/
Автор: Уоддингтон К.Х.
Теги: биология генетика эволюция биологические науки эволюционное учение
Год: 1947
Текст
юх^оддангтон
ОРГАНИЗАТОРЫ
И ГЕНЫ
I Прин |мис 1954 г.
Л ORGANISERS
and
ENES
by
С. H. WADDINGTON, Sc. D.
1940
К. X. УОДДИНГТОН
ОРГАНИЗАТОРЫ
И ГЕНЫ
Перевод с английского
Т А ДЕТЛАФ и Л. Д. ЛИОвНЕРА
Вступительная статья
В. Ф. МИРЕКА
( ЛБАИОЬ. а|
нй». м I
19 4 7
Государственное издательство
ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва
ВСТУПИТЕЛЬНАЯ СТАТЬЯ
Предлагаемая вниманию советских биологов книга профес-
сора Кембриджского университета К. X. Уоддингтона «Орга-
низаторы и гены» рассчитана на квалифицированных научных
работников, интересующихся современными проблемами меха-
ники развития, генетики, эволюции и общими вопросами науки
о жизни. Уоддингтон — один ив крупнейших зарубежных иссле-
дователей в области экспериментальной биологии, автор многих
трудов по механике развития птиц и млекопитающих и ряда
исследований, посвященных выяснению химического действия
организаторов, формообразующую роль которых он рассматри-
вает не только в свете закономерностей механики развития,
но одновременно и в аспекте генетики и феногенетики.
Несмотря на значительные успехи, характеризующие про-
гресс эмбриологии и генетики за последнее время, между ними
продолжает существовать губительный разрыв, образовавший-
ся вследствие того, что исследования по механике индивидуаль-
ного развития живых существ развивались обособленно от изу-
чения природы их генетической преемственности.
Уоддингтон в своей книге ставит целью способствовать унич-
тожению этого разрыва, основываясь, с одной стороны, на
последних данных по исследованию природы формообразователь-
ных процессов, а с другой—опираясь на современные достижения
в области выяснения природы и способов действия генов. Он пи-
шет: «Между этими двумя областями (механикой развития и гене-
тикой—В. М.) уже существуют переходы, хотя они и носят еще не-
сколько схематический характер. Исследование химической при-
роды гена и способа его действия, а также физиологическое и био-
химическое изучение развития начинают приводить к контакту
основные представления, сложившиеся в этих областях знания».
Как видно из изложенного, Уоддингтон поднимает один
из самых актуальных вопросов современной биологии, и хотя
6 Вступительная статья
его книга, в силу небольших размеров, и не представляет собой
общей сводки предмета, она все же вызвала большой интерес,
так как автор изложил в ней оригинальные воззрения по
затронутой проблеме. В этой небольшой книге он подводит
итоги многолетних исследований химической природы дей-
ствия организатора и сравнительно подробно аргументирует свою
концепцию биохимического механизма индивидуального разви-
тия. Несмотря на то. что со времени появления книги Уоддинг-
тона были сделаны некоторые новые, принципиально важные
исследования в этой области и в частности была получена ди-
ференцировка нервной ткани из изолированной эктодермы (Барт,
Гольтфретер. Драгомиров), однако новых высказываний автора
по этому поводу мы не имеем; поэтому изложенная в настоящей
книге концепция пока что остается его последним словом.
Читателям, близко не знакомым с излагаемыми вопросами,
следует указать, что система представлений, развиваемая авто-
ром, не является еще окончательным решением вопроса, а только
гипотезой, подлежащей дальнейшей проверке. Вычленение
в явлениях индукции процесса эвокации (приводящего к возник-
новению индуцированной структуры) и процесса индивидуации
(связанного с возникновением региональных особенностей струк-
туры), а также введение понятия компетенции (характеризую-
щего состояние реагирующего материала в момент воздействия
на него эвокатора) составляют характерную особенность кон-
цепции Уоддингтона. Представления о специфичности эвокатора
и освобождении связанного эвокатора под действием различных,
вызывающих индукцию факторов из всех тканей эмбриона, в ко-
торых он находится, завершают эту теорию. В нашем издании
сохранены все эти три термина—эвокация, индивидуация и ком-
петенция, так как они, несмотря на условность их содержания,
трудно поддаются переводу, а передача их с помощью определе-
ний сделала бы изложение перевода крайне громоздким.
Следует обратить внимание на центральную идею книги,
согласно которой развитие организма представляет собой пере-
ход из одного неравновесного состояния в другое. Этот переход
может, по мнению автора, обусловливаться как действием генов,
так и действием организаторов, что дает возможность Уоддингтону
сблизить ту и другую категорию явлений. Примечательно, что
Вступительная статья
для аргументации своих общих представлений Уоддингтон при-
бегает к некоторым положениям диалектического материализма.
Существенно, что в соответствии с общими воззрениями, раз-
виваемыми кембриджской школой механиков развития, Уоддинг-
тон старается во всех разбираемых явлениях вскрыть элемен-
тарные процессы. Понятие «вещества», которым он при этом
широко пользуется, носит по большей части условный характер
(например, щетинкообразующее вещество гена или вещество
эвокатора). Однако Уоддингтон указывает на недостаточность
такого аналитического подхода и говорит об определенной струк-
туре (как на русском языке условно передано не поддающееся
точному переводу слово pattern), не сводимой к отдельным
составляющим ее частям. Заключительную главу своей книги
он посвящает проблеме организации и дает соответствующую
трактовку понятия поля.
Наконец, Уоддингтон подвергает критике ряд основных по-
нятий механики развития: понятие детерминации, потенции и т. д.
Несмотря на спорность ряда положений автора, условность
и схематичность некоторых его построений, книга Уоддингтона
дает оригинальное освещение ряда актуальных вопросов инди-
видуального развития животного организма.
Особенного внимания заслуживает методологическая кон-
цепция самого Уоддингтона, краткому разбору которой необ-
ходимо уделить здесь несколько строк.
Ясно выраженная тенденция автора—дать единую концеп-
цию индивидуального развития организмов на основе действия
генов п организаторов,—требующая высокого научно-философ-
ского осмысливания проблемы, чрезвычайно поучительна. Как
явствует из последнего раздела книги Уоддингтона «Наука и фи-
лософия», автор вначале четко противопоставляет философию
науке, считая, что «такие понятия, как организация, по существу
не относятся к области науки», ибо «организация—философское
понятие» (стр. 220).
Это противопоставление науки и философии автор делает
для того, чтобы вызвать у читателя предубеждение к филосо-
фии, ибо, по его мнению, «даже лучшие философские системы
могут послужить плохим руководством для научного исследо-
вания» (стр. 222). В другом месте он выражается еще более опре-
8 Вступительная статья
деление, считая «невероятным, чтобы философия диктовала
исследователю содержание его открытий» (стр. 221).
Но, как ваметил еще Ф. Энгельс в «Диалектике природы».
«Естествоиспытатели воображают, что они освобождаются от
философии, когда игнорируют или бранят ее. Но так как они
без мышления не могут двинуться ни на шаг, для мышления
же необходимы логические определения, а эти определения
они неосторожно заимствуют либо из ходячего теоретического
достояния так называемых образованных людей, над которым
господствуют остатки давно прошедших философских систем,
либо из крох обязательных университетских курсов по фило-
софии..., то в итоге они все-таки оказываются в плену у фи-
лософии, но, к сожалению, по большей части—самой сквер-
ной...» (Маркс и Энгельс. Соч., т. XIV, стр. 415).
И Уоддингтон—прекрасное тому подтверждение. Утверждая,
что «организация—философское понятие» и что поэтому «развер-
нутое обсуждение этого понятия не входит в задачу книги», он
тут же вслед вынужден заявить: «Однако важно отметить, что
исследователь должен прибегать к таким философским понятиям».
Философская и методологическая непоследовательность авто-
ра очевидна. Чувствуя это, он пытается как-то оправдаться и не-
минуемо сейчас же впадает в другую, не меньшую непоследова-
тельность, выражающуюся в том, что, по его мнению, если фило-
софское осмысливание предмета исследования и нужно произво-
дить, то делать это следует «в конце научного исследования, а не
в начале его».
Но почему же «в конце»? Потому что, разграничивая фило-
софию и науку, Уоддингтон, в свою очередь, различает филосо-
фию «как определенную систему взглядов», место которой «на
заключительном этапе научного исследования» (стр. 221), и фи-
лософию как «метод мышления», который «имеет также сущест-
венное значение при подходе к предмету еще до начала экспери-
мента» (там же).
Непоследовательность Уоддингтона переросла в противоре-
чие, которое, как ему кажется, он разрешает тем, что разделяет
единую философию как науку о всеобщих закономерностях раз-
вития природы, общества и мышления на философию как «систему
взглядов» и на философию как «метод мышления», не учитывая
Вступительная статья 9
того что невозможно составить себе взгляд бев метода, как не-
возможен метод бев определенных взглядов, что это—«едино суть».
«Как бы ни упирались естествоиспытатели, — писал Эн-
гельс,—но ими управляют философы». И Уоддингтон, в конце
концов, вынужден это признать. Вот что он пишет по этому
поводу: философия не представляет «готового набора ярлыков.
Она нечто гораздо более существенное, а именно—метод мышле-
ния» (стр. 223), и «в этом отношении философия имеет наи-
большее значение» (стр. 222).
Это последнее признание—существеннейший, критический
поворотный пункт в развитии методологических представлений
Уоддингтона. Если вначале Уоддингтон считал, что «разверну-
тые философские формулировки настолько опасны предвосхище-
нием ответа на поставленные вопросы, что лучше их избегать»,
то в конце заключительной главы своей книги он воздает долж-
ное философии и заявляет, что без философии невозможно науч-
ное творчество. Для него становится очевидным, что: «Науки,
связанные с изучением развития—эмбриология, генетика и уче-
ние об эволюции,—невидимому, достигли такого состояния,
когда становятся необходимыми новые способы мышления. В та-
ких условиях было бы чрезвычайно неразумно пренебрегать
такими новейшими системами философии, как, например, диалек-
тический материализм, которые строились с особенным учетом
прогресса наших знаний» (стр. 223).
И хотя Уоддингтон, конечно, далеко еще полностью не
осознал всего значения диалектического материализма как
единственно научной философии, тем не менее он ощущает
в этом необходимость, ибо внутренняя логика научной мысли
ведет его к этому.
Он хорошо знаком как с историей науки, так и с историей
философии, а равно и с современными философскими системами.
Но среди последних он отдает предпочтение диалектическому
материализму, который он квалифицирует как гибкую и мощ-
ную философскую систему (стр. 221). Он понимает, что филосо-
фия философии рознь и что «старые воззрения оказываются уже
не в состоянии удовлетворительно разрешить возникающие во-
просы» (стр. 222—223).
Но, встав на этот путь, он совершает его не прямо, а по-
10 Вступительная статья
своему, обходными тропами, отягощенный старыми философскими
эклектическими представлениями и блуждая в метафизике биоло-
гического эмпиризма. Тем не менее он определенно заявляет, что
его концепция перехода от одного уровня организации к другому
соответствует диалектическому принципу «перехода количества
в качество» (стр. 222), а также отдает себе отчет в неправомочности
механистического сведения социального и экономического к био-
логическому и химическому (стр. 221). Более того, он при-
знает «преимущества, даваемые советским гражданам их эко-
номической и социальной системой» (там же), и т. д.
Все это вместе взятое говорит о том, что, руководимый внут-
ренней логикой развития своей науки, Уоддингтон, становясь
на путь предпочтения методологии диалектического материа-
лизма, не может уже удержаться только в рамках академических
представлений и неминуемо, логикой вещей, вынужден соприкос-
нуться с научным коммунизмом во всем его теоретическом и прак-
тическом величии, которого он достиг в нашей стране.
Из этого, конечно, не следует, что Уоддингтон—убежденный
биолог-марксист. Советский читатель сам убедится в том, как
много оговорок делает Уоддингтон на этом пути и как много еще
осталось им неосознанного в этом отношении. Но уже самый
факт предпочтения методологии диалектического материализма
перед прочими буржуазными философскими концепциями в
сфере специальных исследований со стороны крупнейшего совре-
менного зарубежного ученого чрезвычайно симптоматичен и по-
казателен.
г. Москва, июнь 7S47 г. В. Мире к.
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
В этой небольшой книге я не собираюсь давать
общий обзор всей области экспериментальной эмбрио-
логии, а ограничиваюсь рассмотрением путей науч-
ной мысли, которые подсказываются только одним
рядом явлений—эмбриональными индукциями. Но
к рассмотрению этого ряда явлений я пытаюсь подойти
со всех возможных точек зрения; в этом отношении очень
удачно, что процессы индукции не только доступны
для каузального анализа, но и близко затрагивают
почти все основные проблемы развития. Естественно,
что очень существенно выяснить, насколько широко
могут применяться принципы, установленные при изу-
чении этого столь важного явления. Однако я не под-
вергаю широкому обсуждению отношения между индук-
ционными механизмами позвоночных и причинными
процессами, открытыми в эмбриологических исследо-
ваниях беспозвоночных. Вместо этого я уделяю неко-
торое место выяснению сходства между концепциями,
к которым привело рассмотрение организаторов, и кон-
цепциями, возникшими в связи с изучением действия ге-
нов на развитие. Эти два ряда явлений исследовались,
конечно, на различных организмах, но принципы гене-
тики во всем животном царстве весьма единообразны,
и нельзя считать чрезмерной надежду, что процессы,
наблюдаемые в одной группе животных, могут дать
ценные указания и для другой.
Может быть, следует еще отметить, что на про-
тяжении всей книги я старался итти индуктивным
путем. Так, при рассмотрении индукций мы находим
доказательства в пользу того, что имеются два подхо-
да к вопросу, в связи с чем мы говорим об эвокации,
12 Предисловие автора
с одной стороны, и индивидуации—с другой. Во избе-
жание путаницы надо помнить, что это по существу
скорее обозначения двух объектов исследования, а не
двух совершенно различных принципов объяснения.
В самом деле, дальнейшее рассмотрение показы-
вает, что по крайней мере некоторые проблемы инди-
видуации, вероятно, могут быть разрешены теми же
путями, что и проблемы авокации.
В силу принятого нами метода изложения обсуж-
дение наиболее абстрактных концепций, таких как
поля и организация, дается не в начале, а в конце
книги.
Я хотел бы поблагодарить Г. Бэтсона и д-ра И. Гольт-
фретера, прочитавших и обсудивших со мной несколько
глав; я также благодарен Джону Панперу за его интер-
претацию моей несколько романтической выдумки—
эпигенетического ландшафта. Однако больше всего
я обязан д-ру Джозефу Нидхэму, который был моим
близким товарищем по работе в процессе создания
этой книги.
Пасадена—К емб ридж, 1939.
ГЛАВА I
ПРИЧИННЫМ АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ
Различия между живыми существами гораздо зна-
чительнее различий между неживыми предметами,
с которыми мы соприкасаемся. Поэтому биология
оставалась только описательной наукой еще долго
после того, как физика и химия начали уже анализи-
ровать причинные связи между явлениями, происхо-
дящими в неорганическом мире. Но постепенно био-
логия также становится преимущественно каузальной
дисциплиной, и раздел ее, составляющий содержание
этой книги, рассматривается нами с исключительной
целью углубить наши знания о существенных взаимо-
отношениях, представляющих собой причинную основу
явлений.
При таком подходе к биологии надо различать преж-
де всего два рода явлений. С одной стороны, живым
организмам присуще большое число сравнительно бы-
стро и изо дня в день протекающих процессов (функ-
ций): пищеварение, дыхание, мускульные сокращения,
нервные импульсы и т. д. Все эти процессы тесно свя-
заны один с другим и легко могут быть выделены в спе-
циальную область исследования организма как быст-
ро действующей системы. Но, с другой стороны,
организмы—это также звенья связанных между собой
рядов событий, обладающих гораздо большей про-
должительностью. Индивидуум, как член ряда, начи-
нает жизнь в виде оплодотворенного япца, развивает-
ся и умирает. В ряду индивидуумы связаны друг с дру-
гом явлениями биологической наследственности. И, на-
конец, все ряды индивидуумов, могущих быть сгруп-
пированными в единицы высшего порядка, такие как
14 Глава I
виды и роды, включаются в длительный процесс эво-
люции. Эти три типа явлений составляют содержание
эмбриологии, генетики и эволюционного учения,
в свою очередь образующих группу, внутренняя
связь которой очевидна и неизбежна. Несомненно,
что оба рода изменений—и длительные и кратковре-
менные—должны быть объединены одной общей био-
логической теорией. Однако практически биология
пока еще не в состоянии сделать это. Мы можем только
с завистью смотреть на физиков, включающих в одну
стройную систему представлений и поведение электро-
нов, бесконечно малых пространственно и ускольза-
ющих во времени, и эволюцию обширных звездных
систем. Хотя мы и считаем необходимым работать в на-
правлении, конечную цель которого представляет такая
синтетическая схема, мы все же часто вынуждены при-
нять естественное разделение биологических дисцип-
лин на две уже упомянутые большие группы: синхрон-
ную, или физиологическую, и асинхронную, или свя-
занную с развитием; или, говоря иначе, на дисципли-
ны, изучающие циклические процессы, повторяющиеся
в истории индивидуума, и дисциплины, изучающие
прогрессивные процессы, совершающиеся в жизни ин-
дивидуума только однажды.
Между этими двумя областями ужо существуют свя-
зи, хотя они и носят еще несколько схематическую форму.
Изучение химической природы гена и способа его
действия, а также физиологическое и биохимическое
изучение развития начинают приводить в контакт пред-
ставления, сложившиеся в обеих областях биологии
(Уоддингтон, 1939а).
В этой книге я не буду специально касаться отно-
шений между синхронной и асинхронной биологией,
хотя некоторые стороны этого вопроса и будут затро-
нуты. Моя основная задача содействовать уничтоже-
нию определенного разрыва, существующего в общей
сфере асинхронной биологии, между двумя областями—
эмбриологией и генетикой.
Причинный анализ развития 15
В целом каузальный анализ развития отстает
от анализа регулярных функций организма. Это верно,
что элементы теории развития, охватывающей большие
интервалы времени, другими словами,—теория эволю-
ции была одной из наиболее ранних биологических
теорий, предложенных в удовлетворительной форме.
Но ее разработка шла очень медленно, и только
в последние несколько лет теоретические исследования
Райта, Фишера, Холдэна и Дарлингтона и практические
работы Четверикова, Стертеванта, Добржанского и дру-
гих продвинули наши знания дальше предела, достиг-
нутого Дарвином. Что касается изучения процессов
развития, протекающих в более короткие отрезки
времени, наибольшего прогресса достигла генетика,
представляющая сейчас одну из наиболее развитых
биологических наук. Наконец, переходя к наиболее
быстро протекающим процессам, следует сказать, что
каузальное изучение индивидуального развития также
продвигалось вперед очень медленно.
Старые исследования эмбрионального развития при-
вели к результатам двоякого рода, которые были
не только диаметрально противоположны друг другу,
но и не давали определенной надежды вскрыть и в даль-
нейшем существо рассматриваемых процессов. С одной'
стороны, было обнаружено, что у многих яиц каждая
часть способна образовать определенную часть взрос-
лого организма—и при этом только данную часть. Яйцо
представляет мозаику областей, причем каждой из них
присуща определенная потенция развития. Никакой
причинный механизм в этом случае не мог быть вскрыт:
яйца развиваются строго определенным образом, и ча-
сти их также развиваются строго определенным обра-
зом—и это все, что удалось установить. С другой
стороны, яйца некоторых других видов проявляли
противоположное поведение; любая часть яйца, каза-
лось, могла (хотя сейчас это и очень сомнительно)
стать целым эмбрионом. И в этом случае опять каузаль-
ный механизм не выявлялся. Действительно, некоторые
Глава I
биологи, как, например, Дриш, отказались от надежды
открыть материальный каузальный механизм, который
мог бы объяснить эти факты.
Подойдя к разрешению этой проблемы с другой
стороны, а именно, изучая явления наследования, гене-
тики в первые годы настоящего столетия обнаружили
некоторые факторы, оказывающиеся истинными кау-
зальными предшественниками морфологических и функ-
циональных признаков взрослых организмов. Одна-
ко в силу особенности метода они могли показать
только, что гены, ответственные за развитие призна-
ков, могут быть различны у двух организмов, и тем
но менее последние скрещиваются друг- с другом. Все
такие признаки зависят qt факторов, заключенных
в ядре. Свойства цитоплазмы при этом .методе анализа
не выявляются. Даже если мы и примем.—а мы, веро-
ятно, вправе это сделать,—-что цитоплазматические
свойства сами зависят от генотипа матери, то такое
предположение, важное, поскольку оно может быть
связано с теорией эволюции, мало помогает в том слу-
чае. когда мы рассматриваем механизм развития на
протяжении одной индивидуальной жизни. Кроме того,
открытие генетических факторов устанавливает только
первое звено в цепи причинных событий, конечное
звено которой—признак взрослого организма—тоже
известно, а промежуточные звенья огце требуют выяс-
нения. Нельзя считать, что действие генов непосред-
ственно определяет последовательные процессы дпфе-
ренцировки, хотя п несомненно, что гены—это основные
элементы, в конце концов, контролирующие их. После-
довательная теория развития не может быть основана
на известных нам свойствах гопов. Действительно,
кажется гораздо более перспективной попытка внести
наши нисколько скудные знания о действии генов па раз-
витие в систему представлений, сложившуюся па осно-
вании прямого экспериментального изучения развития.
Для теории развития существенен следующий во
прос; каковы посредственные причинные взаи.моотно-
Причинный анализ развития
шения, приводящие к возникновению данного процесса
диференцировки, наступающего в данное время? Пер-
вый, частичный ответ на этот вопрос был дан Шпема-
ном (Шпеман, 1918; Шпеман и Мангольд, 1924). Успех
Шпемана в известной степени был обеспечен выработ
кой подходящей техники операций, но также и ясной
формулировкой ужо упомянутого основного вопроса.
Было известно, что в гаструлв амфибий спинная поло-
вина анимального полушария развивается в нервную
ткань, а брюшная—-в эпидермис. В серии опытов, став-
ших классическими, Шпеман показал, что причина
этого различия в поведении лежит в том, что спппная
область приходит в контакт с инвагшшровавшей тканью,
ставшей мезодермой, и что нейральная дифо рении ровка
представляет ответ на стимулы, исходящие от мезо-
дермы.
Принцип, что диференци ровка определенной ткани
или органа может быть индуцирована стимулом, исхо-
дящим из некоторой другой части зародыша, был уже
намечен Ру в идее зависимой диференцировки п частично
подтвержден более ранними исследованиями Шпемана
о взаимодействии между бокалом и линзой. Но именно
работа с нервной пластинкой, образующейся раньше
всего и представляющей основной орган в тело позво-
ночных, продемонстрировала важность и размах этого
механизма. Можно утверждать, что каузальный анали,
развития берет свое начало от этого открытия. В то же
время ясно, что мы только приступаем к ответу на
поставленный нами выше с.ущо«-твонный вопрос. Ни
«стимулы», ни единичная причина сами по себе не дают
требуемого объяснения. Мы должны надеяться, что.
в конечном счете, будет вскрыт сложный комплекс
действий и взаимодействий, составляющих процесс
диференцир ов км.
Значение и в то же время незаконченность поло-
жений, содержащихся в шиомановском открытии,
может быть, лучше всего будут выяснены при помощи
аналогии. Уже несколько столетий назад было
2 К. X. Уоддингтон
Г.'tana Z
известно, что «причина» мышечного сокращения —нерв-
ный стимул. Утверждение, что «причина» эмбрио-
нальной диференцировки сводится к действию орга-
низатора, для своей области столь же фундаментально
и в то же время столь же пезакончсно. Оба утверждения,
очевидно, требуют еще дальнейшего исследования при-
роды стимулов и природы и механизма ответной реак-
ции и одновременно дают для этого исследования руко-
водящую нить.
Г Л АВ А II
ОРГАНИЗАТОРЫ В РАЗЛИЧНЫХ КЛАУСАХ
ПОЗВОНОЧНЫХ
прежде чем перейти к обсуждении* способа действия
организаторов, будет уместным кратко суммировать
то, что известно об организаторах в различных группах
позвоночных.
Амфибии
Главные факты относительно положения и функций
организаторов у амфибий, которые Шпеман исполь
зовал в своих классических исследованиях, хорошо
известны и за последнее время не раз излагались в раз-
личных работах. Организатор, первым приобретаю
щий активность в процессе развития, обычно называет-
ся первичным организатором. На стадии ранней
гаструлы он расположен впереди и дорзальное бласто
пора; занимаемая им область простирается также на
значительное расстояние вправо и влево от средней
дорзальной линии. Гольтфретер (1936, 1938а) недавно
нашел, что даже наиболее вентральная часть краевой
зоны в некоторых отношениях должна рассматриваться
как область организатора.
Действие организатора наиболее убедительно пока-
зано в опытах трансплантации. Будучи помещен в иную
область гаструлы, участок ткани первичного органи
затора сохраняет присущее ему направление разви-
тия—инвагиннрует внутрь эмбриона н развивается
в мезодермальные ткани, такие, как хорда и сомиты.
Некоторые незначительные изменения в судьбе транс-
плантата все же не исключаются (стр. 156), и часть
ткани организатора может развиться атипично в нерв-
2*
Глава 11
ную ткань. Однако гораздо больцше изменения в своей
судьбе испытывает соседняя эктодерма. Даже в том
случае, если трансплантация была произведена в об-
ласть, где эктодерма нормально образовала бы только
эпидермис, организатор вызывает развитие нервной
ткани.
Индуцированная нервная ткань и .мезодермаль-
ные структуры, возникшие из трансплантата, часто
так приспособляются друг к Другу, что образуют
довольно типичные эмбриональные осевые органы;
если подобное индуцирующее действие направлено
на энтодерму, оно может вызвать образование соответ-
ствующего отдела кишечника.
Первичный организатор сменяется целым рядом
других; они могут быть названы вторичными и третич-
ными организаторами. Наиболее известен, вероятно,
пример с глазным бокалом, индуцирующим образо
ванне линзы в эктодерме, с которой он приходит в кон-
такт. Другие плакоды, например слуховая и обоня-
тельная, также зависят от индуцирующих стимулов,
исходящих в некоторых случаях одновременно из
различных' организующих областей. Гольтфретер (1938а)
считал, что слуховой пузырек образуется как бы под
перекрестным огнем организаторов.
Сходным образом феномен индукции был установ-
лен в развитии многих эмбриональных органов, воз-
никающих позднее, таких, например, как рот, и в
образовании органов в течение метаморфоза. Вероят-
но, индукция происходит и при регенерации у взрос-
лых животных.
Гольтфретер недавно суммировал паши знания отно-
сительно последовательности первичных, вторичных,
третичных и т. д. организаторов у амфибий в форме
диаграммы, приведенной с некоторыми незначитель-
ными изменениями на рис. 1.
На этой диаграмме наиболее мощные индук-
ционные влияния показаны сплошными стрелками,
менее мощпые—пунктирными стрелками.
Р и с. 1. Организаторы у амфибий. Гласные организующие" области заключены в прямо-
угольники. Линии соединяют органы, развивающиеся один из другого. Сплошные стрелки
показывают индукционные отношения; пунктирные стрелки—влияния, имеющие меньшее
значение. (По Гольтфретеру.)
22 Глава II
Части, развивающиеся из одного и того же зачатка,
связаны линиями без стрелок1.
Рыбы
Гаструла круглоротых крайне похожа по общий
форме на гаструлу тритона. Вейссенберг (1934) дал
точное описание локализации презумптивных областей
у миноги и показал, что их расположение почти пол-
ностью соответствует описанному Фогтом расположению
зачатков у тритона. Главное отличие заключается в том,
что у круглоротых презумптивная мезодерма не опоя
сывает всей гаструлы—ее нет на брюшной стороне.
Битинский-Зальц (1937а, б; Ямада, 1938а) повторил
на миноге многие из классических опытов, проведен-
ных на амфибиях, и показал, что п в этом случае область
организатора расположена дорзальнее бластопора.
В меробластических яйцах костистых рыб условия
1 аструляцни, конечно, совершенно но похожи на усло-
вия у амфибий и круглоротых, и соответственно изме-
нено расположение презумптивных областей (Пастель,
1936; Оппенхаймер, 1936а). По преодолении значитель-
ных технических трудностей, вытекающих из особен-
ностей материала, исследователи, работавшие в Аме-
рике и в Германии (Лютер, 1935; Оппенхаймер, 1934а, б,
19366), одновременно показали, что у костистых бла-
стопор также представляет не только центр гастру-
ляцпонных движений, но и место, где расположен
участок, обладающий индуцирующим действием. Не-
посредственное доказательство существования организа-
тора было получено при пересадке ипвагинирующей ме-
зоэнтодермы под другую область бластодиска. Транс-
плантат продолжал нормально развиваться, образуя
хорду, сомиты и энтодерму кишечника, и в то же
время индуцировал образование нервной пластинки
в расположенной над ним эктодерме. В некоторых
1 Автор здесь допускает упрощение: глав образуется Не
па среднего/а из промежуточного мозга. (Прим, переев
Организаторы в различных классах позвоночных 23
------------------------
из этих случаев строение индуцированных зародышей
было вполне нормальным, если не считать неболь-
ших дефектов в области головы.
Птицы
Вслед за открытием организаторов у амфибий они
были обнаружены у птиц (Уоддингтон, 1930). Однако
организаторы этой группы, вероятно, не так широко
известны, как организаторы амфибий, и за последнее
время не было дано общего нх обзора, а потому они
требуют несколько более подробного рассмотрения.
Организационный центр у амфибий и рыб распо-
ложен в фокусе гаструляционных движений, в силу
которых энтодермам мезодерма достигают своего окон-
чательного положения под эктодермой. У цыпленка
эти движения проходят две фазы: энтодерма форми-
руется уже к моменту откладки яйца, тогда как мезо-
дерма образуется только на стадии первичной полоски,
т. е. несколькими часами позже. Вопрос о точном
механизме этих процессов до сих пор еще обсуждается,
и хотя кое-что уже и выясгено, но все же остается
некоторое сомнение по поводу положения презумптив-
ной энтодермы и мезодермы перед наступлением га-
струляции. По поводу образования энтодермы до по-
следнего времени общепринятым было представление
Паттерсона, утверждавшего, что у голубя задняя часть
бластодиска подворачивается и растет в виде нижнего
слоя по направлению к переднему концу. Тщательные
исследования Якобсона (1938) показали, однако, что
энтодерма образуется из области, расположенной непо-
средственно перед задним концом. Таким образом, пре-
зумптивная энтодерма перед инвагинацией распола-
гается в задней части круглого бластодпска, но точно
ее границы неизвестны.
Мезодерма образуется из первичной полоски, появ-
ляющейся в виде утолщенного гребня в задней части
бластодиска вскоре после того, как заканчивается фор-
24 Глава II
мированне энтодермы. Мезодерма во время ее возник-
новения переходит из верхнего слоя (эпибласта) в про-
странство между .эпибластом и энтодермой; можно,
следовательно, сказать, что она инвагинирует (Грэйер.
1929: Якобсон, 1938; Пастель, 1937а; Ветцель, 1929а).
Согласно общему мнению, на стадии вполне офор-
мленной полоски, т. е. на стадии, с которой имело
дело большинство экспериментаторов, вес осевые орга-
ны эмбриона (хорда, сомиты, нервная трубка) скон-
центрированы вокруг передних двух третей полоски,
причем мезодерма расположена в центре. Наиболее
периферические части будущей мезодермы инваги
нируют первыми через первичную полоску и, следо-
вательно, на стадии бластодиска располагаются наи-
более центрально, в то время как позднее инвагиниру-
ющпй материал, зачаток хорды, лежит у боковых краев
мезодермальной дуги. Снаружи от мезодермальной
дуги лежит презумптивный нейральный материал,
также в форме дуги.
Догадки по поводу местонахождения организаци-
онного центра у эмбриона цыпленка делались уже
в первые дни после открытия Шпемана. Грэпер дока-
зывал, что образование энтодермы у цыпленка должно
считаться гомологичным инвагинации у амфибий, и по-
этому следует ожидать, что организационный центр
расположен у заднего края бластодиска неинкубирован-
пого яйца. Ветцель (1924, ср. 1929), с другой стороны,
считал первичную полоску, в особенности ее передний
конец или гензеповский узелок, за истинный гомолог
бластопора и одно время высказывал мнение, что
он и есть организационный центр. Однако, чтобы сде-
лать выбор между этими двумя возможными толкова-
ниями или доказать правильность какого-либо из них,
требовалась выработка техники операции на эмбрионе
птиц.
Методика, которой пользовались первоначально,
заключалась в пересадке на хорио-аллантоис. При
этом участки ткани пересаживались на сильно васку-
Организаторы в различных
лассах позвоночных
25
ляризованный хорио аллантоис старших эмбрионов,
где в них врастали кровеносные сосуды, снабжавшие
их кислородом и питательными веществами. Этот
метод должен был бы позволить изучить способность
изолированных фрагментов к самодиференцировке, но
ОН не свободен от многих недостатков и критиковался
как с точки зрения ого теоретической законности,
так и с точки зрения способа его непосредственного
использования (Уоддингтон, 1935а). Критика с теоре-
тических позиций сводилась к указанию, что цирку-
лирующая кровь содержит вещества, способные инди-
цировать нервную ткань у тритона, а вероятно, и у
цыпленка. Следовательно, нельзя ожидать, что транс-
плантат на хорио-аллантопсе будет действительно в «ней-
тральных» условиях. О том, что это на самом деле не
нейтральные условия, свидетельствует несовершенная
диференцировка бластодисков в случае пересадки их
целиком на хорио-аллантоис. Практические препят-
ствия для использования этого метода состоят в труд
пости изоляции соответствующих участков ткани. Все
авторы, применявшие до последнего времени этот
метод, изолировали фрагменты, содержавшие наряду
с эктодермой или энтодерму, или мезодерму, или,
наконец, и ту и другую, т. е. содержали индуциру-
ющие ткани. Так, в ранний период этих иссле-
дований Ходлей (1926, 1927) получил нейральную
диференцировку в изолированных участках, взятых
со стадии, предшествующей первичной полоске, наосно
вании чего сделал незаконный вывод, что нервная ткань
на этой стадии уже детерминирована.
Недавно Рудник (19386) получила нервную ткань
из участков бластодермы, изолированных от энтодер-
мы и вырезанных па стадии, предшествующей инва-
гинации мезодермы, т. е. вырезанных таким образом,
что они совершенно не должны были содержать пре
зумптивных мезодермальных тканей. Аберкромби (не
опубликовано) получил подобные же данные. Развп
тие нервной ткани в этих изолированных фрагментах
26 Глава fl
может действительно указывать на наличие ранней
тенденции к такого рода диференцировке, возникающей
еще до какого-либо действия мезодермального органи-
затора п независимо от него. Такая тенденция часто
предполагалась и у амфибий, но опыты Гольтфретера
по акзогаструляпии (1933в) окончательно исключили ее
возможность. Однако в материале цыпленка, на который
уже действовал эктодермальный организатор, наличие
подобной тенденции не должно быть неожиданным.
Ходлею также удалось сделать совершенно правиль-
ный вывод, именно. что гензеновокин узелок, отсут-
ствовавший в некоторых трансплантатах, не суще-
ственен для образования эмбриона. Этот результат был
подтвержден Ветцелем (19296), получившим дифорен-
цировку нейральной ткани из задней части бластодер-
мы, которую он разрезал in ovo. Трудность, создана
емая для точной работы наличием скорлупы и белка,
делает невозможным дальнейшее продолжение рабо-
ты этим методом. Однако техника культуры тканей
в настоящее время достигла такой стадии, что вполне
можно эксплантировать молодые бластодиски, уда-
ленные с яйца, и держать их в культуре в течение
времени, достаточного для развития главных осевых
органов. Таких экспл оптированных эмбрионов легко
оперировать.
Положение пнвагннирующей энтодермы не может
быть установлено путем наблюдения за живым бла
ОТодиском до стадии, когда образование энтодермы поч-
ти закончено и начинает появляться первичная поло-
ска. На этой стадии энтодерму можно удалить и затем
пересадить обратно, изменяя ее положение. Было уста-
новлено, что ориентация энтодермы оказывает влияние
на направление роста первичной полоски: полоска
всегда стремится удлиняться по направлению к той
области, под которой лежит передний конец энтодер-
мы (Уоддингтон. 1930, 1932). Это указывает на пнду
цирующое действие энтодермы, л оно впоследствии
было действительно подтверждено: если энтодерма
Ореаниааторы в различны ,е классах позвоночных. 2/
повернута таким образом, что ее передний конец лежит
под первичной полоской, над ее задним концом может
индуцироваться новая первичная полоска. так что
в бластодерме будут два эмбриона, направленные перед-
ними концами в противоположные стороны (Уоддинг-
тон, 19336). Дальтон (1935) пытается доказать, что
при нормальном развитии энтодерма оказывает это
индуцирующее действие даже на стадии молодой
первичной полоски, так как он не обнаружил дпферен-
цировки структур, характерных для осевой мезодер-
мы в трансплантированных па хорио аллантоис зад-
них частях молодых первичных полосок, у которых
была удалена энтодерма. Однако то обстоятельство,
что Дальтон судит о присутствии осевой мезодермы
только по наличию ее специальных производных,
таких, как мезонефрос, делает его результат несколько
сомнительным. Твпссельман (1938) сообщил о получении
двойных уродов, очевидно, в результате расщепле-
ния организационного центра, в случае, когда электро-
литическим путем наносились повреждения немного
впереди от заднего конца бластодермы пепнкубпро
ванного яйца: возможно, что эти повреждения заде-
вали и эктодермальный организатор, хотя сам авто])
считает, что они действуют на материал будущей пер
личной полоски. Батлор (1935) пересаживал участки
неипкубнрованной бластодермы на хориоаллантоис
и получил удовлетворительное развитие только в кусоч-
ках, содержавших задний сегмент бластодермы, что
можно считать подтверждением мысли о том, что эта
область является организационным центром.
Таким образом, мы имеем явные свидетельства
в пользу того, что об разевание энтодермы, как предпо
лагал Грэпер, тесно связано о феноменом организатора.
Первичная полоска, возникающая в ответ на действие
организатора, в свою очередь оказывает новое органи-
зующее воздействие на остальную часть эпибласта.
Выяснение того, является ли первичная полоска орга
низапиоиным центром, также было произведено впер
28
Г idea 11
вне с помощью метода эксплантации in vitro (Уоддинг-
тон, 1930, 1932). Было установлено, что если два эпи
бласта помещены своими мезодермальными поверхно-
стями друг к другу, то каждая первичная полоска может
индуцировать в части второго эпибласта, против кото-
рой она расположена, образование нервной пластинки,
а вероятно, и всех эмбриональных осевых органов.
Индукция может быть получена также путем пере-
садки небольших .участков первичной полоски между
эпибластом и энтодермой эмбриона-хозяина.
Мысль, что часть полоски (наиболее передняя ее
часть пли гензеновскпй узелок) представляет собой
организационный центр, пришла и < другой стороны,
а именно, от авторов, утверждавших, что дпференцпров
ка может быть получена только из таких изолирован
ных участков блаетодиска. которые содержат гензе-
повский узелок. Бетцель (192'i) первый использовал
такого рода указания как аргумент в пользу того,
что гензеновский узелок является организационным
центром, по позднее он нашел, что на самом деле части
блаетодиска. ле содержащие геизеновского узелка,
также способны к дальнейшей дифореицировке. и по-
этому отказался от своего утверждения. Однако, за
исключением Ход лея, это утверждение было повторено
большинством исследователей, работавших методом хо-
ри о-аллаптоиспых пересадок, хотя Уоддингтон, а позже
Бетцель (1936), Уотерман (1936) и Дальтон (1935).
используя хорио-алла итог сную технику, подтвердили,
что даже в работах исследователей. стоявших на точке
зрения необходимости геизеновского узелка для
развития, размер «узелка1* (включая так называемое
«поле узелка») со временем вее увеличивался. Таким
образом додается очевидным, что передняя часть поло-
ски, т. е. собственно гензеновский узелок, все меньше
и меньше может считаться существенным (Роулс, 1936;
Рудник, 1938а). Во всяком случае, если даже узелок
и существенен для развития, это но доказывает еще, что
он организатор в смысле Шегемана. т. е. что он харак-
терпзуется способностью изменять течение развития
топ части, на которую он действует.
Опыты in vitro показали, что индуцирующим дей-
ствием обладают по крайней мере передние две трети
полоски, т. е. область, где локализована осевая мезо-
дерма; остается еще неясным, имеется .ш какое-либо
индуцирующее действие у задней трети полоски, пред
ставляющей, поводимому, исключительно прозумптив
ную периферическую мезодерму. Индуцирующая спо
собпость—это свойство мезодермы, хотя оно может обна
руткнваться и в нервной ткани (гомогенетическая индук-
ция). Создается впечатление, что диференцпрующаяся
хорда быстро теряет эту способность, но это впеч^тле
ние может быть и обманчиво. Дело в том. что для мере
дачи индуцирующего стимула у цыплеика требуется,
вероятно, тесный контакт, а между эктодермой и ком-
пактной хордой такая степень контакта не достигается.
У цыпленка известно некоторое количество вторич •
вых и третичных организаторов, хотя они и не так хоро-
шо изучены, как у тритона. На рис. 2 дана диаграмма,
представляющая большинство из известных на ранних
стадиях развитии цыпленка организационных отно-
шений.
М ле кони тающ ие
Исследователи, работавшие на эмбрионах млеко-
питающих. использовали методы, разработанные для
цыпленка: пересадку на другие моста зародыша и куль-
тивирование in vitro. Ни одно из мест, использован-
ных при изоляции как субстрат для пересадки (хорио-
аллантоис цыпленка, сальник, капсула почки и дру-
гие органы кролика), не дало достаточно удовлетво-
рительных результатов и до сих пор применялось толь-
ко для изоляции со стадий более поздних, чем ста-
дия первичной полоски. Изолиты в этих опытах обна-
руживали в основном мозаичное развитие с некоторыми
элементами резорбции и подавления дифореццировки.
Эмбрионов крысы или кролика, взятых на стадии пер-
ОрглниычЛоры в различны л: к.ше-еал позвоночных
31
вичной полоски. при культивировании in vitro удает-
ся сохранить живыми в течение времени, достаточного
для образования хорошо различимых осевых органов.
Изолированные участки первичной полоски, переса-
женные в другое место эмбрионального щитка, могут
диференцпроваться в нервную ткань даже в отсутст-
вии гензеновского узелка, который, следовательно,
v этих форм необходим для дпференцировки но в боль
шей степени, чем у цыпленка (Жоллп и Ливр, 1938;
Николас и Рудник, 1937). Было также показано, что
осевые органы эмбриона кролика на стадии одного
сомита обладают организующей способностью, так как,
будучи пересажены в эмбрион цыпленка, они могут
индуцировать нервную ткань (Уоддингтон, 1936а,
1937). Трансплантации первичной полоски кролика
эмбриону кролика до сих пор но привели к индукции:
может быть, это зависит от технических трудностей,
связанных с проведением этой операции. Однако нали-
чие в эктодерме кролика с-иособноетн реагировать на
индуцирующий стимул показано в опыте, где была
получена индукция нервной ткани при пересадке
первичной полоски цыпленка в эмбриональный щиток
кролика на ртадин первичной полоски (Уоддингтон,
1934а).
Работая с растущими in vitro эмбрионами крысы,
Тара (1938) лед явно удалось получить гомопластиче-
ские индукции путем пересадки первичной полоски от
одного эмбриона крысы к другому. Результата Тэрэ
в ряда отношений исключительны, в частности обра-
щает на себя внимание тот факт, что индукции возни-
кали при простом помещении тканей в полость амниона.
Ни в одной другой, группе животных не было найдено,
что организующие факторы могут быть эффективными
при действии па наружную поверхность эктодермы.
В некоторых случаях степень диференцировки, достиг-
нутая индуцированной тканью, вообще едва ли доста-
точна, чтобы вполне уверенно отличать нейральную
ткань от утолщения эктодермы. И хотя эти критические
32 Глава it
замечания и предполагают необходимость дальнейшего
изучения, не может быть сомнения в правильности
главного положения, заключающегося в том,что эмбрио-
нальное развитие млекопитающего также осуществляет-
ся при помоши действия организаторов.
Приведенные выше данные касаются организую-
щего действия первичной полоски или ткани, возник-
шей из нее. Ничего определенного не известно отно-
сительно формообразовательных движений, происхо-
дящих в первичной полоске млекопитающего, но едва
ли будет ошибкой предполагать, что тут в какой-то
мере происходит инвагинация мезодермы. Способ
возникновения энтодермы еще более проблематичен,
и нет никаких сведений о ее организующей функции,
если она вообще этой функцией обладает.
ГЛАВА III
АНАЛИЗ ДЕЙСТВИЯ ОРГАНИЗАТОРА
Первоначально считали, что организатор—это агент,
определяющий выбор между возможностью нейраль-
ной и эпидермальной диференци ровки эктодермы. Од-
нако его функции в действительности оказались гораздо
более сложными, чем предполагал ТИпеман, когда
дал ему это название. В термине «организатор» содер-
жится утверждение о наличии некоторой организу-
ющей или упорядочивающей функции, что выходило
за рамки первоначально поставленной проблемы. Неко-
торым авторам казалось, что термин «организатор»
предполагает наличие сил, которые не могут быть рацио-
нально введены в систему материалистических пли
научных представлений. Они предлагали заменить
его такими «робкими» названиями, как «нейральный
индуктор» или чем-либо подобным. Но нельзя отказать-
ся от рассмотрения действительных свойств органи-
затора, просто исключив их из его названия. Органи-
затор—термин, первоначально предложенный для обо-
значения индуцирующей области, и именно как такой
термин он широко применяется, и это оправдывает
его использование. Термин не должен вносить в науку
каких-либо нежелательных, побочных значений, мо-
гущих содержаться в нем при его повседневном упо-
треблении; его биологическое значение точно соответ-
ствует тем свойствам, которые мы действительно обна-
руживаем в исследуемом явлении, и ничему больше.
Свойства, позволяющие нам с большим правом
говорить, что мы имеем дело с организатором, а не
с простым индуктором, наиболее ясно показаны в ра-
боте Шпемана (1931а). В этой работе приведено боль-
3 К. X. Уоддингтеи
шое количество доказательств is пользу двух следую
щих положений. Во-первых, организатор индуци-
рует нс нервную ткань, а нервную систему (орган), воз-
никающую в законченном или незаконченном виде, но
даже в последнем случае образующую часть нормальной
нервной системы (головной мозг, енинноё мозг, хво-
стовой отдел); региональный характер индуцирован-
ного органа может позже обнаружиться в его вторичном
организующем действии: глаз индуцирует линзу, перед-
ний мозг—обонятельные плакоды и т. д. Во-вторых,
различные части организатора способны индуциро-
вать различные части нервной системы. Так, часть мезо-
дермы, инвагппнрующая первой в нормально пере-
мещающаяся вперед, подстилая переднюю часть эм-
бриона, имеет тенденцию индуцировать головные орга-
ны, такие, как головной мозг, глаза и т. д., тогда как
мезодерма, пнвагпнпрующая позже, т. о. презумптив-
ный туловищный материал, стремится индуцировать
задние отделы, такие, как спинной мозг и хвост. Эти
потенции «региональной детерминации» фиксированы,
однако, не окончательно. Во-первых, пересаженный
организатор всегда имеет тенденцию индуцировать
участок большей протяженности, чем этого можно было
бы ожидать, учитывая его презумптивное значение.
Во-вторых, Шпеман показал, что региональные свой-
ства индуцированной нервной пластинки зависят не
только от свойств индуцирующего организатора, но
и от его локализации в теле хозяина. Это влияние хо-
зяина, как показали Уоддингтон и Шмидт (1933),
распространяется но только на индуцированную нерв-
ную пластинку, но также и на пересаженный орга-
низатор. Если, например, нрезумптивный хвостовой
организатор посадить вблизи переднего конца эмбри-
она, то не только нервная пластинка, которую он инду-
цирует, обычно превращается под влиянием хозяина
в мозг, но и сама пересаженная мезодерма под его воз-
действием также становится головной мезодермой.
