Приведенных примеров достаточно для того, чтобы уразуметь, что живая природа, окружающая человека, с течением времени изменяется; на наших глазах происходит истребление целых пород, вымирание видов, распространение новых пород животных и растений в той или другой стране. Если вдуматься во всю совокупность подобных фактов, в изобилии доставляемых нам современной наукой, то становится очевидным, что основным фактором в окружающей нас природе является изменение, перестройка, прогресс.
Существует бесчисленное множество наглядных доказательств, что организмы в течение веков прогрессируют в своей организации, что древние формы обладают менее совершенной организацией, чем современные.
Однако изменения в органической природе не везде совершаются с одинаковой скоростью. В тропических странах современные животные и растения более сходны с древними, чем формы умеренных или полярных стран. Так, в жарких странах мы в настоящее время находим многочисленные формы растений бесцветковых и однодольных, которые, как известно, были господствующими в прежние эпохи и появились на земле ранее цветковых и двудольных. В животном царстве тропических стран мы находим сумчатых, [13] однопроходных, лемуров, которые в настоящее время совершенно отсутствуют в умеренном поясе, но были там в древнюю эпоху. Из класса птиц в тропических странах также находятся многие породы, близко родственные к вымершим допотопным животным, как-то: страусы, казуары, бескрылы и др. Таким образом оказывается, что фауна и флора жарких стран менее удалилась в современную нам эпоху от форм прежде существовавших, тогда как в странах умеренных и холодных произошли более коренные изменения в составе органического мира. [14]
Если принять во внимание изменение физических условий на земле, которое происходило в прежние эпохи, то вышеуказанный факт сделается понятным. Действительно, мы знаем, что в одну из предшествующих нам эпох в нынешних полярных странах был такой же жаркий климат, как теперь на экваторе; здесь росли пальмы и тропические папоротники, в море обитали полипы, которые могут жить лишь в теплой воде (20 °C), но с течением времени климат этих стран постепенно изменился, а соответственно новым физическим условиям должна была измениться организация растений и животного населения; отсюда понятно, почему формы умеренных и полярных стран ушли в своем развитии далее форм тропических, которые и теперь живут приблизительно в тех же самых условиях, как и раньше. Еще большую устойчивость форм животного и растительного царства можно наблюдать на глубине морей. Физические свойства воды, — температура, плотность, степень солености, на большой глубине не подвергаются во времени почти никаким изменениям. Отсюда понятно, что растительные и животные организмы, обитающие в глубине морей, имеют большое сходство с самыми древними организмами, которые в своем развитии как бы задержались. [15]
Глава вторая
Основные формы животных
Мы видели, что в природе все беспрестанно изменяется, перестраивается, совершенствуется, но вместе с тем каждому известно, что основная форма тела [16] животных сохраняется неизменной, не только при самых разнообразных внешних условиях, но и во времени; говоря об основной форме тела, мы имеем в виду не мелкие, более или менее случайные, изменения в наружности или во внутренней организации, которые наблюдаются у различных индивидов, даже у одного и того же вида, — дело идет об основной форме или основном плане построения организма, т. е. о неизменно закономерном размещении внутренних и наружных органов. Вот этот-то общий план тела у всякого животного остается более или менее неизменным и является результатом определенного устройства и деятельности организма на окружающую среду, которая, со своей стороны, оказывает обратное взаимодействие. Самым главным свойством животного организма, которым он наиболее отличается от растительного, несомненно, является подвижность, и ею главным образом определяется тот или иной план строения животного.
Можно различить три основных формы животных организмов: сфероидальную, [17] лучистую [18] и двустороннесимметричную. [19]
Сфероидальная форма встречается только у низших животных и характеризует наименее сложную организацию. Простота устройства тела таких животных (например, амебы, корненожки, грегарины, а также и множества низших растительных организмов) доходит до полного почти устранения всяких внутренних органов и внешней дифференцировки. Вследствие этого все точки поверхности тела во всех отношениях равнозначны. Такое животное может передвигаться в любом направлении, так что осей движения у них существует бесчисленное множество.
Лучистая форма тела наблюдается у животных с более совершенной организацией. У них все тело разделено на несколько одинаковых частей, которые лучеобразно расходятся от одного общего центра. Самым характерным представителем таких животных являются морские звезды. Животные эти сравнительно высоко организованы: у них есть внутренний скелет, мускулы, пищеварительные, кровеносные и выделительные органы, нервная система, органы чувств.
Главнейшей особенностью этих животных является то, что все пять лучей совершенно сходны между собой по внутреннему строению и наружной форме, имеют такой же скелет, такие же органы и независимы в своих отправлениях. Каждый из таких лучей, если его отделить, может превратиться в новое животное.
