Читать книгу Мой дядя – банан. Тайны эволюции, раскрытые генами - - Страница 4

Для того чтобы узнать, с чего началась история систематики, нам нужно будет отправиться к самым истокам биологии. И это не XVIII век, время жизни знаменитого «князя ботаников», шведского натуралиста Карла Линнея. История биологии и, в частности, биологической систематики началась за 2000 лет до его рождения.

Началась она в Древней Греции и связана с именем одного из самых известных античных философов – Аристотеля (384–322 до н. э.). Он родился в одном из полисов древней Македонии, городе Стагир. Известно, что отец Аристотеля был врачом, что, возможно, повлияло на его интерес к биологии.

Аристотель был учеником другого выдающегося древнегреческого философа – Платона (ок. 427–347 до н. э.). Однако Аристотель в своих рассуждениях придерживался более материалистических взглядов. Для Аристотеля познание начинается с познания самих вещей, а теоретические науки (такие как физика, математика и метафизика) возникают в результате абстрагирования от этого опыта. Хотя Аристотель не проводил экспериментов – этот подход появится позже, в эпоху Возрождения, важно отметить, что его метод не был полностью умозрительным и был тесно связан с наблюдением и практикой. Будучи прекрасным анатомом, Аристотель вскрыл более 50 видов животных. Большую часть своих исследований он провёл, находясь на острове Лесбос в северо-восточной части Эгейского моря.

Аристотеля по праву считают основателем целого ряда наук. Среди них логика, физика, политология, социология, психология, педагогика, этика, эстетика и, конечно, биология. Такая разносторонность интересов поражает, и только лишь одной биологии посвящено несколько трудов античного философа, например «История животных», «О частях животных», «О походке животных», «О возникновении животных», «О растениях» и другие. Мы же остановимся на первом упомянутом труде, поскольку именно в нём мы впервые встречаем попытку классифицировать живые организмы.

Прежде чем начать обсуждать саму систему Аристотеля, нельзя не упомянуть о двух фактах. Когда юный Карл Линней в 1727 году отправился из своей родной деревни Росхульт в университетский городок Лунд, в его котомке лежала лишь одна книга – «История животных» Аристотеля [1].

Позже другой выдающийся биолог Чарльз Дарвин в своём письме 1882 года к переводчику трактата «О частях животных» Уильяму Оглу писал:

«Из цитат, которые я видел, у меня сложилось высокое представление о заслугах Аристотеля, но у меня не было ни малейшего представления о том, какой он был замечательный человек. Моими богами, хотя и очень по-разному, были Линней и Кювье, но оба они были просто школьниками по сравнению со стариком Аристотелем» [2].

Эти два эпизода косвенно говорят об огромном вкладе греческого философа в биологию и о его огромном авторитете. Вплоть до XVIII века, эпохи Карла Линнея, книги Аристотеля оставались главными справочниками по биологии, а позже, несмотря на то что многие тезисы уже потеряли свою актуальность, она продолжала вызывать неизменный интерес. Перейдём же, наконец, к одному из интереснейших трудов мыслителя, на много веков опередившего время, в котором он жил.

Именно Аристотель поделил всех животных на «животных с кровью» и «животных без крови», указав, кстати, что у последних в теле есть жидкость, которая заменяет им кровь. Две эти группы полностью соответствуют позвоночным и беспозвоночным, на которые намного позже, в конце XVIII века, разделил животных Жан-Батист Ламарк. В этой связи следует указать, что Аристотель точно подметил, что у всех животных с кровью есть позвоночник.

«Животных без крови» Аристотель делит на четыре группы.

• Тело без резкого разделения на твёрдые и мягкие ткани, с внутренними окостенениями, с ногами на голове. Мягкотелые (μαλάκια). Головоногие моллюски.

• Многоногие, покрытые роговой скорлупой, защищающей мягкое тело. Скорлупа эта «давится, но не колется». Мягкоскорлупные (μαλακόστρακα). Десятиногие ракообразные.

• Мягкотелые, с «черепком» (то есть раковиной) снаружи. Раковина «колется, но не давится». Черепокожие (раковиннокожие) (ὀστρακόδερμα). Моллюски, кроме головоногих, а также морские ежи и оболочники. Судя по тому, каких животных Аристотель отнёс к этой группе, их «раковина» может быть не только ломкой, но и эластичной.

