Страница 13 из 56
Около 300 лет назад научились делать микроскопы, которые увеличивали изображение невидимых предметов в 100-120 раз. Английский ученый Роберт Гук (1635-1703) при помощи микроскопа сделал открытие. Он взял кусочек обыкновенной пробки, вырезал из него тонкую, как папиросная бумага, пластинку и рассмотрел ее под микроскопом. Картина получилась совершенно неожиданная: пластинка пробки выглядела, как пчелиные соты,— она состояла из множества тесно стоящих одна подле другой ячеек. Гук назвал их клетками, и с того времени это название утвердилось в науке.
Это было великое открытие. До Гука никто ничего подобного не видел. Ему первому посчастливилось заглянуть в тот новый мир, куда взор человека до этого еще не проникал. Ему первому удалось узнать, что строение организмов гораздо сложнее, чем это представляется невооруженному глазу человека.
Толчок был дан. Мысль ученых заработала в новом направлении. Два выдающихся натуралиста XVII века — итальянец Марчелло Мальпиги и англичанин Нееемия Грю — сделали новое открытие. Исследуя под микроскопом стебли, листья, почки и плоды растений, ученые заметили, что в них встречаются в огромном количестве те самые «ячейки», или «клетки», о которых говорил Гук. Кроме клеток, наполненных веществом, похожим на сырой яичный белок, они нашли в стебле и листьях множество простых и спиральных трубочек, а также волокон, свидетельствовавшие о сложности строения растений.
В XVIII веке внимание ученых переместилось от растений на животных. Но важнейшие открытия на этом поприще были сделаны выдающимися учеными XIX века, среди них были Т. Шванн, И. Мюллер, Р. Вирхов и др.
Изучение клетки стало быстро развиваться благодаря усовершенствованию микроскопов. Микроскоп Адамса увеличивал изображение предметов уже от 300 до 1000 раз (XVIII век), а в микроскопе Шика увеличение размеров клеток доходило до 2400 раз. Теперь же благодаря электронному микроскопу можно видеть чрезвычайно сложное строение клеток, бактерий, вирусов.
Перечисленным ученым удалось наглядно доказать, что различные органы у животных и человека так же, как и у растений, построены из многих тысяч, миллионов, а иногда и миллиардов разнообразных по форме клеток, измеряемых десятыми, сотыми и даже тысячными долями миллиметра.
Эти же ученые, а за ними и другие натуралисты пришли к выводу, что каждая клетка обладает всеми характерными свойствами живого организма — принимает и перерабатывает пищу, удаляет ненужные ей вещества, растет, размножается, она наделена чувствительностью и выполняет определенную работу.
Итак, плавающая в пруду крошечная ряска и многовековой дуб, комар и кит, шимпанзе и человек — словом, каждый организм, представляя собой нечто целое и единое, есть в то же время и нечто сложное, составное; ибо в нем сосредоточено множество строительных единиц, исполняющих ту или иную работу в жизни этого сложного организма.
Возьмем для примера человека. У него есть кожа, кости, хрящи, сухожилия, мышцы, мозг, печень и т. д. Обратимся к микроскопу и рассмотрим с его помощью тоненькие, прозрачные срезы перечисленных органов и тканей. Перед нами откроются удивительные картины. Дайте простор своему воображению — оно нужно ведь не только поэту, но и ученому! Объедините все эти картины в одно целое, и вы увидите, как сложно устроен наш организм, какая кипучая, разносторонняя деятельность идет в нем.
Вот стройные ряды чешуйчатых роговых клеточек: они образуют нежный тонкий слой, который покрывает снаружи все наше тело и защищает его от вредных воздействий окружающей среды. Под ним лежат слои других кожных клеток, еще глубже расположены жировые и мышечные клетки — то длинные в виде волокон, то короткие, похожие на веретено. Легко возбудимые, исполненные физической мощи, они выполняют разнообразную работу: приводят в действие наши органы движения, осуществляют механическую работу желудка и кишечника, сжимают и расширяют при дыхании грудную клетку, выгоняют из сердце кровь, направляя ее по сети кровеносных сосудов во все концы нашего тела.