По отношению к движению, лучистая форма имеет то удобство, что животное может передвигаться по направлению нескольких осей, именно по оси каждого луча. Если морская звезда желает переместиться по какому-нибудь направлению, то ей нет надобности предварительно устанавливать тело в определенном положении, так как она легко может передвинуться по направлению любого из своих лучей. Лучистые животные, к которым, кроме звезд, также принадлежат морские ежи, медузы, лилии и др., живут исключительно в воде и двигаются очень медленно.
У других животных соответственно более сложным внешним влияниям и вследствие потребности в более быстрых передвижениях выработалась двусторонне симметричная форма тела: у них все органы тела группируются вокруг одной оси, по которой и совершается передвижение. Обе половины тела, расположенные по бокам оси, являются совершенно одинаково устроенными, а верхняя и нижняя различны, точно также как передние и задние концы главной оси. Хотя двусторонняя симметрия свойственна многим водным животным, но для наземных животных она является единственным планом строения.
Если мы рассмотрим условия передвижений [20] на суше, то нам станет понятным такой план устройства наземных животных. Передвижение по суше представляет для животного менее благоприятные условия, чем в воде, где со всех сторон окружает одна и та же среда и где каждое животное теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода. Трение о поверхность земли обусловливает образование снарядов, облегчающих передвижение, которые и появляются у животных в форме конечностей. Чтобы такие подпорки могли удерживать тело в равновесии, они должны быть размещены равномерно по обеим сторонам тела; отсюда и понятно, почему конечности всегда являются в четном числе и размещаются по обеим сторонам оси, причем, в силу закона экономии и возможной простоты, они располагаются на каждой стороне в один ряд. В силу тех же законов, число конечностей, по мере совершенствования организации, уменьшается. Так, у тысяченожек имеется множество пар конечностей, у пауков их только четыре пары, у насекомых — три, а у позвоночных только две пары конечностей и, наконец, у птиц и у человека для передвижения по земле служит лишь одна пара ног. У наиболее высоко организованных животных вдоль главной оси развивается твердая костяная опора или — позвоночный столб, около которого группируются все органы. Так как сторона, на которой образовались конечности, всегда обращена вниз, а противоположная ей — вверх, то произошло определенное размещение внутренних органов, из которых все более чувствительные помешены ниже позвоночного столба, а все менее чувствительные органы, главным образом двигательные мускулы, расположились в верхней части тела. Таким образом выработалось различие между спинной и брюшной половиной тела. Движения у двустороннесимметричных животных нормально совершаются по направлению их главной оси, так что животное перед тем, как двинуться, должно предварительно придать своему телу определенное положение, т. е. поставить свое туловище таким образом, чтобы ось была обращена к точке, куда должно совершиться передвижение. Дальнейшее усложнение организации выражается в выработке приспособлений к передвижению не только по определенному направлению, но и в определенную сторону. Этим обусловливается различие между передней и задней стороной тела. На той стороне, которая при движении находится впереди, располагаются те органы чувств, которые уже на некотором расстоянии могут ознакомить животное с тем, что совершается впереди него; здесь же в большинстве случаев располагаются органы защиты или нападения и органы для принятия пищи. Таким образом передний конец анатомической оси животного превращается в особый снаряд, чрезвычайно сложно устроенный, называемый головою. В то же время на заднем конце тела появляются приспособления, назначение которых также определяется функцией движения. Именно, задний конец позвоночного столба вытягивается и образует хвост, который у водяных животных исполняет то же назначение, как и конечности, т. е. служит органом движения, а у наземных животных имеет самое разнообразное назначение.
Таким образом расположение всех главнейших органов в теле двустороннесимметричных животных является следствием появления симметрично поставленных конечностей, что в свою очередь обусловливается удержанием только одной оси тела. Итак, основная форма тела есть внешнее выражение всего, внутреннего строения, и потому не удивительно, что основная форма тела животных сохраняется при самых разнообразных условиях жизни.
Тем не менее в строении тела некоторых животных наблюдается переход от лучистой симметрии к двусторонней. Так, голотурии, имеющие форму огурца, устроены по типу лучистой симметрии, но двигаются одним концом вперед, а некоторые виды их всегда одной стороной вниз, а другой вверх. Таким образом, у голотурий передний конец играет роль головы, а нижняя сторона тела роль брюшной стороны. Такие же переходные формы наблюдаются и у морских ежей. Хотя большинство ежей устроено по плану лучистой симметрии, но у некоторых видов бывает ясно выражена двусторонняя симметрия.