• Многоногие, с телом, «посечённым» на отрезки. Насекомые (ἔντομα). Насекомые, многоножки, паукообразные и скорпион. Заметим, что все последующие классификаторы вплоть до XVIII века относили скорпиона к ракам! Ну как же, ведь у него есть «клешни»!

«Животных с кровью» Аристотель разделил на пять групп.

• Живородящие четвероногие, покрытые волосами. Четвероногие живородные (ζῳοτόκα τετράποδα). Млекопитающие.

• Большей части яйцеродные, иногда живородящие, четвероногие или безногие, часто покрытые чешуёй. Четвероногие яйцеродные (ᾠοτόκα τετράποδα, или φολιδωτά). Амфибии и рептилии.

• Всегда яйцеродные, крылатые, летающие, двуногие, покрытые перьями. Птицы (ὄρνιθες).

• Живородящие, дышащие лёгкими, безногие, водные животные. Киты (κητώδη).

• Яйцеродные, реже живородящие, чешуйчатые или голые, безногие, дышащие жабрами, водные животные. Рыбы (ἰχθύες).

Комментируя классификацию Аристотеля, следует отметить несколько важных моментов. Некоторые названия, введённые им ещё 2000 лет назад, существуют до сих пор и обозначают вполне валидные, то есть соответствующие требованиям современной систематики, таксономические группы[3].

Например, названием Malacostraca сейчас обозначается таксон ракообразных, так называемые высшие раки, куда входят и десятиногие – раки, крабы, креветки, которых имел в виду Аристотель. Название Tetrapoda стало обозначать таксон позвоночных животных с четырьмя конечностями, в который входят амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие. От ряда греческих названий – Malakia, Entoma, Ornithes, Ichtyes – были образованы названия наук, занимающихся соответствующими группами животных:

• малакология (наука о моллюсках);

• энтомология (наука о насекомых);

• орнитология (наука о птицах);

• ихтиология (наука о рыбах).

Особенно стоит отметить то, что китов Аристотель выделял в отдельную группу, а не помещал их в рыб, как гораздо позже делали многие натуралисты, включая даже Карла Линнея (в десятом издании своей знаменитой «Системы природы» 1758 года он всё-таки поместил их в млекопитающих) и его друга-ихтиолога Петера Артеди. Аристотель обратил внимание на то, что все рыбы дышат жабрами, а киты – лёгкими. Кроме того, он указывал, что они живородящие животные с горячей кровью, которые кормят детёнышей молоком.

Книга «История животных», если смотреть на неё глазами человека из дня сегодняшнего, представляет собой удивительное сочетание очень точных и верных наблюдений и выводов относительно образа жизни и строения животных с наивными и неверными заключениями. Впрочем, легко с нашим современным образованием уличать в наивности Аристотеля, которому куда как сложнее было разобраться в строении и физиологии животных!

Например, Аристотель совершенно справедливо отмечает различие между рыбами и водными млекопитающими, рептилиями и птицами, так как первые «принимают и выбрасывают из себя влагу», а все остальные – воздух. В то же время он полагал, что «насекомые» (к которым он относил и других членистоногих и даже некоторых червей) «воздуха не принимают». Он отмечает, что лишь под водой животные могут быть прикреплены (как губки и оболочники), некоторые при этом способны открепляться (как актинии), наконец, третьи не прикрепляются, но ведут неподвижный образ жизни (как некоторые двустворчатые моллюски и морские огурцы). Аристотель считал губок животными, «всецело похожими на растения». Он пишет:

«Говорят, что они имеют ощущения: если губка почувствует, что её намереваются оторвать, она сокращается и отделить её трудно. То же они делают при сильном ветре и волнении, чтобы не отпасть».

Что касается актиний, то в сочинении «О частях животных» «отец биологии» описывает их следующим образом:

«Acalephae, или морская крапива, как их по-разному называют, вовсе не являются Testacea, а лежат вне признанных групп. Их строение, как и у тетий [оболочников], приближает их, с одной стороны, к растениям, с другой – к животным. Ибо, поскольку некоторые из них отделяются [от субстрата] и схватывают пищу, и что они чувствуют предметы, которые с ними соприкасаются, их следует считать имеющими животную природу. <…> Они пользуются [жгучестью] своего тела для защиты. <…> Они тесно связаны с растениями, во-первых, несовершенством своего строения, во-вторых, способностью прикрепляться к камням, что они делают с большой быстротой, и, наконец, явным отсутствием выделений [испражнений] при наличии [у них] рта» [3].

