Роберт Бойль и Джон Мэйо

В 1674 г. Джон Мэйо, молодой оксфордский врач, выпустил в свет трактат «De Respiratione Foetus in Utero et Ovo» («О дыхании плода в матке и яйце»), составляющий часть его книги «Tractatus Quinque medico-physici» («Пять физико-медицинских трактатов»), вышедшей в том же году. Мэйо первый установил, что газообразный кислород, или, по его терминологии, «нитровоздушный пар», является основным фактором в процессе горения свечи и дыхания животного. Его открытие оставалось незамеченным до тех пор, пока Бедос в 1790 г. не обратил на него внимания; начиная с этого времени, труды Мэйо получили общее признание, а Шульце ставит его наравне с Гарвеем. Диаметрально противоположного взгляда придерживается Патерсон.

Причина, побудившая Мэйо заинтересоваться эмбриологией, приведена в вводных положениях его сочинения:

«Необходимость дыхания настолько существенна для поддержания жизни, что быть лишенным воздуха — это то же, что быть лишенным дневного света и жизненного духа; поэтому будет уместным исследовать здесь, как может плод жить, будучи совершенно лишенным воздуха и замкнутым в тесных границах матки.

Прежде всего Мэйо дает обзор мнений по вопросу о пуповине и о дыхании плода. Он говорит, что не согласен: 1) с мнением, будто плод в матке дышит per os, так как амнион не содержит воздуха, а suctio infantuli (сосание младенца) ничего не доказывает; 2) с мнением, выдвинутым Спигелиусом, что пупочные сосуды предназначены для снабжения кровью плаценты в целях ее питания. Если бы это было так, аргументирует он, оболочки в курином яйце не могли бы образоваться раньше, чем желточная вена, как это на самом деле имеет место, а при атрофии плода плацента должна была бы погибнуть или подвергнуться порче, чего в действительности не наблюдается. Он не согласен и 3) с Гарвеем, что пупочные сосуды служат для переваривания и расплавления пищи плода. В самом деле, почему плод не мог бы приготовлять собственный питательный сок до рождения таким же образом, как он это делает впоследствии? Далее он полагает, что теория, утверждающая, что пупочные сосуды служат для удаления избытка пищи плода, столь же мало правдоподобна, как и теория, согласно которой их назначение состоит в том, чтобы способствовать кровообращению зародыша, так как последнее могло бы с таким же успехом быть выполнено сосудами в теле самого зародыша.

Вследствие этого Мэйо склоняется в пользу мнения divino sene Hippocrate (божественного старца Гиппократа) и Эверарда, что пуповина представляет собой респираторный механизм, тщательно отмежевываясь от теории Риолана, допускавшего, что пупочный канатик со всеми его извилинами устроен так специально для охлаждения проходящей через него крови. Далее Мэйо говорит:

«Из наблюдений следует, что белковый сок, выделяющийся из беременной матки, по-видимому, содержит немалое количество воздушного вещества; об этом говорят его белый цвет и пенистый характер («маточное молоко» Нидхэма). Другим указанием на это служит то обстоятельство, что первичные соки яйца, имеющие большое сходство с семенным соком матки, по-видимому, также изобилуют воздушными частицами. Ибо, если поместить яичный белок или желток в стеклянный сосуд, из которого воздух выкачан при помощи бойлевского насоса, эти жидкости немедленно начинают сильно пениться и образуют великое множество мелких пузырьков, приобретая при этом значительно больший объем, чем раньше. Это с неопровержимостью доказывает, что какие-то воздушные частицы теснейшим образом связаны с этими жидкостями. К этому следует добавить, что жидкости яйца, если их выплеснуть в огонь, с треском взрываются, причем взрывы эти, по-видимому, обусловлены разрежающимися воздушными частичками, с огромной силой прорывающимися сквозь преграды, их ограничивающие. Отсюда следует, что жидкостям яйца присуща способность к брожению. Ибо в самом деле возможно, что семенные области матки и ее ворсинки имеют природное свойство извлекать воздушные частички из артериальной крови. Предпослав эти наблюдения, мы смело можем утверждать, что кровь зародыша, притекающая к плаценте или к маточным ворсинкам по пупочным артериям, приносит зародышу для поддержания его жизни не только питательный сок, но также и некоторое количество нитровоздушных частиц, вследствие чего мы можем допустить, что кровь плода, проходя по пупочным сосудам, насыщена нитровоздушными частичками точно так же, как при прохождении ее через легочные сосуды. И посему я полагаю, что плаценту не следует долее называть маточной печенью, но скорее — маточным легким».

