Книга: Следопыты в стране анималькулей

Обитатели хаоса

В те годы, когда русские ученые и мастера-оптики искали способ улучшить качество микроскопов, в далекой Италии микробов наблюдал Лоццаро Спалланцани. Проходили день за днем, месяц за месяцем, а он все сидел за своим простеньким микроскопом.

Лоццаро Спалланцани был сыном юриста, готовился сам стать юристом, а сделался знаменитым ученым-естествоиспытателем. Его призванием в науке стали «маленькие животные» Левенгука.

Много раз за время своего долголетнего изучения микробов Спалланцани пытался найти ответ на вопрос, волновавший в то время всех охотников за невидимками.

Как размножаются «маленькие животные»?

Одни утверждали, что микробы откладывают яйца, другие считали, что они рождают живых детенышей. Был даже исследователь, который объявил, что он, внимательно рассматривая микробов в свой микроскоп, заметил якобы молодых микробов внутри старых, а присмотревшись к ним лучше, увидел еще и внуков внутри этих молодых.

Среди третьих господствовало мнение, что «маленькие животные», быстро двигаясь в воде, ударяют друг друга и раскалываются надвое.

Кто прав, решить мог только опыт. Лоццаро Спалланцани закрывается в своей лаборатории и превращается в охотника за дичью, которая в несколько тысяч раз меньше самой мелкой песчинки. Ему нужно во что бы то ни стало поймать одного микроба, только одного. Как иначе проверишь, что он не раскалывается от столкновения со своими собратьями?

Но как выловить одного микроба из капли, где «маленькие животные» кишмя кишат? Ведь микроба не схватишь рукой!

Но Спалланцани нашел то, что искал. Решение вопроса было очень простым. Капельку сенной настойки с «маленькими животными» исследователь поместил на чистое, прозрачное стеклышко. А рядом — каплю совершенно чистой воды, в которой не было ни одного микроба. Затем с помощью иглы между каплей была проведена тончайшая водяная дорожка. Спалланцани заметил через свою линзу, как по этой дорожке в каплю чистой воды устремились гуськом крошечные существа. И, как только первое из них достигло чистой воды, доступ остальным был прегражден.

В капле воды плавал теперь только один-единственный микроб. Оставалось набраться терпения и наблюдать. И Спалланцани увидел: через полчаса микроб разделился пополам. Теперь два микроба плавали там, где был один, а еще через полчаса каждый из них также разделился надвое. Прошло немного времени, и чистая до того капля была уже полна «маленькими животными».

Микробы размножаются делением. Теперь это было доказано на опыте. И все же нашлись люди, которые не поверили Спалланцани. Дело в том, что ученый работал с простым микроскопом левенгуковского типа. Чтобы в подобный микроскоп увидеть такие подробности, какие видел сам Спалланцани, надо было обладать большим опытом. А искусством микроскопических наблюдений в те времена владели немногие.

Через несколько лет опыты Лоццаро Спалланцани повторил наш соотечественник, украинец Мартын Матвеевич Тереховский. Он уже обладал усовершенствованным микроскопом. Это помогло Тереховскому не только поставить перед собой, но и решить более сложные задачи. Он сумел опытным путем доказать, что «маленькие животные» действительно живые существа.

Сын священника из маленького городка под Полтавой, Мартын Матвеевич Тереховский проявил блестящие и разносторонние способности. Он был поэтом, одним из самых блестящих врачей своего времени и ученым-ботаником, завоевавшим международное признание.

Двадцать третьего июня 1775 года ученая коллегия Страсбургского университета во Франции собралась на свое очередное заседание. В этот день на трибуну поднялся молодой врач из далекой России, чтобы поведать о результатах исследования таинственного мира невидимок.

Тереховский читал свой доклад, как было тогда принято, на латинском языке и поразил ученых мужей глубиной мыслей, блестящей постановкой опытов.

«Я покажу своим невежественным и неумным противникам, — заявил Тереховский, — в сколь тяжелое заблуждение они впадают».

Он подробно рассказал о своих опытах, которые должны были «в пух и прах» разбить тех, кто упорно не хотел признать «маленьких животных» живыми, кто утверждал, что они лишь пузырьки воздуха и частицы масла, взвешенные в воде.

