуркиня. Он первый применил в ряде случаев окраску (индиго и др.), он первый ввел просветляющие среды для препаратов, в том числе и канадский бальзам, используемый повсеместно и до настоящего времени. Его ученик Ошатц сконструировал первый микротом, однако этот термин принадлежит Пуркиня. Без преувеличения можно утверждать, что гистология животных создана Пуркиня и его школой. Кроме того, в 1837 г. и в 1839 г. Пуркиня выступил в научных обществах с обобщающими докладами. Они напечатаны в виде коротких отчетов, в которых он изложил свою «теорию зернышек». Зернышками Пуркиня называл клетки: он говорил об аналогии «клеток» растении и «зернышек» животных. Его представления о строении клеток не идут ни в какое сравнение с тем, о чем писали французские исследователи, принимавшие за клетки очень часто капельки жира, обрывки волокон, различные артефакты и т. д. Фактические данные, на которые опирался Пуркиня, по своей точности не имели себе равных, тем более неудачен был сам термин «зернышки», что также, вероятно, сыграло свою роль. Данные даже Шванна не могут ставиться в один ряд с исследованиями школы Пуркиня.
Пуркиня, несомненно, был близок к формулировке клеточной теории, но он не рассматривал клеточную структуру в генетическом аспекте, поэтому клетки не были для него все же единственной структурой. Идея гомологии клеток растений и животных у Пуркиня отсутствовала. Он слишком хорошо знал уже гистологию животных, поэтому было неясно, как сопоставить, например, волокна соединительной ткани и клетки (как, впрочем, и некоторым современным нам ученым). Основная его заслуга состоит не в формулировке общебиологической теории, а в фактических данных, касающихся морфологии клеточных элементов животных тканей. Кроме того, Пуркиня выдвинул положение (являющееся основным тезисом клеточной теории) относительно построения тела животных именно из клеток, о чем (отметим еще раз) до работ Пуркиня существовали лишь туманные представления.
В 30-х годах XIX в. было опубликовано довольно много отдельных работ, в которых под разными названиями описывались клетки в различных тканях и органах животных. Но все они не шли дальше констатации отдельных фактов. Школа Пуркиня была на пороге формулировки клеточной теории, но ее опередила другая школа — школа И. Мюллера, много занимавшаяся микроскопической анатомией. Хотя И. Мюллер и был физиологическим идеалистом, за что был подвергнут справедливой критике
В. И. Лениным в «Материализме и эмпириокритицизме», все же его многочисленные конкретные исследования имеют выдающееся значение. Поэтому о Иоганнесе Мюллере мы должны оказать несколько подробнее, тем более что о нем в нашей литературе почти ничего не говорится.
Иоганнес Мюллер (1801—1838) был сыном сапожника из г. Кобленца; он очень нуждался, ему стоило больших трудов кончить медицинский факультет. Его блестящий талант проявился очень рано, и в 19 лет он получил премию Боннского университета за работу по экспериментальной эмбриологии. Сначала он работал на медицинском факультете в Бонне, а в 1833 г. получил освободившуюся кафедру анатомии в Берлинском университете. Получил он эту кафедру не совсем обычно. Мюллер написал министру народного просвещения свое, ставшее позднее знаменитым письмо, в котором настоятельно требовал предоставления заведования кафедрой именно ему. Письмо было полно собственного достоинства и говорило об огромной любви и преданности его автора науке. Оно произвело впечатление, и Мюллер получил кафедру в самом крупном университете Германии, которую и занимал 25 лет. Он умер 57 лет. После его смерти, по свидетельству нашего знаменитого хирурга Н. И. Пирогова, ходили слухи, что он принял яд. Причину самоубийства приписывали какому-то сделанному И. Мюллером открытию, поколебавшему его религиозные убеждения ревностного католика. Однако его биограф, друг и ученик, Э. Дюбуа-Реймон, отрицал это.
Влияние и авторитет Мюллера в области физиологии и анатомии были чрезвычайно велики. Н. И. Пирогов в своих воспоминаниях записал: «Это было время, когда И. Мюллер властвовал почти один в области физиологии». Это объяснялось тем, что он дал новое, сразу ставшее общепризнанным направление в биологических науках, базировавшееся на «микроскопических исследованиях, истории развития, точного физиологического эксперимента и химического анализа…». Вполне естественно допустить, что И. Мюллер мог прийти к выводам об отсутствии божественного начала и это привело к крушению веры и жизни. Не случайно все же, что многие из его учеников в дальнейшем стали материалистами-механистами.
Н. И. Пирогов оставил замечательное описание Мюллера, которого он знал лично, у которого учился в Берлинском университете. Он писал: «Лицо Иоганнеса Мюллера поражало вас своим классическим профилем, высоким челом и двумя межбровными бороздами, придававшими его взгляду суровый вид и делавшими несколько суровым проницательный взгляд его выразительных глаз. Как на солнце, неловко было новичку смотреть прямо в лицо на Мюллера».
Мюллер оставил после себя огромную школу. Однако в обычном смысле этого слова ее нельзя назвать школой. Ум Мюллера отличался необычайной широтой взгляда по всем проблемам и совершенно необыкновенной проникновенностью в понимании степени важности разных проблем. Но он их только, как правило, начинал разрабатывать, а затем передавал своим ученикам. Мюллер с поразительным ясновидением, как писал Дюбуа-Реймон, присущим только гениальным людям, узнавал наиболее способных к научной работе молодых людей, приближал их к себе и умел направить их деятельность на всю их жизнь. Дюбуа-Реймон писал про Мюллера: «Он действовал, как выражался Гете о красоте, — одним лишь своим присутствием». Но мы знаем, что он следил и направлял научную деятельность своих учеников, особенно пока они оставались при его лаборатории.
