Текст книги "Пути, которые мы избираем"

Однажды в Сухуми прибыл ящик такого размера, что протащить его в ворота питомника нечего было и думать. Ящик пришлось переносить по частям. Это была газообменная камера, построенная в свое время физиологом Сеченовым для своих опытов. В ней можно было создать любую температуру и, не касаясь животного, помещенного в камере, оставлять его в ней на несколько дней. Когда приборы, насосы и баллоны были водворены на место, подтвердилось, что камера точно учитывает потребляемый организмом кислород и выделяемую им углекислоту.

Опыты над обезьянами принесли много неожиданного. И собака и гамадрил одинаковыми средствами уравновешивали теплоту своего тела с температурой окружающего воздуха. Потребление кислорода повышалось, когда камеру охлаждали, падало, когда ее нагревали. В первом случае сгорание жиров, белков и углеводов ускорялось, во втором обмен веществ замедлялся.

– Столь близкое родство с человеком, – удивился Слоним, – и такое различие в регулировании тепла! Что сказал бы Дарвин, если бы узнал, что функции внутренних органов обезьяны ближе к природе собаки, чем человека? Как это все-таки объяснить?

Щербакова, к которой был обращен этот вопрос, будучи занята вычесыванием блох у юной макаки, не могла сразу ответить.

– Несообразно, конечно, очень несообразно… Надо бы попробовать еще на макаках.

Слониму этот совет показался легкомысленным. Не одобряя Щербакову за ее излишнее увлечение ритмикой, склонный по всякому поводу объяснять ее поступки женским упрямством, он, однако, дорожил советами жены.

– Над научными рекомендациями, – возразил ассистент – следует иной раз подумать. Я не вижу тут логики. При чем тут макака? И гамадрил и макака одинаково отстоят от человека и не слишком далеки друг от друга.

– Я бы все-таки попробовала, – меланхолически повторила помощница.

– Хорошо, – уступил он, мысленно проклиная ненавистное слово «попробовать» и женскую логику, столь постоянную в своем упрямстве.

В камеру заключили макаку-лапундер, затем макаку-резус и испытали их холодом и теплом. Исследователь был снова озадачен: не в пример гамадрилу эти обезьяны реагировали на холод, как человек. Не химическая регуляция главным образом, а физическая проявила себя; организм регулировал свой тепловой баланс не повышением газообмена и ускорением распада веществ, а деятельностью тканей, сосудов и потоотделительной системы.

Учению Дарвина, оказывается, ничто не угрожало: гамадрил просто-напросто исключение.

Всему как будто найдено было сносное объяснение, на помощь закону пришло исключение, но до благополучного конца было еще далеко. Слонима ждало разочарование, и именно оно пробудило в нем страстное увлечение, приведшее его потом к удаче.

По его распоряжению камеру нагрели до сорока градусов и посадили в нее собаку. Через пятнадцать минут она широко раскрыла рот, высунула язык и стала дышать с такой частотой, что вдохи и выдохи с трудом поддавались учету. Бессильная выделить избыточное тепло потовыми железами, не развитыми у нее, собака облегчала свое состояние ускоренным дыханием. Вместе с обильным слюноотделением испарялось большое количество воды, а с ней уходило много тепла с поверхности дыхательных органов и полости рта.

Место собаки в нагретой камере занял родственный ей ночной хищник – шакал. Он спокойно сидел в своем заточении, глубоко равнодушный к жаре. Проходили часы. Температура камеры не изменялась, и так же неизменно чувствовал себя шакал. Слоним сам обеспокоился: пленник ничем себя не ограждает от перегрева, чего доброго, его хватит тепловой удар! Снова и снова измеряли у шакала температуру, но до опасного предела все же было далеко. Лишь спустя пять часов зверь стал дышать несколько чаще.

Слониму было над чем призадуматься. И в строении организма и в поведении собаки и шакала много общего. Откуда такое различное отношение к холоду и теплу? Два родственных вида обезьян и крайне близкие по происхождению собака и шакал каждый по-разному уравновешивает тепло своего тела с окружающей температурой, тогда как столь чуждые друг другу гамадрил и собака защищаются от охлаждения одинаковыми средствами. Как примирить это с представлением об эволюции? Разве обезьяна и собака занимают в ней одинаковую ступень? Природа приспособления не знает границ, но то, что естественно для видов животных, далеко отстоящих друг от друга, невозможно для организмов одного и того же вида. Климат и среда могли бы постепенно вызывать у животного вида большую или меньшую устойчивость к новым условиям существования, но тут изменилась физиологическая функция – сами механизмы обмена.