«Я кладу, — говорил Тереховский, — венок из цветов садовой гвоздики в чистый стеклянный сосуд и наливаю чистую свежую воду, зачерпнутую металлическим сосудом из колодца, обнесенного каменной оградой. Я ставлю этот стеклянный сосуд в комнате у окна. Проходят дни и вянут цветы, пока время неслышно уходит. Прозрачная и лишенная запаха жидкость по прошествии семи дней становится мутной и зловонной. Я набираю волосной стеклянной трубочкой одну — две капли этого настоя; набрав, помещаю каплю на стеклянную пластинку и устанавливаю под сложным микроскопом. Установив, рассматриваю…

Заметив предварительно число плавающих в капле телец, — продолжал Тереховский, — я помещаю ее под колокол воздушного насоса. Многократно двигая поршень взад и вперед, удаляю весь воздух. Тотчас же, сняв колокол, ставлю под микроскоп каплю, лишенную воздуха. И вот я замечаю в ней те же тельца, в том же числе. Они двигаются таким же образом, как и ранее. А ведь если бы это были не живые существа, а только пузырьки воздуха, то они исчезли бы».

Как всякий подлинный ученый, Тереховский человек недоверчивый. Свой вывод он проверяет еще на одном опыте.

Он берет каплю настоя величиной с булавочную головку и распределяет ее по стеклу как можно тоньше, чтобы капелька могла быстро высохнуть. И вот, по мере того как вода испарялась, все тельца направлялись к середине капли, но их число не уменьшалось. Когда же вся вода испарилась, они все до одного остались на стекле, хотя больше уже не двигались.

Ясно, что и в этом случае пузырьки воздуха должны были бы исчезнуть.

К капле настоя с «маленькими животными» исследователь прибавлял каплю какого-нибудь яда. Делал он это осторожно, так, чтобы яд не распространился сразу на всю жидкость. Потом наблюдал, как «животные» по мере приближения яда «убегали» к противоположным берегам своего «моря» — капли. А когда яд все же настигал их, они гибли.

Если Тереховский к капле настоя прибавлял опий, то «забавно блуждающие существа начинали, по мере приближения яда, двигаться медленнее и наконец засыпали, пораженные смертным сном». Конечно, так не могли бы вести себя ни кристаллы, ни частицы масла.

При помощи усовершенствованного микроскопа молодой ученый мог убедиться, что «маленькие животные» быстро растут, а некоторые из них имеют специальные органы движения, помогающие им передвигаться в воде.

Он ставил на раскаленные угли глиняный сосуд с водой и в этот сосуд опускал другой, в котором плавали «маленькие животные». И доказал, что невидимки страдают от высокой температуры точно так, как и все прочие существа, населяющие землю.

Обо всем этом Мартын Тереховский и рассказал ученому собранию в Страсбурге.

Опыты, поставленные украинским ученым, были так просты, что их сможет ныне воспроизвести любой школьник. Но в то время это было новым словом в науке. Опыты Тереховского разрешали наконец многолетний спор. Они неопровержимо доказывали, что микроскопические тельца в капле воды — живые организмы.

Открытия Тереховского прославили его имя. А он уже ставит перед собой новую задачу. Если доказано, что «маленькие животные» живые существа, то откуда они берутся?

«Каким образом они возникают, — размышляет он, — откуда они ведут свой род? Вот загадка сфинкса, гордиев узел, вот труд, вот задача! Я приступаю поистине к труднейшему делу».

Чем закончились эти изыскания Мартына Тереховского, мы расскажем в дальнейшем. Свой же доклад в Страсбургском университете он закончил так:

«Каждый, кто причастен к наукам о природе, понимает, как много света пролило на природу созерцание ее при помощи микроскопов. Глазами, вооруженными линзой, изыскатели чудес природы познали так много удивительного!»

Он мог бы добавить, что еще больше удивительного предстоит им увидеть в будущем. Конец XVIII и начало XIX столетия были отмечены выдающимися открытиями, сделанными с помощью микроскопа.

Ученые обнаружили, что как растения, так и животные одинаково состоят из клеток.

Русский исследователь Павел Федорович Горянинов в 1827 году доказал, что все органы высших растений — корни, стебли, листья, цветы и плоды — состоят из отдельных клеток. Через десять лет Павел Федорович открыл, что не только растения, но и тела всех животных также имеют клеточное строение. К такому же выводу пришли западноевропейские ученые Маттиас Шлейден, а потом Теодор Шванн.