А разве кровь не является вместилищем огромного количества клеток? Одни из них — красные — насыщаются в легких кислородом и доставляют этот живительный газ всем остальным строительным элементам нашего тела, а другие — белые — являются чем-то вроде стражи, которая защищает наш организм от болезнетворных бактерий.
А вот многомиллионная рать костных и хрящевых клеток. Их назначение—дать прочную опору человеческому телу; они образуют скелет, который держит на себе мускулатуру и внутренние части тела. Однако весь этот фундамент рухнул бы немедленно, если бы отдельные части его не были скреплены связками, состоящими из соединительной ткани, которая, в свою очередь, сложена из клеток и волокон. Эту ткань можно найти в каждом органе, в любой его части.
Тысячи клеток образуют различные железы, которые выделяют соки для переработки пищи: слюну, желчь, желудочный или кишечный сок. На внутренних стенках кишечника выстроены правильными рядами цилиндрические эпителиальные клетки, которые всасывают из кишечника питательные соки и направляют их по особым сосудам сначала в сердце, а затем по кровеносным сосудам к остальным группам клеток всего нашего организма.
В легких на внутренних стенках дыхательных путей, расположены рядами особые клетки, имеющие на свободном конце подвижные реснички. Это клетки реснитчатого эпителия. Их в шутку называют «клетками-санитарами», потому что они удаляют из дыхательных путей вместе с мокротой попавшую сюда из воздуха пыль.
Невозможно в небольшой главе перечислить все группы клеток, исполняющих ту или иную специальную работу в нашем организме. Но об одной группе клеток нельзя умолчать: их роль в жизни человека очень важна. Это нервно-мозговые клетки. Они управляют работой всех остальных групп клеток — видоизменяют, регулируют, контролируют и объединяют деятельность различных наших органов в соответствии с потребностями всего организма и сообразно влияниям, идущим от окружающей его среды. Не забывайте, что вся умственная деятельность человека прочно и неразрывно связана с работой этих клеток: благодаря им мы знаем с помощью органов чувств, что делается во внешнем мире, они воспринимают «впечатления», из которых слагаются все наши ощущения, представления и понятия...
Сложное строение имеет не только человеческое тело, но и подавляющее большинство животных и растений. Есть, однако, в живой природе чрезвычайно важная закономерность, проявляющаяся у всех живых существ. Она также была открыта и доказана благодаря микроскопу в начале прошлого столетия. Знаменитый ученый Карл фон Бэр установил, что каждый организм — будь это тщедушный с виду гриб или величественная индийская смоковница, под густолиственной кроной которой может свободно укрыться от непогоды целый караван, ничтожная по величине букашка или тридцатиметровый кит — начинает свою жизнь всего лишь из одной- единственной микроскопической клетки. Эта клетка — оплодотворенное яйцо. Она последовательно дробится, образует новые клетки, из которых и слагаются постепенно различные ткани будущего сложного организма — костная, хрящевая, мышечная и т. д.
Яйцо лягушки — это клетка, из которой получается лягушонок. Оно дробится на 2, 4, 16 и более клеток, то есть из одной клетки постепенно возникают десятки, сотни, тысячи новых клеток. Все они связаны вместе и образуют целое «клеточное государство».
Благодаря микроскопу наука стало возможно еще одно великое завоевание. Приблизительно в то время, когда Гук открыл клетку, голландец Левенгук выпустил в свет книгу под заглавием: «Тайны природы, открытые при помощи микроскопа». Одна из этих «тайн» заключалась в следующем: рассматривая под микроскопом каплю гниющей воды, Левенгук нашел в ней множество «крошечных созданий, отличавшихся чрезвычайной подвижностью». Теперь нам известно, что это инфузории и бактерии. Мы отлично знаем, что эти простейшие одноклеточные организмы встречаются всюду — в воде, воздухе, почве, на поверхности и внутри тела животных и человека. Но во времена Левенгука его замечательное открытие казалось каким-то чудом. Перед человеком развернулся совершенно новый, неведомый дотоле мир. Границы жизни раздвинулись далеко за пределы того, что видел раньше человек.