Эти блестящие строки, полные интуиции и научной проницательности, показывают, что в эпоху Мэйо химическая эмбриология уже существовала. Мэйо умер в возрасте всего тридцати шести лет, и несомненно, что, живи он дольше, весь последующий путь подобного рода исследований был бы совершенно иным.

Джон Мэйо (1643—1679). Из его «Tractatus medico-physici» (1674 г.)

Вторая часть трактата Мэйо касается дыхательных процессов в курином яйце во время его развития. Следует отметить, что наблюдения Мэйо над воздухом, содержащимся в жидкостях яйца до начала развития зародыша, возможно, объясняют те факты, которые сообщались время от времени относительно предполагаемой анаэробной жизни плода на ранних стадиях развития. Мэйо ошибается, предполагая, что газ, который он выкачал из белка и желтка, является чисто «нитровоздушным», но в то же время он обнаруживает величайшую проницательность, утверждая, что количество воздушных частичек, потребляемых плодом, должно быть сравнительно невелико ввиду незначительной потребности в них для «мышечного сокращения» и «внутренностного переваривания». Его замечания о влиянии тепла на развивающееся яйцо лишены той ясности, которой отличается остальная часть трактата; он, по-видимому, полагал, что тепло извлекает нитровоздушные частицы из жидкостей и тем самым способствует дыханию — идея, которую позднее развил Мадзини. Его основная ошибка состояла в непонимании того, что скорлупа яйца проницаема для воздуха, и этот промах обесценивает все его выводы относительно дыхания в яйце. «Не будет неуместным, — говорит он, — исследовать здесь, способствует ли дыханию цыпленка воздух, содержащийся в каждом яйце внутри полости у тупого его конца». Прежде всего он отмечает, что эта полость расположена между двумя оболочками, а не между оболочкой скорлупы и самой скорлупой, как это предполагал даже Гарвей; далее он заявляет, что не согласен с мнением Фабриция, утверждавшего, что воздух, содержащийся в воздушной камере у тупого конца яйца, служит для дыхания цыпленка. Его возражения против теории Фабриция сводятся к следующему:

Увеличение размера воздушного пространства куриного яйца во время развития, обусловленное потерей яйцом воды и СО2

1) этого воздуха было бы недостаточно для потребностей зародыша, так как последний употребил бы его за один раз; 2) воздух этого пространства не может пройти через внутреннюю оболочку. К этому ошибочному выводу он пришел на основании следующего наблюдения: если поместить в вакуум скорлупу яйца с неповрежденной воздушной камерой, предварительно удалив все содержимое яйца, воздушная камера увеличится до размеров самого яйца. Мэйо обратил внимание на то, что ускользнуло от внимания прежних наблюдателей, а именно, что содержимое яйца не «расширяется или разжижается, но, напротив, уплотняется и «вгоняется» в меньшее пространство, чем прежде». Это сгущение, полагает он, могло быть обусловлено следующими четырьмя причинами: а) сближением разобщенных частичек, б) переходом некоторого числа частиц от движения к покою, в) извлечением некоего тонкого духа из частиц, г) уменьшением эластичности некоего, прежде существовавшего эластичного вещества. В настоящее время, принимая во внимание убыль воды и углекислоты, претерпеваемую яйцом, когда в нем развивается зародыш, мы должны были бы остановиться на третьей возможности как наиболее правильной, но Мэйо избрал четвертую, полагая, что «воздух, распределенный между соками яйца, теряет свою эластичность вследствие брожения, происходящего в этих соках во время насиживания». И вот, так как под влиянием инкубации содержимое яйца уменьшается в объеме, где-нибудь могла бы образоваться пустота, если бы природа с ее неизменной предусмотрительностью не поместила некоторое количество воздуха в воздушное пространство, которое в нужный момент способно расшириться и воспрепятствовать образованию пустоты. Его выводы были основаны на ошибочном наблюдении. Ему казалось, что в яйцах на поздних стадиях развития воздушная камера возвращается к тому объему, который она имела в ненасиженном яйце. Он подчеркивает, что его теория не зависит от концепции horror vacui (боязнь пустоты) и доказывает, что под влиянием сжимающего действия замкнутого воздуха жидкости яйца могут быть вытолкнуты в пупочные сосуды, а частицы, составляющие тело зародыша, сгруппировываются теснее. «Находящийся внутри воздух выполняет ту же работу, что и многократно свернутая стальная пластина (пружина), приводящая в движение автоматы».