Другие исследователи по-прежнему продолжали изучать мир невидимых существ. Они наблюдали и зарисовывали обитателей этого мира и вскоре убедились, что многие из них по своему строению напоминают клетки растений и животных. Но у многоклеточных растений и животных клетки плотно прилегают друг к другу, образуя единое целое — живую ткань тела. А каждое существо, живущее в капле воды, походит на отдельную самостоятельную живую клетку. Поэтому их стали называть одноклеточными, или простейшими, организмами, в отличие от многоклеточных, сложно устроенных живых существ.

Ученые заметили, что одни простейшие существа по своему строению и образу жизни походят на клетки растений, другие — на клетки животных. Это помогло разделить их на отдельные группы. В свое время Левенгук дал всем обитателям капли воды общее имя — инфузории. Теперь это название сохранилось только за одной группой.

Правда, каждая группа простейших еще включала в себя великое разнообразие существ, которых предстояло изучить. Но первые шаги в этом направлении были уже сделаны. Хаос, перед многообразием которого в свое время отступил Линней, оказался доступным систематизации и изучению.

Микроскопы между тем продолжали совершенствовать. Их стали делать из трех очень прозрачных, тщательно отшлифованных линз. Первая линза предназначалась для освещения предмета. Она собирала лучи, идущие от источника света, и направляла их на рассматриваемый предмет сильным, сосредоточенным пучком. Вторая линза микроскопа — объектив — увеличивала изображение предметов в пятьдесят — сто раз. Но для очень маленьких предметов такого увеличения было недостаточно. Поэтому изображение, даваемое объективом, надо было увеличить еще. Для этой цели в микроскоп добавляли третью линзу — проекционную.

Силу увеличения такого микроскопа легко подсчитать. Если объектив увеличивает предмет только в пятьдесят раз, а проекционная линза в свою очередь увеличивает это изображение в двадцать раз, то общее увеличение микроскопа равняется произведению этих двух частей. Значит, микроскоп будет увеличивать предметы в тысячу раз.

В такой микроскоп можно увидеть частицу, размер которой равен всего двум стотысячным долям сантиметра. А видимое изображение этой частицы будет иметь размер в две сотые сантиметра.

Однако на пути исследователей невидимого мира вновь возникло препятствие. По мере того как увеличивалась сила микроскопов, рассматриваемая площадь делалась все меньше и темнее. Это зависело от того, что световой луч, идущий от стекла, на котором расположен предмет, не попадал сразу в линзы микроскопа. Прежде чем достигнуть линз микроскопа и глаза наблюдателя, световой луч должен был пересечь слой воздуха. А воздух в этом случае играл роль стеклянной призмы. Он рассеивал лучи света, заставляя их отклоняться в сторону. Часть лучей при этом терялась, и поле зрения под микроскопом освещалось плохо. Когда стали делать микроскопы, увеличивающие до тысячи раз, поле зрения так померкло, что изображение предмета почти нельзя было разглядеть.

И вот вскоре обнаружили, что если поместить между рассматриваемым предметом и объективом микроскопа такую жидкость, которая по своим свойствам была бы близка к стеклу, то можно отклоняющиеся лучи сохранить в поле зрения. Сначала применяли для этой цели раствор соды, а потом кедровое или касторовое масло. Это простое изобретение дало возможность увеличить силу микроскопа более чем вдвое.

В дальнейшем изобрели еще микроскоп, в котором можно было рассматривать освещенный сбоку предмет на темном поле. Правда, сам микроскоп при этом не давал большего увеличения, но зато на темном поле удавалось заметить такие подробности, которые не увидишь на светлом. То же самое происходит, когда мы смотрим на луч света, проникший через щель в темную комнату: мы видим в этом луче такие мельчайшие пылинки, которые и в слабый микроскоп едва ли удалось бы рассмотреть.

Микроскоп невероятно раздвинул границы познания. Ведь теперь можно было увеличивать предметы в две с половиной тысячи раз. Перед человеком еще шире распахнулись заветные двери, куда впервые заглянули Кирхер и Левенгук еще триста лет назад.

Теперь и мы, следуя за учеными, можем войти в эти двери, и новый удивительный мир откроется перед нами.