Мюллер привлекал к себе молодых ученых и своих сверстников не только силой своего таланта и знаниями, но и своей исключительной внешностью, напоминавшей, как говорили, римского воина. Он был постоянно окружен многочисленными учениками, а ими можно было гордиться. Вряд ли можно найти еще кого-либо, у кого было бы столько таких крупнейших ученых среди учеников. Это были — Я. Генле, Т. Шванн, Р. Ремак, К. Людвиг, А. Келликер, В. Вальдейер, Р. Вирхов, Э. Брюкке, Э. Дюбуа-Реймон, В. Гельмгольц (три последних были наиболее близкими и любимыми учениками) и др. Как мы уже отметили, слушал лекции и учился у Мюллера и Н. И. Пирогов, на которого производили, как он сам отметил, большее впечатление демонстрации на лекциях различных опытов на животных и микроскопических препаратах.
Как мы отметили, Мюллер щедрой рукой раздавал своим сотрудникам не только сделанные им фактические наблюдения, но и прежде всего свои идеи, которые, попадая в руки талантливых людей, претворялись ими в жизнь. Так перечисленные выше ученики Мюллера стали основателями ряда новых наук или больших их разделов и вошли в историю науки. Отдать же должное И. Мюллеру часто забывают, ибо, очевидно, плохо знают историю.
Микроскопическим исследованиям, как отмечает в своих воспоминаниях Н. И. Пирогов, Иоганнес Мюллер придавал огромное значение. Н. И. Пирогов приводит случай острого спора между Шлеммом и Арнольдом о природе ушного узелка (ganglion oticum). За разрешением вопроса обратились к Мюллеру, и он «…уладил спор, доказав Шлемму микроскопом, что узелок был действительно нервный…».
Работая по сравнительной анатомии круглоротых, Мюллер нашел, что по своей микроструктуре хорда имеет много общего с клетками растительных тканей. Он, несомненно, видел клеточные структуры и других тканей. Ему были известны и работы Я. Пуркиня и его учеников. И. Мюллер понимал все важное значение этих исследований и поручил дальнейшую разработку микроскопической анатомии трем своим ученикам: Иоганну Мишеру (J. Miescher, 1811—1871), сделавшим диссертацию по строению кости, Фридриху Якобу Гейле (F. J. Henle, 1809—1885) — он стал известным анатомом, ему, в частности, принадлежит первая систематическая работа по эпителию, и, наконец, Теодору Шванну (Th. Schwann, 1810—1882), который до этого работал по физиологии пищеварения и ему принадлежит честь открытия фермента желудочного сока, названного им пепсином. Интересно указать, что все свои работы, так широко его прославившие, Шванн сделал всего за пять лет пребывания в лаборатории Мюллера; больше он, по-видимому, научно не работал.
Остановимся еще коротко на развитии патологической анатомии. Мало кто знает, что именно Мюллер в 1838 г. впервые опубликовал исследование «О тонком строении и форме опухолей, в котором он описал с помощью микроскопа нераковые опухоли молочной железы под общим названием цистосаркомы (кистозная мастопатия). Сам Мюллер более к патогистологии не возвращался, хотя и читал некоторое время этот курс в Берлинском университете. Он передал все эти направления работ своему замечательному ученику Вирхову, которого по праву и считают «отцом патогистологии» (целлюлярной патологии) и патологической анатомии.
Основная заслуга Шванна, обеспечившая ему успех в работе и придавшая достоверность и убедительность клеточной теории, состоит в том, что он связал представление о клетке с вопросом ее происхождения. Именно тезис, что клетки как растений, так и животных принципиально сходны (гомологичны) между собой, ибо все они возникают единообразным путем, является тем совершенно новым, что внес Шванн. Исходил Шванн из работ Матиаса Шлейдена (1804—1881), с которым он познакомился в октябре 1837 г., а уже в 1838 г. Шванн опубликовал три небольших сообщения, в которых были сформулированы основы клеточной теории, подробно изложенной в книге, вышедшей в 1839 г. Сам Шванн писал, что именно его беседа со Шлейденом (работа последнего была в тот момент еще не опубликована) сыграла в формулировании его идеи огромную роль. Существует крылатая фраза: «Шванн стоял на плечах Шлейдена», она по существу правильно отражает дело. Шванн сам признавал, что в разработке клеточной теории он исходил из открытия Шлейдена. Именно общность происхождения клеток явилась тем основным фундаментом, который был положен в основу клеточной теории, оказавшей столь большое положительное влияние на развитие биологии. В г. Нейсе Теодору Шванну воздвигнут памятник; на его открытие (6 июня 1909 г.) съехалось много ученых. Приведем краткую выдержку из речи его друга, крупного ученого своего времени В. Вальдейера, произнесенной на открытии памятника. Он сказал: «Не Шванн открыл те микроскопически малые структуры, которые мы обозначаем как «клетки». Но только Шванн научил нас понимать их значение..!».
Итак, мы видели, что Шванн имел много предшественников. Вопрос изучался в течение 2—3 десятилетий. Однако только Шванн рассмотрел учение о микроструктурах с необходимой широтой и построил научно обоснованную теорию. Повторим в связи с этим известные слова французского математика Алексиса Клода Клеро (1713—1765), что существуют разные истины: есть истины, о которых только догадываются, есть истины, которые утверждают, и есть истины, которые обосновывают и доказывают. История науки не раз показывала, что высказанная, но недостаточно логически обоснованная гипотеза или теория не могут иметь серьезного значения для развития науки, однако отличии, истину от домыслов и фантазий не так просто. Представление о гомологичности клеток, о чем говорил Шванн, оказалось теоретически верным, а фактические данные о возникновении клеток путем цитогенеза из зернышек, на которые он опирался, были ошибочными.