Шпеман, поводимому, считает способность детерми-
.Aiia.iu ‘ Йемена opmi,u.tani<>pa
пировать региональные особенности существенной
частью индукционной способности.Уоддингтон п Шмидт,
работая па зародышах птиц, установили, что эти два
свойства не связаны неразрывно. Организатор не дол-
жен быть обязательно головным или хвостовым орга-
низатором; вообще он не должен обязательно соответ-
ствовать какому-либо определенному уровню тела.
Они отмечают, что региональные явления всегда имеют
ассимилятивный характер. В одном случае хозяин
стремится заставить трансплантат вместе с индуциро-
ванными структурами подчиниться области, куда он
пересажен, в другом же случае—трансплантат инду-
цирует часть нервной системы, соответствующую его
собственной региональности. У цыпленка эти свой-
ства проявляются особенно отчетливо, так как транс-
плантаты, помещенные вблизи первичной полоски
хозяина, образуют органы, которые точно соответ-
ствуют органам хозяина того же уровня, илп могут даже
полностью сливаться с ними; в тех же случаях, когда
трансплантат находится на известном расстоянии от
полоски, влияние хозяина на него много слабее, и ре-
гиональность индуцированной части зависит только
от региональности трансплантата.
Следовательно, процесс индукции не обязательно
имеет ассимилятивный характер. Если в бластодерме
цыпленка энтодерма удалена, а мезодерма и эктодерма
остаются на месте, то мезодерма индуцирует в эктодер-
ме органы, которые действительно развиваются впол-
не нормально. Ио тем не менее мезодерма может индуци-
ровать дополнительную нервную пластинку, если она
приведена в контакт с дополнительной эктодермой.
Эта индуцированная пластинка является добавочной,
и ее возникновение ни в каком отношении не может
рассматриваться как результат ассимилятивной индук-
ции (Уоддингтон, 1932; Аберкромби, 1937). То же поло-
жение правильно и для амфибий. У Discoglossus на ста-
дии Ранней гаструлы энтодерма может быть полностью
удалена. Остающиеся мезодерма и эктодерма образуют
3*
головастика, имеющего в ряде отношений вполне
нормальное строение. Однако нижняя сторона инва-
гииирующей мезодермы теперь приходит в контакт
с вентральной «эктодермой, от которой она обычно от-
делена массой энтодермы, и в этой вентральной
эктодерме индуцируется добавочная нервная пластинка
(Уоддингтон п Тейлор, не опубликовано). Сходным
образом Шехтман (1937), объясняя некоторые случаи
образования удвоенных структур, наблюдающихся
у бесхвостых амфибий, предполагаем что простое
дадаепив крыши бларву^ы иа не ^енчвшую ипва-
гинировать мезодерму ведет к индукции добавочных
органов.
Этот тип неассимплятпвной индукции вначале назы-
вался «индукция как таковая» («induction-as-such»),
позднее для него был предложен термин «эвокация»
(«evocation»—Нидхэм. Уоддингтон и Нидхэм, 1934).
Ассимилятивная индукция, при которой мы имеем дело
с возникновением региональных свойств индуциро-
ванных органов, получила название «индивидуация»
(«individu ation»).
Различие между этими двумя типами индукции
может быть установлено и другим путем. В случае
пересадки организатора место появления индуци
роваыной нервной пластинки зависит только от транс-
плантата и совершенно не зависит от влияний, исхо-
дящих от эмбриона-хозяина, но, с другой стороны,
региональные свойства индуцированных структур на-
ходятся под влиянием как хозяина, так и транс-
плантата. Индукция и детерминация региональных
свойств ставят перед исследователями две различные
проблемы, так как факторы, действующие в одном
случае, не оказывают влияния в другом; первый
процесс—эвокация, второй—индивидуация. Большая
часть последующего обсуждения будет посвящена
анализу и дальнейшему выяснению этих двух понятий.
Необходимо, однако, привлечь внимание к другой
стороне реакции индукции. Никоим образом нельзя
считать, что организатор определяет весь процесс
диференцировки совершенно пассивного и индиферент-
ного материала. Наоборот, эмбриональная эктодерма
способна реагировать на организующие стимулы
только в течение ограниченного времени, в течение
которого, как будет подробнее показано ниже, опа
имеет определенные способности развития. Это играет
важную и. может быть, даи:е решающую роль в даре-
делении действительного течения диференцировки.
Способность отвечать на действие организатора
известна в Германии как vReaktionsjahigkeit» («способ-
ность к реакции»); в Англии я предложил для нее наз-
вание — компетенция (competence — Уоддингтон, 1932).
Время, в течение которого ткань способна реаги-
ровать на организующий стимул, представляет период
компетенции в отношении данного организатора. Было
неоднократно установлено, что в продолжение этого
периода реагирующая ткань постепенно приобретает
способность продолжать свое развитие в индуциру-
емый орган и после удаления организатора. Измене-
ние потенции обычно выражается в увеличении
процента изолированных кусочков, способных продол-
жать развитие в направлении, обусловленном индук-
цией. Такая определенная, но не фиксированная
тенденция к развитию в известном направлении описы-
валась под названием лабильной детерминации, или, по
немецкой терминологии, —Bahnung (подготовленность).
Она представляет в известном смысле противополож-
ность компетенции, так как по мере приобретения
тканью все более и более сильной тенденции развивать-
ся в определенном направлении, ткань теряет способ-
ность реагировать на организатор, который мог бы
направить ее развитие по какому-либо иному пути.
Постепенно достигается состояние, когда данный тип
развития оказывается окончательно установленным;
если участки реагирующей ткани удалены из сферы
действия организатора и поставлены в новые условия,
то 100% из них развиваются в индуцированный орган,
38 Глава 111
т. е. ведут себя так, как если бы организатор продол-
жал присутствовать. Такая ткань может быть обоз-
начена как полностью детерминированная или, tout
court1, детерминированная.
Понятие детерминации представляет некий абсо-
лют; ткань детерминирована к развитию по определен-
ному пути в том случае, если она во всех положениях,
в каких она вообще может развиваться, действительно
развивается по атому пути. Будучи абсолютным, это
понятие никогда полностью не может быть реализо-
вано на практике. Мы не можем подвергнуть ткань
действию всех возможных условий, которые допускали
бы ее развитие. Но мы в состоянии испытать, детер-
минирована ли ткань по отношению ко всем влияниям,
могущим, как мы считаем, изменить направление ее
диференцировки. Помимо этого, мы не можем требовать
других доказательств ее детерминации. Если имеются
некоторые иные влияния, в отношении которых опа
не детерминирована, то они, очевидно, лежат вне наших
современных представлений, ибо иначе мы бы их испы-
тали. Для чисто практических целей имеется, таким
образом, полная возможность придать представлению
о детерминации определенный смысл.
Однако, прежде чем это понятие можно будет рас-
сматривать, как вполне удовлетворительное, надо устра-
нить еще одну неясность. Гаррисоп (1933) обратил
внимание на то обстоятельство, что ткань Л в один
период онтогенеза может обнаружить сильную тен-
денцию, достигающую степени детерминации в выше-
приведенном смысле, развиваться в данный орган А';
по в некоторый другой, более поздний период этот
орган Л' может быть способен к новому процессу
диференцировки, развиваясь в совсем иной орган В.
Например, на стадии раннего дробления различ-
ные области эмбриона асцидии имеют строго детерми-
нированный путь развития, а во взрослом состоянии
1 Говоря короче.
Лиа.тз действия организатора
органы, возникшие из этих областей, оказываются
гораздо более пластичными; в процессе регенерации
орган может образовать ткань, которую «го эмбрио-
нальный зачаток «-овеем не мог образовать. Отсюда
Гаррисон заключает, что детерминация должна быть
обратима, а следовательно, и термин в значительной
мере теряет свою определенность и ценность.
Если принять за критерии детерминации отношение
к определенным конечным результатам развития, то
построение Гаррисона несомненно оправдано, п детер-
минация должна будет рассматриваться как обрати-
мая. Но поступать таким образом —значит .мыслить
чисто анатомическими понятиями, т. е. полагать, что
все процессы, ведущие к диферепцнровке определен-
ной ткани, например нервной ткани, одинаковы.
Надо думать, однако, что изменения, претерп«?ваемые
оргапообразующями зачатками япца асцидии в то
время, когда они образуют какие-либо органы взрос-
лого животного, весьма отличны от тех, с помощью
которых этот орган образуется из других тканей взро-
слого животного в процессе регенерации. Если же
принять за критерий детерминации отношение к неко-
торому процессу диференцировки, тогда мы должны
говорить о том, что ткань детерминирована проделать
некоторый процесс развития, а не о том, что она детер-
минирована образовать определенный орган. В этом
случае факты обратимости, на которые указал Гарри-
сон, больше не будут иметь отношения к этому вопро-
су. Действительно, обратимость детерминации можно
было признать только в том случае, еелп бы было
показано, что после окончания некоторого процесса
развития ткань могла бы вернуться точно в то же состоя-
ние, в каком она была вначале, и после этого пройти
совершенно иной путь развития. Однако никогда по
было приведено доказательства такой возможности.
Пример путаницы, обусловленной тем. что детер-
минация мыслится в анатомических понятиях, т. е.
в отношении конечного результата развития, а не в фи-
40 Глава III
зико-химическпх понятиях, т. е. в отношении непосред-
ственно происходящих процессов, может быть приве-
ден из работы Шпемана (1938), где он обсуждает по-
нятие детерминации. Он говорит: «Мы теперь обычно
следуем определению, данному много лет тому назад
К. Гайдером, согласно которому детерминация есть
причинная обусловленность будущей судьбы частей
зародыша как возникающая, так и уже возникшая».
Но далее он продолжает следующим образом: «С того
момента, когда часть зародыша, таким образом, содер-
жит в собе самой все специфические факторы своего
дальнейшего развития или, другими словами, когда
она способна развиваться по своему назначению путем
самоднферепцировки (Ру), согласно своему проспек-
тивному значению, мы можем сказать, что она детерми-
нирована1. Если, следовательно, в яйце лягушки на
стадии двух бластомеров один из латеральных бласто-
меров после разрушения второго способен образовать
половинную нейрулу, этот бластомер детерминирован
к образованию половинного зародыша». Однако именно
так не следует говорить, и на самом деле так говорят
немногие. К числу последних относится Браше (1917);
поэтому он и пришел к отрицанию возможности дей-
ствия организатора и изменения судьбы частей в раз-
витии на стадиях, следующих за стадией раннего дробле-
ния яйца лягушки. Но в этом отношении, как это было
ясно доказано работами Шотте (1930) и Шмидта (1933),
он заблуждался.
В действительности, способность массы ткани об-
разовать в процессе своего развития некоторый спе-
циальный орган очень часто не дает никаких указаний
относительно причин, определивших судьбу части за-
родыша, из которой этот орган возник. Это станет
очевидным, если изменить последнюю часть вышепри-
веденного утверждения Шпемана так, чтобы оно отно-
силось к другому, также несомненному факту: «Если
1 Ф. Р. Лилли, 1929,
Анализ действия организатора
41
на стадии яйцеклетки яйцо лягушки способно образо-
вать целую нейрулу, оно детерминировано к образо-
ванию целого». Это утверждение в такой форме абсурдно.
Оно может быть справедливым для яиц с резко выражен-
ной мозаичностью, таких, как яйца асцидий. Наобо-
рот, оно никоим образом не может быть применено
к яйцам амфибий, у которых , как известно, можно полу-
чить двойников или удвоенные части даже на гораздо
более поздней стадии.
Будет бесполезно обсуждать, с точки зрения причин
ной обусловленности, образованно половинной нейрулы
одним из двух первых бластомеров яйца лягушки, на ко-
торое ссылается Шпеман, если мы не рассмотрим процес-
сов, происходящих в период между отделением бласто-
мера и появлением дефинитивных органов. Действи-
тельно, мы знаем, что существо вопроса сводится к тому,
происходит ли реорганизация в области серого серпа,
дающего позднее начало организатору. Обсуждение
наше будет законным и полезным, если степень де-
терминации бластомера мы будем ставить в связь с этой
реорганизацией, а не с более поздним возникновением,
скажем, одного пли двух глаз.
ГЛАВА IV
ЭВОКАЦПЯ
Ме рт вы и о рганизато р
Как только было открыто, что инвагинировавшая
мезодерма оказывает индуцирующее действие на рас-
положенную над ней эктодерму, возник соблазн рас-
сматривать это действие как химическое. Но факты,
относящиеся к индивидуации, па которые мы указы-
вали в предыдущей главе, казалось, создавали извест-
ные трудности для этой гипотезы. До тех пор, пока
действие организатора мыслилось как один неразрыв-
ный комплекс, было трудно представить, как опоможет
быть сведено к единичной химической реакции. Неко-
торые авторы, действительно, были склонны видеть
в организаторе последнее убежище, где может укрыть-
ся дрпшевская энтелехия. Шпеман и его школа, не
признававшие никаких различий между эвокдцией
и индивидуацией, подходили к вопросу о возможной
химической природе организатора с большей осто-
рожностью. Маркс (1931) показал, что организатор
активен и индуцирует нервную ткань после обработки
его наркотиками. Шпеман (19316) показал, что актив-
ность организатора сохраняется после его раздавлива-
ния, когда разрушалось клеточное строение, ио отмечал
ошибочно, как позднее выяснилось, что если поврежда-
лись и ядра, то индукция не могла быть получена.
Лишь в конце 1932 г. было ясно показано, что орга-
низатор может индуцировать и после того, как он
убит. Сообщение об этом открытии было сделано сов-
местно Шиеманом, Баутцманом, Гольтфретором и Ман-
гольдом (1932), работавшими на тритоне в Германии,
и непосредственно за этим было подтверждено У од
дпнгтоном (1933а, 19346), одновременно и незави-
Эпоксщия 43
симо от них получившим доказательство того же факта
на цыпленке.
Из немецких исследователей наибольший успех
был достигнут Гольтфретером, описавшим индукции
тканями, убитыми нагреванием, замораживанием, вы-
сушиванием или погружением в органические раство-
рители. Удачные результаты были получены Шпеманом
при помощи ткани, убитой спиртом, Баутцманом—по-
средством ткани, убитой нагреванием. Мангольд опи-
сал индукцию, полученную путем имплантации кусочка
агара, * на который предварительно накладывалась
индуцирующая ткань; в целой серии его опытов от-
мечен только один удачный случай, причем и тут индук-
ция была слабой п пе вполне удовлетворительной,
так что наличие у индуцирующего вещества способ-
ности диффундировать в водной среде следует при-
нимать лишь с большой осторожностью; было бы очень
я еяательно повторение атого опыта. В удачных слу-
чаях Уоддингтона на цыпленке ткань организатора
была убита нагреванием.
Во всех этих опытах физические свойства ткани
организатора были сильно изменены умерщвляющими
агентами, и поэтому очень трудно было предполагать,
что индуцирующие стимулы действуют в силу наличия
специфических физических свойств. Наоборот, пред-
ставление о химической природе стимулов соответ-
ствовало фактам. Таким образом наметился путь для
изучения химической природы реакции индукции.
Однако, прежде чем перейти к рассмотрению прове-
денных химических исследований, надо подчеркнуть,
что процесс, с которым эти исследования имеют дело,
но исчерпывает собой всего явления индукции, но состав-
ляет только ее часть, определенную нами, как эво-
кацпя. Это станет совершенно очевидно, если мы вспом-
ним, что живом организатор состоит из различных
частей, с различными региональными свойствами, тогда
как имнлаитпроваипые массы предварительно обра-
ботанных веществ гомогенны. Более подробное обсу-
ждение этого вопроса будет перенесено в одну из следу-
ющих глав (стр. 147); здесь мы должны только отметить,
что объектом химических работ служит вещество
эвокатор, а не вещество «организатор».
Несколько слов следует сказать о технике иссле-
дования, применяемой в химических работах, и о кри-
териях успеха. Понятно, что, работая с неживым мате-
риалом, невозможно пользоваться классической тех
никой трансплантации. Но известно, что шарик, вне-
севный в бластоцель равней гаструлы, обычно увле-
кается инвагинирующей тканью и прижимается к ниж-
ней поверхности эктодермы. Участки живого орга-
низатора, имплантируемые таким способом, оказывают
индуцирующее действие в большом проценте случаев;
этот же метод был использован и в первых опытах,
доказавших активность убитых оганизаторов. Таким же
образом поступали и с химическими веществами, под-
лежащими исследованию. Для этого в первую очередь
необходимо было придать им форму небольших плот-
ных кусочков, что обычно делают, растворяя или эмуль-
гируя их в каком-либо подходящем веществе; для этого
часто пользовались агаром или чистыми триглицери-
дами, но наиболее пригодным оказался метод эмуль-
гирования в яичном белке с последующей коагуляцией
его нагреванием. Однако есть основание думать, что
трудность диффузии жирорастворимых веществ из та-
кого желе или степень их дисперсии внутри желе могут
быть важными факторами, сказывающимися отрица-
тельным образом на возможности получения индукций.
Дюркен (1935) и Рейт (1937) предположили, что частич-
ное или временное подавление способности к эвокации,
вызываемое в организаторе облучением ультрафио-
летом, может зависеть от понижения проницаемости
клеток для вещества-эвокатора, которое в таком случае
оказывается замкнутым в них.
Были поставлены обширные исследования по
имплантированию веществ «носителей» (агара, белка)
в чистом виде, В тех случаях, когда какое-либо веще-
Эвокация 45
ство средней плотности приходит в контакт с внутрен-
ней поверхностью эктодермы, могут возникнуть различ-
ные разрастания, и иногда эти разрастания бывают
очень значительны. Гистологически они состоят из
массы эпителиальных клеток, приближающихся по
форме к кубической, и очень отличаются по внешнему
виду от типичной нервной ткани. IIаличие такой эпители-
альной массы явно указывает на отрицательный резуль-
тат, не дающпй и намека на нейральную эвокацию.
В случае удачной индукции возникает не вызывающая
сомнений, хорошо дпференцированная нервная ткань.
Она образует полую трубку, стенки которой состоят
из высокого столбчатого эпителия с удлиненными
ядрами; поверхностный эпидермис над ней часто при-
поднят и имеет строение типичного двуслойного эпи-
дермиса. Эти два легко поддающиеся определению
результата представляют, однако, два полюса неполно-
го ряда, и между ними имеются некоторые проме-
жуточные типы тканей, толкование которых более
сомнительно.
В некоторых случаях может быть обнаружена гисто
логически нормальная нервная ткань, не образую
щая трубки и, невидимому, возникшая не путем свер-
тывания нервной пластинки, а диференцировавшаяся
на месте из нижней части эктодермы. Гольтфретер
(1933а) показал, что индукция такого типа возможна
в случаях применения живого организатора и что
индуцированные ткани в последующем развитии обра-
зуют органы, нейральная природа которых не может
быть поставлена под сомнение; кроме того, можно
легко найти случаи, когда масса индуцированной ткани
представляет у одного конца типичную нервную плас-
тинку, постепенно переходящую у другого конца
в такую «скрытую» нервную ткань. Такой результат
приходится, следовательно, рассматривать как поло-
жительный, и ткань считать за истинную нейральную
ткань, несмотря на неправильный путь ее возникно-
вения. Однако трудно определить, где надо провести
46 Глава, 1V
границу при рассмотрении такого типа образований.
Массы ткани, kctojhp, как лы только что убедились,
должны, несомненно, [aces атриваться как нейральные,
образуют пластинки толщиной в несколько клеток,
и ряды их удлиненных ядер заставили дать ем незна-
ние «палисады». Менсе четко выраженные палисады,
обычно толщиной только в одну клетку, часто можно
найти в глубоких слоях пролиферировавшей эктодер-
мы, где они образуют слой немного удлиненных кле-
ток, лежащих в непосредственном соседстве с имплан-
татом (см. Веймайер, 1934, рис. 15). Эти слабо выражен-
ные палисады не следует считать эквивалентными
нервной ткани, и совершенно неправильно определять
их как «нервные пластинки» (Барт и Графф, 1938).
Возникает, однако, вопрос, всегда ли они указывают
на присутствие известного рода хотя бы и слабых сти-
мулов, вызывающих эвокацию?
Некоторым доказательством этого может служить
тот факт, что они встречаются более часто и лучше раз-
виты в тех сериях опытов, где часть имплантатов
индуцировала несомненную нервную ткань. С другой
стороны, частота их гознпкновенв’Я в большой степе-
ни зависит от «реактивности» отдельных партий яиц,
употребляемых в опыте; партии яиц, обнаруживающие
выс окий процент удачных индукций, показывают и вы-
сокий процент образования палисадов. Б наиболее
«реактивных» япцах палисады могут появляться под
влиянием материала, используемого в виде среды для
имплантата, такого, как агар, белок и др. Это, есте-
ственно, не позволяет «‘читать положительными те
случаи, в которых имело место образование лишь пали-
садов. Однако заметное увеличение частоты возникно-
вения палисадов по сравнению с контролом часто
может служить полезным указанием на то, что при
дальнейших исследованиях может быть удастся полу-
чить хорошую индукцию.
Исследование химической природы эвокатора с по-
мовцью только что рассмотренных методов было начато
Эвокация
непосредственно вслед за открытием активности убитых
организаторов. Ряду исследователей, включая Гольт-
фретера, Шиемана, Фишера и Веймайера, Уоддинг-
тона, Нидхэма и Нидхэм, удалось приготовить актив-
ные, свободные от клеток экстракты. Это были, в пер-
вую очередь, необработанные водные экстракты или
центрифугаты, недостаточно чистые для того, чтобы
можно было что-нибудь сказать о химической природе
активного вещества.
Когда были использованы более тонкие методы,
различные группы работников получили различные
результаты. Первое предположение относительно хими-
ческой природы эвокатора было высказано Фишером
и Веймайером (1933а; ср. Вурдемаи, 1933), полагавши-
ми, что эвокатором является гликоген. Однако было
показано, что активность гликогена обусловлена загряз-
ненностью препарата. Уоддингтон, Нидхэм и их
сотрудники (Нидхэм, Уоддингтон и Нидхэм, 1934;
Уоддингтон, Нидхэм и др. 1935а, б; 19366) сообщили,
что активный эвокэтор удалось найти в осажденной
дигитонином и неомыляемой фракции его эфирной
вытяжки; они получили также индукцию двумя, а воз-
можно и тремя различными синтетическими поли-
циклическими углеводородами, близкими к стеролам.
Фишер и его сотрудники согласились с неправильно-
стью своего первоначального предположения о том,
что эвокатором является гликоген, и признали актив-
ность эфирной вытяжки. Но они обнаружили активную
субстанцию в омыляемой фракции; им удалось полу-
чить индукции также некоторыми синтетическими вы-
сокомолекулярными жирными кислотами, аденило-
вой кислотой из мышц и нуклеопротеиновыми препара-
тами (Фишер, Веймайер и др., 19336, 1935).
Вначале обе группы исследователей приписывали
действие эвокатора нескольким различным соедине-
ниям, но в каждом случае соединения эти мыслились
химически близкими друг другу; фрейбургская школа
приписывала действие органическим высокомолеку-
^8 Глава П
лярным кислотам, а кембриджская школа склонялась
к признанию активности стеролоподобных соединений.
Но в действительности положение оказалось еще более
сложным, что обнаружилось, когда Уоддингтон, Нид-
хэм и Браше (1936а) показали, что эвокация может
быть вызвана также при помощи метиленовой синьки—
соединение, которое не могло подойти ни под одну из
рассматриваемых в то время категорий и которое, кроме
того, наверняка, не относится к веществам, связанным
с действием организатора в нормальном развитии. По-
пытки установить природу эвокатора должны, следо-
вательно, исходить из того основного факта, что эво-
кация может быть вызвана несколькими соедине-
ниями, коренным образом отличающимися одно от
другого.
Специфичность эвокатора
Первый вопрос-, который должен быть рассмотрен,—
это, существует ли вообще эвокатор. Можно про-
вести аналогию с исследованием искусственного пар-
теногенеза. Напомним, что все попытки идентифи-
цировать специфические вещества, ответственные за
активацию яйца, вызывавшуюся разными методами,
окончились неудачей. Отсюда было сделано заклю-
чение, что не имеется единой специфической актива
рующей субстанции. Сходным образом можно пред-
полагать, что проявление компетенции эктодермы
гаструлы сдерживается таким слабым тормозом, что
любой из многочисленных стимулов достаточен, чтобы
устранить его.
В связи с этим предположением в первую очередь
следует ответить, что эктодерма, если проявление ее
компетенции и сдерживается только слабым тормозом,
тем не менее может, в отличие от яйца, развиваться
не только в одном направлении. Имплантированный
белок, пли триглицериды, содержащие определенные
стеролы, могут быть стимулами, вызывающими зна-
чительную пролиферацию, при которой совершенно
Эвокация
49
отсутствует образование нервной ткани. Более того,
Чуангу (1938) удалось путем имплантации мертвых
тканей индуцировать в эктодерме образование мезо-
дермальных структур. Следовательно, должна быть не-
которая специфичность в химическом стимуле, вызы-
вающем нейральную диференци ровку. Остается, однако,
вопрос, насколько велика эта специфичность. Очень
легко представить себе слабо сбалансированную систе-
му, которую любой из большого количества факторов
может сдвинуть в одном направлении, любой фактор
из другой группы—во втором и, может быть, любой
из какой-либо еще группы—в третьем. Известные до
сих пор факты, конечно, не позволяют утверждать,
что состояние эктодермы нельзя охарактеризовать
таким образом, но имеется ряд оснований, в силу кото-
рых, в приложении к данному случаю, эта гипотеза
представляется мало обещающей.
Мы в состоянии еще, пожалуй, примириться с невоз-
можностью открыть какое-либо специфическое веще-
ство, ответственное за партеногенетическую актива-
цию яйца, так как мы знаем, что в норме эта активация
осуществляется сперматозоидом. Но если допустить,
что эвокация может быть вызвана неспецифическими
стимулами, тогда мы останемся в полном неведении
относительно того, что происходит в нормальном раз-
витии. Мы знаем, что мезодерма оказывает некоторое
химическое воздействие на расположенную над ней
эктодерму; конечно, нельзя допустить, что это стиму-
лирующее вещество различно в различных яйцах
одного и того -же вида, а если это так, то тогда должно
существовать нормальное вещество—эвокатор. Если
мы, однако, примем гипотезу о неспецифических сти-
мулах, то мы должны будем примириться с отказом
от познания того, каково нормальное вещество, и, на-
сколько я могу видеть, отрежем себе все пути, какие
могли бы привести к его обнаружению.
Кроме того, неспецифические стимулы вообще обыч-
но не используются животными в их физиологических
50
Глава If
систолах. Трудно придумать какой-либо пример сти-
мула, нормально участвующего и жизнедеятельности
организма, который был бы химическим и в то же время
иеспецифпчным. Образование раковых опухолей, дей-
ствительно, может происходить под действием стимулов,
создаваемых различными химическими веществами,
по трудно считать такое явление типичным для нор-
мальных биологических стимулов. За начало развития
в норме ответственен не химический стимул, точно так ще
как и в случае нервного раздражения. Течка может
быть вызвана несколькими различными веществами,
но ощт, видимо, химически ро^гвенны, так что воз-
никает сомнение, допустимо ли называть их неспе-
цифи чес. кими. Среди растений стимуляция роста
(auxin stimulus) может производиться двумя очень
различными группами веществ, истинными ауксина-
ми и ипдолалпфатпческпми кислотами, по этого вряд
ли достаточно, чтобы считать эти стимулы «неспе-
цифичными». Действие ауксинов представляет спе-
циальный интерес, так как ответ в этом случае, подоб-
но ответу на эвокацию. может быть вызван такими
«нефизиологическими» стимулами неспецифического ха-
рактера, как кислоты, что объясняется вторичным дей-
ствием этих стимулов на «связанный» ауксин, всегда
имеющийся в растении. Ниже мы высказываем пред-
положение, что подобное объяснение годится и для
действия кислот и сходных веществ в тех случаях, когда
они выступают в роли эвокаторов в развитии амфибии.
При вТйуогтвенгцш партеногенезу активирующим
стимул, поскольку он вообще поддается определению,
можно охарактеризовать, как фактор, вызывающий
слабый цитолиз поверхности япца. Некоторая пута-
ница была вызвана тем, что явления эвокации также
могут включать в себя цитолиз, п это было принято
как дальнейшее подтверждение предполагаемого парал-
лелизма между партеногенезом и эвокацией (Барт, 1939).
Но в реакции, обусловленной организатором, цито-
лиз включен на этапе, более удаленном от конеч-
Эиокаиия
ного результата, и, кроме того, включен таким образом,
что, невидимому, невозможно будет когда либо прове-
рить его прямое действие как эвокатора. Гольтфретер
(19336) сделал очень важное открытие, что настп гаст-
рулы, но способные к эвокацип, будучи цитолизнрованы
или убиты любым способом, становятся эвокаторамп.
Такпм образом, цитолиз сообщает цитолизированпой
ткани способность к эвокацип, что, конечно, очень
отличается от того, что происходит при партеногенезе,
где цитолиз, поводимому, служит действительнылг
стимулом, вызывающим развитие. У пас нет данных
в пользу того, что цитолиз может действовать как
прямой стимул к эвокации, и очень трудно представить
себе, как такие данные обнаружить, так как в тех слу-
чаях, когда эвокация и цитолиз сопутствуют друг другу,
всегда можно утверждать, что процесс цитолиза охва-
тил некоторые клетки, вследствие чего они приобрели
способность к эвокацип неповрежденных соседних
клеток.
Попытки получить эвокацию при помощи цптоли
зирующих агентов по дали многого для подтвержде-
ния гипотезы, что цитолиз может действовать не-
посредственно. Хотя в некоторых случаях индукции
и были получены, но они наступали не часто, и инду-
цированные образования обладали небольшими
размерами. Барт (1938) сообщил о результатах
опытов с кислотами и щелочами и такпм цито-
лизирующим агентом, как дигитонин. Однако им были
получены только палисады. Как было отмечено выше,
возникновение этих утолщений само по себе пред
ставляет ненадежное доказательство наличия поло-
жительного результата. И это относится особенно к
случаям, подобным данному, когда отсутствует соответ-
ствующий контроль. Окада (1938а, б) сообщил об
индукциях, полученных при помощи механических
раздражителей, таких, как кремнезем и др. Он объяс
няет эти результаты цитолизирующим действием им-
плантата на некоторые клетки. Часть его рисунков
52
Глава IV
недостаточно убедительна, так как они, невидимому,
изображают случаи, когда инвагинирующая мезодер-
ма хозяина оказалась расщепленной механическим
препятствием и индуцировала в двух местах. Но
другие, изображенные на рис. 4, невидимому, служат
хорошим доказательством истинной индукции. Из
этих фактов можно опять заключить, что эвокация
происходит очень редко и к тому же бывает слабо
выраженной. Остается непонятным, почему это должно
быть так, если цитолиз является непосредственным сти-
мулом, вызывающим эвокацию. Методы искусственного
партеногенеза, использующие цитолиз, часто в боль-
шом проценте случаев дают положительный резуль-
тат. Трудность получения эвокации гораздо легче
понять, если предположить, что цитолизирующие агенты
действуют хорошо известным способом, а именно, уби-
вают некоторые клетки и этим дают возможность
проявиться активному эвокатору, так как тогда мы
сталкиваемся с необходимостью подбирать дозу, ко-
торая убивала бы достаточное число клеток, не пов-
реждая их соседей настолько, чтобы они лишились
своей компетенции к реакции.
Природа эвокатора
В поисках других возможностей объяснения, помимо
Гипотезы неспецифических стимулов, мы должны рас-
смотреть три различных способа эвокации: живым
организатором, мертвыми тканями-неорганизаторами
я различными химическими веществами. Из химиче-
ски чистых веществ только одно, вернее, только одна
группа химически родственных веществ может быть
сравниваема с нормальным эвокатором, ответственным
за действие живого организатора. Остальные вещества
должны действовать вторично, через посредство пер-
вого. Наиболее простая гипотеза относительно такого
вторичного действия заключается в том, что эти веще-
ства заставляют ткань, на которую они действуют,
Эвокация 53
выделять нормальный эвокатор. То же может отно-
ситься и к действию мертвых неоргаиизаторов: про-
цесс умерщвления обусловливает образование в них
или нормального эвокатора, или некоторых веществ,
действующих как вторичные эвокаторы по только что
упомянутому способу.
7'акая гипотеза, постулирующая наличие только
одного непосредственно действующего нормального эво-
катора и некоторого количества других вторичных эво-
каторов, действующих косвенно, вызывая образова-
ние первого, действительно, имеет то преимущество,
что она объясняет все явления, не нуждаясь в посту-
лировании неспецифических стимулов, по она страдает
тем недостатком, что ее трудно проверить. Однако
можно отметить ряд соображении, которые, если и не
представляют доказательства правильности гипотезы,
то, по крайней мере, показывают ее вероятность.
Так, имеется серьезное доказательство в пользу
того, что нормальный эвокатор легко может быть об-
разован в неиндуцирующей эктодерме гаструлы. На-
пример, Шпеман и Гайниц (1927) показали, что если
кусочки эктодермы посадить в область губы бласто-
пора, то они инвагинируют вместе с мезодермой. Когда
после этого они были исследованы, то обнаружилось,
что пересаженные кусочки приобрели способность
к эвокации. Это легче всего толковать в том смысле,
что эктодерма образует внутри себя эвокатор. Если
вспомнить, что не обладающая организующим дей-
ствием эктодерма и обладающая им мезодерма пер-
воначально представляют части крыши бластулы
и непосредственно переходят одна в другую, будучи
разделены только границей инвагинации, линией
столь же условной, как п земной экватор, то
тогда кажется вполне вероятным, что одна из них
может превращаться в другую. Но такое объяс
нение ни в какой мере не убедительно. Можно пред
полагать, что приобретение инвагпнпровавшей акте
дермой способности к эвокации в опыте Шпемана
и Гайница обусловлено просто диффузией эвокатора
из окружающих тканей, а не образованием его внутри
эктодермы, хотя, если бы это было так, то тогда было
Р п с. 3. Схема, иллюстрирующая прямую и непрямую ин-
дукцию. Справа вверху—дорзальная губа бластопора dlbp; здесь
освобождается связанный эвокатор (Е), образуя активный рво-
катор Е. который диффундирует в лежащую вверху презумптив-
ную нервную пластинку рпр п вызывает неЛрадьную реакцию К.
Слева внизу -химическое вещество X в бластоцеле Ыс может
действовать прямо на вентральную эктодерму го, вызывая ней-
ральную реакцию d, пли может действовать на связанный
увокатор (Е), превращая его в свободный эвокатор Е, который
в свою очередь вызывает R. Из Шена.)
бы пенено, почему трансплантат сам не диферешдирует-
ся в нервную ткань. Сходным образом, врособноств
к гомогенетнчгч-кой индукции, которая в нервной
пластинке возрастает до .мерс тоге», как опа становится
детерминированной, может быть обусловлена или
образованием эвокатора внутри нервной пластинки
или диффузней эвокатора в нее; но опять имеются не-
которые основания для предпочтения первой гипотезы,
так как способность к эвокацнп в нервной пластинке
столь сильна, что сомнительно. можно ли ее
пол посты-) объяснить диффузной.
Гипотеза активации эвокатора. к которой нас при-
вело рассмотрение опытных данных,—это только част-
ный пример приложения более общей теории, к которой
мы могли бы притти, исходя из априорных соображе-
ний. Эта теория заключается в том, что во время пере-
хода от обладающей компетенцией эктодермы к детер -
минированной нервной ткани происходит целый ряд
реакций в сложной системе реагентов и что развитие
может быть направлено по нейральному пути как
воздействием на различные звенья цепи последователь-
ных реакций, так, может быть, и путем изменения
концентрации каких-либо реагирующих веществ. Толь-
ко что были установлены два последовательных эта-
па: освобождение или активация эвокатора и его
действие на эктодерму после того, как он диффунди-
ровал в нее. Мы но знаем исчерпывающим, образом,
какие химические реакции действительно происходят
на том или ином из этих этапов, и должны допустить
возможность нескольких" путей освобождения эвока-
тора; некоторые данные по этому поводу будут рассмот-
рены ниже (стр. 64). Кроме того, мы очень мало знаем о
том, какие изменения эвокатор вызывает в эктодерме,
когда он достигает ее. Ясно, что в этой связи концепция
химических стимулов, считать ли их специфическими
или неспецифпческими, совершенно недостаточна. Если
мы имеем дело с простой, крайне быстрой реакцией,
такой, как нервное раздраженно, может быть при-
менено понятие стимула. Но рассматривая, эвока-
цию, мы пытаемся реально определить условия,
когда комплексная смесь избирает одно направле-
ние реакции предпочтительнее, чем другое; причелг
сами эти реакции пи в какой мере не относятся к про-
стым, а включают согласованный ряд синтезов разлпч
ных клеточных белков, равно как и расположение
этих веществ в виде характерных гистологических
структур. Я думаю, что ни один химик и<> стал бы при
менять термин «стимул» по отношению к органическим
синтезам; такая формул»ровна могла бы только затем-
56 Глава П'
нить необходимость выяснения условий, при которых
происходят различные синтезы, и того, что является
действительно решающим моментом в действии так
называемые стимулирующих веществ.
Мы видели, что в действительности несколько раз-
личных групп химпчеоких соединений могут осуще-
ствить эвокацпю. Одна только формулировка гипоте-
зы, согласно которой эвокация является ответом
на специфический стимул или па небольшую груп-
пу стимулов, не дает нам возможности решить,
какое из этих соединений будет специфическим эво-
катором. Никакие гипотезы по могут сделать экспе-
риментальные данные более определенными, чем они
есть в действительности. Но в связи с принятием этой
гипотезы вопрос об идентификации эвокатора приоб-
ретает большое значение и требует обсуждения.
Соединения, о которых идет речь, это стерольная
фракция тканевых экстрактов, канцерогенные и
эстрогенные углеводороды, жирные кислоты и нуклео-
протеины, исследованные Фишером, а также и ке-
фалин и дигитонии, исследованные Бартом. Если срав-
нить концентрации, в которых эти вещества применя-
лись, то ясно, что они очень сильно отличаются друг от
друга. Стерольная фракция, например, активна при
столь низкой концентрации, как 0,1 .иг на кубический
сантиметр, что соответствует дозе приблизительно
0,06 мг па килограмм сырого веса. Шен (1939) произвел
очень точное исследование активности водорастворимой
натриевой соли эндоянтарной кислоты 1:2:5: 6-дибен-
зантрацена и установил максимум активности при дозе
0,25 мг на килограмм; однако заметная активность
имелась уже и при значительно более низких дозах
(рис. 4). Активность большинства веществ других
типов много ниже; жирные кислоты и кефалин употреб-
лялись в концентрации 5%, что соответствует1 дозе
в 3150 мг на килограмм, тогда как доза нуклеопроте-
1 Приводимые пи/ке числа даны в статье Шена неправильно.
Эвокация
инов, употреблявшихся без разведения, составляла
около 62,5 X 10s мг на килограмм. Только дигитонин
имеет сравнимую активность, около 0,05%, или дозу
Рис. 4. процент индукции и объем индуцированной nepi»
ной трубки при различных дозах (в мех 10‘3 на зародыш)
натриевой соли эндоянтирной кислоты 1:2:5: 6-дибензантра-
цена. х—общий процент индукций, ©—нервные трубки, о—пали-
сады. (Ив Шена.)
31,5 мг на килограмм (Барт, 1937;'Барт и Графф, 1939).
Даже при этой дозе, которая несколько выше дозы,
необходимой для веществ типа стероидов, активность
58 Глава 1F
их много слабее,—индукции представляют только
слабые палисады, нейральная природа их не яв-
ляется несомненной. Но если даже допустить актив-
ность дигитонина в этой концентрации, то тот факт,
что он является хорошо известным цитолизирующим
агентом, заставляет определенно предполагать, что
его действие будет непрямым и что он освобождает
в эктодерме ее собственный эвокатор.
Таким образом, мы приходим к прежнему выводу,
что стероидные вещества — наиболее активные эвока-
торы, и мы можем, следовательно, выдвинуть рабо-
чую гипотезу, согласно которой они действуют «пря-
мое, будучи, вероятно, столь же близкими к есте-
ственному эвокатору, как к естественному половому
гормону. Интересно отметить, что упомянутая выше
оптимальная доза стероидного эвокатора предста-
вляет величину того же порядка,, что и доза естествен-
ного полового гормона.
Вещества, определяемые как стероиды, образуют
замечательную группу биологически активных ве-
ществ, включающих стеролы, эстрогенные и канцероген-
ные вещества, сердечные яды, витамин D, колхицин
и многие алкалоиды. Между различными проявле-
ниями активности этих соединений имеется, вероят-
но, какая-то, еще неизвестная нам, зависимость,
так как не только многие члены этой группы произ-
водят одни м тот же эффект, по п одно и то же веще-
ство может оказывать различное действие. Так, с одной
стороны, известно несколько эстрогенных веществ
и, с другой,—некоторые соединения являются одновре-
менно эстрогенными и канцерогенными. Нидхэм (1936)
символически представил эти отношения в виде диа
граммы, где различные действия, такие, как канцеро-
генное, эстрогенное и т. п., изображены в виде пере-
секающихся кругов на поле, по которому рассыпаны
различные соединения.
Эвокация тоже может быть изображена в виде тако
го круга. Недавно были произведены исследования
Эвокац ил 59
большого количества этих соединений как на тритоне
(Уоддингтон, 1938а), так и па цыпленке (Аберкром-
би, 1939). И у того, и у другого эвокация была полу-
чена при помоши нескольких веществ. Однако хо-
рошо выраженную способность к эвокации обнаружили
только вещества активные и в других биологических
реакциях. Наиболее сильным действием из веществ,
неактивных в других отношениях, обладал нафталеп,
но препарат его был недостаточно очищен, и обнару-
женная активность могла зависеть от нечистоты пре-
парата. Слабое проявление способности к эвокации
было обнаружено и у некоторых других, биологиче-
ски мало активных веществ, таких, как антрацен.
Заслуживает внимания также, что водорастворимая
натриевая соль вндоянтарной кислоты дибензантрацена
обнаруживала значительно более высокую активность,
чем сам нерастворимый в воде дибензантрацен, испы-
тывавшийся вначале. Делая необходимую скидку на
возможные различия .между двумя партиями яиц,
употреблявшихся в различных исследованиях, все же
следует признать, что различие в активности совершен-
но реально. Возникает предположение, что трудность
диффузии жирорастворимого вещества из применяемых
эмульсий может быть важным фактором в этих иссле-
дованиях.
Способ действия членов «стероидной» группы веществ
неизвестен. Некоторые из них, такие, как есте-
ственно встречающиеся в организме эстрогены, веро-
ятно, имеют «прямое» влияние на химические процес-
сы, происходящие в реагирующей ткани, такой, на-
пример, как слизистая влагалища. По крайней мере,
этот случай может служить примером того, что мы по-
нимаем под прямым влиянием в этом контексте. Дру-
гие эстрогенные вещества, прежде чем оказать дей-
ствие, может быть, превращаются в эстрины. Сходным
образо.м канцерогенные вещества могут иметь прямое
действие или превращаться в организме в вещества,
Имеющие прямое действие, или. наконец, освобождать
60
Глава IV
вещества, присутствующие в тканях в неактивном
состоянии. На эти вопросы нельзя ответить, пока мы не
будем знать что-либо о природе химических изменений,
происходящих во время тканевых реакций, наблю-
даемых при эстрогенезе и канцерогенезе. Что касается
эвокатора, то согласно гипотезе специфического сти-
мула, которую мы обсуждали, надо предполагать,
что нормальный эвокатор действует «прямо» в том
же смысле, что и нормальные эстрогенные факторы,
тогда как другие «стероидные» эвокаторы имеют такое
же отношение к нормальному эвокатору, какое стеро-
идные эстрогены— к нормальным эстринам.
Заслуживают упоминания еще два следующих фак-
та, относящиеся к эвокатору, хотя ни один из них не
позволяет сделать определенное заключение о его
химической природе. Во-первых, Гольтфретер (19346)
показал, что эвокация может быть получена посред-
ством самых различных тканей, взятых от самых раз-
личных представителен животного царства—от мле-
копитающих до кишечнополостных включительно. Ему
не удалось получить индукцию растительным мате-
риалом, а более поздние указания на активность рас-
тительных тканей, судя по опубликованным данным,
вызывают некоторые сомнения (Рагозина, 1937; Той-
вонен, 1938а). Если все эти индукции обязаны дей-
ствию нормального эвокатора, тогда он должен быть
очень широко распространенным веществом. Однако
нет оснований предполагать, что тут всегда действует
нормальный эвокатор. В большинстве случаев ткани
были убиты перед имплантацией, во многих других
случаях они должны были испытывать некоторые деге-
неративные изменения в течение периода, непосред-
ственно следующего за имплантацией. Следовательно,
в них могли освободиться такие вещества, как кисло-
ты, действующие как вторичные эвокаторы.
Гольтфретер (1934а) показал также, как исключи-
тельно трудно лишить ткань эвокатора ее активности
путем экстрагирования водой или жирорастворите-
Эвокация 61
лями. Это может зависеть или от тесной связи между
жирорастворимым эвокатором и некоторым другим
веществом, таким, как гликоген или белок, или же от
освобождения в процессе экстрагирования соедине-
ний, способных действовать как факторы, освобо-
ждающие эвокатор. По этому поводу нельзя притти
к какому-либо определенному заключению, поскольку
остается открытым так много возможностей. Несом-
ненно, однако, что из того обстоятельства, что ткань, экс-
трагированная определенными растворителями, не теряет
способности вызывать эвокацию. нельзя сделать вывода,
что эвокатор не растворяется в этих растворителях.
Индукции, полученные при помощи белков, тре-
буют специального рассмотрения. Со времени первых
химических исследований было известно, что индукция
может быть получена при помощи некоторых неочи-
щенных препаратов, таких, например, как водный
слой центрифугата эмбрионального материала, а также
фракция, остающаяся после экстрагирования тканей
эфиром. Но возможность присутствия следов эфиро-
растворимых веществ в таких препаратах не исклю-
чается, и неясно, зависит ли возникновение индукции
от действия самих белков. Далее Барт (1939; Барт
и Графф, 1938) получил индукции сравнительно нечи-
стыми белковыми экстрактами и указал, что фракция,
остающаяся после экстрагирования эфиром и содержа-
щая белок, дает большие и лучшие индукции, чем
эфирные вытяжки. Однако это, по меньшей мере,
сомнительно, особенно если исключить влияние различ-
ной способности к диффузии путем сравнения бел-
ковых экстрактов с водорастворимыми веществами,
родственными эфирорастворимым углеводородам, та-
кими, как натриевая соль эпдоянтарной кислоты
дибензантрацена.
Однако возможность того, что белки способны
действовать как эвокаторы, стала гораздо более веро-
ятной в связи с двумя новыми открытиями. Одно из
них состоит в том, что определенные препараты яично-
62
го белка могут быть сильными эвокаторами даже после
перекристаллизации, тогда как другие препараты дают
определенно отрицательные результаты (Шен, не опуб-
ликовано). Второй ряд фактов был открыт Браше
и Рапкиным (1939), установившими, что определен-
ные белки, неактивные в нативном состоянии, могут
стать эвокаторами, когда их SH группы пе связаны.
Далее авторы сообщают, что они могли подавить раз-
витие эктодермы в нервную ткань даже в присутствии
организатора, контролируя ее окислительно-восста-
новительное состояние. Еще слишком рано обсуждать
эту работу в деталях, так как но все ее данные прочно
установлены. Например, не вызывает сомнений, что
некоторые препараты яичного белка неактивны даже
после кипячения, хотя такая обработка должна была
бы освобождать все сульфгидрильные группы. Тем
не мепее эта линия работ—одна из наиболее привлека-
тельных, и она уже намечает путь к познанию того,
что действительно происходит в процессе эвокации.
Кажется невероятным, чтобы сульфгидрильная группа
белка могла действовать косвенным образом, как высво-
бождающий фактор (unmasker)- наоборот, гораздо
более вероятно, что она сама высвобождается (product
of unmasking). Чрезвычайно важно глубже изучить
отношения между сульфгидрильной группой и други-
ми эвокаторами, а именно, стероидами, действующими,
невидимому, непосредственно. Это—одна из первооче-
редных задач, стоящих в настоящее' время в области
исследования химической эвокацип.