На все эти сомнения был найден ответ, и, надо признаться, он стоил исследователю немалых усилий. Помогли ему так называемые кривые, к которым Слоним питал глубокое расположение. Сопоставляя таблицы некоторых опытов, он заметил, что макаки переносят высокую жару легче, чем гамадрилы. Это казалось вполне естественным: первые обитают в тропических лесах, а вторые – в скалистых горах Абиссинии, не ниже двух тысяч метров над уровнем моря. Если питомец жарких тропиков легко мирится с высокой температурой, то обитатель горной Африки с трудом ее переносит. Понятно также и поведение шакала. Выходец из жаркой Индии и Цейлона легко переносит жаркий климат камеры, в котором собака мучительно страдает.

Трудно было с этим не согласиться. Между тем такое заключение противоречило теории теплорегуляции, признанной в науке бесспорной.

В течение многих лет научная мысль искала объяснения основного обмена веществ. Много труда было положено на изучение того, каким образом организм ограждает себя of перегревания и переохлаждения. Исследовалось значение и волосяного покрова, и подкожной жировой клетчатки, и черного пигмента, поглощающего солнечное тепло, и даже свойство куколок и яиц переносить крайне высокую или низкую температуру. Так, шелковичный червь, замороженный до твердости стекла, будучи отогретым, продолжает ткать свой кокон. Его куколки в продолжение десяти часов выдерживают тридцатипятиградусный мороз, а в течение шести минут – семидесятипятиградусный. Много любопытного принесло наблюдение над одной из ящериц Америки, меняющей свою окраску, чтобы накопить в своем организме тепло. Ее тело, нагревшись под солнцем до сорока одного градуса, меняет пигмент – кожа бледнеет, и дальнейшее нагревание замедляется. В тени снова выступит темная окраска, чтобы на многие часы сохранить в организме накопленное тепло.

Температура тела бабочки, обычно мало отличающаяся от температуры окружающего воздуха, повышается на четыре-пять градусов, когда ее крылышки приходят в движение. Подвергая таракана большему или меньшему кислородному голоданию, вынуждали его организм ускорять или ослаблять образование тепла. Эти исследования стали возможны благодаря изобретению электрического термометра и многих других исключительно чувствительных аппаратов. Один из таких приборов – болометр – улавливает теплоту зажженной свечи на расстоянии двух километров.

Так утвердилось убеждение, что обмен веществ зависит от размера поверхности тела, от температуры окружающей среды, химического состояния организма и его питания. Расходование тепла автоматично и строго зависит от этих норм. У некоторых животных дополнительно учитывались и волосяной покров, и отложение жирового слоя, и многое другое. С течением времени, как это обычно происходит в науке, возникли новые факты, несовместимые с теорией. Наблюдались случаи, когда организм, перемещенный из своей привычной среды, долго еще поддерживает обмен и вырабатывает тепло, как если бы он оставался в прежней обстановке. Гумбольдт рассказывает, что во время путешествия по Южной Америке он настолько привык к тропической жаре, что, вернувшись в Европу, некоторое время еще тепло укрывался при двадцати градусах выше нуля. Другой путешественник после долгого пребывания в Восточной Сибири, где он зимовал в походной палатке, плохо чувствовал себя затем при средней температуре нормально отапливаемого дома. Все это не вязалось с теорией о регуляторах, которые автоматически переключаются под действием сменяющегося холода и тепла. Утвердившиеся представления не могли также объяснить, каким образом согревают себя столь маленькие животные, как белки, синицы и крапивники, зимующие у Полярного круга; почему обмен у коровы в три раза выше, чем у оленя. Ни размером животных, ни покровом шерсти нельзя объяснить, почему один организм тратит тепла в три раза больше другого.

К этим возражениям Слоним мог бы прибавить и свои. Он не осмеливался утверждать, что они несовместимы с общепринятым положением в науке, предпочитая сомневаться в собственных выводах. Где ему было набраться решимости и выступить против известной теории! В человеческом обществе нет ничего более жестокого и непримиримого, чем научная догма, освященная временем.

