А. Кольца.
Знаменитый немецкий естествоиспытатель Клод Бернар 70 лет назад назвал кровь "внутренней жизненной средой животного организма". Этим он хотел сказать, что кровь есть вместилище и носитель целого ряда веществ, выделяемых внутренними железами организма, по мере их деятельности в различных изменяющихся количествах и передаваемых крови для распределения по местам их назначения. Печень, селезенка, щитовидная железа, надпочечные, половые железы, железы слизистой оболочки кишек и др., все выделяют свои продукты в кровь и тем влияют на то, что происходит в других областях тела.
В то время о подобном взгляде никто еще не слыхал, но уже одним поколением позже он блестяще подтвердился. Теперь известно, что кровь действительно является носителем безчисленного количества веществ, полученных от внутренних желез тела, а возможно, что и от каждой деятельной клетки его, и что при постоянной циркуляции она технически связывает друг с другом в одно целое расположенные отдельно различные рабочие области организма. Впрочем, у всех высших животных имеется постоянная связь между отдельными частями посредством нервной системы, по которой с быстротой молнии с одного места в другое передаются известия, позволяющие требуемым элементам проявить действия, необходимые для поддержания жизни. Но наряду с этим, природа, как бы усомнилась в возможности возложить всю ответственность за такое внутреннее обслуживание организма известиями на одну нервную систему и рядом с этой телеграфной службой создала в животном организме еще и почтовую и возложила ее на обтекающие тело вместе с кровью химические вещества. Хотя эта почта и работает медленнее, чем нервная система, но зато она протекает и в такие области, которые нервной системе недоступны.
Имеется ли у растений организация, подобная такому способу связи между органами животного при посредстве жидкостей или, как говорят, "гормональной" связи? (Это слово произведено от греческого hormao, что значит бужу).
Без сомнения, внутри растительного организма существует также вполне достаточная связь и скрепление отдельных частей. Растение есть вполне законченное в себе целое, части которого об'единены между собой живым и постоянным взаимным обменом и настолько связаны, что ничто не может случиться в одном его месте, чем не был бы затронут в той или иной степени весь организм.
Однако, растение не обладает системой органов, в морфологическом (конструктивном) отношении соответствующей непосредственно нервной системе или мозгу животного организма. Хотя и существуют у растения протоплазматические связующие мостики, проводящие возбуждения от одной клетки к другой (рис. 1), но ни ганглиевых клеток, ни нервных волокон, ни подобных мозговых узлов — нет.
О том же говорит и внутреннее строение растения. Хотя растение от корня до самой вершины пронизано сильно разветвленной системой сосудов, по которым вверх и вниз стремятся питательные соки, все же эти сосуды и по внешнему виду, и по строению, и по истории развития так же мало могут быть сравнены с кровеносными сосудами животных, как крыло насекомого с крылом летучей мыши.
Но может быть, они по своим функциям соответствуют системе питания и сношений, которую мы имеем в кровеносных путях животных? Все современные знания, особенно же данные экспериментальной биологии, заставляют ответить на этот вопрос утвердительно. Они, кроме того, побуждают нас признать, что сок, циркулирующий в сосудах, является ничем иным, как смесью всосанной почвенной воды, с содержащимися в ней в определенных растворах бесчисленными внутренними выделениями тел; эти выделения представляют возбуждающие вещества, так же как гормоны животной крови, и исполняют текущие обязанности питания, а в экстренных случаях, и осведомительную службу внутри растительного тела.
Необходимость говорить в прямом смысле о растительных гормонах обнаружилась впервые при изучении судьбы живых растительных клеток, отделенных от своего естественного места произрастания и посеянных, как бактерии, на искусственной питательном среде, чтобы убедиться, могут ли они выжить и при каких условиях.