Активация эвокатора
Гипотеза о том, что некоторые из вызывающих
эвокацию веществ действуют вторично, высвобождая
естественный эвокатор, первоначально была предло-
жена на том основании, что неспособная к эвокации
ирезумптивная эктодерма с большой легкостью может
Эвокация
быть превращена в организатор. Развивая эти пред-
ставления, естественно поставить вопрос: не встреча-
ются ли сходные процессы и при нормально') развитии,
имеется ли в области бластопора некий механизм,
высвобождающий в этой ткани эвокатор?
Первым следствием такой постановки вопроса была
длительная, но успешная стрельба вслепую. Утвер-
ждение Чадльда и многих последующих авторов отно-
сительно важности дыхательного метаболизма для
морфогенетических процессов подсказывало допуще-
ние. что высвобождающим механизмом могут быть осо-
бенности дыхательного метаболизма. Это допущение,
однако, было неточным, ибо рассматриваемое нами
явление ни в каком смысле не может считаться анало-
гичным тем, с которыми имеет дело теория Чайльда.
Все же это допущение казалось достаточно правдо-
подобным, чтобы побудить к постановке опытов по
влиянию дыхательных катализаторов па презумптив-
ную эктиирму. Исходя из этих соображений, впер-
вые и был предпринят опыт культивирования таких
тканей в метиленовой синьке. Как уже указывалось,
обнаружение наличия эвокации в этих случаях послу-
жило окончательным доказательством того, что эво-
кация может быть получена под действием большого
числа различных соединений.Таким образом, гипотеза
активации эвокатора, обсуждавшаяся в предыдущем
отделе, была высказана не после обнаружения ряда
трудно объяснимых фактов, а наоборот, предшество-
вала и предсказывала открытие этих фактов.
То обстоятельство, что эвокация может быть выз-
вана при помощи метиленовой синьки, хотя и обна-
деживало, все же не могло служить решающим аргу-
ментом. Во-первых, необходимо показать, что в обла-
сти организаторов действительно имеется особый
дыхательный метаболизм и, во-вторых, что действие ме-
тиленовой синьки на презумптивную эктодерму тако-
во, что заставляет ее приобрести соответствующие
свойства. В выяснении этих вопросов есть уже пеко-
64 Глава IV
торые достижения, но ни один из них еще не выяснен
полностью.
Прежде всего было исследовано поглощение кисло-
рода и выделение СОг организатором и сравнимым с ним
материалом брюшной стороны яйца. Браше (19346, 1939)
удалось показать, что выделение СО2 в спинной губе
бластопора значительно выше (в отношении 1,89 :1,00),
чем в соответствующем брюшном материале. Изме-
рение поглощения кислорода вначале привело к неко-
торому противоречию. Браше обнаружил в области
организатора несколько более высокое поглоще-
ние кислорода. Но повторение измерений с помощью
более чувствительного манометра не выявило суще-
ственных различий между спинной и брюшной
сторонами зародыша (Уоддингтон, Нидхэм и Браше,
1936а). В других опытах Браше и Шапиро (1937)
сравнили поглощение кислорода спинной и брюшной
сторонами неповрежденной гаструлы и нашли значи-
тельный перевес в пользу спинной стороны. Однако
в то время, когда происходит инвагинация и эктодер-
ма оказывается подостланной мезодермой, спинная
сторона становится вдвое толще, чем брюшная, так
что неясно, как истолковать повышенное поглоще-
ние кислорода этой стороной. Фишер и Гартвиг (1938)
обнаружили небольшой перевес (около 20%) в области
организатора, но точность инструментов, служивших
в то время для измерений, не позволяет признать такое
различие достаточным и достоверным. Наиболее
современные измерения принадлежат Нидхэму и его
сотрудникам (Бэлл, Нидхэм, Рожерс и Кох, 1939); они
сделаны при помощи модификации поплавкового мано-
метра («поплавок Декарта»), во много раз более чувстви-
тельного, чем любой из других подобных инстру-
ментов. Тем не менее, они не обнаружили существенных
различий в поглощении кислорода между организатором
и брюшной эктодермой. Это, вероятно, отражает истин-
ное положение дел; во всяком случае различия между
этими двумя тканями не могут быть значительными.
Эвокация 65
Приспособление поплавка Декарта для измерении
метаболизма вибриона—это, может быть, наиболее
важное техническое достижение, сделанное экспери-
ментальной эмбриологией, так как оно позволяет био-
химически исследовать мельчайшие участки одной
и той же гаотрулы. Нидхэму и его сотрудникам удалось
уже измерить интенсивность различных процессов
метаболизма, бывших до того совсем недоступными
для исследования. Эти интенсивности метаболизма сопо-
ставлялись с содержанием азота в изучаемых фрагмен-
тах. Метод определения азота наиболее пригоден для
измерения количества материала, участвующего в про-
цессах метаболизма. Но даже он не может считаться впол-
не удовлетворительным, так как клетки заполнены желт-
ком, принимающим, вероятно, лишь небольшое участие
в дыхательном метаболизме, а между тем содержащим
азот. Однако содержание азота, невидимому, несколько
лучший показатель, чем сухой вес, и лучшего показа-
теля пока еще не было предложено.
Наиболее интересные и наиболее точные данные,
касающиеся метаболизма организатора, относятся к про-
цессу гликолиза. При помощи гистохимических мето-
дов Вурдеман (1933) впервые показал, что в ипвагини-
рующей мезодерме происходит быстрое исчезновение
гликогена. Это было подтверждено Хитли и Лин
далем (1936) путем микрохимических исследований.
Измерения при помощи поплавка Декарта показали,
что анаэробный гликолиз в области организатора почти
в три раза выше, чем в брюшной эктодерме, и ясно,
что это должно быть связано с исчезновением гликогена.
Более того, из опытов Браше (1934а) известно, что
дыхательный коэфициепт в начале гаструляции равняет-
ся приблизительно 0,7 и возрастает почти до 1,0 к кон-
цу ее. Измерения с поплавком Декарта показывают,
что это изменение происходит сначала в области орга-
низатора и оттуда распространяется на остальные части
гаструлы. Другие, основанные на более общих явле-
ниях доказательства особенностей метаболизма в об-
К. X. Уоддингтон
Глава 11
ласти организатора были обнаружены в более ранних
опытах Беллами (1910) и Беллами и Чайльда (1924),
показавших, что различные, обладающие вредным дей-
ствием агенты быстрее действуют на эту область. Сход
ны,м образом Фишер и Гартвиг (1936) и Писпо (1936)
изучали восстановление витальных красок, и Пиепо
обнаружил в области организатора более интенсив-
ным окислительно-восстановительный метаболизм, источ-
ником которого может быть или дыхание, или гликолиз.
Рулон (1935) сходным методом нашел, что более интен-
сивное восстановление происходит в области первичной
полоски цыпленка. Методом восстановления красок
было также доказано налично градиента окислительно-
восстановительной активности в направлении от ани-
мального к вегетативному полюсу яйца амфибии.
Хитли и Линдаль описали сходный градиент содер-
жания гликогена. Метаболизм анпмального полюса до
сих пор не был исследован манометрически, хотя
это и очень желательно.
Наконец, Браше (1939) показал при помощи гисто-
химических методов, что в области организатора имеется
повышен ное содержание белков, дающих при денату-
рации сульфгидрильные группы. Вещества, облада-
ющие этим свойством, па стадии неоплодотворепного
япца связаны с зародышевым пузырьком, но вскоре
после оплодотворения оказываются уже в области апи-
мального полюса, а перед началом первого дробления
аккумулируются в области будущего организатора.
Браше приписывает таким веществам большую роль
в индукции, очевидно, считая, что они могут непосред-
ственно действовать как эвокатор. Чрезвычайно инте-
ресно, что у цыпленка, по данным Рулона, белки, даю-
щие сульфгидрильные группы, оказываются также
сконцентрированными в первичной! полоске, так что
имеются некоторые основания для предположения,
что их связь с явлением индукции носит постоянный
характер и является важной.
Якобсону (1928), изучавшему гистохимическим ме-
Эвокация 6/
годом процесс гаструлящш у цыпленка, удалось пока-
зать что и в этом случае в течение инвагинации гли-
коген очень быстро исчезает и в энтодерме и в мезо-
дерме. Он также обнаружил в первичной полоске осо-
бенно высокую концентрацию липоидов,—невидимому,
стеролов—и предположил, что она может быть связа-
ла с освобождением этих веществ при помощи разби-
раемого нами механизма.
Эти исследования « делали совершенно очевидным,
что область организатора, во всяком случае с начала
гаструляции и дальше, имеет метаболизм, отличный
от остального яйца. Таким образом, гипотеза, соглас-
но которой способность организатора к эвокации зависит
от освобождения внутри него вещества-эвокатора,
выдержала свое первое испытание; во всяком случае,
имеются такие особенности метаболизма, которые могут
обусловить это освобождение. Кроме того, Браше счи-
тает доказанным, что особенности метаболизма действи-
тельно связаны со способностью к эвокации, так как
при воздействии м опои од ацет атом наступает подавле-
ние и метаболизма и способности к эвокации.
Второй из поднятых выше вопросов состоит в том,
действительно ли метиленовая синька изменяет мета-
болизм эктодермы, приближая его к метаболизму,
характерному для организатора. Данные такого рода
еще скудны и неопределенны. Битти, де Ионг и Зилии-
ский (1939) нашли лишь слабое увеличение пот|иХ)Ле-
нин кислорода в частях эктодермы, подвергавшихся
действию метилоновой синьки. Еыше мы уже рас-
смотрели основания, заставляющие нас сомневаться
в том, служит ли поглощение кислорода важной харак-
теристикой организатора, что же касается действия кра-
сок на анаэробный гликолиз, то оно еще не было испы-
тано. С другой стороны, некоторое сомнение по поводу
роли метиленовой синьки возникает в связи с указанием
тех же авторов, что эвокация может быть получена
и другими красками, включающими ие только другие
дыхательные катализаторы, такие, как пиоцианин, но
|б*
также и нейтральрот и янусгрюн, имеющие значитель-
но более низкое гН. Однако полученные индукции были
очень слабыми, и требуется дальнейшая работа в этом
направлении.
Судьба гипотезы освобождения эвокатора не зави-
сит от того, как будет решен вопрос о специальном спо-
собе освобождения эвокатора в случае действия мети-
леновой синьки. Уоддингтон, Нидхэм и Браше в работе,
где эта гипотеза была впервые высказана, обращают
внимание на возможность иных способов действия мети -
леновой синьки. Например, она может вызывать ела
бую денатурацию белка, и не исключается, что это
служит причиной освобождения эвокатора.
Наконец, мы можем спросить, допускают ли эти
данные какие-либо предположения по поводу реакции,
происходяхцей при освобождении эвокатора. Шпе-
мап, Фишер и Веймайер (1933) первоначально предпо-
лагали присутствие антиэвокатора, разрушающегося
при таких процессах, как кипячение, высушивание
и т. д. Однако нелегко было представить себе вещество
со свойствами, действительно обеспечивающими его
исчезновение при всех соответствующих условиях, и эта
гипотеза дальше не разрабатывалась. Наоборот, Уод-
дингтон, Нидхэм и Браше предполагали, что эвокатор
до его освобождения может находиться в слабой хими-
ческой или физической связи с некоторым другим веще-
ством и что освобождение состоит только в разрыве
этой связи. Такой разрыв связи может быть достигнут
многочисленными путями, и в этом случае нетрудно
себе представить легкость, с которой пробуждается
способность к эвокации. Среди кандидатов в партнеры
эвокатору первым приходит в голову гликоген, так
как он определенно участвует в метаболизме орга-
низатора, и показано, что неочищенные препараты
гликогена способны к эвокации. Не было обнаружено
различий в способности к эвокации между гликогеном,
приготовленным из фракции, связанной с белком клет-
ки (десмогликогеп), и гликогеном в легко экстрагиру-
Звокация 69
емой форме, но не в этом существо вопроса (Хитли,
Уоддингтон и Нидхэм, 1937). Вполне возможно, однако,
что до освобождения эвокатора в состав комплекса
входит и белок. Это можно предполагать на том осно-
вании, что эвокатор освобождается в каждом случае
коагуляции клеточных белков.
Последний вопрос, нуждающийся в обсуждении,
это вопрос о том, когда происходит предполагаемое
освобождение эвокатора. Большинство исследовании
метаболизма имело дело со стадиями ранней гаотру-
ляции. Так, манометрические эксперименты были пред-
приняты на тканях непосредственно перед их инваги-
нацией, между тем как анализ содержания гликогена
в тканях был произведен после инвагинации. В дей-
ствительности, ни исчезновение гликогена, ни измене-
ние R.Q. не происходят до начала гаструляциц, но
нет прямых данных, указывающих, когда впервые воз-
никают другие различия в метаболизме. Может быть,
они возникают значительно раньше, чем это сейчас пола-
гают. Браше, с несомненностью, показал, что концентра-
ция белков, дающих начало свободным сульфгидрильным
группам в области организатора, происходит очень
рано, вскоре после оплодотворения. Подход к этой
проблеме с другой стороны дает нам некоторое доказа-
тельство того, что эвокатор действительно освобождает-
ся в области организатора уже за некоторое время до
гаструляции. Так, Майер (1939), который приводил
эктодерму гаструлы в контакт с областью презумптив-
ного организатора, взятого на стадии начала дробле-
ния, сообщил, что им были получены индукции.
Когда бы нормально ни происходило освобождение
эвокатора, выдвинутая нами гипотеза вторичного дей-
ствия требует только, чтобы освобождение было еще
возможным на стадии гаструлы. Данные, свидетель-
ствующие в пользу этой гипотезы, были рассмотрены
выше; данных же, противоречащих ей, насколько я
знаю, нет.
КОМПЕТЕНЦИЯ
Понятие компетенции предполагает способность к ре-
акции. Оно сходно с представлением, обозначаемым
в Германии как Reaklion&fahigkeit (способность к ре-
акции). Компетенция устанавливается путем исследо-
вания того, по какому пути может развиваться кусо-
чек ткани, если его подвергнуть действию различных
факторов.
Участок ткани обладает компетенцией к образова-
нию определенного органа или ткани в течение перио-
да, во время которого происходит его детерминация
к развитию в тот пли иной орган.
Важно сравнить понятие компетенции с понятием
потенции. Потенция предполагает способность выпол-
нить некоторое действие, в эмбриологии же это поня-
тие употребляется для описания способности к раз-
витию. По существу, оно определяется отношением к бу-
дущей судьбе части в развитии. Мы можем сказать,
что участок ткани имеет потенцию развиться в нечто,
если с течением времени он должен превратиться в это
нечто. Такая ссылка на то, что произойдет в будущем,
конечно, необходима во всех опытах, имеющих дело с
развитием. Однако крайне важно, на основании того,что
произойдет в будущем, вывести некоторые заключения
о настоящем состоянии исследуемого материала. Поня-
тие потенции не дает возможности сделать никаких
обоснованных выводов такого рода. Оно дает только
проекцию, непосредственное отражение будущего зна-
чения данной структуры обратно на исходный материал,
и ничего больше. Сказать, что участок ткани имеет по-
тенцию развиваться в Л, это значит сказать об этом
Компетенция 71
участке только, что он может развиться в А. В отличие
от этого понятие компетенции определенно предполагает
нечто, характеризующее настоящее состояние ткани,
т. о. ее состояние до того, как она начнет развиваться
в известном направлении. Компетенция образовать А
сводится к реактивности или, другими словами, пред-
ставляет состояние, характеризующее ткань в то время,
когда производится опыт, на основании которого мы
заключаем о ее существовании.
Из этого следует, что понятие потенции по существу
своему формально. Оно не позволяет предполагать
в ткани, обладающей той или иной потенцией, какие-
либо непосредственно наличные свойства, которые
могли бы быть исследованы. Таким образом, теория,
подобная теории расхождения или сегрегации потен-
ций (Лилли, 1929), столь излюбленная американскими
авторами, это, невидимому, чисто словесное по-
строение.
Потенции не представляют собой реальных объектов,
которые могут быть разделены («сегрегированы»). Они
могут быть установлены лишь по отношению к дальней-
шему процессу развития и в действительности пред-
ставляют не что иное, как воображаемое будущее раз-
витие, чисто словесно перенесенное на более раннюю
стадию.
С другой стороны, мы видели, что пока ткань обла-
дает компетенцией, она оказывается способной к опре-
деленным реакциям, которые она не могла осуществить
в другое время, напрпмер, к реакции на соответствующий
организатор. Правильно, конечно, что критерием на-
ступления этой реакции служит осуществление в буду-
щем определенного развития, но это не изменяет того
факта, что реакция происходит именно тогда, когда
говорят о наличии компетенции. Здесь речь идет со-
всем не о чисто словесном переносе явлений е одного
отрезка времени на другой. Налично компетенции гово-
рит нам нечто о действительном состоянии интересу-
ющей нас ткани, и путем исследования свойств ткани,
72 Глава V
обладающей той или мной компетенцией, мы можем
стропть определенные гипотезы о материальной основе
этих состояний.
Возникновение компетенции
Выше компетенция ставилась в связь < процессом
детерминации. Это имеет практическое неудобство,
так как трудно обнаружить, когда начинается процесс
детерминации. Но это неудобство не может быть устра-
нено без того, чтобы понятие компетенции не стало
совершенно абстрактным и но связанным с химическими
процессами, которые мы в конце концов надеемся
открыть. Допустим, например, что процесс детермина-
ции нервной пластинки начинается впервые, когда
эктодерма подстилается мезодермой; теперь проде-
лаем следующий опыт: приведем изолированный
участок эктодермы бластулы в контакт с веще-
ством, способным к эвокации, а затем удалим этот
участок снова, причем сделаем это раньше того момен-
та, когда мезодерма нормально достигла бы контакта
с эктодермой. В результате такого опыта было дей-
ствительно обнаружено, что участок эктодермы разви-
вается в нервную ткань (Уоддингтон и Битти, не опу-
бликовано).
Можно ли сказать на этом основании, что эктодерма
обладала компетенцией в период применения эвокатора?
Если мы хотим рассматривать эти явления с точки зре-
ния химических процессов, обусловливающих детерми-
нацию, тогда ткань должна будет считаться обладающей
компетенцией только в то время, когда процесс эво-
кации действительно происходит; при этом не так важно
время, когда эвокатор диффундирует в клетки, как
время, когда он начинает действовать. Если мы при-
мем, что процесс детерминации не может начаться до
тех пор, пока мезодерма нормально но достигнет кон-
такта с реагируемой тканью, то тогда в описанном выше
опыте эктодерма в течение периода контакта с эвока-
Компетенция
73
тором не должна считаться обладающей компетенцией.
Но, в сущности, нет экспериментальных данных, кото-
рые установили бы время, когда впервые начинается
реакция эвокации и когда, следовательно, понятие ком-
петенции впервые становится уместным. Все, что мы зна-
ем по этому поводу, заключается в том, что индуциро-
ванная нервная ткань ни у амфибий, ни у птиц, ноги
димому, никогда не появляется раньше, чем нервная
ткань нормально развивающегося эмбриона-хозяина.
Таким образом, можно считать, что реакция эвокации
не может начаться намного раньше, чем это происхо-
дит в нормальном развитии (см. работу Филатова, 1937).
В течение развития эмбриональные ткани проходят
через последовательный ряд стадии, когда они обладают
различной компетенцией. Так, эктодерма вначале ре а-
гирует на первичный организатор образованием нерв-
ной пластинки, затем на глазной бокал—образованием
линзы и т. д. Хотя мы и не можем точно устано-
вить время, когда впервые возникают различные ком-
петенции, мы должны все же изучить детали их после-
довательной смены. В настоящее время имеется лишь
небольшое количество работ, посвященных этой проб-
леме. Один из возникших вопросов сводится к следу-
ющему: зависит ли наступление более поздней компетен-
ции от предшествующего взаимодействия ткани с более
ранним организатором. Первым объектом, на котором
этот вопрос исследовался, был цыпленок (Уоддингтон,
1934а). У него эмбриональная энтодерма индуци-
рует в эпибласте первичную полоску, а позднее осталь-
ной эпибласт приобретает компетенцию превращаться
в нервную ткань под влиянием стимулов организатора—
первичной полоски. Во в незародышевых участках эмбри-
ональная энтодерма отсутствует, и интересно было иссле-
довать, приобретает ли эктодерма здесь компетенцию
к образованию нервной ткани. Было обнаружено, что
трансплантация первичной полоски в area ораса приво-
дит к несомненным нейральным индукциям, из чего
можно заключить, что возникновение компетенции
в данном случае не зависит от энтодерм альпого органи-
затора.
Сходным образом можно удалить эктодерму молодой
гаструлы амфибий и на стадиях, когда первичный орга-
низатор еще но оказал на нее своего действия, некото-
рое время культивировать ее in vitro, а затем подверг-
нуть действию вторичного организатора, такого, как
глазной бокал. При этом было выявлено, что эктодер-
ма обладает уже соответствующей компетенцией и обра-
зует индуцированную линзу (Уоддингтон, 19366; Фила-
тов, 1937; Гольтфретер, 19386: ср. также Лопашов,
1935а).
Эти результаты создают впечатление, что возник-
новение компетенции—вполне автономный процесс и что
данный участок ткани неизбежно проходит через опре-
деленные ряды состояний компетенции вне зависимо-
сти от того, подвергается ли он действию нормального
ряда индуцирующих стимулов. Однако это не может
быть правильным во всех случаях. Во-первых, во
всех опытах, поставленных до сих пор, нормальные
ряды индуцирующих стимулов прерывались лишь на
короткое время. Компетенция к образованию линзы
возникает очень скоро после того, как эктодерма гаст-
рулы приобретает компетенцию к образованию нервных
структур, и тот факт, что ее возникновение не зави-
сит от нейрального организатора, не может служить
показателем того, что н более поздние компетенции
также смогут возникнуть в изолированной эктодерме
гаструлы. Более того, даже возникновение компетен-
ции к образованию линзы не вполне автономно. Когда
изолируют участки эктодермы гаструлы, они стремят-
ся свернуться в маленькие шарики, которые или могут
остаться полыми или превращаются в плотные комки.
Линзы были индуцированы только в первом случае,
и можно думать, что компетенцию к образованию линзы
способны обнаружить только сравнительно тонкие
слои эктодермы. Наконец, компетенции, возникновение
которых изучали таким путем, представляют компетеп-
Компетенция
75
шит (эпидермальных производных, а между тем, неви-
димому, нет оснований сомневаться в том. что в нормаль-
ном развитии нейральный организатор оказывает во
много раз менее существенное действие на эктодерму,
чем на нервную пластинку; можно даже спорить, имеет
ли он вообще какое-либо действие на эпидермис. Таким
образом мы еогершили бы незаконную экстраполяцию,
если бы заключили на основании описанных выше слу-
чаев, что все компетенции всегда возникают автономно.
В некоторых случаях, действительно, невозможно
ожидать такого автономного возникновения компетен-
ции. Например, образование линзовых волокон может
быть индуцировано под действием стимулов, исходя-
щих из различных участков нервной системы, но они
образуются только в ткани линзы, и компетенция к об-
разованию линзовых волокон не может быть незави-
сима от предшествующей индукции линзы. Сходным
образом, глаза индуцируются передним концом крыши
первичной кишки, но они не могут быть индуцированы
и развиться из ткани, предварительно не индуцирован-
ной к превращению в нервную пластинку. В общем, во
всех случаях, когда компетенция возникает только
в ограниченной области, мы можем предполагать, что
ее возникновение связано с завершением определен-
ного ряда процессов развития.
Природа компетенции
Условия возникновения компетенции в отдельных
случаях могут показаться несколько парадоксальными.
Однако некоторые из трудностей исчезают, если мы
представим себе, что означает наличие компетенции.
Прежде всего она представляет собой неустойчивое со-
стояние, так как она характеризуется или готовностью
реагировать на организатор и развиваться по опреде-
ленному пути, или отсутствием реакции и развитием
в некотором другом направлении. Кроме того, эта не-
устойчивость свойственна системе, которая и до и после
76
Глава V
периода наличия компетенции находится в процессе
непрерывного изменения. Это изменение должно совер-
шаться вследствие взаимодействия химических веществ
и физических факторов внутри ткани. Весь поступатель-
ный ход развития может, следовательно, рассматри-
ваться как результат неустойчивого состояния веществ,
приводящих эмбриональную ткань к переходу в более
устойчивое состояние; периоды компетенции предста-
вляют вторичные неустойчивые состояния, когда име-
ются два или большее количество различных способов
изменения в направлении приобретения стабильности,
выбор между которыми зависит от внешних воздей-
ствий (присутствия пли отсутствия соответствующего
организатора). Участок развивающейся ткани можно
сравнить с мячом, движущимся по системе долин, кии
зу разветвляющихся, подобно дельте. Я проводил также
аналогию с маневровыми путями, на которых вагоны
движутся под действием силы тяжести. Ткань, подоб-
но мячу или железнодорожному вагону, должна дви-
гаться по склону вниз, но в некоторых точках для нее
открыты два пути. В этих точках разветвления иногда,
может быть, нужен некоторый внешний стимул, такой,
как вещество—эвокатор, чтобы толкнуть ткань на один
из возможных путей развития. В таком случае компетен-
ции, которые должны будут возникнуть позднее при
развитии по этому направлению, будут приобретены
лишь в том случае, если подействовал эвокатор. В дру-
гих случаях определенный путь .может быть выбран
только потому, что эвокатор, наоборот, отсутствовал,
и тогда приобретаемая впоследствии компетенция может
возникать как бы автономно. Это, вероятно, происхо-
дит в рассмотренном нами раньше случае эпидермаль-
ной компетенции. Иногда, однако, «положительное»
действие наблюдается там, где его нельзя было бы ожи-
дать. Так, большинство органов образуется только
в ответ на определенный индуцирующий стимул, по
есть и другие примеры.' Эктодерма бесхвостых амфи-
бий имеет наследственно присущую ей тенденцию обра-
Компетенция ii
зовывать приооски; но эта тенденция везде, кроме об-
ласти типичной присоски, подавляется индуктивным
влиянием мезодермы (Ямада, 19386). Это может быть
названо негативной индукцией.
Это представление о компетенции вполне созвучно
представлению Лилли (1929) о «диференци аль ной дихо
томии», пли сегрегации, которое также включает пред -
положение. что в определенные периоды развития дол
жен быть сделан выбор между возможными способами
изменения. Схема Лилли, однако, предполагает нали-
чие одновременно двух различных, а в некоторых слу-
чаях и несовместимых процессов. Согласно Лилли,
сегрегация—это «процесс возникновения частей эмбрио-
на, обладающих необратимым проспективным зна-
чением, о чем судят на основании исследования их
способности к самодиференцпровке». Я уже отмечал
(Уоддингтон, 1935а), что самодпференцировка не может
быть критерием необратимого проспективного значе-
ния, и одновременно (в той же работе) рассмотрел неко-
торые возражения по поводу того, каким образом эта
концепция в настоящее время применяется в литера-
туре.
Наиболее ценная черта представления Лилли заклю
чается в том, что он учитывает не только ограничение
потенций в развитии, но признает также и возникно-
вение новых свойств в течение онтогенеза. В этом смыс-
ле он очень близко подходит к понятию компетенции.
Шпеман (1938) также настаивал на необходимости при-
знания того, что развитие включает не только ограни-
чение, но и приобретение новых способностей; он ссы-
лался по этому поводу па выразительную цитату из
Фогта (1927). Но оба эти автора включают приобретение
новых способностей в общее явление детерминации. Как
мы уже отмечали, Шпеман санкционировал столь широ-
кое применение понятия детерминации, что оно лишается
при этом всякого причинного значения. Я считал, что
мы станем на более правильную точку зрения, если
поставим детерминацию в связь с определенным про-
78
Глава Г
цессом развития, а не с образованием определенного
органа. Теперь я предлагаю продолжить анализ этих
процессов еще дальше путем рассмотрения их с точки
зрения возникновения способности (компетенции) реа-
гировать определенным образом и с точки зрения
осуществления этой реакции. Только последний из
этих двух процессов представляет детерминацию в том
смысле, в каком это слово употребляется в насто-
ящей книге.
Понятие компетенции, подобно понятию детерми-
нации. должно быть отнесено скорее к процессу, чем к
конечному результату. Например, линзы могут быть ин-
дуцированы помимо эпидермиса и в других эмбриональ-
ных тканях —в нервной ткани и мезенхиме (Попов, 1937);
они могут образоваться в случаях вольфовской ре-
генерации из радужины, а Шотте (Шотте и Хуммель,
1939) в последнее время показал, что линзу может
образовать даже регенерационная бластема хвоста.
Все эти ткани, вообще говоря, обладают компетенцией
к образованию линзы, но требуется дальнейшее изуче-
ние, прежде чем мы сможем сказать, означает ли компе-
тенция к образованию линзы во всех случаях одно
и то же. Допустим, что диференцировна линзы включает
синтез специфических белков линзы, свойства которых
обусловливают образование небольшой пузырчатой
массы, приобретающей позднее способность образо-
вывать линзовые волокна. Можно думать, что процесс
синтеза оказывается одним и тем же, вне зависимости от
того, возникает ли линза в эмбриональном эпидермисе,
нервной ткани, в мезенхиме пли в регенерационных
клетках взрослого животного. Если это так, то тогда
наличие компетенции к образованию линзы, действи-
тельно, во всех случаях означает одной тоже. Но вполне
возможно, что субстраты и исходные материалы в раз-
личных случаях различны, тогда следовало бы считать,
что все они приводят к сходным конечным результатам.
Выдвинутое здесь представление о компетенции не
обязательно предполагает необходимость дихотомии;
Компетенция
как .уже было сказано, в период наличия компетен-
ции для ткани могут быть открыты нс два, а большее
количество путей развития. Известны случаи, когда
эт-о, несомненно, имеет место. Эктодерма гаструлы как у
амфибий, так и у птиц (Уоддингтон и Тейлор, 1937) мо-
жет превращаться как в мезодерму, так и в нервную
пластинку, или эпидермис, и таким образом перед пей
открыты, по крайней море, три различных пути развития.
Мы должны также считаться с возможностью
не столь резко выраженных различий. Не исключена
возможность промежуточных типов развития. В связи
с вопросом о нейральном организаторе мы указывали
уже на существование таких утолщений эктодермы,
которые можно было бы назвать нейтрализованными
(neuralised): такие утолщения могут, видимо, рассмат-
риваться как образования, промежуточные между эпи-
дермальными и истинно нейральными. Значение этих
промежуточных типов диференцировки будет зависеть
от того, насколько реакция обладающей компетенцией
ткани на эвокатор чисто количественная и в какой мере
в ней участвуют пороговые явления. В общем мы склонны
считать, что в эмбриональном развитии альтернативные
возможности, открытые для тканей, обладающих ком-
петенцией, достаточно резко очерчены, и что соответ-
ственно этому промежуточные типы диференцировки
встречаются редко. Это, очевидно, необходимо, для
действенности и надежности механизма, так как функ-
ция этого механизма заключается в образовании крайне
специализированных тканей взрослого организма. Сле-
довательно, в течение эволюции должно происходить
сильное давление отбора, стремящегося сформировать
такие развивающиеся системы, для которых возможны
только немногие, вполне определенные типы изменений.
Эти возможные потенции развития должны зависеть от
генотипа, и мы увидим, что рассмотрение действий генов
на развитие, насколько эти действия нам пока извест-
ны, приводит к созданию сходной схемы строго альтер-
нативных типов диференцировки.
SO
Г iaea I
Потеря компетенции
Исчезновение компетенции может быть исследова-
но гораздо легче, чем ее возникновение. В опытах пере-
садки организаторов данного типа эмбрионам различ-
ных возрастов было обнаружено, что с возрастом
происходит постепенное ослабление компетенции, вы-
ражающееся или в понижении частоты индукций,
или в общем уменьшении размеров индуцированных
органов, пли и в том и в другом одновременно. II у цып-
ленка и у тритона компетенция к образованию нервной
пластинки исчезает лишь незадолго до того, как ста
ловятся заметными первые признаки образования нерв-
ной пластинки. Странным образом, она исчезает рань-
ше всего в тех областях (задних), где нервная пластинка
возникает позднее (Махемер, 1932; Вудсайд, 1937).
В других случаях момент исчезновения компетенции
может быть отделен от момента появления органа боль-
шим промежутком времени. Н аконец, возможны и слу-
чаи сохранения компетенции и тогда, когда часть ткани
уже начала диференцпроваться в данный орган (на-
пример, регенерация линз из эктодермы на стадии хво-
стовой почки у тритонов).
Исчезновение компетенции, подобно ее вознпкно
вению, иногда может быть автономным. Например,
если эктодерму гаструлы тритона изолировать в соле
вом растворе, она постепенно теряет свою нейральную
компетенцию к образованию нервной системы (Уоддинг-
тон, 19366; Гольтфретер, 19386). Эта потеря происхо-
дит постепенно, и конец периода компетенции к обра-
зованию нервной системы, когда образуются только
нейрализованные утолщения, может совпадать с на-
чалом периода компетенции к образованию линзы.
Потеря компетенции в условиях изоляции наступает’
более медленно, чем при нормальном развитии. Было
установлено, что эктодерма, взятая на стадии ранней
гаструлы и культивируемая вне зародыша до возраста,
соответствующего стадии открытой нервной пластинки,
К (Мне т енци я
81
может еще обнаружить некоторую нейральную реак-
цию, хотя в нормально развивающемся зародыше эта
реакция уже полностью исчезла. Можно было бы
объяснить это замедление отсутствием какого-то воздей-
ствия, нормально оказываемого на эпидермис органи-
затором, но с тем же основанием можно предположить,
что в нормальном развитии потеря компетенции уско-
ряется в силу растягивания эпидермиса в тонкий слой,
покрывающий внутренние органы эмбриона.
Потеря компетенции, повидимому, часто происхо-
дит путем уменьшения размеров области, обладающей
компетенцией. Так, у Rana esculenta на стадии ранней
нейрулы весь эпидермис обладает компетенцией к обра-
зованию линзы; немного позднее может реагировать
уже только эпидермис головы, а еще позднее—только
презумптивный линзообразующий эпидермис. Обла-
сти, обладающие компетенцией, имеют, конечно, не
резкие границы; все явление представляет случай коли-
чественной вариации (Шпеман, 1938). Тогда как пери-
ферические части эпидермиса теряют свою компетен-
цию, материал презумптивной линзы и небольшая
область вблизи нее приобретают способность к само-
диференцпровке. Это следует рассматривать как есте-
ственное следствие постепенного выхода из неустойчи-
вого состояния, во время которого были представлены
обе возможности; в периферических областях состав-
ные части клеток изменились таким образом, что была
выбрана одна из двух возможностей, а в центральных
участках была выбрана другая. Таким образом, как
бы в связи с потерей компетенции усиливается способ-
ность к завершению того пли другого из двух типов
Диференцировки, независимо от каких-либо дальней-
ших внешних стимулов.
Наиболее интересным фактом, открытым в этой свя-
зи, представляется случай, известный под названием
Doppelte Sicherung, или двойного обеспечения. У Rana
esculenta глазной бокал способен индуцировать линзы
в эктодерме вне презумптивной области линзы, а сле-
Ь К. X. Уоддингтон
84
Глава V
и топ же как при мозаичном, так и при регуляционном
типе развития.
Реакция эвокатор-компетенция
Необходимо еще рассмотреть вопрос о том, возни-
кает ли в результате эвокации ткани, обладающей
компетенцией, орган или ткань. Нейральный эвокатор,
конечно, не может по самому смыслу этого понятия
образовать специфический орган нервной системы,
но это не означает и того, что он способен образовать
только хаотические массы ткани: он образует органы
как бы наугад: иногда мозг, иногда глаз, иногда туло-
вище и т. д.
Имеющиеся по этому поводу данные противоречивы.
Имплантация в цельный эмбрион не очень подходит
для исследования реакции на эвокатор, так как тут
нельзя исключить возможность влияния хозяина. При
имплантации в изолированный лоскут эктодермы я
очень редко наблюдал что-либо подобное образованию
органа как в тех случаях, когда использовались
химические вещества, так и в тех, когда имплантатами
служили предварительно убитые части яйца амфибий.
Получались очень большие нейральные индукции,
не обнаруживавшие никаких признаков какой-либо
органной диференцировки, если не принимать некото-
рые неопределенные эктодермальные утолщения за при-
знаки образования обонятельных плакод. В одном или
двух случаях, однако, наблюдалось вполне отчетливое
образование глаз с линзами. Они были найдены также
и в случаях применения в качестве имплантатов хими-
ческих веществ. Чуанг (1938) имплантировал кусочки
печени и почки и обнаружил образование значительно
большего числа органов. В случае печени, индуцирую-
щей только нервную ткань, органы, которые удается
распознать, представляют собой дериваты мозга;
почка же, индуцирующая также и мезодермальные
ткани, вызывает появление хорошо сформированных
хвостов. Эти данные, мне кажется, свидетельствуют,
Компетенция
85
что вначале ткани неорганизованна и хотя они часто
и остаются такими, но все же в них имеется тенденция
более или менее случайным путем организоваться в
органы. Заслуживает внимания, что глаза, появляв-
шиеся как в опытах Чуанга, так и в моих, часто были
заключены в массу неорганизованной нервной ткани:
при этом они не всегда были связаны с мозгом, как
при нормальном развитии. Следует думать, что в тех
случаях, когда индуцируются две или большее число
тканей, таких, как мезодерма и нервная ткань, взаимное
упорядочение тканей, приводящее к образованию
органов, происходит более легко и четко; и таким путем
в опыте Чуанга возникали типично организованные
хвосты.
Шен (не опубликовано) в последнее время изучал
этот вопрос в условиях, может быть, наиболее строгого
опыта, а именно, при помощи химически чистого
активного вещества (натрий эндоянтарная соль,
1, 2, 5, 6-дибензантрацена), растворенного в солевом
растворе, в котором содержатся эксплантаты. Он не
обнаружил никаких признаков органообразования,
хотя большие участки индуцированной нервной ткани
в некоторых случаях больше напоминали ткань голов-
ного мозга, чем нервную трубку. Довольно часто
встречались намеки на радиальную симметрию, что
можно было ожидать, так как эвокатор действовал
сразу со всех сторон.
Генетический контроль реакции
эвокатор-компетенция
Мы видели, что образование в процессе развития
новых типов тканей, по крайней мере у позвоночных,
нормально происходит посредством реакции между
эвокатором и клетками, обладающими компетенцией.
Эвокатор—это химическое вещество, а компетенция,
как мы склонны считать, представляет собой состояние
неустойчивости, свойственное системе взаимодейст
сующих веществ. В яйцах с мозаичным типом разгщ
86 Глава Г
тия существенные черты развивающейся системы, ве-
роятно, сходны с описанными.
Первоначальным источником эвокаторов должны
быть части оплодотворенного яйца: цитоплазма и ядро.
В настоящее время нет необходимости подчеркивать,
что, с эволюционной точки зрения, наиболее важным
представляется ядро, и особенно гены. Конечно,
верно, что ни ядро, ни цитоплазма не могут долго су-
ществовать, будучи изолированы друг от друга. Лишен-
ная ядра цитоплазма, невидимому, сохраняется доль-
ше, чем голое ядро, и способна даже осуществлять не-
которые биологические процессы. Так, например,
Фанкхаузером (1929) и Гарвеем (1936) описано дробле-
ние безъядерных клеток. Однако хорошо известно,
что многие вещества, несомненно связанные с генами
в то время, когда мы их изучаем, локализованы не
в ядре, а в цитоплазме; примером могут служить пиг-
менты, иммунные тела и т. д. Ответственность, по край-
ней мере за некоторые свойства цитоплазмы, должна
быть поэтому приписана ядру, и на основании только
того факта, что цитоплазма данной клетки может
осуществлять известные процессы, нельзя еще делать
вывода, что эти процессы не определяются в конечном
счете генами. Существенное значение имеет то обстоя-
тельство, что все самовоспроизводящиеся (т. е. наслед-
ственные) изменения в клеточной конституции, за ис-
ключением некоторых редких случаев, главным обра-
зом из области ботаники, имеют генетическую природу.
Пока противоположное не будет строго доказано,
правильнее считать, что все свойства клетки, в конце
концов, определяются генами.
Эти соображения приложимы к яйцеклетке в такой
же мере, как и к любой другой клетке. Неоплодотво-
ренное яйцо в его закопченной форме представляет
продукт очень поздней диференцировки тела матери.
Его свойства должны быть главным образом, если не
полностью, детерминированы ее генетической консти-
туцией. Это ясно видно на нескольких примерах сце-
Компетенция 87
циальных различий в строении яиц (например, лево-
и правозавитая раковина у Limnea\ некоторые свой-
ства яиц шелковичного червя и др.).
Однако, рассматривая эмбриональное развитие, мы
интересуемся не столько первичной детерминацией
процессов развития, сколько непосредственной их де-
терминацией в течение изучаемой нами индивидуаль-
ной жизни. Если мы не будем отодвигать наш анализ
назад, дальше стадии неоплодотвореиного яйца, мы
будем иметь дело со стадией, когда цитоплазма уже
имеет некоторые определенные свойства, которые не
могут не влиять на онтогенез. Мы должны, следователь-
но, рассмотреть роль цитоплазмы и ядра оплодотворен-
ного яйца. Рассуждения, приведенные выше, должны
устранить всякое подозрение в том, что, поступая таким
образом, мы посягаем на решение вопроса о возмож-
ности приписать свойствам цитоплазмы эволюционное
значение.
Таким образом, в границах одного жизненного
цикла мы должны отметить прежде всего, что, по край-
ней мере, самые ранние эвокаторы являются цитоплаз-
матическими. У амфибий нейральный эвокатор может
быть извлечен из неоплодотвореиного яйца путем про-
стого раздавливания и центрифугирования, и нет осно-
ваний сомневаться в том, что это—нормальный эвокатор.
Вообще показательна крайняя неспецифичность эво-
катора в том смысле, что на ткань, обладающую компе-
тенцией. могут действовать организаторы, принадле-
жащие различным систематическим группам: орга-
низатор. цыпленка действует на ткани кролика или
тритона, организатор кролика—на ткани цыпленка
и т. д. Однако известно, что некоторые вещества, обра-
зующиеся под влиянием генов в течение единичного
жизненного цикла, также распространены чрезвычай-
но широко. Например, вещества и* и сп*, имеющие
отношение к образованию глазного пигмента у дрозо-
филы (стр. 122), встречаются в различных отрядах на-
секомых. Таким образом, широкое распространение
88 Глава V
эвокатора само по себе еще не слуяшт достаточным осно-
ванием для заключения, что он имеет цитоплазмати-
ческую природу.
По крайней мере, среди позвоночных нам не изве-
стен пример, где особенность нейрального эвокатора
была бы связана с видовыми особенностями живот-
ного, от которого он происходит. В противоположность
этому компетенция ткани всегда сильно зависит от ее
видового происхождения. Хорошо известно, что если
организатор относится к одному виду, а реагирующая
ткань к другому, то видовые особенности индуциро-
ванного органа соответствуют видовым особенностям
ткани, обладающей компетенцией, а не организатора
(Ротман, 1935—1939). Это верно, во всяком случае,,
для всех свойств, кроме возникающих в процессе
индивидуации, при которых положение может быть
более сложным. Примеры, которые дают нам экспери-
ментальное доказательство такой зависимости компетен-
ции от видовых особенностей организма, до сих пор
еще не были проанализированы с генетической точки
зрения. Однако не может быть сомнения в том, что
видовые различия (или, если мы хотим быть очень
осторожными, их подавляющее большинство) зависят
от генов и их расположения в хромосомах двух срав-
ниваемых видов. Таким образом, имеющиеся в нашем
распоряжении материалы, хотя в части эмбриологи-
ческой они и скудны, показывают, что компетенция
очень тесно связана с процессами, непосредственно
контролируемыми в зиготе генами.
В самом деле, в общих чертах такое заключение
кажется неизбежным уже чисто a priori. Эвокатор—это
только фактор различия, и потому очевидно, что де-
тали течения процесса развития и, таким образом,
свойства возникающих тканей определяются компе-
тенцией. Поскольку именно гены определяют при-
знаки животного и свойства его тканей, то в общем
именно они и должны определять особенности компе-
тенции,
Компетенция 89
К сожалению, животные, наиболее подходящие для
экспериментально-эмбриологических исследований, не-
удобны для генетического анализа, по крайней мере
на тех стадиях развития, с которыми имеют дело эмб-
риологи. Таким образом, практически не существует
данных, непосредственно относящихся к влиянию еди-
ничных генов на состояние компетенции, но некоторые
проявления генов могут послужить известным указа-
нием в этом отношении. Уайтлок (1935), например,
описал случай дефекта глаз у морской свинки, по по-
воду которого создается впечатление, что этот случай
связан с потерей эктодермой компетенции к образо-
ванию роговицы, а последний процесс, во всяком слу-
чае у амфибий, как известно, связан с индуцирующими
стимулами (см. Мангольд, 1931). Поскольку, однако,
опыты в этом направлении отсутствуют, такое толко-
вание остается сомнительным: всегда возможно, что
отсутствие роговицы скорее связано с индуцирующим
стимулом, а не с компетенцией. Очень интересный
случай, в котором анализ можно проьести несколько
дальше, был описан Бурном и Грюнебергом (1939).
’Был найден рецессивный ген, вызывающий образование
катаракты. Она появляется около третьего месяца
жизни у большинства гомозигот, но часто (около 40%)
она совсем не появляется. Гистологическое иссле-
дование установило наличие еще и другого изменения—
дегенерации ретины, причем было найдено, что деге-
нерация наблюдается у всех гомозигот, как у имею-
щих катаракту, так и у не имеющих ее. Кроме того,
она наступает раньше возникновения катаракты. Не
вызывает сомнения, что дегенерация ретины предста
вляет более непосредственный эффект и сама служит
причиной катаракты, вероятно, в силу какого-то рода
непрерывного организующего действия ретины на
линзу, напоминающего непрерывное действие ретины
на рост линзы у амфибий. Образование катаракты,
следовательно, может быть вызвано не изменением
компетенции линзы, а изменением организующего дец-
90 Глава V
ствия ретины. Можно было бы пойти еще дальше и
сказать, что выпадение организующего действия рети-
ны является следствием ее дегенерации, которая, в
свою очередь, может рассматриваться как результат
ненормального состояния компетенции к образованию
ретины.
Вследствие нашего более или менее полного неве-
дения относительно действия специфических генов на
компетенцию приходится возлагать больше надежд на
мной путь решения этого вопроса, а именно—па иссле-
дование действия генов вообще. Ниже мы увидим, что
рассмотрение действия гена приводит к построению
схемы, очень сходной с той, какую мы предложили,
исходя из эмбриологических данных; она состоит в
том, что развитие представляется результатом комплек-
са реакций между веществами, образующими неустой-
чивую смесь, которая в определенные моменты имеет
два или более возможных способа изменения.
К несчастью, скудность наших современных данных
заставляет использовать многие примеры, относящиеся
к таким группам, как насекомые, у которых механизм
реакции эвокатор-компетенция еше нс установлен. Но
мы видели, что между развитием, зависящим от индук-
ции, и так называемым мозаичным развитием нет абсо-
лютного различия. В обоих можно усматривать про-
явление таких же основных «потенций развития», как
те, которые в случаях их зависимости от внешних сти-
мулов известны как компетенция. Если бы мы могли
составить себе представление о том, каким образом гены
участвуют в детерминации потенций мозаичных яиц,
то мы, вероятно, не сделали бы ошибки, перенеся эти
положения на отношения между генами и состоянием
компетенций. Во всяком случае, если мы и делаем
некоторые ошибки, то в настоящее время они неизбеж-
ны. То, что, обсуждая этот вопрос, мы рассматриваем
мозаичные потенции, а не компетенции, не есть наме-
ренное запутывание вопроса; мы вынуждены так по-
ступать в силу бедности наших знаний.
ГЛАВА VI
ДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ
Способ действия генов в процессе развития можно
рассматривать с двух совершенно различных точек
зрения. Во-первых, мы можем попытаться, анализи-
руя действие генов, достигнуть более глубокого пони-
мания механизмов, обусловливающих диференцировку.
Этого-то вопроса мы и будем, главным образом, касать-
ся в настоящей книге. Но можно также исследовать
действие генов в процессе развития в надежде обнару-
жить на основании характера веществ, образуемых
генами, из чего состоят сами гены. В настоящее время
нельзя сказать, чтобы таким путцм были получены
сколько-нибудь ясные указания о природе генов.
Исследование мутаций и химической природы хромо-
сом представляет, вероятно, более перспективный
путь. Но прежде чем перейти к обсуждению значения
генов в плане общей теории развития, следует вкратце
рассмотреть представления, развивавшиеся в этом на-
правлении.