Слоним был молод и скромен и не пренебрег учением, против которого невольно восстал. Почувствовав, что с возникающими противоречиями ему не справиться, он поспешил за советом в Ленинград, к Быкову.

Ученый выслушал ассистента и спросил:

– Как вы объясняете результаты наблюдений?

Слоним ждал этого вопроса, но ответить ему было нелегко.

– Вы хотели бы узнать…

Быков угадал мысли помощника и поспешил его предупредить:

– Мы с вами не на зачетной сессии, вам незачем отвечать мне строго по курсу и по учебным пособиям…

Превосходно, он так и поступит.

– Я пришел к заключению, – начал помощник, – что отношение животного организма к холоду и теплу зависит от условии его существования, климата и других причин внешней среды. Эти свойства скорее благоприобретены, чем врождены.

Он произнес это одним духом и вздохнул, как человек, облегчивший свою совесть чистосердечным признанием.

Ученый помолчал и неожиданно спросил:

– Вы говорили о привыкании к определенной температурной обстановке. Пробовали ли вы оставлять животных на продолжительный срок в камере – на неделю, другую и более?

«Так ли уж это важно? – подумал Слоним. – Допустим, что привыкнут, какие отсюда выводы?»

– Нет. Я оставлял их в камере на четыре часа.

– Обязательно посадите на большой срок. Будут интересные результаты.

– Я не очень понимаю, в какой мере это облегчит мои затруднения.

В этом ответе было больше безразличия, чем любопытства. Ассистент не слишком скрывал свое равнодушие к совету ученого.

– Объясню, объясню, – с едва уловимой улыбкой произнес Быков.

Будь Слоним немного прозорливей, он увидел бы иронию в прищуренных глазах собеседника.

– У нас, видите ли, существует такое убеждение, что, если в коре мозга, в двух точках ее, одновременно возникло возбуждение, между ними может образоваться временная связь. Так, например, возбужденный центр теплообмена может связаться с любой точкой коры, пришедшей в раздражение от зрительных, слуховых и прочих причин. Я сообщаю это вам потому, что знаю ваше нерасположение к временным связям и не очень уверен, что вы запомнили этот павловский закон. Свыкание Гумбольдта с тропической жарой Южной Америки настолько, что он в Европе страдал от холода при двадцати градусах тепла, объясняется образованием временной связи между теплорегулирующим центром и температурой окружающей среды.

Беседа принимала малоинтересное для Слонима направление, и он попытался перевести разговор.

– Мои предположения о решающем влиянии внешней среды на отношение организма к теплу и холоду могут показаться еретичными, но я…

– Очень еретичными, – не дослушав, согласился ученый, – хозяина организма недоглядели – кору головного мозга. Я полагаю, что ваши зверьки, посаженные на недельку в теплое помещение, образуют с ним временную связь и будут даже тогда снижать свой обмен, когда камера остынет.

– Иными словами, – произнес крайне смущенный ассистент, – мои выводы ошибочны.

Быков улыбнулся. Нерасположение помощника к учению Павлова было так велико, что он становился в тупик там, где все было так очевидно.

– Я этого не говорил… Я вам только напомнил, что в центральной нервной системе заложены механизмы временных связей, которыми пренебрегать нельзя.

У Быкова были основания так утверждать. В научной литературе время от времени приводились наблюдения, наводившие на мысль, что кора головного мозга контролирует обмен веществ. Известно, что у больных с пораженной центральной нервной системой изменяется потребление кислорода. Организм крупного животного, у которого выключен наркозом головной мозг, снижает обмен веществ до уровня, свойственного мелким зверькам. Под действием наркотических средств у лягушки исчезают сезонные изменения обмена.

– После того как вы образуете временные связи у зверей, – продолжал Быков, – удалите у них кору мозга, и вы убедитесь, что эти связи исчезнут.

Предложение ученого вызвало невольную улыбку помощника. Быков, видимо, забыл, с какими зверями Слониму приходится работать.

– Это, Константин Михайлович, невозможно. Никто не позволит мне калечить обезьян. Обезьяна, лишенная коры, как и человек без полушарий мозга, становится идиотом.

Помощник был прав, и ученый поправился:

– Я имел в виду выключать кору мозга легким наркозом, который не вносит разброда в деятельность центра, регулирующего тепло.

На этом их беседа окончилась.

Слоним вернулся в Сухуми, и спустя некоторое время на имя Быкова прибыло длинное письмо:

«Глубокоуважаемый Константин Михайлович!