Первые попытки в этом отношении были предприняты Г. Габерляндтом. В 1902 Г. появилась его небольшая работа, в которой он рассказывал, что он расщепил цветок обыкновенной глухой крапивы до такой степени, что выделил совершенно отдельные клетки и, поместив их в крошечную стеклянную камеру, наполненную питательной жидкостью, предоставил их самим себе. Ему удалось наблюдать, что эти клетки, сохранившиеся при затененном дневном свете, хотя и изолированные от естественной связи с остальным организмом, продолжали жить целые недели. Они дышали, принимали пищу и перерабатывали ее, а в некоторых случаях и становились больше, набухая иногда в четыре раза против первоначального размера. Было ли это увеличение об'ема настоящим ростом, — осталось невыясненным, но процесса размножения при этом определенно не наблюдалось.
Только десять лет спустя Габерляндт возобновил свои работы с частями ткани высших растений, притом другим способом, и имел счастье довести свои микроскопические кусочки тканей до того, что клетки их делились и размножались. Однако они приступами к размножению только в том случае, когда вырезанные из живого растительного тела куски ткани содержали хотя бы малейшие частички того сорта ткани, которую называют "лептомом" сосудистого пучка (рис. 2). Можно возбудить деление клеток и в ткани, не содержащей таких сосудистых пучков и потому неспособной к размножению, если плотно прижать к ней группу содержащих лептом клеток. Следовательно, при этом в лишенную сосудов ткань что-то должно перейти, каким-то таинственным образом действующее на процесс размножения. Природу этого возбудителя и доныне не удалось выяснить; все же лептомовые клетки сосудистого пучка приходится признать местом его возникновения. Можно также догадываться, что в период оживленного роста растения действующее начало из этих клеток поступает непосредственно в сосуды, разносящие соки. Тут мы, очевидно имеем дело с возбудителем роста.
Второй случай, когда оказалось необходимым прибегнуть к заимствованному из зоологии понятию о гормонах, — это явления, наблюдаемые при отцветании орхидей. Давно уже известно, что продолжительность цветения многих тропических орхидей, воспитываемых у нас для выставок и продажи, можно значительно увеличить часто до 4-х и даже 6-ти недель, если воспрепятствовать их опылению. Известно и то, что пестро-окрашенные цветы многих местных растений после оплодотворения очень быстро опадают.
Раньше думали, что при этих явлениях в цветке дело идет о последующем воздействии тех процессов, которые происходят в завязи при слиянии зерен пыльцы с яйцевыми клетками. Но это об'яснение пришлось оставить, когда стало известно, что достаточно уже беглого соприкосновения даже отмерших пыльцовых клеток с рыльцем плодника, чтобы вызвать опадение цветка. В данном случае оплодотворение не имеет места, также как и проникновение пыльцы в завязь. Несмотря на это, цветок облетает. Если, в целях ограничения условий развития процесса отцветания сделать еще шаг и, поместив раздавленную пыльцу на некоторое время в воду, потом этой водой спрыснуть еще восприимчивое рыльце цветка, на венчике появятся те же явления, что и при правильном оплодотворении. Пестик будет набухать, а цветок увядать.
Значит, в пыльце должно содержаться какое-то химическое вещество, которое уже в тот момент, когда пыльца попадает на рыльце, переходит в сосуды, по которым движутся соки и при дальнейшем движении последних достигает, наконец, лепестков цветка, лежащих за завязью; здесь оно и возбуждает процессы, оканчивающиеся увяданием венчика. Следовательно, здесь мы вновь встречаемся с сосудами, проводящими соки в роли путей, передающих известия при помощи веществ, оказывающих свое действие в местах, далеко отстоящих от пункта их возникновения.
В третий раз встречаемся мы с понятием о гормонах при изучении галлов. Тут, как известно, дело идет о чрезвычайно своеобразных изменениях форм растений, происходящих под влиянием животных или растительных парззитов. Большинство таких перестроек растительных тканей направлены к образованию помещения для этих гостей и к созданию условий, необходимых для их пропитания (рис. 3).