Природа веществ, образуемых генами
Обзор литературы показывает, что гены могут ока-
зывать влияние почти на все известные виды веществ,
встречающиеся в животном царстве. И если мы примем,
как это делает большинство генетиков, что каждый
шаг в развитии животного непосредственно контроли-
руется генами или контролировался ими у его предков,
то станет ясно, что нет таких веществ, которые как
конечные продукты не подвергались бы изменениям
в последовательном ряде процессов, протекающих под
92 Глава VI
контролем генов. Единственный вопрос, который инте-
ресно было бы поставить в этой связи, заключается
в том, можно ли определить природу веществ, непосред-
ственно образуемых генами. Гольдшмидт (1927, 1938)
обратил внимание на часто встречающееся образо-
вание определенных энзимов под действием генов.
За последнее время описано много подобных случаев;
они были суммированы Холдэном (1935). Мы можем
упомянуть различные, генетически обусловленные ано-
малии метаболизма, как, например, недостаток ксан-
тофил-оксидазы у кроликов с желтым жиром и отсут-
ствие специфического энзима при алкаптонурии. Но
было бы чрезмерным упрощением предполагать, как
это делает Гольдшмидт, что все гены действуют путем
образования энзимов. Включение энзима между геном
и антигеном в упоминаемых ниже случаях лишь до-
бавляет к этим факторам еще один элемент, о природе
которого мы знаем немного больше, чем о природе
двух других. Точно так же, имея столь недостаточное
представление о природе веществ, взаимодействую-
щих при образовании структур (pattern), мы вряд
ли вправе утверждать, что гены могут обусловливать
их особенности лишь благодаря энзиматическому меха-
низму. В самом деле, если мы будем настаивать на при-
ложении этой гипотезы ко всем мыслимым случаям,
то понятие энзима станет столь широким, что эта ги-
потеза окажется, в конце концов, совершенно бес-
смысленной.
Холдэн (1937) обратил внимание на прямую связь,
существующую, невидимому, между генами иммуно-
логических свойств и теми веществами, в образовании
которых эти свойства проявляются. Например, если
человек обладает геном >1, его кровяные тельца содер-
жат агглютиноген А; если он обладает геном В, эти
тельца содержат агглютиноген В', если, наконец, он
обладает обоими гепамп, его кровяные тельца содержат
оба агглютиногена. Подобные же отношения свой-
ственны иммунным телам других животных, например
Действие генов
Kvp. Было бы соблазнительно предположить, что эта
непосредственная связь между геном и агглютиноге-
ном указывает на их действительное химическое сход-
ство. Но прямая связь такого рода обнаружена также
между генами и некоторыми другими веществами.
Не принадлежащими к агглютиногенам. Например,
в триплоидном эндосперме кукурузы содержание вита-
мина J почти прямо пропорционально числу го-
нов Y (желтого эндосперма). Недавно Рандольф и Хонд
(1938), исследовавшие заново этот вопрос, показали,
что хотя такая пропорциональность и существует, она
не абсолютно строга. Их данные приведены ниже:
Дипло- Трипло-
ИДНМЙ идиый
Объем клеток 1 3,5
Каротиноидов на единицу
объема . . . . ". | 1,45
Каротиноидов на одну
клетку ................
Генов на одну клетку . .
Генов на единицу объема .
Каротиноидов на один ген
1 2
1,75 2,51
1 2,5
Если считать, что наличие такого прямого или почти
прямого отношения между количеством генов и коли
явственным выражением признака указывает на хими-
ческую природу генов, то тогда надо было бы пред-
полагать, что различные гены имеют совершенно раз-
личный химический состав.
Другой метод, который может оказаться более
ценным при исследовании этого вопроса, состоит в
изучении тех случаев, когда образование веществ,
контролируемых генами, происходит очень скоро после
расщепления (segregation) генов. Например, известны
некоторые факторы, влияющие на химический состав
пыльцевых трубочек у высших растений, причем эти
вещества образуются в короткий промежуток времени
94
Глава I /
между мейознсом и стадией роста пыльцевых зерен.
В некоторых из этих случаев указанные вещества могут
представлять собой иммунные тела; с этой точки эре
ния можно рассматривать, например, многочисленные
гены стерильности. определяющие взаимодействие меж-
ду пыльцевой трубкой и тканью пестика, хотя пока еще
и нет' прямых доказательств .этого. В других случаях,
например, когда гены контролируют определенный
тип образования крахмала в трубочках (Бринк, 1929;
Дарлингтон. 1937: Штерн. 1938), эти вещества
являются, невидимому, энзимами. Другие примеры,
где имеется лишь короткий интервал в процессе раз-
вития между гонгом и появление^ данного признака,
можпо найти у некоторых из низших растений.
Винге (1937, 1939) описал у дрожжей расщепление
генов, контролирующих образование энзимов. Чрезвы-
чайно желательно дальнейшее изучение подобных
случаев.
Наконец, следует обратить внимание на возмож-
ность того, что представление о непосредственном обра-
зовании веществ генами может быть тесно связано с
важнейшей проблемой воспроизведения генов. Коль-
цов (1939), в частности, предполагал, что молекула,
образуемая данным геном, может как таковая находиться
внутри пего и фактически представлять собой почти
весь ген, за исключением небольшой протеиновой ча-
сти, обеспечивающей гену возможность присоединяться
к остальным генам и образовывать таким образом хро-
мосому. Это представление, вероятно, чрезмерно упро-
щено. Однако несомненно, что простейшей гипотезой
было бы предположение, что процессы, посредством
которых ген вызывает появление—между двумя клеточ-
ными делениями—нового сходного гена, имеют отно-
шение к процессам, посредством которых гены синтези-
руют вещества, оказывающие влияние на развитие.
Это, в свою очередь, легче всего представить себе, если
предположить, что между геном п его первичным про-
дуктом существует определенное сходство в строении.
Действие генов
95
В этом случае действие гена было бы всегда одним и
тем же: он образуем определенное вещество, которое
или будет находиться в свободном виде*-- как действую-
щее вещество, или в (Яязаином виде—как ген, входящий
в состав хромосомы.
Эффект действия генов
Разбирая, как действуют гены в процессе развития,
мы вынуждены будем на основании видимых эффектов
действия генов во взрослом состоянии пли на поздних
личиночных стадиях делать заключения о физиологи-
ческих процессах, происходивших раньше. Относитель-
но многих генов с несомненностью известно, что они
участвуют в ряде процессов развития. Относительно
многих генов известно, что каждый из них дает несколь-
ко непосредственно видимых эффектов. Примером может
служить ряд аллеломорфных генов белого цвета глаз
у Drosoph’la melanogaster, влияющих не только на окрас
ку глаз, по и на окраску семенников. Очень часто, при
более детальном исследовании, обнаруживаются, поми-
мо уже установленных, еще и другие эффекты: например,
та же группа аллеломорфных генов белой окраски
глаз влияет на жизнеспособность и плодовитость. Да-
лее, часто оказывается, что маленькие участки тканей,
в которых определенный ген полностью отсутствует
(участки с гомозиготной нехваткой), нежизнен пособ-
ии, несмотря на то, что иными путями но удава
лось показать, что данный ген оказывает какое-либо
специфическое влияние па этот вид ткани (Деме
рец, 1.931).
С точки зрения общей теории действия генов, мы
должны принять, что все гены имеют отношение ко всем
процессам, протекающим во время развития, хотя эффек-
тивность некоторых из них в отдельных случаях может
равняться пулю. Таким образом, когда мы говорим об
изменении, вызываемом в известном признаке заменой
данного гена другим, мы делаем заключение только
9t<
Глава V,i
относительно одной из целого рядя реакций. зависящих
от действия этих генов. Однако мы будем употреблять
выражение «эффект гена А» вместо более точного, по
более громоздкого выражения «эффект гена А, который
имеет существенное значение для данного случая».
Реакции, контролируемые генами,—это реакции,
протекающие в материальной системе. Мы можем посту-
лировать, что наиболее типичной реакцией будет такая,
которая ведет к образованию определенного количества
специфического вещества. Возможно, или даже вероят-
но, что в цепи реакции имеются такие стадии, когда
действия, вызываемые определенными генами, не могут
быть адэкватно описаны на основе представления об
образовании определенных веществ. Например, на
известном этапе действие гена может сказаться в изме
нении pH или проницаемости, или поляризации мем
б рапы. Но для удобства обсуждения мы будем, как пра-
вило, пренебрегать этими возможностями и говорить
об образовании веществ. Другие виды действия генов
сходны с указанным, поскольку’ они представляют собой
изменения в материальной системе, а исчерпывающее
обсуждение различных возможностей позволительно
здесь опустить, поскольку наша цель состоит в пестрое
нии общей, а не частной схемы отношений между тюками
п процессами развития.
Эффекты действия генов, которые легче всего наблю-
дать, сводятся к образованию количеств известного
рода веществ. Несколько более глубокое исследование
способно вскрыть процесс продуцирования этих веществ.
'Гермин «эффект гена» на последующих страницах
будет иногда употребляться в двояком смысле: как по
отношению к самому веществу, так н по отношению
к процессу, в результате которого оно образуется.
Однако в другом контексте, например в отношении
пространственной локализации эффекта, необходимо
различать эти два понятия, так как вещество может
иметь иную локализацию, чем процесс, приводящий
к его образованию.
Действие -eein>e 97
При рассмотрении явлений эмбрионального разни
тпя- как это часто делается и в генетике, удобное ноль
зеваться понятием вещества в несколько более широ
ком смысле слова, чем это считается приемлемым для
химической теории. В литературе мы находим, напри-
мер. ссылки на «омматидпи-образующее» вещество,
находящееся под контролем гена Ваг у дрозофилы.
Хотя и очевидно, что образование омматидиев но может
быть функцией одного вещества, однако число оммати
диев в глазу служит мерой количества определенного
сорта материала, а именно, «омматидии образующего».
Мы всегда, можем постулировать существование опре-
деленного комплекса веществ, образующих оммати-
дии в том случае и по мере того, как на них действует
гипотетическое вещество, стимулирующее образова-
ние омматидий. В некоторых случаях, где установ-
лено наличие организаторов, так можно рассуждать
с достаточным основанием. Однако лучше не Соз
давать специальных, гипотез относительно механизма,
обусловливающего образование определенного колл
честна ткани. Всякая подобная гипотеза, в лучшем
случае, будет относиться только к последним двум или
трем этапам в длинном ряду реакций. Вместо этого
мы можем расширить понятие вещества, подразумевая
под ним нечто, способное быть разделенным на сходны»!
части, число которых можно определить количествен-
но. Таким образом, иногда мы будем говорить о ткани как
об отдельном веществе, количество которого может быть
измерено по массе ткани. Точно так же, говоря в этой
связи о работе Штерна (1929) с мутацией bobbed, можно
не опасаясь принять длину щетинок дрозофилы за
меру количества вещества. При этом, однако, следует
помнить, что этим мы не утверждаем ни наличия только
одного «щетинкообразующего» вещества (hair p/ecursor
Substance) в количестве, пропорциональном числу по
являющихся щетинок, нд того, конечно, что щетинка —
это простое химическое вещество.
7
I». X. Уоддингтон
M.S
Uлапа I 1
Вещество п структура (pattern)1
Выше .мы указывали, что гегче всего наблюдать
результат действия генов, когда он сводится к изме-
нению колшцдггва пли качества образуемого вещества.
Существует, конечно, много генов, действия которых
нельзя учесть таким образом. Например, действие не-
которых генов отражается на психических свойствах;
действие других может обусловливать подверженность
заболеванию и т. д. В таких случаях мы столь мало
знаем о материальной природе даже конечного эффекта
последовательного ряда реакций, контролируемых ге-
нами, что было бы безнадежно пытаться обсуждать
природу самих реакций. Эти трудные случаи прихо-
дится оставить для будущих исследований.
Существует целый класс явлений, вызываемых ге-
нами, которые не легко понять с точки зрения образо-
вания определенных видов и количеств веществ, однако
эти явления имеют решающее значение для изучения
контролируемых генами реакций в процессе развития.
Речь идет о действии генов на структуру. Например,
действие гена полидактилии нельзя описать с точки
зрения количества пли качества вещества, которое он
образует, а только с точки зрения его влияния на число
и характер расположения пальцев. То же самое верно
для многочисленных генов, влияющих па распредели
пне окраски. Значение этих генов заключается в том.
что создание определенной структуры представляет,
может быть, основной момент в развитии зародыша,
и, во всяком случае, наиболее загадочный. Если мы
хотим показать, как генетические факторы опреде-
ляют развитие, или если даже мы стремимся дать только
абстрактную теоретическую схему, показывающую.
1 Термин «pattern» не имеет вполне адэкватного синонима
в русском языке. В большинстве случаев мы его переводим как
«структура», беря это слово в абстрактном его значении в смысле
определенного соотношения частей. [Прим, перев.)
Действие йены
какие виды процессов следует при этом иметь в виду,
то все же возникновение структуры настолько сущест
венный фактор, что его невозможно игнорировать.
Единственным ключом к пониманию генетического
контроля над развитием основных морфологических от-
ношений в теле животного организма будет изучение
известных нам генов, контролирующих возникновение
структуры, хотя бы они оказывали влияние на такие
простые признаки, как на рисунок окраски крыла и пр
Возникновение определенных структур под дей
ствием генов мы разбрр&и после рассмотрения образова -
ния веществ, так как, во-первых, логичнее, вероятно,
обсудить, как образуется само вещество, прежде чем
выяснить, как оно распределяется; во-вторых, относи-
тельно образования веществ мы знаем значительно боль-
ше и, наконец, необходимо попытаться показать, что конт-
роль генов над структурами является одним из резуль
татов их влияния на выработку веществ. Структура
в смысле соотношения частей, в конце концов, предста-
вляет собой абстрактное понятие, а ген образует нечто
материальное. Раньше, когда ген рассматривался как
чисто биологическое понятие, можно было, исходя
из числовых отношений, получаемых при скрещива-
ниях, удовлетвориться установлением связи между
геном и результатом его действия, описываемым такжо
в биологических терминах, как определенная струк-
тура. Но теперь, когда мы обладаем более глубоким
знанием материальной природы гена, следует дать
и более конкретное описание его действия. Мы можем
отказаться временно от такой попытки в отношении
генов, определяющих психические явления, но мы
должны это сделать, когда дело касается большей
части онтогенетических процессов. Однако при этом
мы должны быть готовы столкнуться со старой пробле-
мой перевода морфологических описаний из области
биологических понятий в область физического и хи-
мического понимания взаимодействия между материаль-
ными телами.
7*
lot)
Г. i i/iiii 17
Локализация эффектов генов
Эмбриональное развптпг нельзя рассматривать исклю
чительнос точки зрения процессов, идущих во времени.
Пространственные отношения имеют такое же, а мо-
жет быть н большее значение. Можно дать следу
ющую предварительную классификацию типов лока-
лизации эффектов гона.
а) И м м а и епт н ы й э ф ф е к т
Под имманентным подразумевается эффект, вы
рожающийся в свойствах, характеризующих общую кон-
ституцию неоплодотвореиного яйца. Такой эффект
составляет один из основных элементов всего последу
тощего развития зиготы и, вероятно, имеет отношение
ко всякой реакции, протекающей в этот период. Из
аллеломорфных генов с имманентным действием паи
более известен геи, определяющий направление спира-
ли у право- п левозавптых раковин Ытппеа. В данном
случае тип симметрии эмбриональных дроблений и
направление завитка взрослого животного обусловлп
вастся генетической конституцией .матери. Действие
этого гена проявляется лишь через поколение и может
быть обнаружено у потомков, которые, несмотря на
свою внешнюю доминантность, могут либо обладать
доминантным геном, либо пет. Для данного индивидуума
гены матери имманентны в том смысле, что они заранее
определяют все геометрические отношения, характер
ные для развития. Большую часть случаев материн
ской наследственности (как, например, передачу шп
мента через яйцо пли зависимость темпа дробления от
строения яйца) следует расценивать как случаи имма
пептпого эффекта. В отношении локализации их следует
отнести к этой категории совершенно независимо от
того, в какой момент жизненного цикла материнского
организма проявлялось действие гена. Например,
Каспарп (193(5), Кюн (1937), Платте (1938) показали.
Действие ген ив
101
что у Ephestia liuhniell-a вещество, освобождающееся в
крови в результате действия гена А п обусловливающее
потемнение окраски глаза (стр. 121). передается от
матери потомству, причем передача происходит черев
цитоплазму, а не путем воздействия ядра ооцита. Так,
это вещество передавалось потомству гомозиготной
рецессивной самки аа, у которой оно было образовано
трансплантированной тканью. имевшей генотип А А.
Локализация эффекта гена Л у этих потомков должна
быть обозначена как имманентная. Следует отметить,
что резерв вещества А, передаваемый таким образом,
не может обеспечить темного цвета глаз в течение всей
жизни потомства, а действует только на личиночные
стадии.
б) Повее м е с т и ы й (pervasive.)
э ф ф е к т
Первично повсеместным мы называем эффект гена,
производимый в каждой клетке организма. Ударение
здесь должно быть сделано на слове «производимый».
В отдельную категорию мы отнесем те эффекты, которые
производятся на ограниченном участке и отсюда ра< пре
страняются на весь органжзм животного. В животном
царстве трудно найти примеры первичных повсемест-
ных эффектов, но, вероятно, к этой категории отно-
сятся гены, определяющие видовую специфичность
серологических реакций животных. У растений геЖя,
контролирующие образование хлорофилла, вызывают
почти повсеместный эффект, хотя даже они .могут не
оказывать действия на определенные органы, как, на-
пример, на цветок пли корень.
в) Л о к а л и з о в а н н ы й э ф ф е к т
Эффекты гена в том случае, когда они не новее
местные, должны быть локализованными. Это наиболее
важная категория эффектов. Мы рассмотрим следую-
щие подкатегории;
102
Г шва VI
1) Строго локализованный эффект
Сюда относятся вещества, образуемые в одном место
или в определенных местах и не диффундирующие
в окружающие части. Вероятно, большинство конеч-
ных продуктов генных реакций, которые мы в дей-
ствительности наблюдаем, относятся к строго локали-
зованным. Так, глазные пигменты дрозофилы обра-
зуются в глазу и остаются там. Даже кожные пигменты
у пятнистых животных, невидимому, как таковые, ужо
не способны к диффузии.
Однако вопрос о точности локализации становится
значительно более интересным и значительно более
трудно разрешимым, когда мы рассматриваем проме-
жуточные продукты действия гена, например, пропиг-
менты (pigment precursors). Наличие или отсутствие их
обычно может быть доказано только эскпериментом.
Так, только после того как Эфрусси и Бидл пред-
ложили соответствующую технику трансплантаций,
мы узнали о диффундирующих «пропигментах», связан-
ных с окраской глаз у дрозофилы (стр. 122). В самом
деле, если мы проследим ряд реакций, приводящих к
возникновению локализованного эффекта, будет трудно
доказать, что и первичное действие гена в этой цепи
реакций было локализованным, так как всегда будет
вероятным, что кажущийся локальный эффект зависит
в действительности от локальной реакции на изменение
общих условий. В то же время локальная реактив-
ность должна сама находиться под контролем других
генов. Таким образом, не может быть сомнения, что
существуют такие гены, действие которых на опреде-
ленные группы реакций строго локализовано. Труд-
ность состоит в том, чтобы показать, что это за
гены.
Такая неопределенность сильно затрудняет обсуж-
дение вопроса о локализации действия генов, так как
у нас нет вполне достоверных примеров, из которых
можно было бы исходить.
Действие генов ЮЗ
2) Диффузно локализованный аффект
Существуют вещества, образующиеся локально, но
распространяющиеся из места их возникновения на
короткие расстояния через ткани. Эта категория
не включает в себя веществ, попадающих из места их
возникновения в кровяное русло или другие жидкости
тела и распространяющихся по всей системе (см. сле-
дующую категорию). Хороший пример диффузно ло-
кализованного эффекта г<чщ был описан Уайтингом
(1934) у особей Halnobracon, обладающих мозаичными
глазами. В темных участках глаза, содержащих до-
минантные аллеломорфы из группы генов оранжевой
окраски глаза, образуются вещества, которые диффун-
дируют в прилегающие светлые участки, содержащие
рецессивные аллеломорфы, и вызывают здесь потом
нение. Обнаруженные Питчи (1934) у амфибий вещества
(кортицин и медуллярин), влияющие па половые при
знаки, также принадлежат у большинства видов
к диффузно локализованным, хотя у лягушек они могут
относиться к числу распространяющихся (permeeting).
так как, видимо, они у них распределяются по всему
телу. Этот пример показывает, что различия между'
веществами диффузно локализованными и распростра
няющимися не очень глубоки. Основанием для выделе-
ния диффузно локализованных веществ в особую кате
горию служит их большое теоретическое значение.
Эмбриональные эвокаторы относятся к диффузио ло-
кализованным веществам.
3) Распространяющийся эффект
В эту категорию входят вещества, образующиеся
локально, но распространяющиеся из места возникни
вения по всему организму. Примером могут служить
половые гормоны, а также вещество, обусловливающее
карликовость мышей с наследственной недостаточно-
стью гипофиза (Смит п Мак-Доуэл, 1930). Эти вещества
возникают под действием генов, распространяются
Действие генов 105
екая основа для образования такого вещества отсут-
ствует. Подобное положение создается спонтанно у
мозаичных индивидуумов, образующихся либо в резуль-
тате соматической мутации, соматической эллпмипа-
ции хромосомы, либо путем двойного оплодотворения.
Стертевант (1929, 1939)" показал, что у Drosophila те-
lanogaster присутствие глазной ткани, содержащей v ,
предотвращает проявление гена vermilion в областях,
гомозиготных по мутантному гену; области глазной
ткани, содержащие В', влияют на образование фасеток
в близлежащей ткани глаза, содержащей В. Стерте-
вант показал также, что окружающие ткани, содержа-
щие у", вызывают потемнение тканей, которые должны
оыли быть окрашены в желтый цвет. С другой стороны,
для многих других генов характерно, что ткани, содер-
жащие нормальные аллеломорфы, не оказывают ни-
какого влияния на соседние ткани мутантного типа.
Ясно, что здесь мы имеем дело с двумя переменными:
способностью к диффузии генопродуктов и возмож-
ностью взаимодействия между ними. Схема классифи-
кации, основанная па способности к диффузии, уже
была приведена. Что касается взаимодействия между
продуктами любой пары генов, мы должны рассмот-
реть три следующие возможности: а) присутствие
одного гена влияет на ткань, содержащую другой ген,
б) присутствие одного гена не влияет на ткань, содер-
жащую другой ген, и в) оба участка с различными генами
взаимно влияют друг на друга. В первом случае, если
наблюдается какое-либо влияние, то оно аналогично
феномену доминирования одного гена над другим или
эпистаза. Вещества, вырабатываемые генами и оказы-
вающие такое влияние, можно назвать «анархическими»
(eparchic), а вещества, на которые это влияние оказы-
вается,—«гипархическими» (hyparchic). Эти термины
применимы, строго говоря, только к самим взаимодей-
ствующим веществам. Однако, когда контекст достаточ-
но ясен, допустимо и удобно говорить о том, что один
из генов является анархическим по отношению к дру-
!<*’> fl
гому. В тех случаях, когда нот взаимодействия, гоны
(точнее, образуемые ими вещества) могут быть названы
«самодиференцпрующимися» (Стертевант). Но этот тер
мин довольно двусмыслен, даже в тех случаях, когда
к нему прибегают для описания данных эксперимен-
тальной эмбриологии, для чего он и был впервые пред
ложен. Было бы, невидимому, ошибкой расширять его
смысл, применяя его к указанным случаям. Меньше
возражений вызывает термин «автономный» (autono-
mous), который также употреблялся в этой связи, но
он не очень удобен для образования других слов, не
«хбходимых в некоторых случаях. В этой книге для тех
генов или веществ, ими образуемых, проявление которых
по зависит от веществ, поступающих из окружающих ча-
стей, будет служить термин «аутархическпп» (autarchic}.
Наконец, для случая взаимодействия генов мы можем
предложить термин «сцпархический» (synarchic).
Несколько интересных случаев мозаичности было
описано у паразитической осы Habrobracon (Уай-
тинг, 1934; Уайтинг л Уайтинг, 1934). Мозаичные особи
представляют собой гаплоидных самцов, образовав-
шихся в результате двойного оплодотворения, т. е.
оплодотворения второго полярного тельца, а также
и ядра япца. Два гена, определяющие цвет глаз—
cantaloup и white, оказались аутархическимп в отно-
шении как их нормальных аллеломорфов, так и других
генов. Группа аллеломорфов оранжевой окраски глаза
образует диффузно локализованные вещества с ясно
выраженным эффектом взаимодействия. Так, в мозаич-
ных глазах, содержащих участки с геном ivory (цвет
слоновой кости—о*) и участки с какими-нибудь из
более темных аллеломорфов, например геном block
(черный—О) или orange (оранжевый—о), нет резкой
границы между различно окрашенными участками.
Можно было бы предполагать, что темная окраска эпар
хична по отношению к цвету слоновой кости или что
они синархичны. Переход от черного цвета к цвету сло-
новой кости дает промежуточную оранжевую окраску.
107
которая, невидимому, ничем не отличается от такой
?ке окраски, вызываемой непосредственно оранжевым
аллеломорфом. Наиболее просто было бы, конечно,
принять, что гены, определяющие черную окраску,
Рис. 5. Мозаичные глаза Habrobracon. А—правый глаз, нижняя
левая часть которого содержит доминантный ген черной окра-
ски (О), в то время как правая верхняя часть обладает рецессив-
ным аллеломорфом, вызывающим окраску цвета слоновой кости
(o’): обратите внимание, как более темная окраска распростра-
няется из черного участка через промежуточную зону кра-
сно-оранжевого оттенка к области палевой окраски цвета сло-
новой кости. В—левый глаз, содержащий две зоны с генами
Black и Cantaloup (Ос), так как последний ген энистатичен, то
они имеют бледную окраску. Остальная часть глаза содержит
гены ivori и нормальный аллеломорф гена Cantaloup (о’С). Эти
участки также должны были бы иметь бледную окраску, но
вещество, распространяющееся от участка Ос, делает их черными
по краям, а в остальной части образуется переход от оранжевой
окраски к цвету слоновой кости. (По Уайтингу.)
оранжевую или цвета слоновой кости, отличаются
своим действием на пигментную систему только коли-
чественно. Некоторые другие случаи мозаичности ука-
зывают на большую вероятность анархичности, а нс
синархичностп гена черной окраски по отношению к
108
гену ivory и гену оранжевой окраски. Ген черной
окраски О не проявляется в гаплоидных тканях, содер-
жащих, помимо того, рецессивный ген cantaloup—с,
являющийся эпистатичным. Так, мозаики, в которых
участки Ос граничат с огС, характеризуются палевой
окраской фасеток Ос. Эти фасетки, как было установ-
лено, образуют зону с резко очерченными краями, и
непосредственно около них возникает черная окраска,
вместо цвета слоновой кости (могущая проявиться при
наличии С), что обусловлено, очевидно, диффузией из
участка Ос анархического вещества, образующегося
под влиянием О. Это вещество но может быть самим
пигментом, ио представляет собой некий «пропигмент»,
использование которого в участках Ос тормозится ге-
ном с.
Образование вещества О у Habrobfacon на самом
деле не ограничивается глазной областью, но проис-
ходит также в семенниках. У мозаичных особей с се-
менниками О и глазами о1 цвет глаз темный. Таким
образом, вещество локализовано, по крайней мерс,
в двух местах и хотя бы потенциально может распро-
страняться по телу. Сходные явления наблюдались у
дрозофилы и Ephestia и будут рассмотрены ниже
(стр. 121).
1 J лид VII
ТЕЧЕНИЕ ГЕННЫХ РЕАКЦИИ ВО ВРЕМЕНИ
Кривые изменения эффекта во времени
Гольдшмидт (1937) первый обратил внимание на
важность изучения скорости реакции, обусловленных
генами. Он описал процесс постепенного накопле-
ния пигмента у гусениц Lymantria и высказал при этом
гипотезу, опиравшуюся на наличие аналогичных
явлений у той же бабочки, на основе которых он
построил теорию механизма интерсексуальности. Он
объединил свои наблюдения над процессами образо-
вания веществ во времени с теорией, заключав-
шейся в том, что гены, будучи по своей природе
ферментами, контролируют эти процессы. В резуль-
тате он высказал предположение, что реакции, нрпосред-
ственно контролируемые генами, при изображении
их на графике должны давать линейную зависимость
от времени. Эта часть теории Гольдшмидта представляет
собой надстройку над основным положением о важно-
сти учета изменений генных реакций во времени,
сохраняющим свое значение вне зависимости от того,
оправдаются ли последующие гипотезы или пот. Действи-
тельно, трудно было бы настаивать на том, что все ген-
ные реакции имеют линейный характер; даже Гольд-
шмидт, объясняя, например, доминантность, выну-
жден был учитывать взаимодействие между продуктами
линейной реакции и некоей другой реакции, по имеющей
линейного характера, но также, повидимому, опреде-
ляемой генами. Мы здесь не будем строить предпо-
ложений относительно линейного или нелинейного
характера генных реакций, но для большей общно-
сти будем, как правило, изображать их в виде нели-
нейных.
Но
Не вызывает сомнений, что реакции, результат кото-
рых (представляющий собсй, невидимому, последнее
звено в цепи реакций) можно непосредственно наблю-
дать, часто оказываются, как выявляет прямое наблю-
дение, нелинейными; факт, который Гольдшмидт но
стал бы оспаривать.
Кривая, получаемая при нанесении на график ко-
личеств конечного продукта реакции, образующегося
в определенные отрезки времени, другими словами,
кривая изменения эффекта во времени (time-effect curve),
была точно оп|Ч*делена лить в немногих случаях. Один
из наиболее показательных случаев—это образование
глазного пигмента у бокоплава—Gammonis chevreuxi
(Форд и Гексли, 1929). Здесь мы имеем целую серию
кривых, приближающихся к разным асимптотам, или
приближающихся к одной и той же асимптоте с раз-
личной скоростью. У многих животных, таких, напри-
мер, как дрозофила, большую часть процессов разви-
тия вообще нелегко наблюдать, и наши знания огра-
ничиваются данными о конечном состоянии, может
быть, близком к асимптотическому, а, возможно, пред-
ставляющем собой какую-нибудь промежуточную точ-
ку на кривой, обусловленную, положим, прекрагцением
развития или выходом из куколки. В таких случаях
мы еще можем получить известное представление
о группе кривых в целом (но не об отдельных кривых),
изучая зависимость между различными асимптоти-
ческими или предельными величинами и дозой генов
(dotage of the genes). Штерн (1929) изучал длину щети-
нок у дрозофил, имевших разное число генов bobbed.
Он увеличивал число генов bobbed, добавляя фрагмен-
ты У-хромосомы, которые в других отношениях
были более или менее «пустыми* и таким образом не
нарушали общего генного баланса. На основании
своих данных он вычертил кривые зависимости эффекта
от дозы генов, т. е. кривые, показывающие, как
изменяется длина щетинок в зависимости от количества
генов. На основании такой кривой изменения эффекта
Течение генных реакции ви времени 111
в зависимости от дозы генов мы можем построить ряд
гипотетических кривых, характеризующих изменение
эффекта во времени. При этом действительный ход
каждой кривой гипотетичен, но асимптоты (или крайние
значения, если дело идет о прекращении развития)
строго фиксированы.
Если построить кривую изменения эффекта в зависи-
мости от дозы генов для одного из аллеломорфных
Р и с. 6. Отношение между кривой изменения эффекта во времени
(слева) и кривой изменения эффекта в зависимости от дозы генов
(справа). (Из Уоддингтона.)
генов, то, используя соответствующие данные отно-
сительно другого из аллеломорфных генов, моя?по
выяснить относительную силу влияния одинаковых ко-
личеств обоих аллеломорфных генов. Как правило,
обнаруживается, что нормальный аллеломорф оказы-
вает более сильное влияние, чем мутантный. Мёллер
(1932) предложил называть гены, отличающиеся при
той же дозе от своих нормальных аллеломорфов лишь
силой влияния, гипоморфными генами в том случае,
когда они слабее, и гиперморфными генами, когда они
сильнее нормальных. Эти понятия, подобно понятиям
доминантности и рецессивности пли эпистатичности
и гипостатичности, относительны и могут, строго говоря,
применяться только к одному из данной пары генов.
У дрозофилы, где имеется хорошо изученный «дикий»
тип, естественно рассматривать нормальный аллело-
морф как масштаб для сравнения, но у других орга
пизмов, где дикий тип не столь определенен, бессмыс-
ленно называть данный аллеломорф гипоморфным,
не указывая в то же время, по отношению к какому
другому аллеломорфному гену он гипоморфеп. Полез-
но иметь термин для обозначения группы гонов, кото-
рые будут гипаморфными или гиперморфными по отно-
шению друг к другу, и мы будем называть их группой
«количественных» генов.
Характер кривой изменения эффекта во времени
определяется по только тем геном, который вызывает
эффект, но является результатом комбинированного
действия этого гена и всего остального генотипа. Было
описано действие некоторых модифицирующих фак-
торов па кривую изменения эффекта во времени для
генов, обусловливающих образование пигмента в глазу
Gammarus. Однако в других случаях мы располагаем
лишь очень неточными данными. Относительно значе-
ния и объема таких генотипических модификаций кри-
вой изменения эффекта во времени можно, впрочем,
судить, исходя из действия, оказываемого генотипи-
ческой средой на кривые изменения эффекта в зави
с.имости от дозы генов. Дело в том, что, как мы видели,
модификации этой последней кривой должны быть
связаны с перемещением асимптот на кривой измене-
ния эффекта во времени. Так, в отношении некоторых
генов было показано, что при построении кривой за-
висимости эффекта от дозы генов необходимо учитывать
не абсолютную, а, скорее, эффективную дозу, измеряе-
мую отношением между абсолютной дозой и остальным
генотипом. Шультц (1934) показал, что влияние дан-
ного количества генов shaven (генов, локализованных
в IV хромосоме дрозофилы и влияющих на щетинки)
оказывается в случае триплоидов более слабым,
чем в случае диплоидов. То же самое правильно, как
хорошо известно, для генов, определяющих пол.
В обоих случаях конечный результат зависит от соотно-
Течение генных реакций во времени 113
шения или баланса между определенными генами и
остальным генотипом, и это служит очевидный! свиде-
тельством в пользу того, что-кривые изменения эффекта
в зависимости от генной дозы, а следовательно, и кри-
вые изменения эффекта во времени выражают свойство
всего генотипа.
Главное доказательство наличия влияния гено-
типической среды на кривую изменения эффекта
от дозы гена дают явления эволюции доминант-
ности и количественной компенсации {dosage compen-
sation).
Хорошо известно, что у животных, имеющих ясно
очерченный дикий тип, нормальный аллеломорф
обычно доминирует над мутантным геном. Очень мно-
гие из этих генов относятся к количественным, и
доминантность может объясняться явлением гипермор-
физма. Если нормальный аллеломорф А доминирует
над мутантным геном а, то результат гетерозиготной
комбинации Аа оказывается тем же самым, как и при
количественно более сильной комбинации ЛА, и дол-
жен поэтому изображаться точкой на горизонталь-
ной части кривой изменения эффекта в зависимости от
дозы гена.
Фишер (1928,1931) высказал предположение, что это
осуществляется в процессе эволюции в силу постепен-
ного изменения относительной силы влияния Лиа,
обусловленного модификацией генотипической среды
под действием естественного отбора. Он предполагает,
что когда впервые появляется мутация а, действие гено-
типа Аа оказывается как раз промежуточным между
АЛ и ад; в таком случае ЛА должно помещаться ближе
к вершине кривой изменения эффекта в - зависимости
от дозы гена. По предположению Фишера (исходящего
из того, что организмы с генотипом Аа, фенотипически
приближающиеся к АА, будут иметь преимущество
над другими в процессе отбора) общая генотипическая
среда вида изменится таким образом, что Аа будет
всегда вызывать тот же эффект, как и А Л. Это означает
8 К. X. Уоддингтон
114 Гласа VJ1
подъем кривой изменения эффекта в зависимости от
дозы гена на отрезке между аа и АЛ, приводящий к
тому, что отрезок между Аа и АА примет горизонталь-
ное положение. Фишер постулирует, таким образом,
генотипический контроль над кривой изменения эффек-
та в зависимости от дозы гена, а это неизбежно означает
генотипический контроль над кривой изменения эффек-
та во времени. Мёллер (1932) обратил внимание на дру-
гой возможный путь возникновения доминирования
А над а. Можно представить себе, что обе точки Аа и
А А будут находиться на горизонтальной части кривом
изменения эффекта в зависимости от дозы гена не вслед-
ствие подъема начальной части кривой, а в результате
снижения конечной ее части. Мёллер предполагает’,
что в процессе эволюции доминантности устранение
слишком сильного влияния со стороны АА может быть
столь же важным, как и обеспечение того, чтобы Аа
оказывал достаточно сильное влияние. Такой механизм
процесса, наравне с описанным Фишером, предполагает
генотипический контроль над кривыми; тем самым кос-
венно подтверждается точка зрения, рассмотренная
нами выше, а именно, что генотип в целом контроли-
рует кривые изменения эффекта во времени. Хол-
дэн (1930) высказал, однако, предположение о ме-
ханизме эволюции доминантности, не связанное с
представлением о наличии генотипического контроля
над кривой изменения эффекта в зависимости от дозы
гена. Принимая эту кривую как данную, т. е. не
обсуждая, какие факторы определяют ее характер,
он указывает, что для вида выгодно иметь в качестве
генов, представляющих его «дикий» тип, такие гены,
гомозиготный обладатель которых будет обозначаться
точкой, несколько сдвинутой вдоль горизонтальной
части кривой. Это автоматически приведет к тому, что
гетерозиготы со слабым гипоморфным мутантным геном
также будут обозначаться точкой, расположенной в
горизонтальной части кривой. Такой механизм процес-
са, ничего не постулируя прямо о влиянии генотипа
Течение генных реакций во времени 115
на кривую, в действительности вполне совместим с
гипотезой, допускающей такое влияние.
Другое подтверждение влияния генотипа на кривую
изменения эффекта в зависимости от дозы гена дают
явления количественной компенсации. Штерн (1929)
и Мёллер (1932) обратили внимание на тот факт, что
гомозиготные самки, рецессивные по гену, сцепленному
с полом, обычно имеют тот же фенотип, как и самцы,
обладающие только одной дозой рецессивного гена.
Это явление можно понять лишь в том случае, если
принять относительную пли эффективную дозу гена та-
ковой, что один ген самца соответствует двум генам
самки. Это может быть так лишь в том случае, если
частью генотипа, уравновешивающей ген, сцепленный
с полом, являются остальные гены Х-хромосомы, пред-
ставленные подобно самому этому гену двойной дозой
у самки и только одной дозой у самца. Существенно
для нас сейчас то, что количественная компенсация
генов, сцепленных с полом, очень легко обнаруживается
и представляет обычное явление, показывая тем самым,
что генотипический контроль над кривой изменения эф-
фекта в зависимости от дозы гена свойственен не отдель-
ным немногим генам, но характерен для большинства,
если не для всех них. Эволюционные предпосылки
возникновения механизма количественной компен-
сации не могут нас здесь интересовать. Они обсуж-
дались Мёллером, предполагающим, что основным
была эволюция доминантности дикого аллеломорфа у
самок.
Стадии развития
Мы пришли к представлению о кривой изменения
эффекта во времени, как о чем-то, что определяется
генотипом как целым. Мы можем мысленно предста-
вить Себе, что эта кривая обусловлена действием целого
комплекса генов, причем некоторые из них как бы
стремятся вызвать подъем ее в определенный проме-
жуток времени, а другие—ее понижение В итоге
8*
116 Глава Г JI
протекает процесс, характеризующийся определен'
ным течением во времени. Эта концепция нуждается
теперь в дальнейшем расширении в двух направле-
ниях.
Во-первых, конкретные кривые изменения эффекта
во времени и в зависимости от дозы гена, послужив-
шие основанием для предшествующего теоретического
обсуждения, относятся только к конечным видимым про-
дуктам цепи последовательных рядов генных реакции.
Безусловно, однако, что в этих случаях должны быть
какие-то более ранние подготовительные реакции, при-
водящие к возникновению тех, видимые результаты
которых мы наблюдаем. Эти более ранние реакции
также характеризуются определенным течением, так
как постоянство заключительных реакций заставляет
предполагать постоянство первых стадий всего после-
довательного ряда процессов. Исходя из теоретиче-
ских предпосылок, мы будем вправе, говоря о пути
изменения эффекта во времени, дать расширенное тол-
кование нашему понятию кривой, распространив его па
более ранние стадии процесса, хотя продукты реакций
на этих стадиях должны иметь другую природу, и об-
разование их не может быть точно выражено в той же
системе координат, что и образование продуктов заклю-
чительных реакций.
Во-вторых, понятие пути изменения эффекта во
времени должно получить расширенное толкование в
том смысле, что оно должно включать в себя представ-
ление о влиянии генов как на количественные, так
и на качественные изменения образующихся веществ.
Скотт-Монкриф (1936. 1937) и другие авторы исследо-
вали, например, различные виды пигмента антоцианина,
образующегося в цветах, и показали что гены обуслов-
ливают синтез нескольких веществ, отличающихся
друг от друга своими молекулярными структурами.
В этом случае можно допустить, что некоторые из этих
различий непосредственно вызваны генами, если пред-
полагать, что гены сами вступают в реакцию с пред-
Течение генных реакций во времени 117
шествуют01™ антоцианину веществами. Но в общем,
чрезвычайно мало вероятно, что вещества, в которых
проявляется различный результат процесса, являются
непосредственными производными генов. Влияние ге-
нов па свойства образующихся веществ обычно на пер-
вом этапе выражается в виде действия на какой-либо
промежуточный продукт, образующий звено в цепи
реакций, сопровождающих процесс развития. В случае
изменения хода процесса на ранней стадии изменяется
весь ход последующих реакций. Мы можем сказать,
что путь, характеризующий изменение эффекта во вре-
мени, разветвляется на данной промежуточной ста-
дии, причем ген определяет выбор той боковой ветви,
по которой в действительности пойдет развитие.
Не так легко вскрыть природу промежуточных
стадий последовательных генных реакции. В результате
анализа очень большого числа генетических комбина-
ций Райт и его сотрудники (Райт, 1940; Рассел Е.С.,
1939; Рассел В. Л., 1939) сформулировали гипотезу
о действиях и взаимодействиях нескольких факторов
окраски у морских свинок. Эта гипотеза не только удо-
влетворительно разрешает качественную сторону воп-
роса, но может служить основанием для предсказания
количественных отношений. Редко, однако, имеющийся
в нашем распоряжении генетический материал доста-
точно богат для успешного использования такого под-
хода. Другой пример, хотя и не столь исчерпываю-
щий, дают исследования Майнкса (1937), посвященные
комбинациям генов, определяющих цвет глаз у дрозо-
филы (стр. 123).
Можно рассчитывать, что гены, влияние которых за-
висит от условий среды, окажутся более благоприятным
материалом для изучения последовательности реакций.
Важные исследования были проделаны над образова-
нием пигмента у гималайских кроликов с белой окрас-
кой всего тела, за исключением черных пятен на кон
цевых участках тела. Эти исследования (Даниель.
1934а; Энгельсмейер, 1935, 1937; ЛТультц, 1916, 1935)
118
Глава VII
ведут свое начало от наблюдений Шультца, показавшего,
что на участках, имеющих обычно белую окраску, могут
вырасти черные волосы, если эти участки подвергать
действию достаточно низкой температуры. Критическая
температура, выше которой пигмент уже не образуется,
несколько варьирует у разных пород и, кроме того,
связана со способностью животного к теплорегуляции.
Эта критическая температура равна 33СС для гомози-
готных гималайских кроликов (спсп) п несколько
ниже—примерно 31° для гетерозиготных типа (с”с),
получающихся в результате скрещивания их с альбино-
сами. Указанные температуры относятся к самой коже,
а не к тканям, лежащим под ней. В дальнейшем оказа-
лось, однако, что эти температуры не являются дей-
ствительно критическими для появления пигмента, и
он может образоваться в коже при гораздо более высо-
кой температуре (до 46°С), но при условии предварптель
пого достаточно длительного охлаждения кожи при
температуре ниже критической. Фаза «охлаждения»
связана, таким образом, с известными подготовитель-
ными процессами, предшествующими образованию са-
мого пигмента. Еще более ранняя фаза может быть
обнаружена при изучении действия Х-лучей, мешаю-
щих, видимо, образованию какого-то вещества, необ-
ходимого в течение фазы охлаждения: участок кожи,
который охлаждается сейчас же вслед за облучением,
во всех случаях образует некоторое количество пигмен-
та, вероятно, за счет запаса уже содержащегося в нем
вещества, появляющегося при охлаждении («under-
cooling substrate»). Однако в том случае, когда тот же
самый участок кожи охлаждается во второй раз, по
прошествии нескольких дней, пигмент больше не обра-
зуется. Момент, когда аллеломорфные гены (от которых
зависит окраска альбиносов) начинают оказывать влия-
ние на процесс, был установлен на основании того факта,
что минимальное время, в течение которого требуется
охлаждать кожу, чтобы появился пигмент, меньше для
спсп, чем для спс, тогда как Ссп, конечно, образуют
Течение генных реакции во времени 119
пигмент даже при более высоких температурах; гены,
таким образом, действуют в фазе охлаждения.
Анализ последовательности этих процессов про-
двинулся уже настолько далеко и достиг той стадии,
когда можно установить химическую сторону некото-
рых из рассматриваемых процессов. Конечная стадия
образования пигмента сводится к возникновению мела-
нина в результате действия окислительного энзима на
диоксифенилаланин. Эта реакция подавляется в при-
сутствии цианидов и в условиях анаэробной среды.
Фаза охлаждения, с другой стороны, не зависит от
окислительных реакций и заключается в образовании
оксидазы. Химическая природа фазы, чувствительной
к действию Х-лучей, еще не выяснена.
Некоторые данные о химических реакциях, про-
исходящих при образовании пигмента, были получе-
ны также на основании прямых опытов экстрагирова-
ния. Так, Онслоу (1915) выяснил, что экстракты из
кожи кроликов агути и рецессивных черных кроли-
ков—но не рецессивных белых—содержат тирозиназу,
которая может образовать меланин при взаимодействии
с диоксифенилаланином (Dopa). Кожа доминантных
белых кроликов в свою очередь содержит ингибитор,
мешающий наступлению реакции между диоксифенил-
аланином и тирозиназой из кожи окрашенных рецес-
сивных животных. Наконец, Коллер (1930) показал,
что кожа доминантных черных животных содержит
ингибитор, но позволяющий проявиться ингибитору
из кожи доминантных белых животных, в результате
чего и образуется пигмент.
Другой хороший пример анализа последователь-
ной цепи реакций, ведущих от гена к готовому при-
знаку, дают исследования Бидла и Эфрусси (Бидл,
1939; Бехер, 1938; Эфрусси, 1938, 1939) п других авто-
ров ,над окраской глаз у насекомых. В этом случае для
обнаружения хода промежуточных реакций было
использовано отсутствие строгой локальности в дей-
ствии генов, а также отсутствие аутархии.
120
Глава VII
Каспари (1933) ввел метод трансплантации имаги-
нальиых дисков от личинок с одним генотипом к личин-
кам с другим генотипом. Он работал с Ephestia, и ему
удалось показать, что для нормальной пигментации гла-
за необходимо вещество, вырабатываемое доминант-
ным геном А и отсутствующее в ее генотипе, если не
внести его искусственно путем пересадки ткани А;
такой тканью могут служить как глаз, так и гонады,
так что образование вещества А, способного к дальней-
шему распространению, происходит, по крайней мере,
в двух местах. Бидл и Эфрусси применили эту мето-
дику к дрозофиле и благодаря большему разнообра-
зию генов, присущих этому виду, им удалось получить
более полные результаты. Они смогли обнаружить
три последовательные стадии в цепи реакций, приво-
дящих к нормальному образованию пигмента. Для
наступления первой стадии, установленной их опыта-
ми, необходимо наличие некоего вещества, зависящего
от присутствия нормального аллеломорфа гена claret
(виннокрасный); в его отсутствии реакция идет в на-
правлении образования глаз цвета claret. Рассматри
ваемое вещество образуется но внутри самого глаза,
а в какой-то другой части тела, из которой оно переходит
в глаз в период между 80 и 106 часами после откладки
яйца. Если имагинальный дпск глаза от мух «дикого»
типа имплантируется хозяину claret до наступления
этого периода, он не получает вещества са*, и развива-
ются глаза цвета claret. Если же имплантируемый диск
взят от донора, находящегося на более поздней стадии
развития, то вещество са* в него уже поступило, в ре-
зультате чего развивается окраска глаз, свойственная
«дикому» типу. Глазной имагинальный диск, переса-
женный от донора claret к хозяину, принадлежащему
к «дикому» типу, не приобретает цвета глаз «дикого»
типа, откуда следует, что ген claret, видимо, не только
предупреждает образование вещества са*, но и тор-
мозит его использование, если оно уже перешло в
глаз.