Мы выполнили ваши указания, они очень помогли нам, но позвольте раньше сообщить вам любопытную новость. Нас тут, в Сухуми, заинтересовала собака динго. Этот ночной хищник, населяющий, как вам известно, леса западной и юго-западной Австралии и Новой Гвинеи, весьма напоминает нашу овчарку: такого же плотного сложения, стоячие уши и пушистый хвост, только окраска не серая, а рыжая. Мы решили изучить ее теплообмен. В первых же опытах эта обитательница тропиков поставила нас в тупик. У нее и у шакала, населяющего субтропики, а также у собаки умеренного пояса уровень обмена был резко различен. Климат страны, в которой эти звери развивались, оказался сильнее кровного родства: он перестроил свойственных их природе теплообмен. Мы были довольны началом и не скрывали этого. Я считаю, Константин Михайлович, что исследователь, который не способен удивляться и не умеет в каждой мелочи, даже общеизвестной, увидеть событие, никогда никого не удивит…

По вашему совету мы стали сажать в теплую камеру обезьян и держать их там по неделе. Вышло так, как вы предсказали: снизив в теплом помещении свой обмен, организм макаки и гамадрила не повышал его и тогда, когда испытательная камера остывала. Так, видимо, происходит и в природе, когда наступает необходимость приспособиться к изменившимся условиям среды, – старые связи помогают животному экономить ресурсы тепла…

Не следует забывать, Константин Михайлович, что эти факты добыты не на кроликах, кошках и морских свинках, которые хоть и принадлежат к различным отрядам, однако давно их не представляют. Лабораторные обитатели развиваются в искусственной неизменной среде, к которой нет нужды приспособляться. Признаюсь, Константин Михайлович, с тех пор, как я ближе узнал зверей, подопытные грызуны и кошки мне стали неприятны. Слишком непривлекательна посредственность их чувств и поведения. Не верится даже, что предки этих животных были зверями, истинным порождением природы…

Я вам очень признателен за совет выключать кору мозга у животных. Мне, неопытному физиологу, это казалось ненужным для наших работ. Очень не хотелось тратить попусту время, и я каждый раз мысленно затевал с вами спор.

«Избавьте меня от этого, – убеждал я вас, – право, избавьте».

«Нельзя, – отвечали вы мне, – надо выяснить участие больших полушарий, сделать явление понятным для физиологов».

На это я горячо возражал:

«Предо мной раскрывается перспектива, а я по вашему совету должен себе сказать: «Перспектива потерпит, надо раньше выяснить физиологическую сущность явления и сделать ее доступной для ученых страны».

«Что вы упрямитесь? – слышалось мне ваше возражение. – Иного выхода нет: ничего вы иначе не добьетесь, ваши факты будут поверхностными, лишенными научных основ».

Уж очень, Константин Михайлович, не хотелось мне связываться с этой корой, и я как мог отбивался:

«Почему бы ею не заняться другим, а я тем временем двинусь вперед».

Я отводил этими разговорами свою душу и в конце концов следовал вашему совету.

Мы дали шакалу наркоз, устранили таким образом контроль больших полушарий и поместили животное в камеру, нагретую до сорока пяти градусов. Результаты тут же сказались. Обитатель субтропиков проявил еще большее безразличие к жаре и не скоро стал учащенно дышать. Собака под наркозом тоже изменилась. Она, подобно шакалу, долго не обнаруживала влияния жары, и тепловая одышка появилась у нее и у шакала одновременно. Под корой головного мозга – хранителя свойств, накопленных организмом в своей недавней истории, – оказались регуляторы, некогда общие у собаки и шакала.

Серьезные перемены произошли с обезьянами. Макаки и гамадрилы, подвергнутые наркозу, стали скверно переносить жару. Гамадрилы утратили способность хорошо себя чувствовать на холоде. Словно волшебная рука сорвала со зверей все приобретенное, непрочно обосновавшееся на наследственной основе. Только теперь, когда кора больших полушарий утратила свою власть над образованием и распределением тепла, обмен веществ в организме животных стал таким, каким он описывается в учебниках. Расход энергии зависел от поверхности тела, от температуры окружающей среды у уровня питания организма. Распределение тепла стало автоматично. И какими безобидными средствами был достигнут успех! Ни единой капли крови, ни малейшего страдания. Я подумал, как примитивны в сравнении с этим методы исследования западных ученых! Одни удаляли у собак большие полушария и приходили к заключению, что искалеченное животное, помещенное в ледник, теряет очень много тепла, организм угрожающе снижает температуру тела. Другие вырезали отдельные участки коры мозга у обезьян и находили затем перемены в потоотделении. Во всех подобных случаях ответ был один: да, температура тела сильно колеблется, она утрачивает свою устойчивость… Дальше этого искания не шли.