Ясно, что при образовании галлов играют роль возбуждения, вызванные ранением, и химические вещества, вводимые при этом животным в тело растения; ясно и то, что пути движения соков при этом являются вместилищем и передатчиками этих веществ. Доказано, что листья, подвергшиеся нападению насекомого и приступившие к образованию галла, обыкновенно, если они получат вблизи уже образовавшегося галла укол простой иглы, тотчас же нaчинают образовывать на этом месте новый галл, подобный уже имеющемуся. Но этот галл уже будет только слабым подражанием первому и, за отсутствем в нем паразита, а следовательно, и дальнейших возбуждений, разовьется лишь до известного размера; затем его рост остановится. Простой же укол иглой ни в каком случае не мог бы вызвать со стороны растения попытку к образованию чего-то сходного с галлом, если бы в его теле не находилось уже вещества, введенного туда при ранее произведенном уколе и могущего вызвать образование галла, как только попадет в подходящее для того место. То обстоятельство, что растение после укола насекомым, собирает материалы из отдаленных частей своего организма, чтобы устроить богатый стол обитателю галла, указывает на то, что галловое возбуждение ни в каком случае не есть явление местного назначения. Его влияние можно проследить в отдаленнейших частях организма, куда сеть сосудов разносит весть о нападении насекомого.
В последнее время, повидимому, весь вопрос о передаче возбуждений, поскольку он касается растений, имеет склонность превратиться в проблему переноса материальных веществ и, следовательно, в вопрос о гормонах.
Пока вопрос о процессах передачи раздражений изучали только на таких растениях, у которых, как наприм., у мимозы, (рис. 4) раздражения проявляются очень резко в виде внезапных и значительных движений листьев, думали об'яснить это тем, что всякое возбуждение вызывает внутри сосудов организма изменение осмотического давления, которое в виде однообразного движения соков распространяется к месту, где оно должно проявиться.
С некоторого времени появились опыты различных авторов с любыми растениями, которые сводят механизм передачи раздражений у растений не к движению соков, а к движению веществ, своеобразно распределенных в каждой живой клетке. Передвижение этих веществ может совершаться во всех направлениях; они, кроме того, могут перескакивать через находящийся в промежутках между клетками мертвый или искусственный материал и проходить дальше к месту своего проявления. Пример: росток овса, перенесенный из темноты на свет к окну, сейчас же изгибается по направлению к источнику света. Положение источника света он определяет своей верхушкой, где находятся как бы его глаза. Место же искривления находится на несколько сантиметров ниже, у основания ростка. Здесь что-то в роде его бедреного сустава, двигая которым он устанавливается в направлении к свету. Но вот росток обезглавлен, т.-е. лишен глаз. Последствие: он больше не реагирует на свет. Теперь поместим отрезанную часть назад на обрезок. Результат: росток опять реагирует на свет, как и раньше. Сделаем третий опыт: вставим между отрезанным концом и остальной частью ростка тонкий листок желатины. Последствие: движение к свету возобновляется нормальным порядком. Следовательно световое раздражение проходит через желатинную перегородку, т.-е. возбуждение связано с материей, которая способна проникать через желатину.
Отдельные иследователи пошли еще дальше. Они соединяли между собою, как это сделал, напр., Рикка, части разрезанной надвое ветки мимозы при помощи наполненной водою стеклянной трубки. Несмотря на это, раздражение, полученное нижним концом ветки, передавалось кончикам листьев части, не соединенной с этим концом непосредственно нормальным порядком. Полученное раздражение переходило через воду, причем постепенное распространение его можно было даже непосредственно наблюдать невооруженным глазом. Вслед за раздражением нижнего конца, на обрезе его показывалась зеленоватая жидкость, которая затем поднималась по трубке, наконец, достигала обреза верхней части ветки. Как только это случалось, концы листочков верхнего отрезка складывались типичным образом.
Итак, на сосудистый аппарат растений приходится смотреть, как на равнозначущий с кровеносною системой у животных. При этом он не представляет собою только транспортный путь для воды и питательных веществ, но также и передатчик сигналов.