Течение генных реакций во времени
121
Наряду с веществом са* были найдены еще два веще-
ства, участвующие в последовательном ряде процессов,
приводящих к образованию глаз с пигментацией,
свойственной дикому типу. Эти два вещества обра-
зуются нормальными аллеломорфами генов vermilion
(киноварный, непросвечивающий) и cinnabar (кино-
Р и с. 7. Возникновение окраски глаз у дрозофилы. Про-
цесс образования пигмента нормально проходит путь,
отмеченный линией, идущей через вещество са*, вещество
и вещество сп*, и дает пигментацию «дикого» типа.
Гены са, v и сп прерывают этот путь так, что процесс
принимает иное направление, причем возникает пигмен-
тация, характерная для мутаций claret, vermilion или
cinnabar.
парный цвет глаз). Если глазные диски какой-либо
из этих мутаций имплантируются нормальному хозяину,
они приобретают пигментацию «дикого» типа; следо-
вательно, оба эти веществ? могут распространяться
122 Глава, Vll
по телу и проникать в имплантированные глаза. Путем
инъекций особям, находящимся на разных стадиях раз-
вития, лимфы дикого типа, содержащей вещество
было показано, что это вещество должно быть абсорби-
ровано до 70-го часа после окукления. Вещество v
служит, видимо, материалом для образования вещества
сп", так как диск от vermilion при имплантации хозяину
cinnabar приобретает пигментацию «дикого» типа.
Он, невидимому, получает от хозяина вещество гт,
которое не может сам произвести, и после итого уже сам
образует собственное вещество сп". Диск cinnabar,
имплантированный хозяину vermilion, образует свое
собственное v" вещество, но не получает от хозяина
помощи в отношении образования сп" вещества, и поэто-
му его окраска остается cinnabar. Отношение между
веществами са', с одной стороны, и t и сп с другой,—-
неясно. Бидл и Эфрусси первоначально предполагали,
что са является предшественником г1', так как полу-
ченные тогда данные указывали, что мухи claret не
содержат пи вещества v", ни вещества сп"\ но этот ре-
зультат вызывает теперь некоторое сомнение, и вопрос
не может быть пока разрешен. Принимая первоначаль-
ную гипотезу этих авторов, мы можем постулировать
ряд изменений, в результате которых вещество са
превращается в с+, а это последнее—в сп". Путь, ха-
рактеризующий последовательную цепь реакций, свя-
занных со всеми этими веществами, схематически изоб-
ражен на рис. 7. Путь этот оказывается разветвленным:
если образуется вещество с', пигментная система может
образовать пигмент, свойственный cinnabar, если этого
вещества не образуется, процесс примет направле-
ние, приводящее к образованию окраски vermilion, и
т. д.
В настоящее время мы не располагаем достаточными
сведениями о действительной химической природе ве-
ществ, участвующих в этой цепи реакций, или пигмен-
тов, образующихся в конечном итоге. Майнкс (1939)
показал, что в глазу дрозофилы имеются, по крайней
Течение генных реакций во времени
123
мере, два пигмента: красный, растворимый в воде, и
желтый или коричневый, не растворяющийся во всех
обычных растворителях. Желтый пигмент отклады-
вается раньше и. видимо, именно с этим компонентом
связаны вещества vermilion и cinnabar. Уже положено
начало прямому химическому исследованию природы
этих двух последних веществ (Татум и Бидл, 1938).
Оба вещества растворяются в воде и алкоголе и не рас-
творяются в эфире и хлороформе. Они оказываются
стойкими к температуре 100°С в течение часа, но быстро
разрушаются при температуре в 160°С. Растворимость
и реакции преципитации этих веществ позволяют пред-
полагать, что это—аминокислоты, но относительная тер-
молабильпость и неустойчивость по отношению к силь-
ным мие&рщм и щелочад девают вероятным, гг#в это
скорее сложные, а по простые аминокислоты. Предва
ригельное определение молекулярного веса вещества
vermilion посредством метода диффузии дает величину
между 400 и 600.
С эволюционной точки зрения очень интересно то
обстоятельство, что эти вещества обнаруживаются да-
леко не у одной только дрозофилы (Бидл, Андерсон
и Максвелл, 1938; Бехср п Плагге, 1937). Они могут
быть экстрагированы и из других двукрылых, таких,
например, KW&Calliphora, и из чешуекрылых, например,
Ephestia. Действительно, в отношении этой последней
было показано, что се ген гомологичен гену дрозофилы
и обусловливает отсутствие вещества, идентичного, по
его влиянию на развитие, веществу vermilion. Сходная
гомологичность генов может быть отмечена даже в отно-
шении столь далеко отстоящей группы, как перепон-
чатокрылые. Гены упомянутого выше (стр. 107) ряда
аллеломорфов о. невидимому, гомологичны гену сп
дрозофилы.
Эти работы -многообещающее начало изучения ве-
ществ, промежуточных между геном и пигментом, но
потребуются еще большие усилия, прежде чем удастся
заполнить этот промежуток.
124 Глава VII
Система разветвляющихся путей
В только что рассмотренных примерах мы истол-
ковали реакции, происходящие во время развития,
как систему разветвляющихся путец (см. стр. 121). но это
было бы довольно несовершенным способом изображе-
ния. Хотя мы можем законно утверждать, что когда
вещество г" отсутствует, то вещества, предшествующие
образованию пигмента, будут продолжать свое разви-
тие по атипичному пути, но читатель, наверное, сочтет,
что такое утверждение мало что дает. Вероятно, в дейст-
вительности дело сводится к тому, что в случае отсутст-
вия вещества г' не происходит синтеза коричневого пиг-
мента. Представление о разветвляющейся системе путей
становится необходимым лишь в том случае, когда раз-
ветвление сопровождается далеко заходящей диференци
ровной. Действительно, мы рассматривали до сих пор
процессы развития, развертывавшиеся на основе опре-
деленной компетенции; теперь нам предстоит обратить
внимание на генетические данные, указывающие на
существование альтернативных способов развития.
В виде примера, в отношении которого представление
о системе разветвляющихся путей будет более подходя-
щим, мы можем рассмотреть явление генетического конт-
роля над развитием антенн у Drosophila mdanogaster
(Уоддингтон, 1940а, б). У мух дикого типа этот орган
состоит из маленького базального членика, несколько
вздутого второго членика и третьего членика, несу
щего аристу—постепенно суживающийся хитиновый
стержень с многочисленными веточками. Рецессивная
мутация arislopadia—ss11 вызывает глубокие измене
ния (Балкашина, 1929). Аристы превращаются в орган,
более или менее похожий на ногу и состоящий из не-
скольких маленьких члеников, напоминающих тарзаль-
ные, причем последний из них несет два типичных тар
зальных коготка. В то же время третий членик алтея
ны обычно менее вздут и более удлинен, чем в норме.
Таким образом, в путях развития имягпнального зд
чатка антенны возникает разветвление, ведущее в раз
ные стороны: развитие может пойти по одному пути,
и в этом случае образуются антенны и аристы, или по
другому пути , и в таком случае образуется орган, по-
добный ноге. Механизм этого разветвления и момент,
когда оно наступает в развитии, остаются неизвестными,
Безусловно только, что он приурочен к ранной личи
ночной стадии; зачатки антенн у мух из линии х*1 не
изменяются под действием диффундирующих веществ,
содержащихся в жидкостях тола нормальной личинки
хозяина, ибо они образуют тарзальные органы после
трансплантации их личинкам «дикого» типа (Браун,
1939). Некоторое представление о разветвлении можно
получить, изучая различные аллеломорфы aristopedia.
Вся группа аллелей этого локуса хромосомы харак-
теризуется следующими тремя основными направле-
ниями изменений; 1) изменением длины щетинок, наи
более ревко выраженным у «*>. где но обнаруживается
заметного влияния на антенны; 2) изменениями в раз
витии антенн; 3) изменениями в развитии ног. Здесь
нас будут интересовать лишь изменения второго рода.
Существуют три аллеломорфных гена, характеризую
щиеся достаточно отчетливым влиянием в этом отно-
шении: ss°—aristopedia, ss(1~sp—aristopedia Спенсера
и ssa~B—aristopedia Бриджеса. Из них ssa~sp харак-
теризуется наиболее сильным изменением, аристы
очень сходны с конечностью и третий членик антенны
сильно вытянут. Aristopedia Бриджеса—ssa~B, с другой
стороны, характеризуется относительно слабым эффек-
том; часто происходит лишь небольшое утолщение
основания арист. В компаундах аллелей, например,
в случае ss«- sp/ssa~B гены ведут себя так, словно они
отличаются лишь количественно, и по своему фенотипу
каждое такое сочетание занимает промежуточное по-
ложение между двумя гомозиготами, от которых оно
произошло. Создается впечатление, что различные
части аристы для того, чтобы сделаться подобными
ноге, нуждаются в различных концентрациях одного
Р и с. 8. Антенны различных аллеломорфов arlutupedta и некото-
рых комбинаций их. eynneyD, ss" в двух ишкних рядах в центре
представляют собой удвоенную антенну с одной стороны головы.
Течение генных реакций во времени
127
и того же вещества, и различные гены образуют разное
и при этом определенное количество этого вещества.
С другой стороны, можно предполагать, что варпацип
эффекта действия генов обусловлены различной ве-
личиной промежутка времени, в течение которого
«тарзальное вещество» достигает пороговой концен-
трации, причем в линии ssa~B это достигается настолько
поздно, что имагиналышй зачаток антенны уже детер-
минирован и не может больше измениться.
Каков бы нм был механизм разветвления, несом-
ненно, имеются два альтернативных пути, по которым
может пойти развитие имагинального диска антенны.
Эти альтернативы резко противостоят друг другу.
У мух ss»-B ариста в целом не имеет строения, проме-
жуточного между нормальной арпстой и аристон, сход
нойс конечностью, как было бы в том случае, если бы.
например, центральный стержень был вздут, а ветви
редуцированы. Вместо этого базальная часть арнсты
приобретает строение, почти полностью совпадающее
со строением лапки, и лишь узкая переходная зона сое-
диняет эту часть с дистальной областью, совершенно
аристоподобной. Безусловно, здесь играют существен-
ную роль какого-то рода пороговые явления.
Интересно рассмотреть влияние генов на эти
два альтернативные пути развития (Уоддингтон, 1936).
Ген aristopedia комбинировался с генами, влияю-
щими на ланки dachs-d (таксоногпй), four-jointed-f j (че-
тырехчлениковыц) и approximated-app,—все вызывают
укорочение лапки и редукцию числа члеников с 5 до 4.
У мух из линии aristopedia эти гены дают укорочение
заменяющей аристу лапки и сокращение числа члени
ков в ней. Так, яри развитии имагинального зачатка
антенн по пути, характерному для лапки, этот зачаток
испытывает влияние со стороны генов, влияющих на
строение лапки. В этом случае указанные гены опре-
деляют в известной степени направление развития на-
стоящих ветвистых арист. Известны такие гены, кото-
рые влияют только на развитие арист, ио не на разви-
128 Глава Vll
тие лапки. Таков ген thread-th (нитевидный), вызываю-
щий редукцию или полное исчезновение боковых ве-
точек арист. Он не оказывает заметного влияния на
аристы, подобные конечностям, но в том случае, когда
развитие идет по пути образования арист, он видоизме-
няет некоторые детали, в частности,—строение терми
нальной, аристоподобной части арист у линии ssa~B.
Опять-таки ген aristaless-al (безусый) сокращает
размеры нормальных арист и не влияет на строение
арист у aristopedia (Браун, 1939).
Гены, влияющие па строение ног, а также гены
thread и aristaless изменяют путь развития после мо
мента его разветвления па два направления: одно,
ведущее к образованию лапки, и другое, ведущее
к образованию арист. Известны другие гены, влияю-
щие, невидимому, на ту часть пути, которая предше-
ствует этому моменту. Так, у мух с доминантным геном
eyeless—еуп (безглазый) часто образуется удвоение
антенн; то же наблюдается и у особей с aristopedia
и доминантных по eyeless. В этом случае эффект генов
характеризуется малой распространенностью, т. е.
наблюдается только у небольшого процента мух, но
должен затрагивать очень ранете стадии развития.
Доминантный eyeless вызывает также характерное взду-
тие основания лапки и неправильное распределение
волосков на ней. То же действие оказывает он на
аристы aristopedia-. его влияние, невидимому, ска-
зывается только на образовании лапки, происходя-
щем после момента разветвления. В последнее время
в линии aristopedia была обнаружена другая мута-
ция dachsous-?£>k. Сама по себе она вызывает силь-
ное изменение почти всех частей тела мухи: укоро-
чение ног, включая лапки, редукцию антенн, искри-
вление крыльев и нарушение жилкования, а также обра-
зование более коренастого тела. Этот ген изменяет’
антенны как самостоятельно, так и в сочетании с aristo-
pedia. Действию этого гена можно дать двоякое истол-
кование: либо он видоизменяет оба пути развития.
Течение еенныл реакций во времени
129
т. е. путь развития нормальных арист и путь развития
лапки, либо действие его приурочено к более раннему
моменту, и он изменяет всю систему путей, включая
место разветвления. Система путей и ее зависимость
от генов изображена схематически на рис. 9. В этой
схеме мы пренебрегли количественными различиями
в действии различных аллеломорфов aristopedia
Р и с. 9. Система путей развития в линии aristopedia.
Процесс развития изображен идущим слева направо и под-
нимающимся вверх, в случае развития лапки, или опускаю-
щимся вниз, в случае развития аристы. Оба эти отрезка
пути изменяются под действием различных генов. Пунк-
тирные линии изображают предполагаемое действие dsS31c,
который изменяет как нормальные антенны, так и
антенны, сходные по своему строению с лапкой. Указаны
лишь мутантные гены, их нормальные аллеломорфы вызы-
вали бы противоположные изменения.
и приняли, что разветвление пути совпадает для всех
частей аристы, хотя на самом деле разветвление путей
для разных частей аристы может наступать в разное
время и при разных концентрациях действующего
начала.
В только что изложенных примерах последова-
тельность генных реакций может быть, невидимому,
9 К. X. Уоддингтон
130 Глава ГЛ
описана в виде разветвляющихся путей, и от наличия
плн отсутствия определенных генов зависит, по какому
пути должно пойти развитие от пункта разветвления.
Необходимо помнить, что каждая из ветвей всей систе-
мы путей контролируется всем генотипом или большей
его частью, подобно простой кривой, рассмотренной
нами ранее.
Таким образом, создается впечатление, что влияние
гена на ряд реакций, вызванных другими генами, огра-
ничивается определенным периодом, когда процессы
принимают альтернативный характер, причем ген
определяет выбор определенного направления. Время
наступления такого решающего периода может быть
в некоторых случаях определено хотя бы инъекцией
лимфы на разных стадиях развития у дрозофилы
(пример, разобранный на стр. 122). Очевидно, однако,
что таким путем можно только выяснить, в какой мо-
мент генные вещества оказывают решающее влияние
на систему, уже развивающуюся в направлении образо-
вания глазного пигмента. Такой решающий период
для гена claret, например, наступает вскоре после того,
как вещество са* уже выработано и поступило в лимфу;
между тем вполне возможно, что в тех участках, где
вырабатывается это вещество, развитие гораздо раньше
принимает направление, характерное для мух claret,
и отклоняется от направления, свойственного нормаль
ным мухам. Ряд авторов предполагал, что чувствитель-
ность к температурным изменениям, обнаруженная
у некоторых мутантов (стр. 119), совпадает со временем,
когда данные мутантные гены оказывают решающее
воздействие. Но мы вправе сделать только тот вывод,
что с указанным временем совпадает чувствительный
период последовательных реакций, обусловленных му-
тантным геном. Мы не можем, следовательно, как
указал Генке (1937), считать, что этот чувствительный
период является тем временем, когда мутантный ген
впервые начинает действовать, вызывая отклонение
развития мутанта от нормального развития. Однако
Течение генных реакций во времени 131
уже самый факт наличия ограниченных чувствитель-
ных периодов показывает, что процесс состоит из ряда
последовательных реакций, имеющих различную при-
роду и различную чувствительность по отношению
к внешним влияниям.
Гены, о которых только что шла речь, обусловли-
вают путь между двумя возможными способами
развития, резко противостоящими один другому. Как
было выяснено в результате предшествующего обсу
ждения, нет необходимости предполагать, что все гены
ведут себя таким образом. Обсуждая эмбриологическое
понятие компетенции, мы говорили, что резко проти-
воположные способы развития возникли в процессе
эволюции в связи с необходимостью диференцировки
определенных и притом различных видов тканей.
Прогрессивный в эволюционном отношении гено-
тип должен поэтому определять систему разветвляющих-
ся путей развития. Можно ожидать, что замена неко-
торых из генов в составе такого генотипа другими гена-
ми будет отражаться на выборе того, какой из воз-
можных способов развития будет осуществляться.
Таким свойством как раз обладают только что рассмо-
тренные нами гены. С другой стороны, когда происхо-
дит замещение гена в нормальном генотипе, то пет осно-
вания считать, что возникающий организм будет
с эволюционной точки зрения обязательно или даже
вероятно сразу хорошо адаптирован. Такое замещение
гена в составе генотипа должно нарушить отрегулиро-
ванную систему разветвляющихся путей, и развитие,
вместо того, чтобы следовать по одному из возможных
нормальных путей, пойдет в совершенно атипичном
направлении. Например, ss° направляет развитие антенн
по пути, свойственному развитию ноги и представляю-
щему собой часть нормальной для дрозофилы возмож-
ности развития (хотя обычно и выполняемого другими
членами группы), а такой ген, как th, обусловливает
просто уродливое развитие антенн. Aristopedia влияет
на выбор одного из двух равноценных альтернативных
| 9*
132
способов развития; thread только портит одип из альтер-
нативных путей, от осуществления которого зависит
правильное течение развития.
В виде другого примера рассмотрим гены, влияю-
щие на щетинки у дрозофилы. Многие из этих генов
вызывают исчезновение некоторых из щетинок или
появление новых. Повидимому, опи действуют на клет-
ки, формирующие обычно щетинки, вызывая тормо-
жение этого процесса или, во втором случае, способствуя
образованию щетинок из клеток, нормально не при-
нимающих участия в этом процессе. Эти гены можно
сравнить с ss“ в том отношении, что благодаря нм один
из нормальных видов диференцировки происходит
не на обычном месте. С другой стороны, среди этих
генов имеется много других, вызывающих только умень-
шение размеров щетинок. Они тоже пе нарушают ти-
пичного хода диференцировки, но сокращают только
количество материала, идущего на образование щетинок;
их можно сравнить с различными аллеломорфами ss“.
Наконец, имеются такие гены, как forked (вильча-
тый), singed (опаленный) и другие, которые вызывают
образование искривленных и изогнутых щетинок,
а следовательно, должны рассматриваться как нарушаю-
щие типичный способ диференцировки. Первая группа
генов стремится изменить направление развития, опре-
деляя конкретный путь, по которому оно пойдет, т. е.,
образуются ли при этом щетинки или нет. Вторая
группа влияет на количество материала, изменяющего
направление своего развития; наконец, гены третьей
группы составляют часть системы, определяющей
детали пути развития щетинок.
Генетический контроль пути развития следует пред-
ставлять в виде чрезвычайно детализированного
и непрерывного действия на каждую фазу процесса
развития. Орган, наиболее полно изученный с этой
точки зрения,—это крыло дрозофилы. Гольдшмидт
(1938) и Ауэрбах (1936) опубликовали наблюдения над
отдельными стадиями развития при некоторых мута-
Течение генных реакций во времени 133
циях, а я недавно исследовал развитие крыльев у нор-
мальных мух и у 38 различных мутаций. Эти 38 генов
влияют на 46 различных, но не обязательно независи-
мых процессов, происходящих во время развития
крыла. Можно составить следующий список этих
процессов, перечисленных приблизительно в хроноло-
гическом порядке.
1. Прежде чем зачаток крыла ввагпнирует, он пред-
ставляет собой утолщенный участок поверхности има-
гинального диска среднегрудп. Каждый диск имеет
вид яйцевидного мешочка, и крыловая область зани-
мает заднюю часть вентральной поверхности. Эта
область образует складку, направленную внутрь меш-
ка, а затем проталкивается наружу через дорзальную
поверхность, в форме тонкой пластинки, состоящей
из двух сложенных вместе эпителиальных слоев. Прежде
чем возникает эта складка, система продольных жилок
уже определена на будущей дорзальной поверхности
крыла, причем это происходит на поздних стадиях
личиночной жизни. Можно обнаружить зависимость
этого процесса от гена slnfted-2, вызывающего умень-
шение угла расхождения жилок по сравнению с нор-
мой (рис. 17). Гены four-jointed, dachs и approximated
наряду с воздействием на ноги (стр. 128) влияют также
па увеличение угла между жилками и, невидимому,
время их действия относится к тому же периоду.
2. Складка, появляющаяся в результате впячи-
вания крыловой области внутрь имагинального зачатка
и приводящая в конце концов к эвагинированию этой
области, образует теперь край крыла. В норме он сов-
падает с линией, детерминированной к формированию
краевой жилки и щетинок. Однако на положение склад-
ки влияют гены, определяющие появление вырезанных
крыльев (среди них были изучены scalloped', vestigial—
зачаточные крылья; vestigial-nicked', Beadex-J—выре-
занный; Beadex-C', Beadex-3', Lyra-, cut-6—срезанный;
Xa st а-, рис. 14). Ошт вызывают смещение в положении
складки по отношению к детерминированному краю,
134
Глава VII
так что в крыле взрослой мухи часть краевого участка
отсутствует.
3. Как только в области крыла листки, входящие
в состав складки, сближаются, можно видеть жилки
предкуколочной стадии в виде пустых трубочек между
двумя поверхностями. На их развитие влияют гены
cubitus interruptus и cubitus interruptus Wallace, вызы-
вающие исчезновение отдельных участков жилок.
4. В это же время крыло расширяется в результате
как деления клеток, так и их расширения. На отно-
сительную частоту клеточных делений в разных на-
правлениях влияют гены broad (ширококрылый),
expanded (растопыренный), lanceolate-2 (ланцетовид-
ные крылья) и narrow (узкие крылья), из которых
первые два делают крыло относительно более широким,
а последние два относительно более узким. Расширение
клеток частично тормозится генами miniature (миниа-
тюрный) и dusky (темнокрылый).
5. При нормальном развитии сужение основания
крыла, в месте его сочленения с грудью, происходит
несколько позднее, но у мутации Wrinkled этот процесс
наблюдается в том же периоде.
6. Спустя примерно 9 пли 10 часов после образо-
вания пупария крыло в результате давления изнутри
сильно раздувается, что приводит к раздвиганию обеих
составляющих его пластинок. Максимальное раздувание
крыла совпадает с началом стадии настоящей куколки,
во время которой крыло опять сжимается, превращаясь
в пластинку. В процессе этого сжатия играют роль
следующие четыре главных фактора:
а) Способность к сжатию (контракции) крылового
эпителия. У мутаций dumpy (короткокрылый), dum-
py-02, Blade (относящихся к D. pseudoobscura) и, по-
видимому, у spade эта способность выражена относитель-
но сильнее. Происходящая при этом деформация может
приводить к укорочению крыла, как, например, у du тру
и spade и иногда у Blade, или к удлинению его, как
это чаще наблюдается у Blade (рис. 17).
Течение генные реакций во времени 135
б) Жилки. Возможно, что различные формы жил-
кования влияют на контракцию крыла, но степень их
влияния незначительна.
в) Общая форма крыла. Вырезанныекрылья, имеющие
в общем удлиненную форму, удлиняются еще больше; бо-
лее закругленные крылья делаются, повидимому, шире.
г) Выжимание из крыла лимфы и содержащихся в ней
клеток. При наличии гена balloon (баллон) кровяные клет-
ки задерживаются среди перемычек, образующихся меж-
ду двумя слоями эпителия. Мутация bloated характери-
зуется тем, что капельки жидкости остаются в полости
крыла и облекаются клетками, принадлежащими эпи-
телию.
7. Ко времени, когда крыло испытывает контракцию и
оба слоя эпителия смыкаются, дефинитивные жилки пред-
ставляют собой лакуны. Veinlet вызывают исчезновение
дистального конца этих лакун, a tilt (наклоненный)—се-
рединной части третьей продольной жилки (medias). Ген
abrupt (жилки не доходят до конца крыла), вызывающий
исчезновение конца пятой жилки, повидимому, действует
также на этой стадии. Жилки, разрушенные геном
cubitus interruptus, не появляются на этой стадии.
8. Radius или вторая жилка образуется иначе,
чем другие продольные жилки, а именно—путем слия-
ния небольших полостей. Этот процесс тормозится
геном radius incompletiis (у D. simulans).
9. Задняя поперечная жилка образуется в том
месте, где сохраняется последний остаток центральной
полости крыла. Этого не наблюдается при мутации
crossveinless. Положение поперечной жилки определяет-
ся не в То время, как положение продольных жилок,
так как оно зависит от отношений между соседними
с ней продольными жилками. Последние же могут быть
изменены, например, такими генами, как veinlet, даже
на стадии куколки.
10. После того как крыло примет форму тонкой
пластинки, жилки продолжают суживаться. Этот про-
цесс тормозится Delta-G,
136 Глава VII
11. Из материала, расположенного между жил-
ками, формируется мембрана крыла. На этот материал
влияет косвенно ген balloon, так как поверхность
полостей, образующихся вокруг задержанных кровя-
ных клеток, развивает ненормально толстый слой
хитина. Материал изменяется также под действием ге-
нов plexus, net (сплетение) и blistered-2 (пузырчатый),
вызывающих длительное сохранение, а иногда и слия-
ние полостей в пространствах между жилками и по-
этому ведущих к отложению хитина и образованию
добавочных жилок.
12. Край крыла утолщается, особенно вдоль перед
ней границы. Это утолщение делается резко выра-
женным при наличии генов Delta-Q (дельтообразной)
и net.
13. Образование добавочных жилок вызывает бо-
лее сильную контракцию этих клеток, чем это происхо-
дило бы, если бы из них развилась мембрана крыла.
Это может вызвать растяжение остальной части пластин-
ки крыла, явление особенно хорошо заметное при му-
тации net.
14. Наконец, поверхность крыла увеличивается за
счет увеличения размеров его клеток. Этот процесс
может в известной степени тормозиться генами minia-
ture, dusky и bloated.
15. После выхода мухи из куколки крыло, которое,
в силу вышеупомянутого увеличения поверхности,
приобрело складки, распрямляется и растягивается
вследствие давления на него жидкости изнутри. Этот
процесс частично нарушается геном Wrinkled по при-
чине сужения корня крыла в результате его прежде-
временного и чрезмерного развития.
16. Подсыхая, крыло превращается в тонкую пла-
стинку. Этот процесс может изменяться под действием
гена Curly (загнутые крылья), который вызывает чрез
мерную контракцию верхней поверхности, и гена сиг
ved (выгнутые крылья), оказывающего такое же влияние
на нижнюю поверхность.
Течение генных реакций во времени 137
Сложный комплекс явлений при развитии крыла
характерен также для процесса развития других орга-
нов, и описанные только что мутации дают представле-
ние о возможных способах действия генов.
Гены, вызывающие искажение альтернативных спо
собов развития, конечно, относятся к более обычному
типу. Искажение очень часто принимает форму коли
чественного отклонения от нормы. И в самом деле,
эти гены очень часто бывают гипоморфпы, в смысле
Мёллера. Они действуют примерно так же, как их нор
мальные аллеломорфы, но действие их более слабое,
и поэтому наклон кривой изменения эффекта во време-
ни, характеризующей некоторые процессы развития,
более пологий. Мы можем, в сущности, рассматривать
эти гены как составные части генотипа, от которого
зависит крутизна склонов долины, символизирующей
путь развития. Гены-эвокаторы, направляющие раз
витие по тому или иному из возможных разветвлений
общего пути развития, могут в некоторых случаях быть
неоморфными, т. е. могут оказывать действие совсем
иного порядка, чем их нормальный аллеломорф. Напри-
мер, действие аллеломорфов aristopedia на антенну
может иметь такой характер, для которого не найдется
параллели в действии нормального аллеломорфа. Но
такой случай не обязателен; выбор определенного пути
развития может быть следствием пороговых явлений
и, таким образом, обусловливаться чисто количе-
ственными изменениями, зависящими от «количест-
венных генов». Мёллеровская классификация и класси-
фикация, проводимая нами здесь, согласно которой
одни гены могут быть названы генами-эвокаторами,
а другие—генами компетенции, основаны на соображе-
ниях разного порядка и не имеют прямого отношения
одно к другому.
Во всех примерах, которые до сих пор рассматри-
вались, действие генов было более или менее локализо-
ванным, затрагивающим глаз, щетинку, антенну и т. д.
Эта локализация, однако, не столь обязательна.
138
Глава VII
Изменение, происходящее на ранних стадиях после-
довательного процесса развития, может позднее вы-
звать нарушение развития в ряде различных частей
организма, и в результате может возникнуть целый
комплекс изменений. Повидимому, наиболее извест-
ными примерами такого действия могут служить изме-
нения, возникающие при посредстве желез внутренней
секреции. Например, различия в строении отдельных
пород собак зависят, повидимому, от генетически обу-
словленных вариаций в образовании гормонов. Точно
так же наследственная карликовость может быть пер-
вично обусловлена недостаточной секрецией гипофиза,
которая, в свою очередь, влечет за собой целый комп-
лекс изменений, затрагивающих все части тела.
Ландауэр (1937) посвятил целую серию работ (не-
давно сведенных воедино) изучению «курчавости» у
кур, представляющей хороший пример такого нело-
кализованного действия. Куры с таким генотипом
х арактеризуются не только тем изменением оперения,
от которого ген получил свое название, но также боль-
шей интенсивностью основного обмена, гипертрофией
сердца, увеличением частоты сердцебиений и общего
количества крови, а иногда и числа лимфоцитов и не-
зрелых эритроцитов. Увеличена селезенка, равно как
и зоб, мышечный желудок, поджелудочная железа
и почки, между тем как надпочечники и щитовидная
железа ненормальны, а гонады, обычно, уменьшенного
размера. Все эти изменения вызываются одним геном,
обнаруживающим неполное доминирование над своим
нормальным аллеломорфом. Ландауэру удалось по-
казать, что все эти явления, весьма вероятно, вызнаны
одним исходным изменением, а именно—недостаточной
кератинизацией перьев, вызывающей их выпадение,
а вследствие этого оголение тела и гораздо бблыпую
теплоотдачу, приводящую в порядке адаптации к
целому ряду компенсаторных явлений. Грюнеберг
(1938; Фелл и Грюнеберг, 1939) разобрал на кры-
сах сходный в некоторых отношениях пример. Он
Аномалия хряща
Сужение прос-
вета трахеи
J—
Утолщенные
ребра
Небольшие изменения в
гортани и носовой по-
лости
г~
Kyphosis
Фиксация грудной клетки в
положении- вдоха
Ненормальное распо-
ложение органов в
грудной клетке
Выступ на tuberositas
humerus
Эмфизема
Бронхоэктазия
I Постепен- Возрастающая за- 1 Общая останов- Закрытые
ное удушье | трудненность легоч- ного кровообраще- ка развития 1 ноздри 1
Кома, ис- ния I Притупленная Невозмож-
тощение Компенсаторная ги- пертрофия правого желудочка сердца 1 ' ' ♦ Декомпек- Капиллярные сация кровоизлия- I ния в легких морда 1 Неправильный прикус резцов Затрудненность питания ность со- сать грудь 1 Голодание
Смерть 1 1 Смерть Смерть Смерть ♦ Смерть
Рис. 10. Схема вероятных каузальных взаимоотношений «плейо-
тропных эффектов» летального гена у крысы. (По Грюнебергу.)
140 Глава ГН
показал, как один исходный эффект, заключающийся
в «типичности хряща, вызывает большое количество
вторичных изменений. На рис. 10 воспроизведена при
водимая им схема причинных отношений, характер
ных для этого случая.
Возникновение многочисленных изменений в раз-
личных частях организма в результате действия отдель-
ного гена обозначалось как плейотропии. Очевидно,
в принципе нот существенной разницы между возник-
новением ряда изменений в различных участках и
возникновением ряда изменений в одной и той же части.
Изменение арист, вызванное ssa, может быть аналитп
чески разложено па ряд элементарных изменений,
и мы можем, если пожелаем, говорить о «локализо-
ванной плейотропии» гена ssa. В обоих случаях мы
имеем дело с первичным изменением, приводящим
к возникновению таких условий, когда целая система
генов реагирует друг с другом ненормальным образом.
Ряд коррелированных процессов, вызывающих плейо
тропию, в принципе не отличается от коррелиро-
ванных процессов, которые обусловливают диферен-
цированпе органа. Во втором случае, однако, есте-
ственный отбор обеспечивает такое уравновешивание
генотипа, что отдельные процессы, гармонично связан-
ные друг с другом, приводят к относительно констант-
ному и неизменному результату. Между тем корреляции,
наблюдающиеся при гибельной плейотропии, не под-
вергались действию отбора, и потому можно ожи-
дать, что они будут менее четко организованы и будут
давать более пеструю картину.
Мы можем рассчитывать, однако, найти такие слу-
чаи, когда нелокализованные плейотропии пли син-
дромы обладают в известной мере определенностью,
характерной для органообразования. Гольдшмидт ука
зывал, что это наблюдается в явлениях половой дифе-
ренцировки. Он предполагает, что развитие должно
иттп или в направлении образования самца, или в
направлении образования самки, по у интерсексов мо-
жет на известной стадии переключаться с одного из
этих путей на другой. Это явление можно сравнить
с развитием антенн у aristopedia: зачатки арист, как
мы видели, могут образовать как ногу, так и аристы,
а также могут переключаться с одного пути развития
на другой на одной из промежуточных стадий. Един-
ственное отличие заключается в том, что альтернатив-
ные пути развития самца или самки затрагивают многие
части организма и являются, таким образом, комплек-
сными в обычном смысле этого слова, между тем как
альтернатива между развитием в направлении образо-
вания ноги или аристы касается только аристы. Это
обстоятельство, очевидно, не имеет принципиального
значения; в сущности, мы можем рассматривать любой
процесс диференцировки, включающий координиро-
ванную систему изменений, по происходящих в одном
месте, как локализованный комплекс изменений.
Следует отметить, что другие авторы (Бальцер,
1937; Бриджес, 1939) оспаривали гипотезу Гольдшмидта,
касающуюся половой диференцировки, п предпола
гали, что альтернативность путей развития на самца
и на самку не так резко выражена, как он думал. Они
утверждают, что пнтерсексы вместо того, чтобы в те-
ле ние определенного времени развиваться по пути,
характерному для одного пола, а затем переключаться
на путь развития, свойственный другому полу, на са-
мом деле с самого начала развиваются по некоторому
промежуточному пути. Если это так, то интерсексуаль-
ное состояние может служить примером резко альтер-
нативного способа развития не в большей степени,
чем явление гипофизарной карликовости. Оно должно
быть тогда отнесено к числу тех многочисленных слу-
чаев, когда нормальные, резко очерченные альтернатив-
ные пути развития испытывают нарушение в результате
изменений в системе генотипа, которым они обусло-
влены. Из нашего обсуждения, однако, ясно, что нет
оснований отрицать возможность существования обоих
видов интерсексуальности.
142 Глава Vtl
Степень контраста между двумя альтернативными
способами развития зависит от двух обстоятельств.
Прежде всего, оба способа развития тем более заметно
будут отличаться один от другого, чем длиннее интервал
между моментом их разветвления и моментом дости-
жения конечной взрослой формы. Во-вторых, резко
альтернативное развитие возможно лишь в том случае,
если каждый из способов развития является {)езул ста-
том множества влияний, которые, взаимодействуя
одно с другим, ведут к установлению равновесия,
исключающего промежуточные состояния. Указанные
два условия не обязательно должны совпадать. Если
разветвление пути происходит на поздней стадии раз-
вития, то последующая диференцировка будет непро-
должительной, но система взаимодействующих факторов
может быть достаточно сложной, чтобы обусловить
резко альтернативные способы развития.
Эпигенетический ландшафт
Сходство теоретических схем, к которым мы приш-
ли как в области эмбриологии, так и в области генети-
ки, очевидно. В эмбриональном развитии мы встре-
чаемся с альтернативными способами развития, выбор
между которыми зависит или от внешнего стимула
при развитии на основе индукции, пли от внутреннего—
при мозаичном развитии. Рассматривая эффекты генов,
мы обнаруживаем альтернативы, выбор между которыми
зависит или от действия диффундирующих веществ,
как, например, в случае пигментации глаза дрозофилы,
или от действия внутренних факторов, как это, повиди-
мому, имеет место в случае aristopedia. Становится оче-
видным, что мы только пользовались двумя различными
методами изучения одного и того же явления и что обе
теоретические схемы, в сущности, одинаковы. Генети-
ческое исследование, однако, прибавило кое-что к кар-
тине, сложившейся в результате рассмотрения эмбрио-
логических данных. Мы признали компетенцию состоя-
Течение еенных реакции ей кремнии 143
наем нарушенного равновесия в сложной системе ре-
агентов и высказали предположение, что этими реаген-
тами служат в конечном счете гены или генопродукты.
Тот факт, что альтернативные пути развития зависят
от генов, представляет явное свидетельство в пользу
этого предположения. Так, при развитии, свойственном
aristopedia, один из участвующих в реакции агентов—
это ген thread пли образованные им вещества. Кроме
того, мы видим, что хотя наличие резко контрастных
альтернативных путей развития может проявляться
в четкой форме при действии таких генов, как aristo-
pedia, все же первично оно является принадлежностью
нормального генотипа, что, видимо, обусловлено дей-
ствием естественного отбора. Во многих мутантных
линиях резкость альтернативы сглажена.
Система путей развития символически изображалась
в двух измерениях в виде ряда разветвляющихся линий.
Может быть, более совершенную картину дает система
долин, расходящихся по наклонной плоскости. Наклон-
ная плоскость символизирует тенденцию развивающе-
гося кусочка ткани приближаться к более взрослому
состоянию. Склоны долин должны символизировать
то обстоятельство, что пути развития представляют
в известном смысле равновесные состояния. Смысл
этого последнего термина в таком контексте на первый
взгляд может показаться неясным, так как процесс
развития—это движение по определенному пути, ко-
торое нигде не должно прерываться. Мы не предпола-
гаем, однако, что какая-либо точка пути представляет
состояние равновесия. Состояние равновесия символи-
зируется путем, сравниваемым с какой-либо другой
линией, расположенной между путями. Равновесие
это подвижное, и состояние системы непрерывно
меняется. В двух следующих смыслах оно представляет
все же равновесие. Во-первых, оно есть результат дей-
ствия целого комплекса факторов и при этом результат
определенный и обычно воспроизводимый. Например,
путь развития антенны у дрозофилы зависит от нреколь-
144
Глава V11
ких генов, которых мы знаем, и, конечно, от большого
количества генов, о которых мы ничего не знаем. Взаи-
модействие этих генов друг с другом и с окружающей
средой таково, что оно определяет путь развития,
всегда оказывающийся присущим антеннам мух опре-
деленного генотипа. Во-вторых, нормальный путь раз-
вития—это такой путь, на который развивающаяся
система, испытав нарушение, стремится вновь вер
нуться. Здесь мы имеем дело с другим способом фор-
мулировки явления эмбриональной регуляции.
Регуляция возможна лишь в определенный про-
межуток времени. Путь развития, характеризую
щий этот период, может быть изображен в виде долины
с покатыми склонами. Если ход развития нарушен,
то тогда точка, изображающая измененное состояние,
будет располагаться где-то в стороне от нормального
пути, но если она будет все же находиться в пределах
долины, то тогда будет происходить регуляция,
которую символически можно представить себе в виде
скатывания по склону долины до тех пор, пока не будет
достигнут нижний уровень ее, совпадающий с нормаль
ным путем развития. После периода регуляции путь
развития все еще должен изображаться в виде долины,
и это имеет тот смысл, что он представляет собой наи-
более вероятный ход процесса. Если, однако, процесс
развития резко нарушен, тенденция к регуляции отсут-
ствует. В этом случае мы должны изобразить процесс
развития в виде долины, обладающей отвесными края-
ми и не имеющей уклона.
Это символическое изображение процессов развития
может быть названо «эпигенетическим ландшафтом»
(рис. 11). Было бы трудно подыскать конкретную мест-
ность, действительно обладающую такими свойствами.
Долина, по мере того как мы идем по ней вниз, должна
иметь все больше ответвлений, причем некоторые
из них (изображающие пути, реализуемые только
под влиянием специальных генов или внешних условий)
могут представлять собой висячие долины, дно которых
Рис. 11. Эпигенетический ландшафт. Вид на глав-
ную долину по направлению к морю. На своем пути
в горах река минует «висячую долину» п затем две
ответвляющиеся долины на левом берегу. В отдале-
нии склоны долин становятся более отвесными и каньо-
нообразными (по рисунку Джона Пайпера).
Течение генных реакций во времени 14б
выходит на боковой склон и расположено выше дна
основной долины. Очень интересно вообразить такой
ландшафт, и я надеюсь, что он выражает, по крайней
мере, формально, некоторые особенности развития,
которые нелегко уяснить каким-либо иным путем.
Соображения, приведшие к такому символическому
изображению, относятся целиком к вещественной
стороне процесса развития; мы рассматривали появле-
ние в процессе эмбрионального развития новых типов
тканей на основе реакции типа эвокатор-компетенция,
а также контроль генов над отдельными видами веществ.
Теперь мы должны перейти к рассмотрению процесса
развития с другой стороны, а именно—рассмотреть явле-
пие индивидуации. Мы увидим, что во многих отно-
шениях оно сходно с уже рассмотренными нами процес-
сами, хотя и включает все же такие морфологические
изменения, которые мы не можем пока подвести под
общую схему.
ИНДИВИДУАЦИЯ
Индивидуация и эвокации
Понятие индивидуации возникло в связи с изучи
пнем региональной детерминации. Имеется несколько
различных путей для доказательства того, что регио-
нальные свойства организатора представляют собой
нечто отличное от основной способности к эвокации,
свойственной всем частям организма (Уоддингтон
и Шмидт, 1933; Уоддингтон и Нидхэм, 1936).
Во-первых, региональные особенности индуциро-
ванных осевых частей в сильной степени зависят от
хозяина, тогда как на простом возникновении инду-
цированных структур (эвокации) такое влияние обыч-
но не сказывается. Влияние организма хозяина может,
повидимому, получить объяснение лишь в том случае,
если принять, что процессы, детерминирующие регио-
нальные особенности, не строго локализованы и спо-
собны к распространению по организму. Следует отме-
тить, что такое разграничение индивидуации и эво-
кации иногда бывает несостоятельным, так как в неко-
торых случаях хозяин может оказывать столь силь-
ное влияние на региональные особенности трансплан-
тата, что последний уже перестает быть организато-
ром (например, в случае превращения трансплантата
в часть боковой пластинки мезодермального зачатка
у цыпленка) и, таким образом, не вызывает индук-
ции.
Другой ряд фактов, касающихся индивидуации,
также указывает на ее отличие от эвокации. Феномен
детерминации региональных свойств связан с тенден-
цией к образованию целостной системы. Это показано
двумя способами: прежде всего явлением регуляции
фрагментов организатора, приводящим к образованию
Индивидуация 147
или к индукции области большего протяжения, чем
это соответствует их презумптивному значению, и, во-
вторых, явлением объединения трансплантата и инду-
цированной части пли даже трансплантата, индуциро-
ванной части и хозяина в единый сложный орган пли
в целый зародыш. При объяснении последнего фено-
мена следует учитывать возможную роль в этом про-
цессе компетенции. так как a priori допустимо, что
эктодерма, обладающая компетенцией, может характе-
ризоваться тенденцией отвечать на чисто эвокаторный
стимул образованием всей нервной трубки пли какого-
либо'ее участка. Кроме того, ассимиляция трансплан-
тата индуцируемой частью, приводящая к образо-
ванию сложного органа, может представлять вторич-
ный процесс, имеющий какое-то отношение к взаимному
приспособлению одной части к другой, происходящему
уже после того как процесс индукции завершился.
Однако ассимиляция двух организаторов в случае
объединения хозяина и трансплантата и явления регу
ляцпи. наблюдаемые в изолированных кусочках орга-
низатора, показывают, что образование целого дей-
ствительно является свойством, характеризующим регио-
нальные проявления организатора, и не может быть
отнесено целиком за счет компетенции.
Наконец, мы должны обратить внимание на тот
факт, что отдельные части организатора обладают
различными свойствами, между том как известный род
индукции можно осуществить однородными раство-
рами, в которых все части одинаковы. Не вызывает
сомнений, что простой раствор не обладает всеми свой-
ствами живого организатора; с другой стороны, он
имеет нечто общее с организатором, так как оба
способны к индукции. Эвокация—процесс, за который
ответственен этот общий фактор. Индивидуация, напро-
тив, представляет неодинаковый процесс в разных
частях организатора. Общий фактор для -живых орга-
низаторов и растворов, поскольку он может находить-
ся в растворе, невидимому, представляет собой хими-
10*
148
Глава VHI
ческе» вещество; что же касается факторов, ведающих
индивидуацией, то мы не располагаем данными об их
природе. Они могут быть различными количествами
или копцентрациями основного вещества-эвокатора или
же различными веществами, специфичными для отдель-
ных участков тела, пли какими-нибудь другими дмфе-
[ унциальными условиям и.
Уже в самых первых сообщениях, устанавливав-
ших возможность получения индукции после умерщ-
вления организатора, указывалось, что мертвые орга -
низаторы, а тем более индуцирующие растворы не
могут обладать всеми свойствами нормальных живых
организаторов. Шпеман (Шпеман, Баутцман, Гольт-
фретер и Мангольд, 1932) говорит о мертвых органи-
заторах как об агентах, вызывающих лишь превра-
щение презумптпвпого эпидермиса в нервную ткань.
Однако Уоддингтон (1933а) показал, что в этом
утверждении содержится чрезмерное упрощенно, по
скольку в его опытах на цыпленке наряду с индуциро-
ванной нервной тканью обнаруживалась также инду-
цированная хорда. Было очевидно, что в этом случае
региональные особенности индуцированных осевых ор-
ганов зависят скорее от хозяина, чем от мертвого мате-
риала. Ио не следует противопоставлять индукторы,
вызывающие образование нескольких тканей одновре-
менно, индукторам, вызывающим образование одной
только нервной ткани, а надо противопоставлять орга
низаторы, обладающие региональными свойствами, ор-
ганизаторам, лишенным их. Вопрос о том, включает
ли эвокация образование органа или только ткани,
it близкий вопрос о наличии специального вещества-
эвокатора при индукции мезодермальных структур
не имеет прямого отношения к разграничению понятий
индивидуации и эвокации и должен быть оставлен
для дальнейшего экспериментального исследования
(ср. стр. 85, 161).
Положение, что мертвые организаторы не обладают
всеми свойствами живых, принимается большинством
Индивидуация 149
авторов, занимавшихся этим вопросом. Так, Вейс
(1935 1939) пишет: «Уоддингтон, отмечая существен-
ное различие между действием живых и мертвых «орга-
низаторов» у цыпленка, более осторожен в своих заклю-
чениях и четко различает влияние, оказываемое
эвокатором, п действие, производимое полем хозяина
и вызывающее индивидуацию, причем все организу-
ющее, т, е. определяющее целостность действия, при-
писывается последнему. Это, повидимому, единственно
приемлемый вывод, который позволяют нам сделать
известные сейчас факты». Хотя между нами имеется
полное согласие о необходимости разграничения эво-
кацип и индивидуации, все же взгляды Нойса несколько
отличаются от тех. которые были здесь развиты, в том
отношении, что он рассматривает’ компетенцию экто-
дермы как что-то отличное от поля хозяина, ведающего
индивидуацией. Перенесение на хозяина ответствен-
ности за возникновение целостной организации может
оказаться оправданным, но его нельзя принять без
дальнейшего доказательства. Эвокация, как мы видели,
иногда приводит к образованию не только тканей, но
и органов. Если это так, то возникновение некоторых
признаков целостной организации, а именно, образо-
вание определенного органа, нельзя приписать влия
нию поля хозяина, хотя оно не может быть обусловлено
действием мертвых организаторов.