Этим остроумным, но ложным сопоставлением Мэйо заканчивает свой труд, несомненно являющийся первым крупным вкладом в физиологическую или биофизическую эмбриологию. Его теория утробного дыхания, как об этом свидетельствуют сочинения Цаккиа, Виарделя, Пехлина и Джона Рея, скоро стала общепризнанной, но еще в 1684 г. Спон утверждал, что легкие зародыша функционируют in utero, поглощая из амниотической жидкости нитровоздушные частицы, которые, как предполагал Стальпарт, выделяются туда плацентой. Интересно отметить, что при помощи метода воздушного насоса Бон нашел нитровоздушные частицы в «маточном молоке» в 1686 г., а Ланг — в амниотической жидкости в 1704 г. Разработка этой проблемы дошла до черты, перешагнуть через которую было нельзя из-за отсутствия количественных методов исследования.

1675 г. ознаменовался появлением ценного трактата Николая Хобокена по анатомии плаценты и английского издания книги Тибо «Искусство химии». Я упоминаю последнее сочинение из-за найденных мною в нем указаний на специфические условия эмбриональной жизни. Однако нельзя не отметить, что химия того времени не оказала никакой реальной помощи эмбриологии.

Приблизительно тогда же Френсис Уиллоуби выпустил свою знаменитую книгу о птицах. Это была попытка воскресить Альдрованди. Книга дает яркое представление об эмбриологических познаниях эпохи, хотя не содержит ни новых наблюдений, ни новых теорий. К той же категории литературы относится сочинение Барбатуса.

В 1677 г. Гам и Левенгук сделали сообщение в «Philosophical Transactions» Королевского общества об открытии ими сперматозоидов, хотя Хартсекер впоследствии утверждал, что он наблюдал их еще в 1674 г., но был недостаточно уверен в своих наблюдениях, чтобы опубликовать их. Ссылка на это имеется в переписке сэра Томаса Броуна, который в письме к своему сыну, доктору Эдуарду Броуну, от 9 декабря 1679 г. пишет:

«Я видел последние «Труды или сборники Королевского общества». Они содержат некоторые примечательные вещи, как, например, открытие Левенгуком огромного количества маленьких зверьков в молоках трески и в вытекающей из них жидкости; то же и у щуки. Он высчитал, что количественно они во много раз превосходят общую цифру людей, населяющих землю, хотя, по его вычислениям, на земном шаре обитает 13 тысяч миллионов людей, что очень много. [Слишком много, чтобы убедить овистов]. Тебе следовало бы самому об этом прочитать».

Антон ван-Левенгук (1632—1723). С портрета Иоганна Верколье (в настоящее время находится в Государственном музее в Амстердаме)

В то же самое время, когда имели место эти события, Роберт Бойль продолжал заниматься в Оксфорде и в Лондоне опытами, приведшими его к созданию «The Sceptical Chymist» («Скептический химик»). Не всем известно, что в этом сочинении, появившемся в 1661 г. и ставшем исходным пунктом всех дальнейших физико-химических исследований, Бойль рассматривает проблемы эмбриологии в связи с вопросом величайшей важности, который остался не замеченным почти всеми его комментаторами. Одно из основных положений, выдвинутых Бойлем, состояло в том, что дальнейший прогресс химии немыслим до тех пор, пока не будет найдена какая-нибудь система, дающая возможность количественного определения составных частей смеси. Он выдвинул требование, правда, несколько замаскированное своеобразием его стиля, чтобы химия действительно стала точной наукой. То, что Бойль предпочитал «механистическую или корпускулярную» философию, обусловливалось преимущественно тем его тезисом, что до тех пор, пока в химию не будет введен метод измерений, она принуждена будет влачить жалкое существование, на которое ее собирался обречь Гарвей. Так, он говорит:

«Я, быть может, примирился бы с гипотезой, которую все это время изучал (с гипотезой алхимиков), если бы, несмотря на то, что она охватывает лишь незначительную часть вселенной, она по крайней мере давала удовлетворительное объяснение тех вещей, которые в ней, как говорят, трактуются. Но я не нахожу, чтобы она давала нам что-либо, кроме весьма несовершенных сведений даже относительно смешанных тел. Ибо каким образом может знание Tria Prima [Три основных элемента алхимиков: соль, сера, ртуть. (Прим. перев.)] объяснить нам причину притяжения иглы магнитом, заставляющим ее обращаться к полюсам и располагающим ее так, что она направлена к полюсам, хотя редко указывает на них с точностью? Может ли эта гипотеза объяснить нам, каким образом цыпленок образуется в яйце и как семенное начало мяты, тыквы и прочих произрастающих способно превращать воду в разнообразные растения, из коих каждое одарено особой, ему одному присущей определенной формой с особыми отличительными качествами? А разве может эта гипотеза указать нам, сколько соли, сколько серы, сколько ртути следует взять, чтобы произвести цыпленка или тыкву? А если бы это и было нам известно, то каково же начало, управляющее этими составными частями и превращающее жидкости, как, например, белок и желток яйца, в многообразные ткани, необходимые для формирования костей, артерий, вен, нервов, сухожилий, перьев, крови и прочих частей цыпленка, и не только для формирования каждого члена, но и для соединения их друг с другом способом, наиболее соответствующим совершенному животному, которое из этих частей должно состоять? Ибо утверждать, что некая более тонкая и деликатная часть какого-либо одного или всех гипостатических начал является руководителем и зодчим всего этого сложнейшего здания, — значит дать лишний повод для вопроса о том, какая пропорция и какой способ смешения этих Tria Prima применялись архитектоническим духом и какой двигатель создал столь искусную и удачную смесь?»

Роберт Бойль (1627—1691)

Приводимый Бойлем пример намагниченной иглы, указывающей приблизительно, но не точно на север, и употребляемые им выражения «сколько», «способ смешения», «пропорция» свидетельствуют о том, что он был близок к введению количественного анализа в химию и эмбриологию. В одном месте он говорит, что Tria Prima вряд ли смогут объяснить десятую часть явлений, которые могут быть охвачены «левкипповской» или атомистической гипотезой. Таким образом, хотя Бойль произвел не много экспериментов и наблюдений над эмбрионами, ему принадлежит выдающееся место в истории эмбриологии.

Последние два десятилетия XVII в. ознаменовались рядом исследований в области эмбриологии. Чрезвычайно интересно отметить в связи с тем, что было сказано о Бойле, что Джон Стандард из Мёртон колледжа опубликовал 10 февраля 1685 г. «Наблюдения, касающиеся веса некоторых частей куриного яйца, произведенные с помощью весов, вращающихся ½ от грана»:

Только со второй половины XVIII в. весы стали применять в качестве средства исследования, хотя Зудгоф находит указания на них еще у Парацельса.

Другие ранние количественные наблюдения были сделаны Клодом Перро, установившим около 1680 г., что развивающиеся яйца страуса теряют в продолжение пяти недель одну девятую своего веса. Однако Оксфордское философское общество предпочитало обсуждать более необычайные вещи, как-то: «яйца попугая, выведенные на груди женщины, куриное яйцо в форме бутылки, куриное яйцо, имеющее на тупом конце мясистый нарост, уродливое куриное яйцо (предполагаемое яйцо петуха) и яйца тупика и чистика». Упоминание о различных видах яиц напоминает нам, что начало систематическому собиранию и классификации яиц было положено уже за несколько лет до этого сэром Томасом Броуном (см. у Джона Эвелина) и Джоном Традескантом. Приблизительно около этого времени Уоллер сделал некоторые заслуживающие внимания наблюдения над «икрой лягушек и образованием из нее головастиков», продолжив тем самым исследования, начатые Сваммердамом. Морисо описал явление стерильной атрофии плода. Семнадцатый век заканчивается трактатами Этмюллера и Джибсона, в которых подводятся довольно точные итоги эмбриологическим сочинениям этого века. Этмюллер защищал утратившую свой авторитет аристотелевскую теорию эмбриогении, приводя следующие аргументы: животные не имеют менструаций потому, что они более плодовиты, чем человек, вследствие чего у них вся кровь идет на зарождение. Как иллюстрацию уровня знаний того времени, следует еще упомянуть об «Oologia curiosa» Гармануса, вышедшей в 1691 г. Сочинение это относится к числу тех, которые книгопродавцы называют в своих каталогах «любопытными». Об этом говорит хотя бы название главы II — «De ovo mystico, mythico, magico, mechanico, medico, spagyrico, magyrico, pharmaceutico» («О яйце мистическом, мифическом, магическом, механическом, медицинском, спагирическом, магирическом, фармацевтическом»).

Источник: Джозеф Нидхэм. История эмбриологии. Пер. с англ. А.В. Юдиной. Гос. изд-во иностранной лит-ры. Москва. 1947