По образу и подобию
Каждое научное открытие в той или иной степени продвигает человечество вперед в познании окружающего мира. Однако некоторые открытия в этом плане особенные – они подводят фундамент под уже накопленные факты и установленные закономерности, одномоментно возводя стройное и прочное здание науки. Такие глобальные обобщения случаются редко, и все остальное время наука, конечно, не перестает развиваться, по крупицам собирая фактаж.
Фридрих Энгельс, а за ним и большинство историков науки, справедливо считал знаковыми для всего естествознания три открытия: цикл Карно, естественный отбор Дарвина и клеточную теорию Шванна. О последней широкой общественности известно несравненно меньше. 200-летие выдающегося немецкого ученого – хороший повод еще раз перелистать золотые страницы истории современного естествознания.
Об эволюционной теории, в отличие от клеточной, наслышаны все. Между тем среди многочисленных доказательств изменения видов, на которые опирался Чарльз Дарвин при построении своих обобщений, одну из центральных ролей играют именно положения клеточной теории Теодора Шванна, сформулированные им за двадцать лет до выхода в свет «Происхождения видов». Кроме того, Дарвину помог биогенетический закон, к установлению которого немало усилий приложил крупнейший немецкий естествоиспытатель Иоганн Мюллер – человек, определивший становление Шванна как ученого. Сын сапожника, сделавшего все возможное и невозможное для того, чтобы его ребенок получил образование, Мюллер сам всячески поддерживал молодежь, собирая вокруг себя талантливых учеников. Теодор Шванн попал под его влияние в 1834-м, сразу после окончания медицинского факультета Боннского университета – Мюллер радушно принял молодого врача в анатомический музей Берлинского университета. Здесь в течение, казалось бы, недолгих пяти лет будущий создатель клеточной теории обогатился фактическими данными на много лет вперед.
Итальянский психиатр Чезаре Ломброзо, известный, среди прочего, своими кропотливыми исследованиями в области психологии гениальности, утверждал, что гения отличает постоянная смена научных интересов – ему просто не сидится в одной тематике. Теодор Шванн не был энциклопедистом, однако в биологии того времени его интересовали самые различные вещи. Он изучал влияние кислорода на развитие птиц из яиц, сравнивал строение хрящей у взрослых земноводных и хорды у их личинок, выяснял механизмы гниения и брожения (здесь он впервые доказал, что дрожжи – это живые существа), исследовал процесс пищеварения (открыл пищеварительный фермент пепсин и ввел термин «метаболизм», входящий сегодня в общеязыковую лексику), открыл названные его именем клетки в периферической нервной системе, которые поддерживают и питают нервные волокна, предвосхитил Луи Пастера с его доказательством невозможности спонтанного самозарождения жизни…
И, как это часто бывает в науке, для формулировки клеточной теории – фундаментального обобщения – не хватало одного-единственного фактика, который должен был создать критическую массу. Роль «спускового механизма» сыграла беседа с другом – ботаником Маттиасом Шлейденом. Реформатор этой науки, он критиковал своих коллег-систематиков за узость подхода и пропагандировал новый метод исследования видового разнообразия растений – на основе изучения их эмбрионального развития. Наблюдая под микроскопом деление растительной клетки, Шлейден отметил ведущую роль в этом процессе клеточного ядра и как-то за обедом поделился своими наблюдениями со Шванном. Открытие Шлейдена имело первостепенное значение для ботаники само по себе, но Шванна оно поразило другим – своей похожестью на то, что он видел у себя в музее, наблюдая деление клеток животных. Догадка молодого анатома о единстве принципов устройства всех живых существ сегодня кажется само собой разумеющейся и вызывает улыбку, но в далеком 1838 году это было поистине революционным предположением.
Шванн пересмотрел под микроскопом все имеющиеся препараты, дабы убедиться, что клеточное строение имеют все ткани и органы. Исключений не обнаружилось: клетками и продуктами их жизнедеятельности оказались даже самые «сомнительные» образцы – ногти, перья и зубная эмаль. Уже в том же 1838 году Теодор Шванн опубликовал три небольшие заметки с кратким изложением положений намечающейся теории, а через год вышли в свет знаменитые «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», объясняющие развитие живых существ с позиций функционирования отдельных клеток.
Клеточная теория представляет собой набор постулатов – такие себе аксиомы Эвклида в биологии. Во-первых, клетка провозглашается основой жизни во всех отношениях: единицей строения, жизнедеятельности, роста и развития всех живых существ. Во-вторых, клетки всех организмов имеют близкий химический состав, устроены и функционируют принципиально схожим образом. Наконец, новые клетки образуются только из уже существующих путем их деления.
Последующие достижения биологии добавили к клеточной теории новые положения: о дифференциации клеток в многоклеточном организме, об одинаковости наборов генов в них и так далее, однако это все уже детали. Вирусы, представляющие собой неклеточные образования, состоящие из несущей наследственную информацию нуклеиновой кислоты и нескольких белков, сперва поставили под сомнение основной постулат клеточной теории – о невозможности жизни вне клеток. Позже, однако, выяснилось, что свойства живого вирусы проявляют, только попав в клетку другого организма, а все остальное время они «мертвы» – вплоть до того, что кристаллизуются подобно химическим соединениям. Так что теория 28-летнего ученого уже более 170 лет остается непоколебимой, став незыблемой основой современной науки о живом.
А в 1839 году переехал в Бельгию, где практически до конца жизни возглавлял кафедры анатомии в Лувене и Льеже. Здесь появилось на свет еще одно детище профессора, не столь фундаментальное, но высоко ценимое в узких кругах дайверов, – первый ребризер – изолирующий дыхательный аппарат, обогащающий выдыхаемый воздух кислородом и повторно подающий его на вдох.