Возникновение таких органов является результате»!
наличия определенной компетенции эктодермы. Полю
хозяина во всех случаях можно приписать лишь
влияние на региональные различия между частями
эмбриона.
Гольтфретер (19346) также, очевидно, считает,
что разграничение эвокацип и индивидуации влечет за
собой представление об ответственности за возникни
вение целостной организации только поля хозяина,
а так как он в опытах имплантации в изолированные
кусочки эктодермы получал целостную диференци
ровку, то он склонен отказаться от предлагаемого раз
150
Глаза VIII
граничения. Как мы только что видели, его возражение,
было основано на недоразумении. Кроме того, видимо,
еще нельзя считать установленным, что возникновение
целостной организации действительно происходит в слу-
чае действия гомогенных эвокаторов на ткани, нахо-
дящиеся вне сферы действия поля, так как имплантаты,
использованные в опытах Гольтфретера, представляли
собой мертвые ткани, а ле экстракты, и поэтому, конеч-
но, нс были гомогенными. Этот вопрос был нами рас-
смотрен в другом месте (стр. 85).
Вурдеман (1936) также отмечал разницу между
действием живых и мертвых организаторов. Он развил
несколько далее точку зрения, уже ясно наметившуюся
в вышеприведенном высказывании Вейса; он пред-
полагает, что мертвый организатор или эвокатор — это
только активатор, дающий возможность проявиться
полю, находящемуся в невыявленном состоянии в реаги-
рующей ткани. Такая точка зрения приводит к полному
смешению сформулированных нами понятий компетен-
ции и определяющего индивидуацию поля хозяина. Она
сталкивается со следующими затруднениями: пред-
ставлением об активации полей можно в достаточной
мере объяснить явление детерминации региональных
различий лишь в случае, если поля тесно связаны
с организмом хозяина. Но если такая связь имеется,
не легко понять, каким образом может обладать полем,
способным к активации, изолированная эктодерма.
Между тем хорошо известно, что в этом случае не исклю-
чена возможность эвокации. Если мы примем то спорное
положение, что эвокация способна приводить к обра-
зованию органов с типичными морфологическими струк-
турами, то окажется, пожалуй, целесообразным рассмат-
ривать эвокацшо как активацию поля эктодермы, обла-
дающей компетенцией. Однако нет необходимости отож-
дествлять это представление с представлением о поле
индивидуации хозяина.
«Поле компетенции» (competence field) будет при
этом обусловливать приобретение индуцированным
Индией/? уациР
151
участком определенной формы, тогда как поле инди-
видуации обусловит соответствие между этой формой
и структурной системой хозяина.
Структура яйца
Рассматривая явление индивидуации в различных
аспектах, целесообразно начать обсуждение с вопроса
о процессах, приводящих к возникновению химиче-
ских различий между отдельными органами, входящими
в состав организатора. Во вторую очередь следует
рассмотреть вопрос о химических различиях, полу-
чающихся в результате индукции, и в заключение
обратиться к проблеме возникновения морфологиче-
ских структур.
Впервые локальные химические различия в яйце
амфибий появляются еще до оплодотворения. В это
время яйцо обладает анимально-вегетативным гради-
ентом, зависящим, повидимому, прежде всего от уве-
личения количества желтка по направлению к вегета-
тивному полюсу. Этим, однако, не исчерпывается суще-
ство вопроса, так как, во-первых, это увеличение коли-
чества желтка проявляется не повсюду одинаково и в
центре остается сравнительно свободная от желтка
область, нарушающая картину градиента. Во-вторых,
нельзя не учитывать и того обстоятельства, что зароды-
шевый пузырек располагается вблизи от анимального
полюса. Структура яйца, несомненно, определяется
во время его созревания в яичнике. Повидимому, тут
играет роль способ прикрепления яйца к стенке яич-
ника, а также сила тяжести. Эту структуру нельзя
считать обусловленной самим яйцом. Она образуется
под влиянием матери. Действительно, структура яйца
представляет собой часть материнского фенотипа в такой
же мере, в какой это верно по отношению к структуре
любой другой высокодиференцированной клетки ее
организма. Хорошо известный классический случай
Limnea дает ясный пример влияния материнских
генов на первичную Структуру развивающегося яйца.
152
Глава VIII
Остается несколько неясным, насколько сложна
структура неоплодотворенного яйца и, следовательно,
что должно быть отнесено за счет генов матери. В настоя-
щее время общепризнано, что в яйце лягушки пред-
образована плоскость билатеральной симметрии, кото-
рая, однако, в сильной степени подвержена модифи-
кациям (Пастель, 19386). Но несомненно, что у других
форм, таких, например, как асцидии, плоскость симмет-
рии окончательно детерминирована. У лягушки место
вхождения сперматозоида обычно находится на стороне,
противоположной той, где располагается позднее серый
серп. Однако опыты с искусственным партеногенезом
показывают, что положение серого серпа не зависит
от места воздействия искусственного стимула. Кажется
более вероятным, что преформированная плоскость
симметрии определяет место вхождения сперматозо-
ида, а не наоборот. Таким образом, кажется правдо-
подобным, что в неоплодотворенном яйце известный
предшественник серого серпа и, следовательно, орга-
низатора уже находится на своем месте. Большие труд-
ности представляет вопрос о том, что такое этот пред-
шествующий организатору фактор. Дальк и Пастель
(Дальк и Пастель, 1937; Дальк, 1938) высказали
недавно предположение, что он представляет некото-
рое свойство кортикального слоя яйца, наиболее интен-
сивно выраженное в области презумптивной дорзаль-
ной губы, а по мере удаления от нее—ослабевающее.
По мнению этих авторов, положение бластопора, а
следовательно, и дефинитивной дорзальной стороны
определяется взаимодействием менаду градиентом рас-
пределения желтка и указанным кортикальным
полем.
Изменяя распределение желтка, например, перево-
рачивая яйцо и позволяя желтку перемещаться под
действием силы тяжести, можно, не влияя на локали
зацию кортикального поля, заставить бластопор за-
нять иное положение. Их опыты, однако, как нам кажет-
ся, не исключают противоположной гипотезы, согласно
Индивидуация 153
которой фактором, предшествующим организатору,
служит определенная материальная субстанция, сама
перемещающаяся во всех опытах, где происходит сдвиг
в градиенте распределения желтка.
Поскольку на ранних стадиях развития ясно вид
но, что серый серп содержит материал, отличающийся
от остальной части яйца, целесообразнее, повидимому.
рассматривать этот вопрос с точки зрения материаль-
ных различий, по крайней мере, до тех пор, пока нали-
чие кортикального слоя не будет с несомненностью
доказано.
Если двусторонняя симметрия зародыша закреп
лена еще до момента оплодотворения, то первый пред-
шественник организатора должен возникать раньше
серого серпа, появляющегося только после оплодотво-
рения. О материальной природе серого серпа мы знаем
в общем только то, что он обладает характерной
• окраской, о предшественнике же серого серпа мы
вообще не имеем никаких определенных сведений.
-Этому материалу серого серпа, или организатора,
мы приписываем на более поздней стадии раз-
вития два основных свойства: определенные особенности
метаболизма и наличие свободного эвокатора. Когда
эти свойства впервые появляются, мы точно не
знаем. Процессы метаболизма, происходящие в орга-
низаторе, изучались на кусочках, взятых до того, как
они полностью пнвагинировали, а в некоторых слу-
чаях еще до начала их инвагинации. Нет, таким обра
зом, никаких оснований полагать, что особенности,
характеризующие метаболизм организатора, но могли
возникнуть на более ранней стадии, например, в пе-
риод появления серого серпа. Также скудны данные
о времени появления свободного эвокатора. Выше
мы развивали представления, согласно которым пред
полагалось, что освобождение эвокатора связано с ме-
таболизмом организатора, но поскольку мы находимся
в неведении относительно момента возникновения ха
рактерных особенностей метаболизма организатора.
154
Глава ГЩ
у нас нет оснований для априорных догадок о времени
появления свободного эвокатора (см. стр. 74).
Локальные химические различия
Образование организатора на определенном мосте
служит примером индивидуацил. затрагивающей вес
яйцо в целом. Сходный процесс локализации вскоре
наступает в уменьшенном масштабе внутри опреде-
ленных участков яйца. Гольтфретор (1938а) показал,
что на стадии ранней гаструлы имеется чрезвычайно
точная локализация различных органов в энтодермаль-
ном зачатке. При изоляции маленьких кусочков они
днференцируются в соответствии со своим презумптпв-
ным значением. Различные ткани настолько детерми-
нированы, что обладают способностью к самодиферен-
цировке и образуют различные части независимо
одна от другой. Тем не менее, детерминация эта, несом-
ненно, очень неполна, поскольку хорошо известно, что
пересадка организатора может еще в ото время приве-
сти к индукции в прилежащей энтодерме соответствую-
щих органов.
Явления, связанные с возникновением таких ло-
кальных различий, наиболее полно изучены в отноше-
нии мезодермы. Опыты Гольтфретера с изоляцией частей
зародыша сделали очевидным наличие во всех час-
тях мезодермального ножа сильно выраженной спо-
собности к сам одиференци ровке в соответствии с их
презум птпвным значением. Изолированные кусочки
мезодермы вентральной области почти не обнаруживают
каких-либо отклонений от своего нормального напра-
вления развития. Однако ткани той же области легко
могут быть ассимилированы подсаженным к ним орга-
низатором, который вызывает образование мезодер
мальных структур, свойственных иной области. С дру-
гой стороны, изменить направление гистогенеза гран
сплантврованного дорзального материала не так легко.
Кусочки этого материала, помещенные в вентральные
Ин<)ивидуация
155
участки мезодермы, обычно продолжают свой нормаль-
ный ход развития, образуя хорду и т. д. (Баутцмап.
1933’ Тандури. 1937). Изоляция участков дорзаль-
ной мезодермы обнаруживает, однако, что они также
не окончательно детерминированы, так как кусочки,
которые должны в соответствии с их презумптивным
значением превратиться в хорду, могут образовать,
кроме того, мышцы, нервную ткань, эпидермис и т. д.
Материал дорзальной области соединяет в себе действи-
тельно сильную тенденцию к самодиференцировке со
столь же хорошо выраженной способностью к образо-
ванию (в случае изоляции) других тканей путем регуля-
ции. Материал вентральной области лишен второй из
указанных способностей. В обоих участках мезодермы
по морс гаструляции судьба отдельных частей все более
закрепляется и к концу гаструляции даже материал
вентральной области оказывается окончательно детер-
минированным. хотя детерминационный процесс
протекает в нем наиболее медленно (Ямада, 1937).
Отдельные участки дорзальной области, несмотря
на их тенденцию к регуляции, в другом отношении ла-
бильно детерминированы, а именно, они обладают тен-
денцией к региональному обособлению. IIрезумптивный
материал переднего отдела зародыша стремится образо-
вать головные части. Презумптивный материал задне-
го—части, характерные для туловища или хвоста. Эти
свойства могут быть изменены па ранней стадии в резуль-
тате соответствующих трансплантаций (Уоддингтон,
не опубликовано; ср. Аберкромби и Уоддингтон, 1937).
Если произвести обменную пересадку небольших
кусочков презумптизвого организатора, взятых из
переднего и заднего его концов, или повернуть на 180
центральный участок организатора, может развиться
нормальный зародыш. Это показывает, что трансплан
тат развился в соответствии с топ областью, где он нахо-
дился, а не с той, откуда он происходит. К концу гаст-
руляции детерминация перестает быть лабильной, и ку
сочки хвостового организатора, перенесенные на место
156
Глава VIII
головного организатора ранней гаструлы, развиваются
в соответствии с их презумптивным значением (Холл,
1934; Лопашов, 19356).
Сходные условия существуют, видимо, у цыпленка.
-Американские авторы, на основе чрезвычайно боль
шого .материала (Роулс, 1936; Рудник, 1935) описали
диференцировку участков бластодермы, пересаженных
на хорио-аллантоис. Участки бластодермы обычно
содержали наряду с мезодермой эктодерму (а часто
также и энтодерму), и некоторые из полученных диферен-
цировок являются результатом индукции. Ряд фактов
показывает, что условия развития тут не вполне удо-
влетворительны. Но несмотря на это мы имеем карти-
ну не только постепенного усиления способности к дп-
ференцировке в соответствии с проспективным значе-
нием, по также и наличие значительной регуляционной
способности, приводящей к образованию добавочных
частей по сравнению с проспективным значением. Непол-
нота наших карт бластодермы цыпленка п трудность
изоляции кусочков ткани таким образом, чтобы они
были свободны от постороннего материала, делает
цыпленка не очень удобным объектом для такого рода
работ. Более детальное обсуждение этих данных вряд
ли что-нибудь прибавит к сделанному нами заме-
чанию об общем сходстве условий диференцировки
у цыпленка с теми, какие мы наблюдаем у амфи-
бий.
Мы видим, таким образом, картину постепенно воз-
растающей специфичности отдельных участков. Воз-
никновение этих специфических особенностей, конечно,
имеет в своей основе химические различия. Способ
их возникновения точно не известен, и можно выска-
зать по этому поводу ряд предположений. Тот факт,
что региональные свойства тканей сначала могут быть
легко изменены, свидетельствует о том, что на ранних
стадиях в тканях одновременно присутствуют потен
ции к развитию в нескольких различных направле-
Щ1ях. Постепенное возрастание специфичности пока-
Индивидуация 157
зывает что одна из этих потенций получает предпочте.-.
ние и’возможность осуществляться. Наиболее просто
предположить, что различные специфические виды тка-
ней представлены каждая своим аутокатализатором,
конкурирующим с другими из-за общего субстрата. В та-
ком случае даже небольшой первоначальный перевес со
временем приведет к чрезвычайно сильному преоблада-
нию вещества, оказавшегося в более благоприятном
положении, если не вмешиваются какие-либо тормо
зящие обстоятельства. Уравнения, в которых могут
быть выражены эти процессы, будут очень похожи на
уравнения, изученные Лотка, Вольтерра и другими,
имевшими дело с проблемой популяций двух хищников,
конкурирующих из-за одной и той же добычи. Инте-
ресно отметить, что в случае популяций некоторые из
систем уравнений могут иметь решения, характери-
зующиеся периодическими свойствами (Костицин, 1937).
Не исключена возможность подобного положения и в на-
шем случае, где взаимодействие двух аутокатализато-
ров может объяснить часто наблюдаемую при развитии
периодичность, как, например, образование сомитов
или других сегментальных органов.
Изменения, вызываемые трансплантацией, и явле-
ния регуляции, наблюдающиеся при изоляции, пока-
зывают, что вещества, участвующие в образовании ло-
кальных особенностей, способны к диффузии. При
этом должна быть возможна как диффузия в наружную
'•реду (что наблюдается в опытах изоляции), таки внут-
ри ткани от одного моста к другому. Па основании
опытов на амфибиях создается впечатление, что диф-
фузия из клетки в клетку внутри данной ткани про-
исходит несколько легче или, по крайней мере, более
однотипно, чем диффузия из края разреза в окру-
жающую среду. Это следует из того, что регуляция
обычно более совершенна и почти всегда приводит
к более правильно-му и гармоническому строению
в опытах трансплантации, по сравнению с опытами
изоляции.
168
I'miuu I Hl
Индукция региональных особенностей
Распространение органоепецифических веществ пу-
тем диффузии подтверждается также данными детерми-
нации региональных свойств на основе индукции. Наи-
более полное изучение региональных индукций про-
ведено на нервной пластинке. В этом случае мы можем
считать, что отдельные участки (головной мозг, глаз,
туловищная часть и т. д.) отличаются химически друг
от друга на очень ранней стадии развития, поскольку
сейчас же после их образования они уже обладают
различным индуцирующим действием, проявляющимся,
когда они выполняют функцию вторичных организа-
торов,—глаз по отношению к линзе, передний мозг
по отношению к обонятельной плакоде и т. д. (Бурде-
май, 1938). Имеются также данные, свидетельствующие
о существовании химических различий внутри индуци-
рующего субстрата крыши первичной кишки. Во-пер-
вых, несомненный факт, что мезодерма, как целое,
диференцирована на химически неодинаковые части
во специфическими тенденциями к образованию отдель-
ных тканей, таких, как кровь, почка, сердце, сомиты
и т. д. Это облегчает признание сходной химической
диференцировки крыши первичной кишки на участок,
индуцирующий мозг, участок, индуцирующий туло-
вище, и т. д. Во-вторых, Леман (1936, 1938) показал,
что различные участки организатора характеризуются
специфичными для них периодами наибольшей чув-
ствительности к действию солей лития. Так, энтоме
зодерма, подстилающая самую переднюю часть головы,
наиболее чувствительна, примерно, в середине гастру-
мяции, между тем как позади лежащие участки обна-
руживают постепенный переход от заднего участка
головного организатора, наиболее чувствительного в на-
чале гаструляции, к хвостовому организатору, наиболее
чувствительному на стадии ранней нервной пластинки.
С точки зрения Лемана, весьма вероятно, что для
всех участков, за исключением самого переднего кон-
Индивидуация 159
ца головного организатора, период максимальной чув-
ствительности совпадает с моментом инвагинации или
непосредственно предшествует ему, и в этом случае
временное изменение чувствительности может указывать
не на наличие материальных различий между частями,
а на неодновременное достижение ими сходного состо-
яния. Однако, даже допустив это. следует признать,
что, по крайнеймере, материал самого переднего участка
обладает особыми свойствами, отличающими его от
остальных частей.
Химические различия между отдельными участками
могут быть, с одной стороны, обусловлены различными
концентрациями одного и того же основного вещества,
а с другой стороны, в равной степени вероятно, что
каждый участок обладает специфическим веще-
ством, которое заключено в нем и служит причиной
присущих ему свойств. Эти специфические индуциру-
ющие вещества являются дополнительными по отноше-
нию к основному эвокатору, представляющему собой
активное вещество, от которого зависит действие неспе
цифических экстрактов из всей области организатора.
Их можно рассматривать как модуляторы (Уоддингтон,
1936), так как их функции сводятся только к тому, чтобы
модулировать процесс нейральной индукции, напра-
вляя его по пути образования частей нервной трубки, ха-
рактерных для определенной области.
Экспериментальные данные в настоящее время слиш-
ком недостаточны, чтобы можно было исключить какую
либо из этих гипотез, но все же они скорее свидетель-
ствуют о существовании специфических модуляторов,
а не одних только вариаций в концентрации вещества.
Что касается последней гипотезы, то мы можем лишь
сказать, что не располагаем данными, указывающими на
существование каких-либо различий в концентрации
веществ по продольной оси зародыша, а равным обра-
зом ничего не знаем об их роли в причинном механизме
Детерминации специфических региональных свойств.
В опытах с химическими эвокаторами, когда они исполь-
160 Глава VIII
задались в различных концентрациях, не было обнару-
жено влияния концентрации на региональные разли-
чия. С другой стороны, имеются некоторые, хотя и не
вполне убедительные, данные о существовании специ-
фических модуляторов. Так, Лопашов (1936) имплан-
тировал мертвые глаза в раннюю гаструлу и в изоли-
рованные лоскуты эктодермы. В его опытах наблюда-
лась индукция но любого участка нервной трубки,
а индукция глаза. Сходный результат получил Ван Клив
(1938). В некоторых из моих опытов (не опубликовано)
специфическая индукция глаз наблюдалась лишь
в том случае, когда имплантат был взят со стадии очень
поздней хвостовой почки; мертвые ткани мозга со ста-
дии открытой нервной пластинки не индуцируют каких-
либо специфических структур, по мои опыты недоста-
точно многочисленны, чтобы этот негативный резуль-
тат имел существенное значение.
Важные опыты Чуанга (1938; см. также Тойвонен,
1938), который всаживал кусочки печени взрослых три-
тонов и почек мыши в изолированные лоскуты эктодер-
мы, также заставляют предполагать наличие специфи-
ческих веществ модуляторов. Как мы видели (стр.85),
при этом индуцируются хорошо сформированные орга-
ны. В тех случаях, когда в качестве имплантата исполь-
зовалась печень, нельзя было отметить преимущест-
венного появления специфических структур того или
иного участка тела, имплантаты же из почечной ткани
индуцировали только головные органы и ни разу (при
эксплантации) не давали таких органов, как, напри
мер, хорда, мышцы пли хвост, относящиеся к более
каудальным отделам. Все эти туловищные органы
содержат мезодермальные части, и то обстоятельство,
что, используя кусочки почек, не удается их инду-
цировать, в противоположность тем случаям, когда
используются кусочки печени, возможно, объясняется
отсутствием в этих кусочках специфического эвокатора
для мезодермальных производных. Трудно, однако,
думать, что только отсутствие мезодермы приводит к
Индивидуация 161
тому, что органы, индуцируемые ночками, оказываются
головными. Легче понять эти явления, если постули-
ровать наличие в почках определенного «головного
модулятора», обусловливающего то, что индуцированная
часть нервной трубки оказывается головным мозгом.
Процесс регионального обособления имеет две сто-
роны: одна из них—это возникновение химических
различий между отдельными участками организатора,
а другая—передача региональных свойств путем индук-
ции. Для первого из указанных явлений лучшей мо-
делью служит процесс, посредством которого сам
организатор возникает в определенном участке яйца;
пет оснований полагать, что различия более мелкого
масштаба, а именно, различия внутри самого органи-
затора, не могут иметь первоначально метаболическую
природу и лишь позднее трансформироваться в разли-
чия, зависящие от наличия или отсутствия определен
ных веществ. Процесс передачи региональных особен
ностей можно, в свою очередь, временно рассматривать
как процесс, обусловленный диффузией химических
веществ-модуляторов, и в этом случае он окажется
аналогичным эвокации. Нет нужды поэтому при рас-
смотрении химической стороны процесса индивидуа-
ции вводить новые принципы, помимо изученных при
исследовании эвокации. Действительно, мы вправе
сказать, что выделение эвокации нервной трубки
в особую категорию явлений основано только на том,
что это лишь один из процессов химического воздей-
ствия, который может быть обособлен от феномена
регуляции. Поскольку, однако, становится возмож-
ным индуцировать химическими средствами различ
ные участки нервной системы (как, например, глаз,
головной мозг и т. д.), эти индукционные реакции
выделяются из сложного комплекса явлений, связан-
ных с индивидуацией, и также становятся доступ-
ными точному изучению.
Возможность исключения явлений регуляции в слу-
чае эвокации нервной трубки зависит не от каких-
11 W V w„„,__
162 Глава Г111
либо сложных обстоятельств, а только от возраста
зародыша. К началу гаструляции свободный эвока-
тор, по крайней мере в основном, находится уже в опре
деленном месте и отсюда диффундирует более или менее
независимо от того, что представляет собой его окру-
жение. С другой стороны, вещества-модуляторы, спе-
цифичные для отдельных участков нервной системы,
не имеют еще определенного фиксированного положе-
ния, очевидно, в связи с тем, что они только образуются.
В результате регуляция оказывается пока возможной.
Таким образом ситуация представляется в следую-
щем виде: гкивой организатор обладает полем инди-
видуации, которое: 1) контролирует морфологическое
соотношение частей, образующихся из организатора,
и 2) ответственно за тенденцию частей организатора
к регуляции целого, а также за тенденцию к включе-
нию в состав образуемых ими органов других подходя-
щих частей из их непосредственного окружения.
Такой организатор может передавать прилежащей к
нему эктодерме: 1) вещество-эвокатор, вызывающее
диференцировку нервной ткани; 2) может быть, также
вещества-модуляторы, определяющие характер обра
зующсйся нервной ткани и, таким образом, в известной
степени ее региональные особенности; 3) влияния,
обусловливающие индивидуацию, которые посредством
ассимилятивного механизма приводят к точному
установлению региональных особенностей ипдуциро
ванного органа. Эктодерма, обладающая компетен
цией, образуя индуцируемый орган: 1) реагирует на
эвокатор (и на модуляторы, если они существуют),
дифоренцируясь в определенные виды тканей; 2) в от
сутствип живого организатора может, вероятно, раз-
виться в орган, морфологические особенности которого
обусловлены полем индивидуации, возникающим в
самой эктодерме; 3) в присутствии живого организа
тора, однако, развивается в орган, морфологические
особенности которого явно складываются под влия
пием поля индивидуации организатора.
HlldUdU <i yClLjUlt
163
Есть все основания надеяться, что дальнейшие
успехи исследования уменьшат удельный вес. понятия
индивидуации по сравнению с понятием химической
диференцировки. Образование самых различных орга-
нов и тканей сведется, может быть, к эвокации или
известной ее модификации. К сфере индивидуации
в таком случае будут относиться только процессы
локализации различных эвокаторов п модуляторов.
Е.едущиеся уже в настоящее время исследования, каса-
ющиеся локализации свсбодного эвокатора и реакции
между эвокатором и эктодермой, обладающей ком-
петенцией, могут служить образцом правильного под-
хода ко всей проблеме диференцировки в ее химическом
аспекте. Мы должны учитывать, одпако, проблему
приобретения определенной формы, и к ней-то мы
сейчас и обратимся.
ГЛАВА IX
МОРФОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
До сих пор мы обсуждали только вопрос о химиче-
ских свойствах органов. Но, может быть, еще более
типичная особенность органа—это его морфология.
Большинство органов имеет определенную форму,
исключение следует сделать лишь для крови, если
рассматривать ее как орган. У всех животных, достиг-
ших определенной величины, жизнь невозможна на
основе одних только различий в химическом составе
отдельных частей; у них развиваются органы, обла-
дающие структурой, приспособленной к определенной
функции. В этой главе я как раз собираюсь рассмот-
реть некоторые стороны процесса возникновения гео-
метрической формы.
Морфологические особенности органа не остаются
константными. Конечно, в любой данный момент
и на протяжении большей части жизни взрослого
животного орган действительно состоит из определен-
ных тканей, занимающих определенное положение по
отношению друг к другу. Во время развития структур-
ные отношения органа изменяются. Вряд ли можно
сомневаться в ошибочности попыток абстрагироваться
от этого процесса изменения при рассмотрении морфоло-
гических отношений. Было бы искажением действи-
тельности изучать структуру органа на какой-либо
одной определенной стадии и рассматривать ее в том
состоянии статического равновесия, в каком она
находится. Элементы, к которым мы должны притти
в результате анализа структурных изменений разви
вающегося органа,—это движения.
Из всех морфогенетических движений лучше всего
изучены. движения, происходящие при гаструляцип.
Морфогенетические движения
165
На этой стадии яйцо, как целое, действительно пред-
ставляет собой единую систему. Из движений, посред-
ством которых происходят изменения этой системы
v амфибий (Фогт, 1929), можно выделить следующие.
На спинной стороне происходит мощное вытягивание
в направлении передне-задней оси. Оно затрагивает’
как презумптивную осевую мезодерму, так и презумп-
тивную нервную пластинку. В обеих этих частях
вытягивание сопровождается сужением; повидимому.
оно вызывается перемещением клеток, так как они
в течение этого процесса заметно не изменяют своей
формы. Удлинение и сужение столь значительны, что
мезодерма и нервная пластинка, первоначально лежа-
щие бок о бок в одном слое, но могли бы поместиться
в зародыше, сохраняя прежнее положение. В норме
избыток длины этих частей компенсируется впячнва-
нием мезодермы через губу бластопора, в результате
чего она подстилает нервную пластинку. Этот процесс
впячивания легко может быть нарушен, например,
изменением концентрации солей в окружающей среде,
что ведет к торможению инвагинации удлиняющегося
участка мезодермы и, таким образом, к образованию
экзогаструлы.
В связи с указанными удлинением и сужением,
происходящими на дорзальной стороне, на вентральной
стороне зародыша наблюдается более или менее про-
тивоположное движение, в первую очередь характер-
ное для презумптивного эпидермиса. Поверхность его
увеличивается и в то же время он утончается, превра-
щаясь из первоначально .многослойного в двуслойный
эпидермис. Увеличение поверхности оказывается не-
одинаковым в разных направлениях. Хотя происходит
известное увеличение поверхности эпидермиса в на-
правлении анимально-вегетативной оси, так что закры-
вается уходящая внутрь энтодерма, однако, основное
распространение происходит в направлении, перпенди-
кулярном к этой оси, что компенсирует сужение мезо-
дермы и нервной пластинки. Это распространен с < •
166
Глава IX
эпидермиса в боковом направлении продолжается все
время, пока нервная пластинка свертывается в трубку
и, в конечном счете, не исчезает с поверхности.
Сходное расширение, главным образом в боковом,
но также и передне-заднем направлении, претерпевает
вентральная мезодерма. Но здесь оно соединяется
<5 впячивапием через губу бластопора.
Движения энтодермы не так определенны. Она
уходит внутрь зародыша. Это явление иногда припи-
сывается исключительно влиянию прилежащих' тка-
ней, которые, как предполагалось, пассивно влекут
за собой энтодерму. Однако Шехтман (1934, 1935)
недавно показал, что в ранней бластуле имеется
движение материала по направлению от вегетативного
полюса к центру яйца, я это движение нельзя прими
сать внешним влияниям. Кроме того, образование
открытого кверху желоба, представляющего собой
дно первичной кишки, связано с автономной деятель-
ностью энтодермы, а не с влиянием извне.
Мы достаточно много знаем, благодаря, главным
образом, Фогту, о том, как эти движения совместно
образуют гармонический ряд изменений, характери-
зующих гаструляцию. Гораздо более скудны наши
сведения относительно механизма движений и суще-
ствования какой-либо причинной связи между ними.
Если, временно игнорируя возникавшие выше сомне-
ния, рассматривать движение энтодермы как пассив-
ный ответ на движение других частей, мы должны
будем считаться только с процессами вытягивания
в длину и изгибания, происходящими в анимальном
полушарии. Что касается вытягивания в длину, то
мы видим, что направления, в которых анимальный
материал претерпевает этот процесс на разных сторо-
нах яйца, перпендикулярны друг другу. На дорзальной
стороне удлинение идет в направлении передне-задней
оси, тогда как на вентральной стороне оно происходит
преимущественно под прямым углом к этой осп, хотя
здесь также имеется значительное движение в передне-
Морфогенетические движения 167
заднем направленип, обусловленное тем, что именно
вентральный материал наползает на онтодерму. Это
отношение между процессами вытягивания на "проти
воположных сторонах яйца, невидимому, может быть
понято на основе простых геометрических соображений.
Если перед нами стоит задача закрыть поверхность,
шара полосками из негибкого .материала, то наиболее
естественно расположить их таким образом, чтобы
на противоположных сторонах полоски находились
под прямым углом друг к другу. В этом легко убе-
диться, складывая вместе ладони таким образом, чтобы
замкнуть со всех сторон находящееся между ними
пространство, при этом пальцы будут соответствовать
полоскам. Таким образом, сильное вытягивание
в длину в передне-заднем направленип па дорзальной
стороне будет вызывать экспансию под прямым углом
к этому движению на вентральной стороне, независимо
от того, каков механизм этой экспанспи.
Мы действительно ничего не знаем о механизме
этого вытягивания в длину и экспанспи. Мы имеем
очень слабое представление даже о физических свой-
ствах изучаемых тканей, их вязкости, силе поверх-
ностного натяжения и т. д., или о порядке величин,
характеризующих проделанную работу, а также сил,
развиваемых во время движения. Я сделал недавно
попытку измерить некоторые из этих величин (Уод
дингтон, 1939). Небольшие стальные шарики были
помещены в раннюю гаструлу тритона и подвергнуты
действию одного пз полюсов длинного стержневого
магнита. Было обнаружено, что сила, необходимая
для проталкивания шарика через верхнюю стенку
бластоцеля, достигла 7,2 мг на 1 .им2 полусферической
поверхности шарика, находящегося в контакте с этой
стенкой. Шарики, использованные I этих опытах,
были слишком велики, чтобы проскальзывать между
клетками, и в месте выхода шариков наружу возни-
кали разрывы. Эти измерения указывают на сил} со-
противления тканей разрыву, Болос интересна другая
168 Глава iX
серия опытов, имевшая своей задачей измерить силы,
развиваемые гаструлируюшими тканями. Более мел-
кие стальные шарики помещались между гаструлирую
щими энтодермальными или мезодермальными клетками,
и яйцо располагалось по отношению к магниту таким
образом, чтобы его притяжение препятствовало гаст ре-
ляционным движениям шариков. Было установлено,
что обе ткани могут двигать шарики, преодолевая
максимальное сопротивление, величина которого равна
приблизительно 0,3 мг на 1 мм2. Эта величина значи-
тельно меньше топ, которая характеризует сопротив-
ление разрыву, что, может быть, объясняется недоста-
точной плотностью тканей. Когда шарики останавли
вались под влиянием магнита, ткани, очевидно, обте-
кали их. Эти данные составляют только начальное
звено в анализе проблемы. Надо надеяться, что она
в будущем привлечет больше внимания со стороны
биофизиков.
Сравнительная независимость движений, осуще-
ствляемых кусочком ткани, пересаженным в необычное
окружение, заставляет предполагать, что причиной
движения служит нечто внутреннее, присущее отдель-
ным клеткам. Это не есть свойство япца, как целого,
так как в подобном случае не наблюдалось бы, как
это бывает в действительности, что пересаженные
кусочки презумптивной мезодермы вытягиваются
в длину и инвагинируют, а пересаженные кусочки
эпидермиса увеличивают свою поверхность и т. д.
С другой стороны, клетки, как таковые, повидимому,
играют небольшую роль в процессах движения. Удлп
нение кусочка ткани, безусловно, не сопровождается
эквивалентным увеличением длины отдельных клеток.
Клетки как бы вовлекаются в движение, претерпевае-
мое удлиняющимся участком мезодермы или нервной
пластинки, подобно пробкам, несущимся по реке.
Факторы, обусловливающие движение, как будто,
должны представлять нечто, имеющее очень малую
величину и в то же время переходящее клеточные
Морфогенетические движения
169
границы. Это активное начало можно представить
себе предположительно в виде появления какой-то
интимной структуры протоплазмы, например, форми
рования волокон, не стесняемых клеточными оболоч
ками.
Мысль о том, что гаструляционные движения обус-
ловлены явлениями, аналогичными тем, которые
наблюдаются при образовании жидких кристаллов,
вытекает также из интересной аналогии между геомет-
рическими отношениями гаструлы и линзы. Действи-
тельно, структура последней чрезвычайно инте-
ресна уже сама по себе (Мангольд, 1931), неза-
висимо от того, можем ли мы ее использовать в
связи с истолкованием явления гаструляции. Линзы
простого типа, как, например, линзы селяхий,—это
приблизительно сферические тела, состоящие из ряда
концентрических оболочек. Каждая оболочка образо-
вана слоем волокон. Волокна проходят между прокси-
мальной и дистальной поверхностью линзы, причем
место их соединения на этих поверхностях представ-
ляет собой не точку, а линию. Линия эта на прокси-
мальной поверхности линзы обычно расположена го-
ризонтально, а на дистальной—вертикально. Здесь,
таким образом, мы опять встречаемся со строением,
характеризующимся наличием сферической оболочки,
на противоположных сторонах которой имеются два
перпендикулярных друг другу направления. Случай
линзы имеет специальный интерес, поскольку здесь
проявляется со всей очевидностью то обстоятельство,
что наличие двух линий соединения служит решением
геометрической проблемы конструкции сферической
оболочки, состоящей из волокон. Есть ли основания
думать, что движения в анимальной половине гаст-
рулы тритона обусловлены образованием волокон?
Представим себе первоначально лишенный волокон
материал, в котором процесс конденсации волокон
происходит более заметно на дорзальной, а не на
вентральной стороне. В таком случае легко объяснимо
170
Глава IX
наличие двух взаимно перпендикулярных направле-
ний, по которым происходит удлинение, причем более
сильное на спинной стороне. Конечно, такого рода
волокна должны иметь субмикроскопические размеры,
так как никаких следов их до сих пор не было обна-
ружено. Однако, с другой стороны, хорошо известно,
что образование волокон происходит в .материалах
протоплазмы, невидимому, в результате изменения
состава белков. Хорошим примером этого может слу-
жить образование митотического веретена, о котором,
кроме того, известно, что волокна, обнаруживаемые на
фиксированных препаратах, не существуют в неп<>
врожденных клетках, но возникают на основе невидп
мых субмикроскопнческих структур волокнистого
характера, могущих быть выявленными лишь посред
ством поляризованного света. В противоположность
волокнам .митотического веретена, волокна, наличие
которых мы предполагаем с целью объяснения гастру-
ляции. должны сохранять характерные для них
взаимоотношения па пространстве, превышающем раз-
меры отдельных клеток. Впрочем, постулирование
существования фактора, действие которого распростра-
няется за пределы отдельных клеток, неизбежно для
любой теории гаструляциопных движений, поскольку
явления расчленения массы тканей на отдельные
клетки не имеют прямого отношения к морфогенети-
ческим движениям. Гаррисон (1936) уже высказывал
предположение, что полярность трансплантированных
почек конечности может зависеть от расположения
волокон, пересекающих границы отдельных клеток.
Нидхэм (1936) также обращал внимание на то, что
такие явления играют, вероятно, существенную роль
в процессах морфогенеза. Как мы увидим (стр. 173),
можно доказать, что образование волокон действительно
происходит в некоторых клетках гаструлы амфибий.
Таких! образом, возможность удлинения дорзальной
части зародыша за счет указанного выше механизма
не столь уже неправдоподобна.
Морфогенетические движения 171
Вопрос о механизме впячиванпя мезодермы чрез-
вычайно темен. Вероятно, впячивание в основном за-
висит от самого начального этапа движения. Если только
поток клеток удлиняющегося мезодермального зачатка
начнет погружаться внутрь, он будет продолжать и
в дальнейшем вворачиваться через губу бластопора.
На срезах через раннюю гаструлу отчетливо видно,
что процесс гаструляции начинается в больших экто-
дермальных клетках, лежащих несколько ниже тонкой
краевой зоны. Появление инвагинацпонноп ямки
сопровождается удлинением окаймляющих ее клеток в
направлении, перпендикулярном к поверхности. Одно-
временно наружная поверхность этих клеток уменьшает-
ся в размерах, в результате чего начинает образовы-
ваться ямка. Очень легко наблюдать ход этого процесса.
Если вырезать участок яйца с только начинающей появ-
ляться ямкой, можно видеть, что вначале наружная его
поверхность более или менее гладкая, а внутренняя —
представлена торчащими основаниями удлиненных кле-
ток, напоминающими пучок брюквы. Но в растворе
Гольтфретера ровная поверхность почти сразу приоб-
ретает сильную кривизну: действительно, она сверты-
вается в виде узкого цилиндра и исчезает совершенно,
закрываемая группой удлиненных клеток.
Удлинение клеток, может быть, только вторичное
следствие этого уменьшения наружной поверхности,
хотя оно слишком значительно, чтобы его можно было
объяснить таким образом. Кроме того, это удлинение,
по крайней мере частично, бывает результатом возник-
новения волокнистой структуры белков, только в данном
- случае оси волокон лежат не в тангенциальной пло-
скости,как предполагалось в отношении удлиняющегося
зачатка презумптивной мезодермы, а расположены пер-
пендикулярно к поверхности. Наличие волокон в этом
случае может быть непосредственно доказано в опытах
с поляризованным светом. Клетки, выстилающие инва-
гинацпонную ямку, подобно другим клеткам яйца
амфибий, сильно нагружены желточными зернами, за-
172 Глава IX
томняющими явление двойного преломления в цито-
плазме. Однако в этих клетках, в противоположность
всем остальным клеткам гаструлы, имеются свободные
от желтка участки, а именно, их узкие концы, доходя
щие как раз до инвагинационной ямки. В живых клет
ках эти отростки обнаруживают слабое двойное прелом-
ление, указывающее на наличие волокон, проходящих
вдоль отростков, т. е. перпендикулярно к наружной
поверхности япца (Ппкен и Уоддингтон, не опубли
ковано).
Будет ли инвагинирующий материал перемещать-
ся внутрь яйца, как это происходит в норме,или наружу,
как в случае экзогаструляции, зависит, видимо, оч
того, произойдет ли сокращение пли увеличение раз-
меров наружной клеточной стенки. Это, в свою очередь,
находится в зависимости от относительной величины
поверхностного натяжения в клеточных оболочках,
соприкасающихся с наружной средой или с другими
клетками. Не будет неожиданным поэтому факт, обна-
руженный в частности Гольтфретером (19336), что
сравнительно слабое изменение концентрации солей
в наружной среде может вызвать превращение нормаль-
ной гаструляцни в экзогаструляцию.
Интенсивность процессов, определяющих впячива-
ние клеток во время нормальной гаструляцни, повидп
мому, возрастает в ходе гаструляцни, так как при слабых
степенях экзогаструляции снаружи остаются всегда
передние участки мезодермы, между тем как материал,
расположенный позади, впячивается в дальнейшем
нормально.
Предшествующее описание хода гаструляцни, связы-
вающее ее с процессом образования волокон, —это
в основной своей части лишь гипотеза, и не исключено,
что можно сделать и другие, не менее правдоподобные
предположения. Пока мы не будем лучше ориентиро-
ваны в этом вопросе, полезно иметь хоть какую-то,
пусть даже и недостаточно надежную, руководящую
нить для экспериментальной работы, вместо того, чтобы
Иорф.генети-чгеки,- 173
не иметь ее совсем. Чрезвычайно большое значение для
понимания развития должна иметь возможность за-
мены таких биологических понятии, как понятия кле-
точных потоков, распространения, эпиболиип им подоб-
ных, несколько более определенными физическими
понятиями, которые указывали бы на силы, необхо-
димые для того, чтобы развивающиеся ткани изменили
свою форму.
Вместо того, чтобы пытаться выяснить природу
этих формообразовательных сил индуктивным путем, мы
можем подойти к вопросу дедуктивно. Рашевский
(1938) указал, что такие, обладающие метаболизмом
системы, как клетки, создают диффузионное поле как
внутри себя, так и снаружи. Любое тело, находящееся
в пределах диффузионного поля, испытывает воздей-
ствие сил, являющихся результатом неравномерной
бомбардировки их поверхности растворенными молеку-
лами. Рашевскому удалось показать, что клетки, где
анаболические процессы идут быстрее, чем катаболиче-
ские, стремятся притягивать к себе другие клетки,
в случае же, когда продукты метаболизма в большем ко-
личестве уходят из клеток, последние будут отталкивать
другие клетки. Если бы удалось оценить силы притяже-
ния и отталкивания между клетками, мы получили бы
возможность понять многие из изменений формы, наблю-
даемых во время эмбрионального развития. Эта область
исследований находится еще в младенческой стадии.
Чрезвычайно важно, конечно, на основе общих сообра-
жений о наличии градиентов метаболизма и диффузии,
составить себе представление о действительных силах,
участвующих в изучаемых процессах. Однако высокая
оценка таких исследований не должна скрывать от нас
того обстоятельства, что применение полученных резуль-
татов на практике может столкнуться с большими труд-
ностями. Так, например, прежде чем мы сможем при-
писать изменение эмбриональной формы градиентам
Диффузии, необходимо убедиться, достаточны ли силы,
возникающие при этом, для выполнения приписы-
ваемойим работы. Кроме того, наши знания о метаболиз-
ме различных участков зародыша слишком скудны, что-
бы можно было с несомненностью установить причинную
связь между постулируемыми силами притяжения и от-
талкивания и процессами метаболизма, необходимыми
для того, чтобы вызвать их. В некоторых случаях силы,
которые мы должны были бы постулировать для объяс-
нения измететий формы, не соответствуют по своему
характеру силам, которые мы имеем право ожидать
на основании того, что нам до сих пор известно о ме-
таболизме. Например, область организатора у зародыша
амфибий ведет себя так, как если бы клетки притяги-
вали друг друга. Достаточно вспомнить дорзальное
стягивание мезодермы, а также погружение покровной
эктодермы при образовании дна нервного желобка.
Однако организатор является областью с высокой
.митотической и гликолитической активностью, кото-
рая, согласно взглядам Рашевского, должна приводить
к перевесу сил отталкивания.
Одно из основных свойств многих развивающихся
систем, еще недостаточно разобранное нами,—это спо-
собность ткани к регуляции формы в случае ее нару-
шения. Если, например, раннюю гаструлу амфибий
разрезать вдоль фронтальной плоскости, то дорзаль-
ное полушарие продолжает гаструлировать в соответ-
ствии с его сократившимися размерами и образует
нормального зародыша, хотя и половинного размера
(Шпеман, 1903). Количество пнвагинирующего мате-
риала изменяется в соответствии с количеством всего
наличного материала. Сходная регуляция происходит
и в том случае, когда количество материала увеличено
в результате пересадки зародышу, находящемуся на
стадии гаструлы, добавочно!! эктодермы (Уоддингтон,
1938в). Регуляция, однако, не всегда оказывается
полноценной. При изоляции вентральной половины
гаструлы совокупность движений, претерпеваемых ма-
териалом, мало чем отличается от тех, какие проделали
бы те же ткани, занимая свое обычное место в целом за-
Морфооенепшческие (Ьшлсения ], и
родыше. Понимание процессов, происходящих в нор-
ме скорее может быть получено путем изучения
утих случаев неполноценной регуляции, а не тех,
где движения полностью приспособляются к из-
менившимся условиям. Характер нарушения может
помочь выявить, по крайней мере, некоторые из дей-
ствующих причин. Но пока мы не располагаем более
обширными знаниями о силах, определяющих морфо-
генетические движения, не представляется возможным
обсуждать их видоизменения в процессе регенерации.
Рассматривавшиеся выше гаструляциог пые движе-
ния приведены, главным образом, в виде примера эле-
ментарных процессов (таких, как образование волокон,
относительное изменение поверхностного натяжения
и т. д.), которые могут быть указаны как причины, обу-
словливающие морфогенетические движения. По для
получения правильной картины того, что происходит
в зародыше, пам надо рассмотреть пример комплек-
сных взаимоотношений, которые можно обнаружить
даже в тех случаях, когда морфогенетические процес-
сы рассматриваются в свете чисто биологических
представлений, таких как индукции. В виде примера
мы рассмотрим процесс сворачивания нервной пластин-
ки в трубку, поскольку в этом случае мы имеем дело
с процессом, хотя и более сложным, чем гаструляция,
но все же не настолько сложным, чтобы исключить
возможность успешного его обсуждения.
В первую очередь возникает вопрос о детерминации
характерной формы нервной пластинки в то время, когда
она представляет собой еще часть поверхности сфери
ческого яйца. Гольтфретер (1935а, б) показал, что
если взять лоскут эктодермы от вида, имеющего мелкие
яйца, и пересадить его на гаструлу другого вида,
имеющего крупные япца, то размер нервной пластинки
будет соответствовать размерам, характерным для вида,
которому принадлежит подстилающая мезодерма.
Естественно возшшает вопрос, не зависят ли размеры
и очертания пластинки исключительно от распределения'
эвокатора в подстилающей мезодерме. Есть основания
предполагать, что эвокатор переходит в свободное со-
стояние в районе бластопора п, во время передвижения
инвагинирующей мезодермы вперед, он, вероятно, диф-
фундирует в стороны от средне-дорзальной линии.
Эктодерма, передвигающаяся по направлению к бла-
стопору, встречается с этим потоком мезодермальных
клеток, содержащих эвокатор, и наползает на них,
так что в первую очередь эвокатор действует на задний
конец будущей нервной пластинки, между тем как
передний конец ее вступает в контакт с тканями, содер-
жащими эвокатор, лишь позднее. Участок, содержащий
эвокатор, наиболее широк в передней части, причем
в процессе гаструляции он постепенно делается все
шире вследствие латеральной диффузии эвокатора.