Резюмируя, Аристотель пишет:

«Тетии мало отличаются по своей природе от растений, однако более похожи на животных, чем губки; те уже полностью имеют свойства растений. Ибо природа переходит непрерывно от тел неодушевлённых к животным через посредство тех, которые живут, но не являются животными, таким образом, что одно совсем мало отличается от другого вследствие близости друг к другу» [4].

Ещё со времён Аристотеля в умах натуралистов и философов прочно укоренилось представление о существах, сочетающих признаки и растений, и животных. Оно породило такие названия, как Zoophyta и Plantanimalia, сохранявшиеся в научной литературе до XIX века. В 1761 году знаменитый Карл Линней писал в одном из писем:

«Зоофиты устроены совсем по-другому и живут простой растительной жизнью и увеличиваются в размерах каждый год под их корой, как у деревьев, как видно по годовым кольцам на срезе ствола горгонии. Следовательно, они являются растениями, с цветами, похожими на маленьких животных… Все подводные растения питаются порами, а не корнями, как мы знаем по фукусу. Как и зоофиты, многие из них покрыты каменной оболочкой, и Творец рад, что они получают питание за счёт своих обнажённых цветов. Поэтому он снабдил их порами, которые мы называем ртом» [5].

Аристотель в очень многих аспектах исследований опередил своё время. Например, в самом начале своей книги он рассуждает:

«Некоторые животные имеют части, тождественные не по виду и не в отношении избытка и недостатка, а по аналогии, как, например, кость и рыбья кость, коготь и копыто, рука и клешня, чешуя и перо: ведь что у птицы перо, то у рыбы чешуя» [6].

Что это, как не первая попытка определить гомологичные органы, то есть органы, сходные по строению и происхождению, пусть и с некоторыми ошибками? Впрочем, они были неизбежны при том уровне накопленных знаний, который существовал во времена Аристотеля.

Некоторые детали поражают своей точностью. Аристотель отмечает, что живорождение характерно и для человека, и для дельфина, и для хрящевых рыб, скатов и акул, причём у последних описывает плаценту. На самом деле он видел лишь канатик (пуповину), что соединяет зародыша и желточный мешок, однако аналогия им подмечена верно.

Наблюдательный Аристотель чётко различает отряды насекомых, хотя самого понятия «отряд» тогда ещё не было. Он отмечает, что у жуков «крылья закрыты надкрыльями», и называет их «покрытокрылыми» (по-гречески – κολεόπτερά, именно этим названием в латинском написании – Coleoptera – учёные сейчас называют отряд жуков), а те, кто надкрылий не имеет, могут быть «четверокрылы» и иметь жало сзади (жалящие перепончатокрылые), или «двукрылы» и иметь жало (то есть хоботок) спереди (кровососущие двукрылые).

Аристотель подробнейшим образом описывает строение морских ежей: он отмечает, что ротовое отверстие у них находится снизу, а анальное – сверху, и что у них имеется пять «зубов». Впоследствии эти пять «зубов» учёные назовут «Аристотелевым фонарём» (рис. 2, слева), однако в действительности с «фонарём» этим, похоже, произошёл казус, и он нуждается в отдельном обсуждении. Вот буквальная цитата из «Истории животных»:

«Если же [рассматривать] тело ежа [по оси пищеварительного канала, от его] начала и до конца, то оно представляется непрерывным, а в отношении поверхности оно состоит из отдельных частей, как фонарь, не обтянутый со всех сторон кожей» [7].

То есть, по крайней мере, в этом переводе никакого прямого указания на ротовой аппарат морского ежа нет, а речь идёт о его теле. Тем более что во времена жизни Аристотеля переносных фонарей, которые и правда по форме своей напоминают «зубы» морских ежей (рис. 2, в центре), ещё не существовало. Зато были стационарные лампы, напоминающие яйцевидной формы вазы на трёх ножках (рис. 2, справа). Поверхность этих ламп имела множество круглых отверстий, пропускающих свет, и действительно она напоминает панцирь морского ежа.

По одной из версий, причина этой ошибки может крыться в том, что в старом и повреждённом тексте «Истории животных» невозможно отличить два слова: stoma («челюстной аппарат») и soma («тело») [8]. Несмотря на некоторую путаницу с интерпретацией текста Аристотеля, термин «Аристотелев фонарь» общепринятый, а потому есть смысл использовать его и дальше.