Вы были правы, Константин Михайлович, я жал вам мысленно руку и дал себе слово впредь не затевать с вами споров.

Удивительно, как легко мы становимся пленниками собственных идей, как трудно нам отказаться от нового представления, раз усвоив его. Я понял наконец значение временных связей и не мог больше не думать о них. Мы задумали необычайно дерзкий эксперимент. Если кора мозга, рассудили мы, регулирует обмен тепла у животных, она пускает, вероятно, в ход и тепловую одышку. Нельзя ли в таком случае это состояние животного связать с каким-нибудь раздражителем и эту одышку воспроизводить стуком метронома или светом лампы? На всякую деятельность организма можно образовать временную связь, тепловая одышка не исключение. Так рассудили мы и не ошиблись. Расчет был верен, потому что правильной была исходная идея.

Мы накормили мясом собаку и оставили ее в жарко нагретой камере. Когда началась тепловая одышка, наши аппараты записали частоту дыхания, короткие передышки и смену температуры животного. В то же время метроном ритмично отбивал удар за ударом. Через несколько сочетаний тепловой одышки и ее предвестника – стука метронома – собака в нормальной среде, не съев ни крошки мяса, ответила на звучание метронома припадком. И смена температуры, и ритм учащенного дыхания, и короткие перерывы – все совпадало с записью прежней одышки. Можно было это состояние воспроизводить в заранее намеченные сроки. Мы управляли дыханием животного, деятельностью центра, регулирующего тепло, ввергая организм в сумбур и возвращая ему покой.

Таков регулятор тепла в организме. Его совершенство не знает себе равного среди механизмов точной механики. Управляет им кора головного мозга.

Было интересно проследить, как и когда эта регуляция впервые возникает. Казалось очевидным, что надо исследовать новорожденных зверьков, прежде чем кора мозга у них окрепла. Интересная мысль, но как ее осуществить? Кто нам доверит новорожденных обезьян? В зоологическом саду нас выслушать не пожелали: «Не тратьте попусту времени, не просите – ни обезьян, ни шакалят мы вам не дадим, вы их обязательно загубите». Мы молили, настаивали – и без малейшего успеха. Уж очень волновала нас предстоящая работа, мы положительно мечтали о ней. Как всегда, когда желание непреодолимо, ничто перед ним не устоит. Выход был найден. В одной из лабораторий питомника изучали действие теплового удара на организм макаки. Когда один из таких опытов был закончен, обезьяна почти погибала. Мы выходили зверька, и нам его отдали. Макаку мы выменяли в зоологическом саду на шакалят.

Новорожденных обезьян мы получили за другие услуги. В питомнике случается, что самки плохо ухаживают за детенышами, не кормят их грудью и обрекают таким образом на голодную смерть. Мы обязались вскормить несколько таких обезьянок и поставили опыты на них.

То, что мы увидели, вознаградило нас за все испытания. Новорожденные щенки и шакалята, словно животные одного помета, одинаково переносили холод и тепло. Лишь на двадцатые сутки у них обнаруживались первые различия, которые завершались к пятому месяцу. У крошки макаки и у крошки гамадрила образование и выделение тепла также было вначале одинаково. Все изменялось по мере того, как кора головного мозга крепла… И у наших детей, как вам известно, происходит примерно то же: на холоде газообмен у них повышается и образование тепла нарастает, в тепле то и другое автоматически падает. Пока кора головного мозга не окрепнет, теплообмен ребенка и новорожденного животного мало чем отличается.

Мы позволили себе сделать следующий вывод. Отношение организма к окружающей его температуре определяется деятельностью врожденного аппарата и временных связей, возникших в той же климатической среде. Как всякое новое свойство, исторически поздно сложившееся, оно вызревает вместе с корой больших полушарий, в которой некогда закрепилось как приобретенная связь и стало впоследствии частично врожденным…»

Письмо заканчивалось выражением чувства признательности.