Позволительно высказать гипотезу, что форма нервной
пластинки образуется в результате комбинации про
цесса перемещения эктодермального зачатка по напра-
влению к бластопору, перемещения мезодермального
зачатка по направлению от бластопора и латеральной
диффузии эвокатора. Ширина нервной трубки на любом
ее уровне не может превышать наибольшую ширину
участка ткани, содержащей эвокатор в тот момент, когда
эктодерма наползает на него. Так, например, наиболее*
характерная особенность строения нервной пластинки
состоит, невидимому, в том, что в перед! ей своей
части она шире, чем в задней, и, кроме того, боковые сто-
роны ее изогнуты таким образом, что из двух точек, лежа-
щих первоначально на одной и гон же линии гаструля
ционного движения, передняя может находитьс я внутри
пластинки, а задняя—сбоку от нее. Это обстоятельство
легко объяснимо, если допустить, что ко времени оков
нательной детерминации нервной пластинки в перед-
нем отделе зародыша, где мезодерма давно ужо пива
гинировала, эвокатор успел диффундировать на извест-
ное расстояние вбок от средней линии, а в заднем отде-
ле, где инвагинация происходит позднее, диффузия не
зашла еще так далеко (рис. 12).
Морфогенетичеекие Ови.нсения
177
Развивая такую гипотезу, необходимо учесть ряд
переменных, подлежащих экспериментальному изу-
чению. На окончательной форме пластинки будут отра-
жаться как относительная скорость перемещения кле-
Р и с. 12. Форма нерв-
ной пластинки. Эк-
тодерма (изображе-
на точками) движется
вниз по направлению
к бластопору. В об-
ласти дорзальной гу-
бы освобождается эво-
катор и, по мере того
как мезодерма (изоб-
ражена линиями) про-
двинется вперед под
эктодерму, эвокатор
диффундирует в сто-
роны’. Через некото-
рое время участок,
в котором имеется
минимально эффек-
тивная концентрация
эвокатора, приобре-
тает очертания, обо-
значенные на рисунке
частыми линиями. В
это время эктодерма,
которая была подост-
лана материалом, со
держащим эвокатор,
в течение достаточ-
ного времени для
того, чтобы быть детерминированной в нервную ткань, будет
иметь форму, отмеченную частыми точками и сходную г формой
нервной пластинки.
ток, так и интенсивность латеральной диффузии эво
катора. Такое же влияние будет оказывать образование
эвокатора в мезодерме, продолжающееся после ее инваги-
нации. Пока, эти обстоятельства не будут точно изучены,
мы не сможем решить, вполне ли адэкватна предложен-
ная нами гипотеза для объяснения формы, приобретае-
мой нервной пластинкой. Имеются, однако, некоторые
*2 К. X. Уоддингтон
178 Глава IX
указания в пользу того., что нечто подобное нашим
предположениям действительно возможно. Уоддингтон
(1938в) показал, что боковая мезодерма очень поздней
гаструлы в случае пересадки ое под эктодерму ранней
гаструлы оказывает индуцирующее действие. Однако
это действие слабее, чем влияние дорзального мате-
риала, поскольку дорзальная мезодерма может ока-
зывать индуцирующее действие на боковую эктодерму
поздней гаструлы, а боковая мезодерма на это неспо-
собна. Таким образом, наблюдается как будто ослаб-
ление способности к эвокации в направлении от сред-
недорзальной линии в стороны. Это явление сочетает-
ся, вероятно, с ослаблением компетенции эктодермы.
Возможно, оба свойства причинно связаны друг с дру-
гом, так как мы видели уже, что компетенция утрачи-
вается в изолированной эктодерме медленнее, чем
в интактной эктодерме латеральных и вентральных
участков зародыша. Это заставляет предполагать, что
низкие концентрации эвокатора способствуют утрате
компетенции.
ГЛАВА X
ОРГАНИЗАТОРЫ И РОСТ
Детерминация относительного роста
Проблема роста чрезвычайно многообразна и слож-
на. Здесь мы рассмотрим только те ее стороны, которые
имеют отношение к проблеме организатора.
В первую очередь следует выяснить, какое дей-
ствие оказывает эвокатор на скорость роста эктодермы.
Изучение хода эмбриональных процессов ясно по-
казывает, что нервная ткань на стадии хвостовой
почки растет быстрее, чем эпидермис, и это может
быть подтверждено подсчетом количества митозов в этих
двух тканях. Данные, представленные в табл. 1,
которыми я обязан Р. И. Жуковой, показывают, что
такой же ускоренный рост обнаружен и в нервной ткани,
индуцированной различными химическими веществами.
Очевидно, скорость роста следует рассматривать как
гистологическую особенность тканей, которая детерми-
нируется одновременно с формой расположения кле-
ток. Имеются, однако, данные, указывающие, что дифе-
ренцировка и темп роста вовсе не обязательно нераз-
рывно связаны друг с другом. Действительно, в атипич-
ных условиях, например в культуре тканей или при
пересадках на хорио-аллантоис, можно даже наблю-
дать известный антагонизм менаду ними; медленно
растущие культуры часто диференцируются лучше
быстро растущих, хотя слишком сильное торможение
роста иногда приводит к нарушению диференцировки.
Определенная ткань характеризуется не столько аб-
солютной скоростью роста, сколько потенцией к опре-
деленному темпу роста, который может быть изменен
внешними условиями.
До тех пор, пока мы не составим себе более ясного
представления о процессах, происходящих при образо-
Таблица 1. Митотический коэфициент в нормальных тканях и в тканях при индукции
у Triton alpestrls
В каждом столбце первая цифра указывает число подсчитанных митозов; вторая—общее
число подсчитанных клеток; третья (жирным шрифтом)—процентное отношение первых
ко вторым
(1) 1 (2) Вещество № (3) Нервная труб- ка хозяина (4) Эпидермис хозяина (5) Индуцирован- ная нервная трубка (6) Эктодермал1 ное утолщение
Эстрон . 1 F52b 1 41,501 8,IS 6/466 1.29 63/862 7,31 8/356 2,25
F52b IO 12'421 2,85 1 6/475 1,27 13/623 2,09 3/252 1,19
4.4'-дигидроксиди- 1 16/6 81 2,35 8/398 2.01 17/497 3,42 2/119 1,68
фенил |’4оь з 41/949 4,32 7/362 1,93 44/927 4,75 9/286 3,15
Спирил-блау FC3b—6 28/728 3,85 3/557 0,54 31/570 5,44 3/15ч 1,89
» » F63b -7 24/7G|J 3,12 6/365 1,64 29/741 3,91 9/874 2,41
» F63b—S' 26'688 3,78 4/358 1,12 25'651 3,84 8,327 2,45
» > . . . FCJb-13 ' 28/724 3,87 9/413 2,18 57/1007 5,66 13/267 4,87
1,2,5,6-дибензан
трацеи1 . .
» » .
» » ...
» »...........
» » . .
Гликоген3 .
F 38b—5
FlOlb—9
FlOlb—I1 2
FlOlb—22
FlOlb—72
E131d—8
E131d—10
31/578 5,36
39/731 5,34
14/385 3,64
29/688 4,22
3/385 0,78
6/430 1,40
7/767 0,91
2/581 0,34
19/645 2,95
10/599 1,67
12/647 1,85
29/1034 2,80
41/702 5,84
30/694 4,32
25/890 2,81
Средний процент
4,24
1,46
4,35
7/378 1,85
11/331 3,32
34/898 3,79
14/1115 1,26
25/638 3,92
2,62
Реальность различий может быть определена путем вычисления I для разных пар значе-
ний средних процентов. Получаются следующие величины:
f12=6,158 n=25 «аа=6,078 п=25
«1а=0,327 »=22 t24=3,207 n=2G
t14=2,967 п=23 «З1=3,146 n=23
Если мы примем Р<0,01 за меру реальности различий, тогда все эти различия будут
реальными, за исключением различий между 3-м и 5-м столбцами, т. е. между числами, харак-
теризующими нервную трубку хозяина и индуцированную нервную трубку. Тот же результат
получается при вычислении t' для абсолютного числа митозов, а не для процентных отношений.
1 Натриевая соль а—₽ эндоянтарной кислоты.
2 Нейральная индукция отсутствует.
з Имплантация комплекса гликоген-эвокатор в изолированные лоскуты эктодермы (Хитлей, Уод-
дингтон и Нидхэм).
I 'лава A'
вании рака и при эвокации, бесполезно, повидимому,
пытаться обсуждать значение того факта, что наибо-
лее сильные из известных до сих пор эвокаторов одно-
временно оказываются канцерогенными или эстроген-
ными веществами. Кажется несомненным, что разно-
родные действия всей этой группы биологически актив-
ных веществ должны иметь в своей основе что-то общее,
по пока мы можем лишь отметить, что их действия по
большей части связаны с изменением скорости роста
и направления диференцировки тех клеток, на какие
они действуют. В последнее время ряд авторов подверг
обсуждению вопрос о влиянии скорости роста на про-
цесс детерминации. Светлов (1934) показал, что почка
хвоста Urodela в период наиболее быстрого роста не
способна к регуляции, т. е., другими словами, к реде-
термпнацпи, хотя позднее это оказывается возможным.
Он предполагает поэтому, что быстрый рост препят-
ствует наступлению детерминации. Его данные, однако,
оспариваются Мюнхеном (1938).
Другие авторы предложили гипотезы, имевшие прямо
противоположный смысл. Наиболее обоснованное из
высказанных предположений принадлежит Балийскому
(1937). Тщательным исследованием процесса индукции
конечностей носовыми плакодами, имплантированными
в бок личинкам тритона, он показал, что индуци-
рующее действие исходит из той части трансплантата,
где имеется активно растущий эпителий плакоды,
и что при индукции происходит значительное повыше-
ние количества митозов в индуцированной мезодерме.
На основании этих фактов он развивает гипотезу,
распадающуюся в действительности на две части.
Прежде всего, примыкая к Чайльду и принимая теорию
осевых градиентов, он предполагает, что индукцион-
ная способность тесно связана с высокой «актив-
ностью метаболизма». По этому поводу можно сделать
критическое замечание, что индуцирующая способ-
ность не зависит непосредственно ни от метаболизма
вообще, ни от повышенного метаболизма в частности,
Организаторы и. рост 183
так канона присуща и мертвому материалу. Более пра-
вильным будет предполагать, как это, повидимому,
и делает Балинский, что только в результате высокого
уровня метаболизма организационный центр способен
к выделению индуцирующего вещества в активной фор-
ме. Как мы видели (стр. 45), эта точка зрения в извест-
ной мере находит себе подтверждение.
Вторая часть утверждения Белинского сводится
к тому, что к существенным сторонам процесса ин-
дукции относится повышение уровня метаболизма в тех
тканях, на которые действуют организаторы. Дифероп-
цировка, претерпеваемая индуцированными тканями,
рассматривается как следствие повышения «интенсивно-
сти метаболизма». Затруднение, с которым сталкивает-
ся гипотеза в этой своей части, сводится к тому, что
термин «интенсивность метаболизма» очень расплывчат
и в действительности употребляется для обозначе-
ния как раз тех явлений, какие он сам должен был
бы объяснить. Балинский и большинство других авто-
ров, развивающих подобную точку зрения, понимают
под ним «.die allgemeine Antfivitat aller Lebensprozesse»
(общую активность всех жизненных процессов), а это
понятие включает также процессы диференцировки.
Например, мы говорим, что глазной бокал, индуци-
руя линзу, делает это путем повышения активности
индуцируемой эктодермы; однако единственным сви-
детельством такой повышенной активности служит
происходящая при этом видимая диференцировка,
и гипотеза приводит лишь к тавтологическому утвер-
ждению, будто причина диференцировки заключается
в повышении активности, а доказательством повыше-
ния активности служит диференцировка.
Существует настоятельная необходимость в заме-
не таких расплывчатых терминов, как «жизненные
процессы», «интенсивность метаболизма» и т. д.,
точными понятиями, даже если это на первых порах
ограничит наши интересы сравнительно тривиальными
сторонами процесса развития. Митотический коэфц-
184
циент, упоминавшийся выше, представляет одно из
таких понятий. Он, безусловно, только частично отра-
жает то, что понимается под «интенсивностью метабо-
лизма», но мы можем зато точно определить его вели-
чину и исследовать, какое он имеет отношение к раз-
личным процессам индукции. В рассмотренном здесь
частном случае мы нашли, что индукция нервной трубки
сопровождается значительным повышением митотиче-
ского коэфициента. Это повышение всегда сильнее
выражено в нервной ткани, чем в эктодерме, испытавшей
стимуляцию, но пе превратившейся в нервную ткань.
На основании этого мы можем заключить, что потен-
ция нервной ткани к более быстрому росту сильнее,
чем потенция ткани, образующей эктодермальное утол-
щение. Было бы, однако, неправомерным делать даль-
нейший вывод, что высокий темп роста служит исходным
моментом, по отношению к которому все остальные
особенности нервной ткани оказываются лишь след-
ствиями. Напротив, тот факт, что митотические коэ-
фициенты индуцированной нервной ткани и нервной
ткани хозяина одинаковы, ясно указывает, что мито-
тический коэфициент не относится к ведущим,
но сам обусловлен другими особенностями ткани.
Нет оснований приписывать ему большее значение,
чем какому-либо другому свойству нервной ткани,
например, положению ядра в клетке и пр. Вопрос
о способе возникновения различий в скорости роста
интересен для области исследований, которую обычно
считают стоящей вне рамок эмбриологии. Он имеет
прямое отношение к изучению процесса возникнове-
ния рака. Так, указывалось, что «проблема возник-
новения рака может быть, повидимому, сведена к пробле-
ме возникновения клеточных изменений вообще и к
возникновению локальных необратимых вариаций в ча-
стности в скорости роста» (Локхарт-Муммери, 1936).
Любая общая теория таких явлений должна быть,
г основном, эмбриологической теорией, так как эмбрио-
нальное развитие (включая регенерацию) дает почти
Организаторы и рост 185
все известные примеры необратимых клеточных изме-
нений; даже в случае соматической мутации последняя
не может оказать влияния на клетку до тех пор, пока
мутировавший аллеломорфный ген не изменит течения
процесса развития. Однако, может быть, это слишком
большой оптимизм надеяться, что общая теория возник-
новения локальных клеточных изменений разрешит
проблему происхождения рака, так как возникновение
рака, вероятно, представляет случай особого рода. В рав-
ной степени опасно выдвигать общие гипотезы на основа-
нии изучения явлений в таком частном случае, как воз-
никновение рака. Так, Хаддов и его сотрудники (Хад-
дов и Робинзон, 1937; Хаддов и Скотт, 1937) пока-
зали, что когда канцерогенные вещества вводятся
молодым крысам, происходит торможение роста. Ука-
зывая, что это торможение составляет существенную
часть процесса, посредством которого эти же самые
вещества могут вызывать образование рака, они разви-
вают общую гипотезу о том, что «случаи, характери-
зующиеся повышением скорости роста... обусловлены
не процессом непосредственной стимуляции роста,
как это можно было бы думать, а бывают следствием
продолжительного периода заторможенного роста».При-
веденные выше данные о скорости роста индуцирован-
ной нервной ткани делают очевидным, что эту гипотезу
нельзя принять в такой общей форме, в какой она
была предложена. Если бы она была верна, то мы обна-
ружили бы признаки торможения роста в эпидермаль-
ных утолщениях, из которых образуется индуцирован-
ная нервная ткань. На самом деле происходит как раз
противоположное, а именно, скорость роста эктодер-
мальных утолщений выше, чем у окружающей эктодер-
мы. Балинский также не мог обнаружить, что торможе-
ние роста предшествует образованию мезенхимы коне1!
пости, для которой характерна повышенная скорость
роста. Не исключено, что образование рака—это осо-
бый случай, и для пего характерно первоначальное
торможение роста, но это нс следует возводить в правило,
186
Глава X
Индивидуация роста
В отношении скорости роста организаторы также
проявляют свою способность к индивидуации. Так, раз-
личные участки эмбриональной нервной трубки имеют
разные митотические коэфициенты, что составляет
одну из их региональных особенностей. Индивидуацию
скорости роста наиболее наглядным образом можно
продемонстрировать на явлениях регенерации. Если
удаляется дистальная часть конечности амфибии, на
культе в результате накопления мелких, быстро расту-
щих клеток образуется регенерационная почка. Эти
клетки, повидимому, в значительной мере индиферснтны
в недетерминированы. Вейс (1927) указывает, что
путем соответствующей пересадки можно вызвать
развитие хвоста из почки конечности. Шотте (Шотте
и Хаммель, 1939) утверждал, что клетки регенерирую-
щего хвоста в результате индукции могут образовать
линзу. Эти данные но получили полного признания,
но вряд ли есть основания сомневаться в том, что судь-
ба регенерирующей почки определяется культей, где
почка находится. Она образует как раз ту часть органа,
которой иехватает. Это вряд ли могло бы происходить,
если бы культя не влияла на течение процесса. Культя
контролирует весь процесс роста, происходящий в
клетках почки. Если культя сама продолжает расти,
регенерационная почка сначала растет быстрее, пока
не догонит культи, после чего рост ее замедляется,
находясь в соответствии с ростом органа, на котором
она помещается.
В органе, способном вести себя таким образом,
должен существовать мощный источник влияний, кон-
тролирующих рост регенерационных клеток. Чрез-
вычайно интересно выяснить, могут ли эти влияния
контролировать рост быстро пролиферирующих нере-
генерирующпх тканей, в частности, раковых тканей
(Уоддингтон, 1935). Очень трудно, однако, поставит!,
соответствующие опыты, так как установлено, что
Оргаигиапюры и рост
187
в органах, способных к регенерации, рак возникает
очень редко, а может быть, и никогда не возникает
(Нидхэм, 19366). Это уже само по себе небезынтересно
и может, невидимому, служить известным указанием на
то, что в таких органах факторы, контролирующие рост,
достаточно мощны для преодолевания всякой тенден-
ции к появлению быстро растущих дезорганизован-
ных тканей.
Были сделаны попытки изучить этот вопрос не-
сколько иным путем. Шотте (1938) имплантировал
молодых эмбрионов крыс в крысиные опухоли и от-
метил появление трубчатых структур, что он рассма-
тривает как доказательство индуцирующего действия
пересаженных организаторов. Остается, однако, неяс-
ным, допустимо ли считать, что эти трубочки претер-
пели процесс индивидуации, т. е. что это упоря
доченные, контролируемые структуры; они могут
просто быть результатом эвокации новых гистологи-
ческих свойств в тканях, остающихся в отношении их
грубой .морфологии неорганизованными. Скорее мож-
но думать даже, что они образовались из транспланти-
рованных тканей, а не из тканей хозяина. Мало веро-
ятно, чтобы маленький эмбрион, собственная ор-
ганизация которого сильно нарушена в результате
его имплантации в опухоль, мог влиять на свойства
окружающих тканей и вносить в них определенную
упорядоченность. Надо думать, что в случае введения
маленьких кусочков опухолевой ткани в большую массу
организатора .можно с большим основанием рассчи
тывать на успех. Такой эксперимент был проделан
Уоддингтоном и Жуковой (но опубликовано). Кусоч
ки куриной саркомы, после нескольких дней культи-
вирования in vitro, имплантировались в полость пер-
вичной полоски бластодермы цыпленка. После 24 ча-
сов культивирования in vitro из ткани хозяина образо
вался вполне нормально сформированный зародыш,
внутри которого в некоторых местах были вкраплены
раковые ткани. Однако, хотя в этих случаях и наблю-
188 Глава X
далась известная морфологическая ассимиляция, она
могла быть просто механическим следствием г астру ля-
ционных движений хозяина. Влияние хозяина на инди-
видуацию трансплантата можно было бы считать дока-
занным лишь в том случае, если бы пересаженная ткань
была расчленена на сомиты, или же если бы она рас-
палась на отдельные клетки, распределенные среди
тканей хозяина, причем последние в морфологическом
отношении продолжали бы оставаться нормальными.
Такого рода данных, однако, не было получено. Может
быть, этим опытам не следует приписывать большого
значения, так как вряд ли можно ожидать существен-
ного влияния эмбрионального организатора на опухо-
левую ткань взрослого животного; компетенция тканей,
использованных в этих опытах, слишком уж различна.
Впрочем, до тех пор, пока опухоли не будут обнаружены
в регенерирующих органах, мы не видим иных путей
для изучения явлений индивидуации в неорганизо-
ванно растущих тканях.
Несомненно, во многих случаях было бы чрезмерным
упрощением считать, что более быстрый рост состав-
ляет единственный признак, отличающий опухолевую
ткань от нормальной, из которой она возникав!'. Воз-
можно, что некоторые изменения клеток делают их
иммунными к влиянию агентов, контролирующих ро-
стовые процессы, даже в том случае, когда скорость
роста этих клеток не очень высока. Интересно, однако,
выяснить, в какой мере поведение нормальных кле-
ток может быть приближено к поведению клеток опу-
холи в результате простого устранения факторов,
контролирующих рост. Когда молодую регенерацион-
ную почку тритона или аксолотля пересаживали
в полость тела более мелкого животного, например,
личинки саламандры, хозяин не мог вызвать рассасы
вания трансплантата, продолжавшего быстро расти.
Клетки сохраняли характер «индиферентиых», хотя
в случае, когда пересаживались более старые, частич-
но детерминированные почки, из них развивались
(I)
(3)
Рис. 13. Регенерационные почки ноги аксолотля, трансплан-
тированные в полость тела личинок саламандры. (1) 6-дневная
почка, фиксированная через 21 день после трансплантации, об-
разовала небольшой хрящевой узелок. (2) Такая же почка обра-
зовала массу фиброзной ткани. (3) Другой сходный трансплан-
тат образовал массу быстро пролиферирующих клеток.
Организаторы и рост 189
мышцы и хрящи. Индиферентные клетки, возникав-
шие из молодых трансплантатов, имели такой вид,
какой можно было бы ожидать найти в клетках саркомы
Urodela, или даже проникали в стенку тела хозяина
и инфильтрировали ее. Метастазов, однако, до сих пор
не было найдено, а пока они не обнаружены, опасно
было бы считать эти переместившиеся регенерацион-
ные почки опухолями,хотя несомненно, что выключение
организующего влияния остатка органа значительно
приближает их поведение к поведению раковых кле-
ток (рис. 13).
ГЛАВА XI
СТРУКТУРНЫЕ ОТНОШЕНИЯ В РАЗВИТИИ1
Генный контроль над структурными
отношениями
Морфогенетические движения и процессы роста,
описанные в последних двух главах, приводят к форми-
рованию органов за счет развивающихся тканей. Мы не
будем в настоящее время пытаться определить, что такое
орган, но во всяком случае можно сказать, что орган
имеет определенную форму. Эта форма зависит от каче-
ственных и количественных особенностей движений,
дающих ей начало. Ряд движений, приводящих к обра-
зованию определенной формы, входит в число влияний,
рассматривавшихся нами среди факторов, вызывающих
индивидуацию органа. Эти факторы являются силами,
определяющими индивидуацию, но они отличаются
от химических влияний, создающих определенные каче-
ственные особенности различных тканей, составляющих
орган. Поскольку эти силы интегрированы в пределах
известного участка тканей, мы вправе говорить о поле
индивидуации.
Характер поля индивидуации, другими словами,
форма органа, могут быть изменены под действием фак-
торов, влияющих на морфогенетические движения. Изве-
стны многочисленные случаи, когда такие изменения
вызывались генетическими факторами. Наиболее про-
стые среди них связаны с различиями в скорости роста.
После закладки зачатка органа увеличение его разме-
ров может быть непропорциональным в результате
диференциального роста. Приведенные д’Арси Томп
соном (1917) примеры такого рода явлений в случае
сравнения различных филогенетически родственных
1 Developmental patterns.
Структурные отношения е развитии 191
групп стали классическими. Известно много случаев,
когда было показано, что диферепциальная скорость-
роста находится под контролом генов.. Например, раз-
личия в пропорциях многих пород домашних животных
часто оказываются результатом диферепциального роста,
происходящего вплоть до наступления зрелости. Дей-
ствительный ход диферепциального роста был наиболее
полно изучен на растениях, у которых можно различить
увеличение размеров, обусловленное размножением
клеток и их удлинением.
Изменения формы уже образовавшегося органа
могут быть вызваны не только непропорциональным
ростом, но и другими факторами. В определенный
период развития крыло дрозофилы представляет со-
бой тонкостенный мешок, сильно раздутый в силу
давления, оказываемого на пего изнутри тканевой
жидкостью.
За этой стадией следует спадение и контракция кры
ла, в результате чего образуется тонкая пластинка. Про-
цесс контракции, а следовательно, и конечная форма
крыла могут зависеть от влияния генов, например генов
dumpy у В. melanogaster и Blade у D. pseudoobskura.
Первый, обычно, вызывает образоватше укороченного
крыла с выпуклым дистальным краем, второй—образо-
вание длинного заостренного крыла. Исходное дейст-
вие, вероятно, заключается в иамененип эластичности
и контрактильности поверхности крыла в разных напра-
влениях. Эти свойства, несомненно, очень точно сораз-
мерены в случае образования крыла нормальной фор-
мы, и влияние генов, надо думать, не отличается боль-
шой силой, так как некоторые аллеломорфы гена dumpy,
например dp™, вызывают уродства лишь у известного
процента животных. Действие гена Blade также под-
вержено вариациям, так как крыло в некоторых слу-
чаях оказывается не длинным и заостренным, а укоро-
ченным и закругленным, подобно тому как в случае
dumpy, крылья различного типа могут возникать у одно-
го и того же животного (рис. 14, А). .
I'лава XI
В литературе можно найти много других примеров
изменений формы, контролируемых генами и обуслов
ленных не различиями в скорости роста, а другими
факторами. Хорошо известным и вместе с тем хорошо
Рис. i-f. Развитие некоторых крыловых мутаций. А —пока-
зывает развитие dumpy: 1) (начало стадии настоящей куколки)
крыло представляет полый мешок; 2) оно испытывает контрак-
цию и жилки появляются в виде толстых линий; 3) контракция
закончена и жилки стали более узкими. В—показывает раз-
витие Xasta: 1) крыло предкуколки с предку колонными жил-
ками и глубокой выемкой на вершине; 2) стадия полого мешка,
на которой дистальная выемка видна хуже; 3) стадия закончив-
шейся контракции, на которой выемка опять отчетливо видна
изученным примером служит форма центрального
поля в крыле Ephestia, исследованная Кюном (1936),
В этом случае известны гены, влияющие на конечное
положение некоего перемещающегося детерминирую-
щего начала, имеющего существенное значение для
образования пигмента.
Структурные отношения в развитии 193
Некоторые генетически обусловленные особенности
формы, повидимому, связаны с изменением отношений
между двумя или большим числом морфогенетических
движений. Вероятно, примером такого влияния может
служить у дрозофилы действие генов, вызывающих
вырезки (sealloping) края крыла. В таких крыльях
общая структура нормальна, за тем лишь исключением,
что из края крыла как бы удалено несколько участков.
Гольдшмидт предполагает, что в действительности это
именно так и происходит, но его аргументы в пользу
наличия дегенерации краевых участков крыла неубе-
дительны. Дело в том, что, согласно его предположе-
нию, выемки в крыле появляются в тот период разви
тип, когда, как теперь известно, происходит контрак-
ция, сменяющая стадию крайнего растяжения. Наибо-
лее простое объяснение постепенного появления вые-
мок заключается, с его точки зрения, в том, что они
являются прямым результатом уменьшения давления
внутри крыла. Подлинное объяснение возникновения
вырезанных крыльев, вероятно, заключается в сме-
щении линии, вдоль которой происходит впячивание
закладки крыла внутрь имагипального диска на позд-
ней личиночной стадии, так что она занимает иное
положение по отношению к уже детерминированному
краю крыла, и часть его, поэтому, как бы выпадает.
Если это предположение правильно, то действие гена
сводится к изменению пространственных соотношений
между процессами впячивапия закладкп крыла п про-
цессом детерминации края крыла (рис. 14, В).
В очень многих случаях влияние на структуру объя-
сняется отсутствием нормальных морфогенетических
процессов, обусловленных, в свою очередь, несовершен-
ством гистологической диференцировки некоторых тка-
ней. Хорошо известный случай такого рода представляет
ген creeper (куры-ползуны) у кур. У таких птиц полу-
чается недоразвитие костной ткапп длинных костей,
обусловленное, повидимому, торможением роста в тече-
ние критического периода (Фелл и Ландауэр, 1935),
— х. --
* 11. X. »<»ддппгтом
194 7’,тв« л /
а это co своей стороны, может быть, вызывает недораз
вптие кровеносной системы. Независимо от того, что
служит в данном случае исходной причиной, в резуль-
тате неполного гистологического развития возникают
глубокие нарушения всех анатомических соотношений,
свойственных конечностям. Аналогичным образом гене-
тически обусловленные отклонения от нормального
типа жилкования крыла дрозофилы можно отнести за
счет модификации нормальных гистологических процес-
сов. происходящих в период формирования жилок.
В некоторых случаях, когда влияние на форму носит
комплексный характер, есть основания предполагать,
что влияние сказывается в первую очередь на индуци-
рующих тканях. У кур с дефектами крестца и у бесхво
стых мышей наблюдаемые нами конечные морфологи
ческие изменения, безусловно, являются результатом
сложной совокупности процессов, среди которых индук-
ция также играет известную роль. Гены действуют
на индуцирующие мезодермальные части осевого скеле-
та, равно как и на участки нервной системы, и законно
предполагать, как это делает Чесли (1938) в своей рабо-
те о бесхвостых мышах, что отсутствие диференциров-
ки самой индуцирующей мезодермы ответственно за все
прочие уклонения. Глюкзон-Шенхеймер (1939) показа-
ла, что явление бесхвостости у мышей не так просто,
как это может представляться на первый взгляд, по-
тому что хвост у них первоначально образуется, но впо-
следствии отпадает или резорбируется. Однако, даже
при этом условии, она все же считает вероятным, что
в первую очередь повреждение затрагивает мезодерму.
У описанных Райтом (Райт и Вагнер, 1934) морских
свинок с явлениями отоцефалии нарушение опять-таки
сказывается, вероятно, прежде всего на организаторе,
вызывающем в свою очередь многочисленные вторичные
дефекты в тех органах, которые должны быть им инду-
цированы.
Многие из этих генетически обусловленных эффек-
тов, затрагивающих ткани, обладающие организующим
Структурные отношения в развитии
действием, могут быть имитированы путем помещения
эмбриона в ненормальные условия, например, в
растворы ядов (Леман, 1936а, б). Хотя и в этом случае по
большей части нет полной уверенности в том, что вред-
ные условия затрагивают прежде всего организатор
и лишь затем другие органы, все же наблюдаемые факты
лучше всего объясняются этой гипотезой. Исследование
пока еще не продвинулось настолько далеко, чтобы мож-
но было с достоверностью определить, какие химиче-
ские системы подвергаются действию внешних агентов,
а следовательно, и предполагаемому действию генов,
которых они имитируют. Тем не менее, это направление
работы чрезвычайно многообещающе.
Мы можем различать, по крайней мере, три способа
влияния этих вредных воздействий. Во-первых, они мо-
гут избирательно подавлять действие отдельных участ-
ков организатора, как в опытах Лемана с растворами
лития. Подвергая эмбрионов амфибий воздействию
этих растворов в соответствующие моменты развития,
удается получить такие дефекты, как циклопию или
отоцефалию, чрезвычайно похожие на наследственные
дефекты, известные у млекопитающих. При этом можно
довольно убедительно показать, что в таких случаях
изменяется в первую очередь организатор. Явления
такого же порядка хорошо известны, но не так тща-
тельно изучены у других организмов.
Во-вторых, факторы, обусловливающие дефектное
развитие,- могут оказывать влияние, подобное обна-
руживаемому в опытах Гольтфретера с экзогаструлой,
когда передний конец зародыша недоразвивался в ре-
зультате того, что не происходило инвагинации голов-
ного организатора. В этом случае не вполне ясно, можно
ли ожидать получения аналогичных явлении у млеко-
питающих, что дало бы возможность установить парал-
лель таких нарушений с явно генетически обусловлен-
ными уродствами. Сомнения возникают в связи с тем,
что у млекопитающих инвагинация, по крайней мере,
мезодермы, происходит, видимо, не по продольной
13*
19(5 Глава A'I
o<u зародыша, а в иерлендикулярпом к ней направле-
ния. Торможение инвагинации мезодермы у млекопи-
тающих, в противоположность амфибиям, скорее будет
приводить г? образованию spina bifida, а не к дефектам
головной области. Не следует, однако, забывать, что
в этой группе животных, так же, как и у птиц, следует
считаться с организующим действием энтодермы, пнва-
гинирующей, вероятно, в направления продольной
оси. Анэпцефалы, приводимые Гольтфротером (1933г)
как параллель зародышам амфибии, полученным в его
опытах, возникают скорее в результате нарушения
инвагинации энтодермы, а не мезодермы. Как бы пи
обстояло в данном случае дело, принцип возникнове-
ния уродства остается тем же самым, а именно, отсут-
ствие известного участка обусловлено нарушением
процесса инвагинации индуктора.
Третьим способом действия таких факторов можно
считать сокращение объема инвагинирующего мате-
риала, что приводит к образованию карликовых, но
более или мепее правильно сформированных зароды-
шей. Этот способ возникновения изменений, хорошо
известный у цыпленка, в последнее время был подробно
изучен Гольтфретером (не опубликовано) на амфибиях,
у которых такие нарушения могут быть вызваны сла-
бым отравлением посредством раствора спирта.
Структурные отношения, как равновесные
состояния
При рассмотрении всех этих примеров создается впе-
чатление, что форма, возникающая во время развития,
представляет результат комбинации многих различных
процессов. Она является, по выражению Ломана, «.Соот-
dinative Einheitsleistiing» (координированным целостным
способом действия). В известном смысле любая опреде-
ленная форма, приобретаемая органом, должна рассма-
триваться как результат некоторого равновесия между
несколькими противоположно направленными и взаимо-
Структурные отношении е развитии, 197
действующими силами. Вся совокупность последова-
тельных изменений формы в точение развития органа
дает серию таких равновесных состояний. Эта картина
вполне соответствует той, которая возникла у нас
в отношении пути реакции, обусловленных действием
гопов, когда мы рассматривали изменение веществ
в процессе развития. Однако в данном случае каждая
точка пути символизирует не определенное количество
вещества, а определенную конфигурацию пли порядок
расположения тканей.
С другой стороны, верно, как мы это видели, что
большая часть генных изменений только нарушает сла-
женную гармонию, которой обладает генотип в резуль-
тате эволюции. Однако в некоторых случаях мы нахо-
дим гены, переводящие развивающуюся систему на
новый путь, столь же благоприятный, как и у исход-
ных форм. Средн гонов, влияющих на развитие ног
у дрозофилы (Уоддингтон, 1940а, б), могут быть
обнаружены гены как одного, так и другого рода.
У дрозофилы лапка обычно состоит из 5 члеников, длина
которых, хотя и несколько варьирует, все же характери-
зуется постоянным отношением между отдельными чле-
никами. Некоторые гены нарушают эти отношения. На-
пример, доминантный eyeless вызывает вздутие прокси-
мальной части лапки, частичное слияние сегментов
п сильное нарушение в расположении волосков. Еще
более резкие нарушения исходного типа были обнаруже-
ны в некоторых линиях aristopedia, в частности в линиях
ss«b и ss°s, у которых ноги обычно сильно укорочены
и проксимальные членики беспорядочно слиты. Однако
некоторые другие гены, такие как dachs (</), four-join-
ted (fj)ii approximated (арр), хотя также вызывают уко-
рочение ног, но по определенной схеме. Во всех этих
линиях лапка имеет только четыре членика, со строго
определенной относительной длиной. Кроме того, мута-
ция approximated характеризуется еще вдобавок типич-
ным вздутием предпоследнего членика. Компаунды
d арр и fj арр дают картину очетп. сходную с получаемой
19S
при наличии одних только генов арр, d или //; создается
впечатление, что все три гена направляют развитие
по «четырех члениковому» пути и что комбинация этих
генов дает тот же тип развития. С другой стороны, ком-
паунды, включающие ген aristopedia, ведут себя совер-
шенно иначе, вызывая усиление эффекта как в отно-
шении укорочения, так и слияния члеников, так что в
случае ssad, например, лапки почти полностью исчезают;
sstt в действительности оказывается геном, влияющим
па оба пути развития, т. е. на путь, ведущий к образо-
ванию как пяти, так и четырех члеников (рис. 15).
Механизм возникновения сегментации ноги еще не-
достаточно изучен, но известно, что первым признаком
сегментации служит ряд складок, возникающих в зачат-
ке в то время, когда он представляет собой толстый
конический узелок внутри имагинального диска (Ауэр-
бах, 1936). Факторы, влияющие на сегментацию, по
всей вероятности, изменяют механические свойства
тканей, в результате чего места перетяжек смещаются.
Отдельные участки системы ветвящихся путей
развития действительно представляют собой равно-
весные состояния и должны быть изображены в виде
дна долин на воображаемой поверхности. Это особенно
очевидно в случаях развития формы. Здесь мы находим
наиболее поразительные доказательства далеко заходя-
щей регуляции. Например, если у амфибий на стадии
гаструлы пересаживать добавочный эктодермальный
материал или удалять кусочки эктодермы, то тем не ме-
нее образуется нормальная нейрула. Очевидно имеется
определенный сбалансированный тип гаструляционных
движений, к которому измененная система приспосабли-
вается. Эта тенденция к регуляторному восстановлению
нормальной организации, возможно, гораздо сильнее,
чем аналогичная тенденция к образованию только опре-
деленных видов тканей. Во всяком случае она сохра
няется в течение более долгого времени и может быть
обнаружена даже на поздних стадиях развития, а в
известной степени и во взрослом состоянии.
Рис. 15. Ноги дрозофил, имеющих в генотипе гены: dachx,
approximated, four-jointed, aristopedia, eyeless доминантный,
dachsous 38k и различные комбинации этих генов. Для еуП и еу'>.
ssa показаны только лапки. Волоски, за исключением роговых
гребешков, не показаны,
200 Глава XI
Говоря о генах, определяющих структуру, мы раз-
личали гены, вызывающие только нарушение нормаль-
ной организации, и другие гены, направляющие раз-
витие по пути создания повой организации. Это пред
полагает наличие определенного критерия, позволяю-
щего судить о том, что составляет новую организацию
в отличие от простого изменения нормы. Очень трудно,
однако, выработать такой критерий. Когда речь шли
об образовании вещества, дело обстояло гораздо проще.
Как правило, новый путь развития мог быть охаракте-
ризован возникновением нового вещества, и даже в тем
случае, когда речь шла о сложных веществах, как,
например, о материале ноги пли аристы, мы не встре-
чались с особыми затруднениями при решении вопроса,
что называть новым путем развития, а что лишь нару-
шением нормального пути развития. Однако в прило-
жении к структурам мы не располагаем такой системой
классификации на качественно различные виды, которая
могла бы служить нам руководством.
Нет сомнения в том, что крайне желательно найти
такой способ классификации структур. В процессе
эмбрионального развития животное, несомненно, ста-
новится сложнее, и если бы мы могли определить, что
означает изменение структуры, тогда нам удалось бы
выразить это усложнение в терминах несколько более
количественных. Нидхэм (1936), со своей стороны, об-
суждая попытки измерения степени диференцировки,
отмечает затруднения, обусловленные отсутствием мас-
штаба для ее измерения.
Потребность в уточнении понятия структуры стано-
вится особенно настоятельной в том случае, когда от
исследования отдельного онтогенеза мы переходим
к рассмотрению морфологических отношений со сравни-
тельной точки зрения. Сравнительные анатомы на прак-
тике всегда применяли ряд неопределенных понятий
такого рода. Признано, что животные, имеющие целом,
и животные, не имеющие его, качественно иначе отли-
чаются друг от друга, чем животные, характеризую-
Структурные отношения в развитии 201
щиеся только вариациями в строении целома. Основные
группы животного царства различают по их органпза -
ции, хотя последняя может проявляться в различных
формах у отдельных членов группы. При этом на прак-
тике некоторые изменения формы принимаются за каче-
ственные различия, а другие нет. Раз так обстоит дело
в области сравнительной анатомии, то у нас имеется
дополнительный аргумент в пользу необходимости выра
ботки определенной системы понятий при изучении
того же вопроса в области эмбриологии.
Затруднения, с которыми придется столкнуться при
выработке удовлетворительной системы такого рода,
должны, невидимому, быть очень велики. Нет, впрочем,
оснований считать их непреодолимыми, так как подоб-
ная система уже фактически используется, хотя она
сравнительно груба и никем не сформулирована. Задача
выработки соответствующей системы входит в компетен-
цию топологии. Однако, согласно идеям родства (con-
nectedness), которые, насколько я знаю, одни только
и имеют хождение в настоящее время, строение всех
животных, более высоко организованных, чем кишечно-
полостные, может быть сведено к метамерам, и это все,
что можно о них сказать. Для биологического исследо-
вания мы, несомненно, нуждаемся в понятии частной
связанности, так как оно могло бы позволить различать,
например, простой кишечник и кишечник с отчленив-
шейся железой. Кроме того, чисто геометрические идеи
оказываются недостаточно подходящими. Так, Райт
(1935) описал расу морских свинок, у которых гетеро-
зиготы имеют пятипалые конечности (в норме на перед-
ней ноге три пальца, а на задней четыре), тогда как
у гомозигот на каждой ноге пальцев много больше
(до 11 или 12). Различия в структуре между четырех-
палой и пятипалой конечностью как раз относятся
к тому виду различий в структуре, которые мы хотели
бы точно формулировать. Различия между конечностя-
ми с И и 12 пальцами биологически гораздо менее
важны, подобно тому, когда эпителий распадается на
202 Глава XI
известное число трубочек, часто бывает безразличным,
сколько именно трубочек при этом образуется. Топо-
логия, чтобы быть полезной для биологии, должна
найти какой-то способ избежать этих трудностей, за-
ключающихся в чисто формальном подходе к явле-
ниям.
Это окажется, вероятно, возможным, если обратить
внимание на другие соображения, которые никак нель-
зя игнорировать при изучении структуры животных.
Мы уже несколько раз отмечали, что структура живот-
ных не представляет статического геометрического
соотношения, а носит динамический характер, и мы
отмечали, что элементы, на какие она может быть раз-
ложена, — это движения. Это также верно при формаль
ном рассмотрении, как и при экспериментальном иссле-
довании. Потребностям биологической морфологии мо-
жет наверное удовлетворить система топологических
символов, манипулируя которыми определенным обра-
зом можно описывать процессы формообразования.
Рассмотрим в виде примера процесс гаструляции
у цыпленка. Вначале имеется пластинка ткани, ее
мы можем обозначить как плоскость F. В определенной
точке материал погружается внутрь и затем распро-
страняется во все стороны по радиусам под поверхност-
ным слоем: этот процесс можно обозначить символом
Р, , где Р означает точку. Следующий этап заключается
в сходном погружении, сопровождающемся последую-
щим распространением , но происходящем в одном только
верхнем слое и вдоль определенной линии. Мы можем
обозначить этот процесс как L\ . Далее, в верхнем слое,
вдоль определенной линии идет образование складок,
направленных вершиной внутрь, в результате чего об ра-
зуется нервная трубка. Одновременно в нижнем слое,
также вдоль определенной линии, получается складка
с вершиной, направленной вверх, и в результате обра-
зуется кишечник. Можно изобразить эти явления как
L\ п £f. Общее соотношение процессов развития, веду-
Структурные отношения в развитии
щих к формированию нервной трубки, может быть
изображено следующим образом.
£. L,
Fp,
Если провести подобный же анализ гаструляцни
у амфибии, то пришлось бы оперировать с шаром 5.
.Последовательность элементарных явлений при этом
была бы следующей:
5Р.
Мы можем отметить отсутствие операции £f в ниж-
нем слое. Это, конечно, вызвано тем, что действие на
такой замкнутой поверхности, как сферическая, при-
водит к возникновению замкнутой внутренней поверх-
• ности, чего не наблюдается при наличии пластинки.
Можно было бы вывести теоремы, выражающие нали-
чие таких свойств в этой системе операций.
Данный пример, конечно, приводится не как серьез-
ная попытка формулировки адэкватного или соответ-
ствующего ряда символов. Он выполнит свое назначе-
ние, если его неуклюжесть настолько покоробит какого-
нибудь математика, что заставит его придумать
что-нибудь лучшее.
ГЛАВА XII
ТЕОРИЯ ОРГАНИЗАЦИИ
ПОЛЯ
Может быть наиболее поразительная особенность
процесса развития заключается в том, что он приводит
к возникновению структур, характеризующихся
целостностью. Нерасчлененное целое мы называем орга-
низмом; целое, представляющее собой часть, мы назы-
ваем органом. Мы видели уже, что это означает наличие
двоякого типа явлений. Каждое целое строится из
нескольких различных тканей, которые должны воз-
никать в результате определенного химического про-
цесса; типичным примером такого процесса может слу-
жить реакция эвокатор-компетенция. Далее эти ткани
должны приобрести известную организацию, что прои-
сходит в результате передвижения материала, также
нами рассмотренного.
Ни один из этих типов изменений в настоящее время
не изучен с достаточной полнотой, и по отношению к
большинству организмов анализ подобного рода едва
только начат. Для предварительного обсуждения таких
явлений, чем мы пока главным образом и занимаемся,
целесообразно пользоваться понятием полей, введенным
в эмбриологию Гурвичем (1922) и Вейсом (1923).
Использование понятия ноля было серьезным шагом
вперед в отношении метода исследования; концепция
поля—не каузальный принцип, а определенный способ
анализа. Теория поля может быть использована для
описания явлений, имеющих определенную простран
ственную и временную характеристику. Так, можно
говорить о поле диффузии эвокатора в окружности им-
плантата или о поле распространения компетенции к об-
разованию линзы, причем мы можем оказаться в состоя-
Теория организации 20э
шш установить законы изменения изучаемых свойств
на всем протяжении поля. Такое использование поня-
тия поля, когда оно применяется только для описания
пространственного изменения одров легко определи-
мой переменной, не будет, однако, особенно цепным.
Поскольку такое использование легко смешать с дру-
гим, более ценным использованием понятия поля, сле-
дует его избегать, применяя более нейтральный термин,
такой, например, как участок или область.
Ценность концепции поля обнаруживается только
в применении к целому комплексу движений и других
процессов, приводящих в результате развития к воз-
никновению определенной структуры. Так, термином
«поле линзы» следует пользоваться для обозначения тех
свойств этого участка тканей, благодаря которым
линза приобретает определенную форму с характерным
расположением линзовых волокон и т. д. Можно срав-
нить это биологическое использование понятия поля
с его использованием в физике, где оно употребляется,
.например, для описаййя распределения силовых ли-
ний в окружности магнита или распределения потенциа-
ла около электрически заряженного тела. В этих слу-
чаях мы знаем род сил, магнитных и электрических,
обусловливающих поле. В случае поля линзы природа
действующей силы известна нам гораздо меньше, хотя
мы можем предполагать, что она связана в какой-то мерс
с взаимным отталкиванием пли притяжением волок-
поподобных белков линзы. Впрочем, если даже мы и не
знаем, полем чего служит поле линзы, все же понятие
поля представляет собой удобный способ выражения
того факта, что лежащие в основе силы характеризуют-
ся в своем распределении пространственной упорядочен-
ностью, приводящей к образованию определенных и
упорядоченных структур. Вводя это понятие, мы подчер-
киваем то обстоятельство, что наша задача должна
заключаться в обнаружении совокупности определен-
ным образом расположенных в пространстве координи-
рованных сил, образующих в результате совместного
Глава Д’ 11
действия орган. Кроме того, многие из наших экспе-
риментальных воздействий затрагивают органы как
целое, вызывая некое общее изменение формы, квФоро
лучше всего можно описать как нарушение поля.
Обстоятельство, когда использование понятия поля
оказывается наиболее плодотворным, лучше всего высту-
пает из определения, данного Гексли (1935), так много
сделавшего для выработки и применения этого понятия.
«Таким образом, под биологической системой поля
понимается система, обладающая следующими свойст-
вами. Она представляет пространственное единство,
по крайней мере в отношении некоторых свойств. Она
является также единством, основанным на взаимозави-
симости в том в*1ьд»*й, что опа может быть деформиро-
вана как целое и что по отношению к некоторым суще-
ственным биологическим особенностям изменения в од-
ной части поля оказывают серьезное влияние па измене-
ния других частей. Она представляет собой организован-
ное целое с определенными целостными проявлениями
и должна изучаться как целое, а не только как суммар-
ный результат объединения частей и их деятельности» г.
В качестве простого примера использования понятия
поля мы рассмотрим наследование формы плода у кабач-
ков и тыкв—растений из семейства Cucurbitaceae. Син-
нот (1935, 1936, 1939; Сшшот и Кайзер, 1931) показал,
что имеются гены, специфически действующие на форму,
а не на величину плодов. Таким образом, существуют
сорта с шаровидными, дискообразными и продолгова-
тыми плодами. Каждую из этих форм следует рассмат-
ривать как некое единство в смысле, указанном Гексли.
Было бы невозможно открыть какую-нибудь закономер-
ность наследования, если бы мы пытались проводить
анализ только в отношении линейных размеров, напри-
мер длины пли ширины. Формы плодов, впрочем, тас;
1 Попытку определить понятие поля как философски, так
и физически в связи с электрическими явлениями можно найти
у Нортропа и Барра (1937).
Теория организации,
несложны, что в некоторых случаях для их характери-
стики можно было бы использовать относ.и п'льно про-
стые показатели, такие, как отношение между длиной
и шириной, хотя таким способом нельзя выразить адэ-
кватномелкие наследственные вариации, как, например,
в случаях Е и F на рис. 16. Кроме того, поля надо рас-
сматривать как четырехмерные, так как плоды .могут
Рис. 16. Плоды тыквы. А, В и С—три сорта, у которых ха-
рактерная форма выражена па очень ранних стадиях, что по-
казано в верхнем ряду. У D в период роста происходит значи-
тельное изменение; верхнее изображение показывает среднюю
стадию, нижнее—позднюю. Е и F—два плода, отличающиеся
по форме, хотя у. обоих длина примерно равна ширине. (По
Спнноту.)
изменять свою форму в течение развития. Синпот по-
казал, что во многих случаях, как А, Ви С на рис. 16,
окончательная форма плода определяется очень рано
и все последующее развитие состоит только в равно-
мерном увеличении плода во всех направлениях.
В других случаях, например в случае D, скорость
роста в различных направлениях неодинакова в тече-
ние всего процесса развития, так что форма постоянно
меняется.
Концепция «поля» использовалась в этом случае
лишь постольку, поскольку мы рассматривали каждую
относительно несложную геометрическую фигуру как
нечто целое. Может показаться соблазнительным пойти
в этом направлении дальше и говорить о «поле предолго
ватой формы», контролирующем рост плода соответ-
ствующего сорта. Но это очень опасный путь. Не следует
стараться представлять себе поле как род формы, по
которой отливается плод. Фактора, расположенного вне
протоплазмы зачатка плода и способного руководить на-
правленном его роста, пе существует. Единственно пра-
вильная точка зрения заключается в рассматривании
поля как выражения результатов взаимодействия эле-
ментарных частиц в определенном пространстве. Так.
кусок глпш.1 при встряхивании стремится приобрести
шарообразную форму, тогда как колода карт распласты
веется. Плавающая капелька жидкости обладает сфери-
ческой формой, если составляющие ее молекулы имеют
одинаковые размеры по всем направлениям. Если же
молекулы удлиненной формы и притягивают друг дру
га, то образуемое ими скопление оказывается продол-
говатым и имеет форму тактоида, уже знакомого нам
из примера митотического веретена.
В соответствии с этим действительные прпчищл процес-
сов, от которых зависит поле плода, надо искать среди
основных элементов, входящих в состав плода. Можно
было бы прежде всего подумать, что этими основными
элементами служат клетки и что формы плодов обуслов-
лены взаимодействием между отдельными клетками.
Однако Синпот показал, что такое предположение
неправдоподобно. Рост плодов, повидимому, более или
менее независим от поведения отдельных клеток, так как
на ранних стадиях развития он обусловлен проимуще-
। ственно размножением клеток, а на поздних стадиях—
их растяжением, и несмотря на это в течение всего вре-
мени, пока рост плода продолжается, он протекает'
равномерно, пе обнаруживая перелома в момент пере-
хода от одного типа роста к другому. Отсюда можно
заключить, что элементарные части плода, определяю
щие его рост, это не клетки, а основные элементы дру-
Теория организации 20';)
того рода. Уже то обстоятельство, что разные части кле-
ток растения могут расти с различной скоростью (Син
нот и Блох, 1939), заставляет признать, что клетки
не могут быть теми единицами, при помощи которых
можно объяснить рост. К сожалению, мы еще не знаем,
что представляют собой настоящие элементарные еди-
ницы.
Жилки крыла дрозофилы можно взять как пример
поля иного рода: это система линий, лежащих в одной
плоскости. Структура в этом случае очень проста
(рис. 17). Она сводится к наличию передней краевой
жилки Llt в значительной море независимой от осталь-
ных четырех разветвляющихся продольных жилок,
известных как £.э—Л6, и двух поперечных жилок:
проходящей между L? и Л4, и С2, проходящей между
/4 и Ls. Эти четыре продольных жилки и две поперечных
ведут себя в ряде отношений, как единая система. На-
пример, мутация shifted-! проявляется наиболее ясно в
наклоне жилки L3 вниз по направлению Однако
в действительности здесь нет' строго локального дей-
ствия, так как Л2 также сдвигается вниз. Деформация
па самом деле оказывается деформацией целого участка
системы жилок, а не изолированной жилки. Точно так
же такие мутации, как approximated, на первый взгляд
сводятся к укорочению расстояния между местами пере-
сечения жилки с двумя поперечными жилками, но
более тщательное изучение опять-таки обнаруживает,
что деформация носит более общий характер. Дей
ствительпо, в этом случае опа затрагивает жилкование
в целом, так как все жилки расходятся под большим
углом, чем в норме. Это приводит к тому, что жилка
Ci образуется более дистально, а С2 более проксимально,
чем обычно. Род сил, участвующих в данном процессе,
неизвестен, но рассматриваемые отношения напоми-
нают картину изменения взаимного положения массы
мыльных пузырей, подвергнутых действию внешней
силы. Наконец, упомянутые раньше (стр. 192) гены
dumpy и Blade вызывают координированное нарушение
К. X. Уоддингтон
210
Глава Xll
всего характера жилкования, и в этих случаях мы кое-
что знаем о механизме, обусловливающем эти явления.
Крылья могут развиваться внешне совершенно нор-
мально, вплоть до
стадии, когда обра-
зуются жилки. В это
время зачаток крыла
представляет полый
мешок, который спа-
дает, превращаясь в
арр
пластинку и одновре-
менно сокращаясь в
размерах. Жилки по-
являютеяв виде утол-
щенных гребней на
нижней и верхней по-
Р и с. 17. Крылья неко-
торых мутаций дрозофи-
лы. Два верхних ри-
сунка изображают кры-
лья approximated, и
shifted-2, нарисованные
сплошными линиями по-
верх формы нормаль-
ного крыла, намеченной
пунктиром. Третий ри-
сунок изображает крыло
Blade (D. pseudoobscura)
п четвертый—dumpy.
верхностях крыла. Мутация dumpy характеризуется, по-
видимому, ненормально сильной контракцией в напра-
влении продольной оси крыла, между тем как в случае
Blade превалирует контракция в поперечном направле-
Теория организации
нии. Легко уяснить себе процесс нарушения жилкова-
ния. если учесть., что жилки более жестки и менее эла-
стичны, чем пластинка крыла, причем краевая жилка
наиболее прочна. Поло, таким образом, может быть
частично разложено на составляющие его элементарные
процессы. Мы не знаем, правда, сил, вызывающих
появление разветвляющихся жилок, но для понимания
остального мы должны учитывать способность к контрак-
ции крыловой пластинки в различных направлениях
в эластичность частично сформированных жилок, причем
обе эти особенности должны быть в конечном счете
поставлены в связь с физическими свойствами клеток.
Во всех этих примерах значение концепции поля сво-
дилось к подчеркиванию одного факта: несколько явле-
нии координированы друг с другом таким образом,
что они могут рассматриваться как единое целое. Эта
концепция заставляет нас в случае обнаружения, каза-
лось бы, простых и обособленных явлений заняться
более пристальным их изучением, чтобы выяснить, нс
имеем ли мы в действительности дело только с наиболее'
ясно выступающим членом более обширной системы.
С другой стороны, эта концепция опасна тем, что она
может давать видимость объяснения, не требуя тщатель-
ного изучения элементарных процессов.
Несовместимость1
Некоторые авторы, наверное, будут оспаривать мысль
о том, что поля, обнаруживаемые при развитии, можно
анализировать таким способом. Если бы, говоря о поле
конечности, благодаря которому ткани, расположенные
в нем, образуют целостную конечность, мы были бы
в состоянии затем установить, как возникает поле и
каким образом его свойства могут быть выведены из
свойств его основных элементов, мы бы по существу
вскрыли природу организации конечности. Между тем
14*
С omplementari ty.
212
Глава Xll
часто утверждают, что биологическая организация—
элементарное свойство, которое далее уже не может быть
разложено. Такое мнение иногда опирается лишь на
некритическую интуицию, и тогда нот необходимости
принимать его всерьез. Но оно приобретает известное
значение, если высказывается такими авторами, как
Нильс Бор (1933). Физики столь успешно развивали
теоретическую сторону своей науки и так глубоко изу-
чили некоторые явления природы, что их мнение заслу-
живает величайшего уважения со стороны биологов,
поскольку собственные теоретические построения
последних гораздо более примитивны.
Физики, как хороню известно, были вынуждены прич-
ти к заключению, что некоторые из наших, казалось
бы, простых и основных идей в конечном счете несо-
вместимы друг с другом. Наиболее известный пример
такого рода касается понятий положения и скорости.
Если мы пытаемся точно определить положение тела,
то одновременно с, этом .мы уже не в состоянии точно
определить ого скорость, и если при этом мы имеем
дело с телами порядка величины электрона, то ошибки
могут оказаться довольно заметными. Это затруднение
часто иллюстрировалось наглядными техническими при-
мерами. Однако, это нечто большее, чем простое техни-
ческое затруднение в обычном смысле слова. Никакой
технических! прогресс не разрешит его. Оба понятия—
положения и скорости так относятся друг к другу, что
даже чисто теоретически точное определение одного
их них исключает возможность точного определения
другого.
Два понятия, находящиеся в таком отношении друг
к другу, называются несовместимыми, а об их зависимо-
сти говорят как о несовместимости. Бор и другие авто-
ры предполагают, что несовместимость—это общий прин-
цип и, в частности, что отношение такого рода суще-
ствует между некоторыми типичными биологическими
понятиями, с одной стороны, и понятиями физики и хи-
мии, которые обычно кладутся в основу анализа биологи-
Теория организации 213
•чёских явлении,—с другой. Например, указывалось,
- что жизнь следует считать несовместимой с физико-хи-
-мическим анализом, так как последний можно проводить
лишь после того, как животное убито. Если даже
согласиться с этим утверждением, то такое признание
не означало бы отрицания важности причинного ана-
лиза процессов, происходящих в живых существах;
ведь большая часть данных генетики и эмбриологии,
с которыми мы имеем дело в этой книге, получена на
• живых организмах. Однако отнюдь еще не доказано,
что имеется существенное различие между частью гене-
тики, изучающей законы наследственности на живых
организмах, и такой частью, как цитология, чаще иссле-
дующей мертвые организмы. Кроме того, мысль, что
всякий физический и химический анализ связан с необ-
. ходимостью умерщвления животного, безусловно непра-
вильна. Большая часть исследований по витаминам
и гормонам проведена на цельных нормальных живот-
ных, а большая часть манометрических работ—на от-
дельных частях живых организмов; с другой стороны,
по мере распространения метода «меченых» изотопов
значительную часть процессов метаболизма можно
будет изучать непосредственно в организме. С философ-
ской точки зрения опять-таки не легко установить какое-
нибудь различие между биохимией живых и мертвых
организмов.
Действительно, Х’отй, hWomhohho, существуют тех-
нические трудности в проведении исчерпывающего
физико-химического анализа биологических объектов
без их умерщвления, все же нет теоретических основа-
ний для утверждения, что это всегда будет так. Возмож-
но, конечно, что такое положение всегда будет суще-
ствовать, подобно тому, как люди, вероятно, никогда не
смогут увидеть противоположную сторону луны. Но это
нс дает права утверждать, что противоположная сторона
лупы нематериальна. Точно так же мы не можем считать
Ла основании несущественных технических затрудне-
ний, что жизненные и физические явления песовмссти-
214
Глава XII
мы. Такой вывод позволительно было бы сделать лишь
в том случае, если бы мы показали в результате теоре-
тического анализа понятия жизни, что оно несовмести-
мо с концепциями физики и химии.
На самом деле, однако, в биологии нет строгого опре-
деления понятия жизни. Существование промежуточ-
ных ступеней между живым и неживым, таких, напри-
мер, как вирусы, делает сомнительной плодотворность
попыток сформулировать такое понятие (Пайри, 1934).
Во всяком случае, я не хочу здесь делать такую попытку.
Можно извинить биолога, недостаточно ориентиро-
ванного в той системе представлений, частью кото-
рой является понятие несовместимости, если он под-
нимет вопрос о действительных следствиях утвержде-
ния о несовместимости этих двух понятий. Следует
ли заключить, что на пути будущих исследований стоит
глухая стена непознаваемого? Такое заключение было
бы чрезвычайно обескураживающим. Однако есть ряд
соображений, внушающих постороннему человеку
надежду, что такой пессимизм не обязателен. Открытия
физиков в действительности сводятся не к установле-
нию отсутствия правильности или регулярности в пове-
дении частиц относительно их скорости и положения
или к утверждению, что вся ситуация совершенно инде-
термпнирована. Напротив, можно установить точные
законы пространственно-временного поведения частиц.
Существо дела заключается в том, что в этих законах
скорость и положение не представляют независимых
параметров. Тем не менее факт существования опреде-
ленных законов ставит перед нами следующую дилемму:
или сохранить наши понятия положения и скорости
и признать наличие в природе существенного непричин-
ного, индетерминированного элемента, или изменить
наши понятия положения и скорости и сохранить наши
представления о причинности.
Последний путь может представиться более трудным.
Понятия скорости и положения так хорошо подходят
для макроскопических явлений и так глубоко укорени
Теория организации 215
лись в общем сознании, что может показаться более
целесообразным, вместо отказа от них, отвергнуть поня-
тие строгой причинности, всегда вызывавшее эмоцио-
нальное недовольство тем, что как бы отрицало
нашу излюбленную идею свободы воли. Впрочем, может
быть, что наша привязанность к понятиям положе-
ния и скорости в конечном итоге неразумна. Нет осно-
ваний для того, чтобы понятия, чрезвычайно подходя-
щие для рассмотрения величин одного порядка, были
в такой же мере подходящими при рассмотрении вели-
чин другого порядка.
Вопрос этот входит в компетенцию физиков и филосо-
фов. Если станет доказанным наличие несовместимости
в области биологии, наше положение будет гораздо
проще. За исключением отношения к психологии, наша
общепринятая система взглядов не содержит таких
глубоко укоренившихся и в тоже время настолько точ-
ных биологических представлений, чтобы нам трудно
было согласиться их видоизменить.
Организация
Часто утверждают, что понятия физики и химии
несовместимы не только с понятием жизни, но и с поня-
тием биологической организации. Действительно, за
последние годы имелась тенденция рассматривать орга-
низацию как основное, несводимое свойство живого,
или же с ней обращались так, будто она представляет
собой совершенно ясное понятие, и пользовались ею.
чтобы заполнять некоторые явные пробелы в теорети-
ческом построении. Последний вид использования, по-
видимому, наиболее целесообразен, но он представляет
явную опасность, если не давать себе полного отче-
та в том, что же точно понимается под данным термином.
Если же попытаться достичь большей четкости в этом
отношении, то я думаю, что значение этого понятия,
используемого в виде принципа объяснения, окажется
не столь большим, как это иногда предполагалось,
216
Глава. ХП
С другой стороны, оно дает нам руководящую нить
для выработки чрезвычайно ценной точки зрения.
Однако, прежде чем использовать это понятие как руко-
водящее, необходимо постараться составить себе о нем
более точное представление, чем оно было до сих пор,
во всяком случае в области научного исследования.
Прежде всего, очевидно, что основным является поня-
тие организации, в отношении которого возможны коли-
чественные вариации, а не понятие организма, не обла-
дающего этим свойством. Уровень организации какого-
либо объекта обычно оценивается на основе того,
в какой мере его части зависят от целого. В этой связи
совершенно ясно, хотя это редко отмечается, что раз-
ные свойства частой будут обнаруживать различную
степень зависимости от целого. Например, если рас-
сматривать известный механизм, скажем, автомобиль-
ный мотор, то такие части, как цилиндры, поршни и т. д.,
по существу, ни в какой море не зависят от целого:
они могут прекрасно существовать в изолированном
виде. Но они в сильной степени зависят от целого
в определенном отношении, а именно, в связи с работой
двигателя внутреннего сгорания. Когда мы говорим
о зависимости частей от целого, всегда следует иметь
в виду какое-нибудь определенное отношение. Поэтому
части объекта могут считаться зависимыми от целого
в определенном отношении, если для того, чтобы дать
представление о свойствах частей в этом отношении,
необходима ссылка па целое. Например, глаз можно
рассматривать в связи с функцией зрения или как раз-
вивающийся объект. В первом случае отношения ретины
и линзы—это отношения двух тел, которые должны быть
приспособлены друг к другу в целях фокусирования
света и т. д., между тем как во втором случае их отно-
шения характеризуются наличием индукционной реак-
ции и взаимным приспособлением скоростей их роста.
Думается, нет оснований к тому, чтобы внутриглаз-
ная координация, или (используя применявшийся
ранее способ выражения) зависимость частей от целого.
Теория организации 217
должна была быть одной и той же в обоих случаях. Глаз
может обладать, а в некоторые периоды своего суще-
ствования несомненно обладает, различными уровнями
организации в этих двух отношениях.
Понятие организации обычно вводится с тем, чтобы
включить его в теоретическую систему представлений,
необходимую для объяснения соподчинения частей—
в иных отношениях самостоятельных—некоему господ-
ствующему над ними целому. Может, например, воз-
никнуть искушение выдвинуть представление об «ор-
ганизации области, образующей глаз», для объяснения
случаев формирования нормального глаза при некото-
рых экспериментальных нарушениях его зачатка.
В этом случае вместо отдельных независимых друг от
друга клеток мы будем иметь дело с клетками, подчи-
ненными некоему общему воздействию, заставляющему
их образовать единичный нормальный орган даже после
нарушения их расположения. Такое представление
часто высказывают в форме положения, что ткань не
может считаться только простым скоплением кле-
ток и ей следует приписать более высокий уровень орга-
низации, при которой значение органа, как целого, для
составляющих его клеток нельзя более игнорировать
(Вуджер, 1929; Нидхэм, 1937).
В некоторых отношениях этот способ выражения при-
водит к тем же затруднениям, какие были отмечены при
обсуждении понятия полей. Где источник организации?
II что понимается под более высоким уровнем органи-
зации? Легче ответить на второй вопрос. Ключ к разре-
шению его заключается в приведенном выше утвержде-
нии, что понятие организации должно быть установле-
но по отношению к определенной ситуации. Новый уро-
вень организации в действительности означает не что
иное, как наличие новой ситуации. Когда говорят, что
зачаток органа как развивающийся объект обладает
более высоким уровнем организации, чем простое ско-
пление клеток, этим хотят сказать, что зачаток имеет
отношение ц некоему органу, тогда как скопление кле-
218
Глава Xll
ток такого отношения не имеет, потому ли, что оно еще
не обладает компетенцией, или потому, что оно уже
миновало стадию, способную к регуляции, и достигло
такой стадии, когда его развитие строго мозаично и
каждый участок развивается совершенно самостоя-
тельно вне зависимости от целого.
Вопрос об источнике повышения уровня организа-
ции более сложен. Обсуждая аналогичный вопрос в
отношении полей, мы установили, что поле может счи-
таться результатом взаимодействия частей. Если мы
непосредственно применим сказанное к проблеме орга-
низации, то придем, повидимому, к заключению, что
все более высокие уровни организации уже подразу-
меваются (are implicit) в более низких, входящих в
их состав. Такое заключение привело бы к отрицанию
действительного возникновения новых ситуаций и
к отрицанию существования разных уровней органи-
зации. Таким образом, мы оказываемся в порочном
кругу. Однако факт существования разных отношений
и разных уровней организации остается несомненным.
Очевидно, мы оперируем понятиями, относящимися
к разным уровням, когда думаем о генах и их непосред-
ственных продуктах, с одной стороны, и о зеркальной
симметрии конечностей,—с другой. Или, чтобы взять
более крайний случай из совсем другой области,
психология вряд ли может быть поставлена в связь
с химией сахаров.
Мы должны, следовательно, признать существование
разных уровней организации как несомненный факт.
С другой стороны, не легко себе представить, что повы-
шение уровня организации происходит путем внезап-
ного возникновения совершенно новых свойств элемен-
тов, входящих в состав организованного целого. Путь
разрешения дилеммы, однако, совершенно ясен. Когда
элементы целого, характеризующегося определенной
степенью сложности, организуются в целое, обладаю
щее более высоким уровнем организации, мы должны
предполагать, что связи более высокого уровня зависят
Теория организации 219
от тех свойств изолированных элементов, которые не
могли проявиться до тех пор, пока элементы не вступили
в определенные отношения друг к Другу. Например,
мы предполагали, что приобретение участками эмбрио-
нальной ткани типичной организации, свойственной
зачаткам органов, можно объяснить, допустив, что
эти участки обладают некоторой ориентированной бел-
ковой микроструктурой, сходной со структурой жид-
ких кристаллов. Такая микроструктура будет отличать-
ся более высоким уровнем организации, чем молекулы
обыкновенного раствора. Это зависит от взаимного при-
тяжения и отталкивания волокнообразных частичек,
которые не могут проявиться, пока молекулы не обра-
зуют удлиненных волокон, объединяющихся затем
друг с другом в больших количествах. Тем не менее
существование уровня организации, характеризующе-
гося наличием волокон, нельзя объяснить, исходя из
отдельных молекул и добавочного действия некоего
высшего фактора, например, стоящего над ними поля.
Вместо этого мы объясняем возникновение поля, от
которого зависит образование волокон, расширяя наше
представление об элементарных молекулах таким обра-
зом, чтобы оно включало мысль об их способности к
полимеризации в волокна, притягивающие затем опре-
деленным образом и отталкивающие друг друга. Дру-
гими словами, сущность более высокого уровня орга-
низации нельзя понять, исходя из свойств элементар-
ных частей, проявляемых ими в том случае, когда они
отделены друг от друга. Мы только тогда поймем ее,
если прибавим к указанным свойствам некоторые дру-
гие, проявляемые элементами лишь в комбинации их
ДРУГ с Другом.
В соответствии с этим взглядом нельзя объяснить
своеобразия поведения, постулируя существование ново-
го уровня организации. Преимущества понятия уровня
заключаются не в том, что оно что либо объясняет—
оно только вооружает нас терминологией, дающей воз-
можность легко выразить то, что явления отнюдь не
220
Глава XII
обладают одним и тем же качеством, а это безусловно
существенное преимущество. В противном случае мы
практически вынуждены были бы считать, что явления
из области социологии и химии не отличаются суще-
ственно друг от друга; точка зрения, которую не легко
сделать правдоподобной. Признание существования
разных уровней организации избавляет нас от таких
предвзятых мнений. Мы уже не будем уверены, напри
мер, в том, что поведение участка тканей объяснимо,
если исходить из свойств, присущих изолированным
клеткам. Наоборот, мы будем надеяться, что изучение
ткани обнаружит новые данные о взаимных влияниях
клеток, возникающих в случае их объединения в одну
общую массу. Наша задача заключается не только
в объяснении сложного простым, но также в лучшем
ознакомлении с простым путем изучения сложного.
Наука п философия
Такие понятия, как организация, по существу не от-
носятся к области науки. Утверждая, что известный
объект организован, мы не приписываем ему тем самым
таких специальных свойств, на основании которых
можно было бы судить о его поведении в определенных
условиях. Другими словами, организация—философ-
ское понятие, составная часть схемы, под которую можно
подвести все явления. Поскольку это так, развернутое
обсуждение этого понятия не входит в задачу данной
книги. Однако важно отметить, что исследователь
должен прибегать к таким философским понятиям ско-
рое в конце научного исследования, а не в начале его.
Трудно установить критерий, позволяющий судить,
обоснована ли данная философия, но такой критерий,
конечно, можно установить лишь в соответствии с целя -
ми, какие ставит перед собой философия. Поскольку
речь идет об ученом, основная задача философии заклк
чается в том, чтобы быть способной включить вссбя лю-
бое из тех явлений, какие он может открыть в природе.
Теория Организации 221
Последнее предполагает гибкость, делающую невероят-
ным, чтобы философия диктовала исследователю содер-
жание его открытий. Исходным является обнаружение
фактов и их взаимоотношений н лишь во вторую очередь
встает задача подчинения их одной общей схеме.
Многие исследователи действительно пришли к выво-
ду, что развернутые философские формулировки на-
столько опасны предвосхищением ответа на поставлен-
ные вопросы, что лучше их избегать. К несчастью, опыт
слишком часто подтверждает эти опасения. Даже столь
гибкая п мощная философская система, как диалекти-
ческий материализм, может подозреваться и действи-
тельно подозревалась в том, что она способна вести
к научным следствиям или чрезвычайно невероятным,
или, в лучшем случае, спорным. Утверждалось на осно-
вании общего принципа, согласно которому два тела,
приходящие в контакт, должны изменять друг друга,
что гены человека должны изменяться под влиянием
окружающей среды, в которой развиваются их облада-
тели. Отсюда выводился род ламаркистской теории
наследования приоб ретенных признаков.
Такое рассуждение совершенно упускает из виду воз-
можности, предусматриваемые другой частью той же
самой системы. Именно эту часть мы имели в виду,
говоря о существовании различных уровней органи-
зации, и именно она в системе диалектического материа-
лизма обозначается как «переход количества в качест-
во». Если мы признаем полностью преимущества, давае-
мые советским гражданам их экономической и социаль-
ной систем oi'r, мы можем допустить, что их гены измени-
лисьпод влиянием этого изменения условий. Однако ука-
занные изменения касаются экономического и социаль-
ного уровней, и влияние их может сказаться именно
в этой области, а не обязательно на химическом уровне.
Экономические улучшения связаны с питанием и гигие-
ной. Их влияние на гены может сказаться лишь в той
мере, в какой гены реагируют на такие условия в про-
цессе развития организма. Социальные улучшения озна-
222
Глава ХИ
чают лучшее воспитание, лучшее взаимопонимание.
Они затрагивают то, что может быть названо «социаль-
ной пригодностью генов», т. е. вероятностью того, что
их обладатели желательны пли допустимы как лица,
передающие их будущим поколениям. При обоих этих
видах взаимодействия имеется теоретическая возмож-
ность того, что влияние, оказываемое на гены, будет
в состоянии изменить их химическую структуру, но
пет философски обоснованных предпосылок, почему
это должно быть так. Все данные говорят в пользу гипо-
тезы, отрицающей наличие такого влияния.
Этот пример указывает, что даже лучшие философ-
ские системы могут послужить плохим руководством
для научного исследования. Тем не менее небольшие
опасности, скрывающиеся в использовании философии,
не должны отпугивать от нее и приводить к полному
ее игнорированию. Система философских взглядов не
представляет собой, как мы видели, готового набора
ярлыков. Она нечто гораздо более существенное?,
а именно—метод мышления. Одна из наиболее извест -
ных научных полуистин сводится к тому, что задавать
вопросы гораздо труднее, чем отвечать на них. Пре-
увеличение это или нет, но во всяком случае постановка
вопросов—это один из существенных этапов научного
исследования. Именно в этом отношении философия
имеет наибольшее значение. Новый вопрос означает
новую ситуацию, другими словами, попытку найти для
данного явления место в такой системе представлений,
которая раньше не ставилась в связь с ним. Во многих
областях науки, в особенности в биологии, наши зна-
ггия столь ограничены, что существенные новые вопросы
могут быть сформулированы даже на основе примене-
ния систем философии, созданных за несколько поко-
лений до нашего. Это верно, например, для шпеманов
ского открытия организатора. Если, однако, перейти
к изучению явлений, сильно отличающихся от тех,
в связи с которыми возникли прежние философские си-
стемы, то старые воззрения оказыв’аются уже не в состоя-
Теория организации 223
нии удовлетворительно разрешить возникающие вопро-
сы. Науки, связанные с изучением развития,—-эмбрио-
логия, генетика и учение об эволюции, повидимому, до-
стигли такого состояния, когда становятся необходимы-
ми новые способы мышления. В таких условиях было бы
чрезвычайно неразумно пренебрегать такими новей-
шими системами философии, как, например, диалекти-
ческий материализм, которые строились с особенным
учетом прогресса наших знании. Этого не следует
делать даже в том случае, если временами они приводи-
ли на неправильный путь. Философия, наряду с исполь-
зованием ее как определенной системы взглядов на
заключительном этапе научного исследования, имеет
также существенное значение как метод мышления при
подходе к предмету еще до начала эксперимента.
Б II Б Л II О Г Р А Ф II Я
Аберкромби, 1937.—Abercrombie М., The behaviour of epi-
blast grafts beneath the primitive streak of the chick, J. Exp.
Biol., l'i.
1939,—Evocation in the chick, Nat., 144.
Аберкромби п У о д д и и г т о и, 1937.—Abercrombie М.
and Waddington С. И., The behaviour of grafts of the primi-
tive streak beneath the primitive streak of the chick, J. Exp.
Biol., 14.
Ay э p 6a x, 1936.- Auerbach C., The development of the legs,
wings and halteres in wild type and some mutant strains of
Drosophila. melanogasler, Trans. Roy. Son. Edin., 58.
Бали n с к n it, 1937.-” Balinsky В. I., Zur Frage der Na fur der
exlremitateninduzierenden'Wirkung, Roux Arch., 136.
Б а л к a lii и в a, 1929.—Balkaschina E. L.. Ein Fall der Erbho
moosis (die Genovariation Aristopedia) bei D. nirlanogaster.
Roux Arch.. 115.
Бальтцор, 1937.—BaltzerF., Analyse des Goldschmidfschen
Zeitgcsetzes der Intersexualitat. Roux Arch., I 6.
Б a p t, 1937.—Barth L. G., The chemical nature of the amphibian
organiser, Biol. Bull., 73.
— 1939.—The chemical nature of the amphibian organiser,
Physiol. Zool., 12.
Б a p т и Г p а ф ф, 1938.—Barth L. G. and Graff S., The chemical na
tiireof the amphibian organiser. Gold SpringHarborSyrnp., 6.
Батлер, 1935.- -Butler E., The developmental capacity of
regions of the unincubated chick blastoderm as tested in
chorio-allantoic grafts, J. Exp. Zrool., 70.
Б а у т ц м a h, 1933.—Bautzmann H., Uber Determinationsgrad
und Wirkungsbeziehungen der Randzonenanteilanlagen bei
Urodelen und Anuren, Roux Arch., 128.
Беллами, 1919.—Bellamy A., Differential susceptibility as a
basis for modification and control of development in the frog,
Biol. Bull., 37.
Беллам и и Ч а й л ь д. 1924.—Bellamy A. and Child С. М.,
Susceptibility in amphibian development, Proc. Roy. Soc.,
B, 96.
Б e x e p, 1938.—Becher E., Die Gen-Wirkstoff-Systeme der Augen
ausfarbung bei Insekten, Naturwiss, 26.
Виблиоера^ия
225
Вехер и II л а г г е, 1937,— Becher Е. und Plagge Е., Ver
gleich der Augenausfarbung bedingenden Gen-Wirkstoffr
von Ephestia u. Drosophila, Natyraiss, 26.
Бидл, 1937.—Beadle G. XV., Development, of eye-colours in
Drosophila. Fat-bodies and Malpigian lubes in relation k>
diffusible substances, Gen., 22.
—1939— Physiological aspectsof genetics,nn. Rev.Physiol., I.
Бидл, Андерсон и Максвелл, 1938.—BeadleG.W..
Anderson R. L. and Maxwell J. A comparison of the diffusible
substances concerned in the eye-colour development in Droso
phila, Ephestia and. Habrobracon., Proc. Nat. Acad. Sei., 24.
Бити н с кий -Заль ц, 1937a. —Bytinski-Salz H., Richerchv
sperimentali sugli organizzatori dello sviluppo nei ciclos-
tomi, Richercha scientifica Ann., 8.
—19376,—Trapianti di «organizzatore» nella uova di Lamp-
reda, Arch. It. Anat. Embriol., 39.
Б и т т и, де И о н г и 3 и л п н с к и й, 1939.—Beatty В. А.,
de Jong S. and Zielinski M. A., Experiments on the effects
of dyes on induction and respiration in the amphibian gasl
rula. J. Exp. Biol., 17.
Бор, 1933.—Bohr N., Light and Life, Nat., 131.
Браун, 1939.—Braun W., An experimental attack on some pro
blems of physiological genetics, Nat., 144.
Браше A., 1917.—Bracket A.. J.'Oeuj et les faetcurs de
t‘ontogenese, Paris.
Браше Ж., 1934a.—Bracket J., Le respiration et la glycolyse
de la segmentation a I’fclosion, Arch, de Biol., 45.
— 19346.—Metabolisme respiratoire et centre ogranisateurde la
gastrula, Arch, de Biol., 46.
— 1938.—La localisation des proteines sulphydrilees pendant
la developpement des amphibiens, Bull. Acad. Roy. Belg
- 1939.—Etude du metabolisme de 1’oeuf de la grenouille an
cours du developpement. V. Le metabolisme proteique et
hydrocarbone de 1’oeuf en relation avec le problem? de 1’orga-
nisateur, Arch, de Biol., 50.
Браше Ж. и Pan к и н, 1939.—Braehet J. et Rapkine L., Oxy-
dation et reduction d’explantats dorsaux el ventraux des
gastrulas (amphibiens), C R. Soc. Biol., 131.
Браше Ж. и 111 а п и p о, 1937.—Bracket J. and Shapiro H., The
relative oxygen consumption of dorsal and ventral regions of
intact amphibian gastrulas, J Cell. Comp. Physiol., 10.
Б p и д ж e e. 1939.—Bridges С. B.—Cytological and genetic basic
of sex in Allen’s Sex and Internal Secretions, 2nd ed.
Бринк, 1929—Brink R. A., Studies on tho physiology of a
gene. Q. Rec. Biol., 4.
В у p н и Г p ю H e б e p r, 1939.—Bourne M. C. and Griineberg IL,
Degeneration of the rel ina and cataract. J. Ilered., 30.
^5 к. X. У оддидгтон
Г> а л л, I [ п д ха м , I ж., Р о д я: е р с ц К о х, 1939. —Boell
Е. J., Needham J., Rogers V. and Koch fl., Morphogenesis
and metabolism; studies with, the Cartesian diver nltrami<’
romanometer. Prcc. Roy. $oe., B. 127.
Ba it c e и 6 e p r, 1934Weissenberg R., Untersuchuiigeniiher den
Anlagoplan bcim Neuuaugenkeint. Anot. Anz., 79.
В а и К л п в, 1938.—Van Cleave С. D., The effect of dead optic
vesicle upon explants of prospective ectoderm. Physiol.
Beiie, 1923.—Weiss I’., Die Regeneral ion der Amphibienexl re
mi tat als Selbstdifferenziorung des Organrestes, Naturtviss, 11.
1927.—Polenzprtdung amRegenerationsblastem, Roux Arch.,
111.
1935.-—The so-called organiser and the problem of organise
lion in amphibian development, Physiol. Rev., 15.
1939.— Principles o! development, New York.
В e м a top, 1934.—Wehmoier E., Versttche zur Analyse der
Induktionsmittel bei Medullarplatteuinduklion von Urode-
len, Roux Arch., 132.
Нотце л ь, 1924,—Wol zel R., Uber den Primilivknoten des lliilin
chons. Verb. physik. med. Ges. Wurzburg.
- 1929a. Untersuchungen am Huhnchcn, Roux Arch., 119.
— 19296.—-Neue Experiment» zur Frfihentwicklung des Huhnes.
Anal. Anz., 67.
— 1936.— Primitivslreifen mid Urkorper nacll Storungsversu-
chen, Roux Arch., 134.
В и и re п Лаустсе п, 1937,—Winge О. and Laustsen О., On
two types of spore germination and on genetic segregation
in Saccharotnyces, C. R. Lab. Carlsberg, scr. physiol., 22.
- 1939.—On fourteen new yeast types produced by hybridisa
tion, C. R. Lab. Carlsberg, ser. physiol., 22.
Вит I it, 19 4.—Witschi E.. Genes and inductors of sex difteren
tiation in amphibians. Biol. Rev., 9.
В у д ж е р, 1929.—Woodger J. II., Biological Principles. London
Вудсайд, 19 7,-Woodside G. L.,The influence of host ag<>
on induction in the chick blastoderm, ./. Exp. Zool., 75.
By p де Mair, 1933.—Woerdemann M. W., Uber don Glycogens
toffwechsel der Organisationszentrum in dor AmphibiengaSl
rula, Proc. Kon. Akad. Wetens. Amsterdam, 36.
— 1936.—Embryonic «induction» by chemical substances, Pr<.<
Kon. Ahad. iVett-ns. Amsterdam, 39.
1938. Inducing capacity^ of the embryonic eye. Proc. Ko,-
Akad. Hcfcn.s, Amsterdam. 41.
Г a p p и с о и, 1933.—Harrison R. G., Some difficulties of the do
termination probleme, Am. Nat., 67.
— 1936. —Relations of svmmetrv in the developing embryo, Col
leeting Net., 11.
Ге к с.ЧП, 1935.—Huxley J. 8., The field concept in biology,
Труды no динамике развития, 10.
Генк e,' 1937.—Henke К., Allgemeine Genetik, Fortschr. Zool., I
Г л ю к з о н-Ш он га ймер, 1938.—Gliicksohn-SchOnheimer 8.,
The development of two tailless mutants in the house mouse,
Gen., 23.
Гольдшмидт, 1927.—Goldschmidt It.. Physiologische Thco-
rie der Vererbung.
— 1938.—Physiological Genetics. New York.
Г о л ь т ф р е т е р, 1933а.—Holtfreter J., Der Einfluss von Wirt -
salter u. verschiedencn Organbezirken auf die. Differenzie
rung xTon angelagertem Gastrulaektoderm. Roux Arch.. 127.
— 19330.—Nachweisder Induklionsfahigkeit abgeloteter Keim
toile, Roux Arch., 128.
— 1933b.—Die totale Exogaslrulation nsw., Roux Arch., 129.
— 1933г.—Einigc menschlichc Missbildungen im Lichte neuerer
Amphibienexperimente.Affzber.Res. Math. Physiol.. Miinchen,
— 1934a.—Der Einfluss therm ischor, mechanischer und chemi-
scher Eingriffe anf die Induklionsfahigkeit von Triton-Keim-
teile, Roux Arch., 132.
— 19340.—Uber die Verbreitung induzierender Suhstanzen und
ihre Leistungen im Triton-Keim, Rout. Arch., 132.
— 1935a.—Uber das Verhalten von Anurenekfoderni in Urode-
lenkeim, Roux Arch., 1933.
— 19350.—Morphologischc Beeinflussung von Urodelenektoderm
bei xenoplastischer Transplantation, Roux Arch., 133.
— 1936.—Regionale Induktionen in xenoplastisch zusarnmenge-
selzten Explantaten, Roux Arch., 1:'4.
— 1928a.—Differenzierungspotcnzon isolierlerTeile der Urode-
longastrula, Roux Arch., 138.
— 19380.—Vecanderungen der Reaklionsweise im fllternden
isolierten Gastrulaektoderm, Roux Arch., 138.
Г p э n e p, 1929.—Graper L., Die Primitiventwicklung des Hiihn-
chens, Roux Arch., 116.
Грюиеберг, 1938.—Grilneberg II., An analysis of the «pleio-
tropio effects of a new lethal mutation in the rat. Proc.
Roy. Soc., B, 125.
Г у p в и ч, 1922.—Gurwitsch Л., fiber den Begriff des embryonalen
Feldes, Roux Arch., 51.
Даль к, 1938.—Dalcq A., Form and Causality in Animal Develop-
ment. Cambridge.
Дальк и П а с т e л ь, 1937.—Dalcq A. et Pasteels J., Une con-
ception nouvelle des bases physiologiques de la morphoge-
ntee, Arch, de Biol., 48.
Дальтон, 1935.—Dalton A. J., The potencies of young chick bla-
stoderms as tested in chorio-allantoic grafts,. 1. Exp. Zool.,Z\.
Даииель, 1934а. Daneel, К.. Zur Physiologie der Kalte
schwarzung beim Russenkaninchen, Biol. Zbl., 54.
1937 —Untersuchuugcn fiber die temparaturempfindlichc
Haarpigmentbildung beini Rnssenkaniwben. Zeils. Ind
Abst. Vererb., 73.
1938. —Die Wirkungswc'isc der Grundfakloren der Ilaarfar-
bung beim Kaninchen. Naturwiss, 31.
Даниель п Лабнов, 1937.—Daneel R. und Labnow E.,
Zur Physiologie der Kaltcschwarzung beim Russenkaninehen.
IL Biol. Zbl., 56.
Даниель n HI а у м а н, 1938. Daneel R. und Sehau
niann K.. Zur Physiologic der Kalteschwiirzung beim Russen -
kaninchen. Ill. Biol. Zbl., 58.
Д a p л и н г т о и, 1937.—Darlingion C D.. interaction between
cell nucleus and cytoplasm, Nat., 140.
Д e м e p e n, 1934. — Demerec M., Biological action of small defi
ciencies of the A'-chromosome in D. melanogaster. Proc. Nat
Acad. Sei., 30.
Д io p кем. 1935.—Dfirken B., Uber ortliehe Beslrahlung des Tri
tonkeinies mil ultraviolet lent Licht. Zeits. wins. Zool., 141.
Ж о л л и и Л и е р, 1938.—Jolly J. et Lieure С., Recherches sur la
culture des oenfs des mammiferes, Arch. Anat. tnicrosr.
Paris, 34.
Каспар u, 1933.— Caspar! E., Uber die Wirkung eines pleidtro
pen Gens bei der Mehlmotte, Roux Arch., 130.
— 1936.—Zur Analyse der Malroklinie der Vererbung in der
<»-Serin der Augenfarbenmutationen bei der Mehlmotte. 'Zeits.
Ind. Abst. Vererb., 50.
К о ллер, 1930.—KollerP.,On pigment formation in (he D-black
rabbit, J. Gen., 12.
Кольцов, 1939.—-Koltzoff N. K., Les mo’ecules hereditaires.
Paris.
Костнцин, 1937,—Kostizin V. A., Biologic uiathemattque.
Paris.
К ю и, 1936,— Kuhn A., Versatile fiber die W irkungsweise der Erban
lagen, Naturwiss, 24.
К юп и П ла г re, 1937.—Kuhn A. und Plagge E., Pradetermina
lion der Raupenaugenpigmentieriing bei Ephestia kuhnlellu,
Biol. Zbl., 57.
Ландау » p, 1937,- -Landauer W.. Loss of body heal and disease.
ini. J. M,-d. Sei., 194.
Леман, 1933,- Lehmann E.. Das Prinzip der kombinat iveu
Einheitsleislung in der Biologic., Biol. Zbl., 53.
- 1936a.—Seleklive Beeinflussung friihembryonaler Enlwb k
lungsvorgange bei Wirbeltieren. Naturwiss, 24.
— 19366,—Stehen die Erscheinungen der Otocephalie und Cyclo
pie bei Triton mit Axialgradienten oder mit Storungen bes
Бибмюграфи
229
tinimter Organisatorregionen in Zusammenhang? Rev. Suisse
Zool., 43.
— 1938.—Regionale Verschiedenbeitcu des Organisators von
Trifon, Roux Arch., 138.
/1 и л .1 и Ф., 1929.—Lillie F. R., Segregation and its role in life
history. Roux Arch.. 118.
Л о к x а р т-М у м м о р и, 1936.- Lockhart-Mumniery J. Р.,
Brit. Emp. Cancer Campaign, 13th. Ann. Rep.
Л о и a in о в Г. И,. 1935а.—Возрастные изменения потенций изо-
лированной эктодермы гаструлы тритона, Донл. Акад.
Паук. 1.
•- 19356.—Об образовании региональных различии в мезодер-
ме гаструлы амфибий, Buo.t. окури., 4.
— 1936.—Вещества, индуцирующие глаз. Виол. .исурн., 5.
Лютер, 1935. Luther W., Entwicklungsphysiologische Unter-
suchungcn am Forellenkcim, Biol. 7M., 55.
M a ii e p, 1939.- Mayer B., Versuche zuin Nachweis der Induktions-
fahigkeit jflngster Entwicklungsstadien von Triton, Natur-
iviss, il.
M a ii н к c, 1937.- -Mainx F.. Analyse der Genwirkung durch Fak-
torenkombi nation, Zeits. Ind. Abst. Vererb., 73.
M а н г о л ь д. 1931.—Mangold О., Das Determinationsproblem,
III. Das Wirbeltierauge in der Entwicklung und Regenera-
tion, Ergeb. Biol., 7.
Ma p к c, 1931.—Marx A., Uber Induktionen durcli narkolisierte
Organisetoren, Roux Arch., 123.
M a x e м e p. 1932.—Machemer H., Experimentelle Untersuchun-
gen iiber die Induktionsleistungen der oberen Urmundlippe
in alteren Urodelenkeimen, Roux Arch.. 126.
Мёллер, 1932.—Muller H. J., Further studies on the nature
and causes of gene mutations, Proc. 6th int. Cong. Ge-
net., 1.
Мюнх, 1938.—Munch H., Uber Regeneration in der Frflhent-
wicklung, Roux Arch., 137.
H и д x э м Д ж., 1936a.—Needham J., Order and Life, Yale.
— 19366. New advances in the chemistry and biology of orga-
nised growth, Proc. Roy. Soc. Med., 29.
— 1937.—Integrative levels; a revaluation of the idea of pro-
gress. Herbert Spencer Lecture, Oxford, Reprinted in Modern
Quarterly.
Нидхэм Дж.,Уодд и н г т о и и II ид х э м Д- М., 1934.—
Needham J., Waddington С. Н. and Needham D. М., Physico-
chemical experiments on the amphibian organiser, Proc.
Roy. Soc., B, 114.
H и кола с и Р у д н и к, 1937.—Nicholas J. S. and Rudnick D.,
Explantation in vitro of transverse pieces of early rat embryos .
Proc. Soc. Exp. Biol. Med., 37,
Библиография
Нортроп и Барр. 19'7.—Northrop F. S. С. and Burr U.S ,
Experimental findings concerning the electrodynamic theory
of the life and an analysis of their physical meaning, Growth. 1
Окада, 1938a.—Okada Y. K., Neural induction by means of inor-
ganic implantation. Growth., 2.
— 19386.—Neural induction by inorganic matters, etc., Л7е”>
Coll. Set. Kyoto Imp. Univ., i , 14.
Онслоу, 1915.—-Onslow H., A Contribution to our knowledge
of the chemistry of coat colour in animals. Proc. Roa. Sec. .
B, 89.
О n п с и x а ft м e p. 1934a.—Oppenheimer J. Al., Experimental
studies on the developing perch, Proc. Soc. Exp. Biol.
- 19346.—Experiments on early developing stages of Fundu-
lus, Proc, if at. Acad. Sci.. 20.
— 1936a.—Processes of localisation in developing Fundulus,
J. Exp. ’Loot., 72.
— 19366.—Transplantation experiments in developing teleosts.
J. Exp. Zvvl., 11.
Найр и, 1937. I’irie N. W., «The meaninglessness of the terms life
and living, etc.» in Perspectices in Bioche > is‘ry Cambridge.
II астель, 1936.—Pasteels J., Etudes sur la gastrulation des
vertebres meroblastiques, I, Teleosteens, Arch, de Biol., 47.
- 1937a.—Do. Ill, Oiseaux, Arch, de Biol., 48.
- 19376.—Sur Porigin de la symetrie bilaterale des amphibious
anoures, Arch. Anal. mIctosc., Paris, 33.
Л и фо, 11'38.—Piepho H., Uber Oxydaiion-Reluktionsvorgangc
im Amphibienkeim, Biol. Zbl.\ 58.
П л а г г e, 1938.—Plagge E., Gen-bedingte Predetermination (so-
genannte «mfitterliehe Vererbung») bei Tieren, aturwiss, 26.
II о и о в, 1937.—Popoff AAC W., Uber den inorphogenen Einfluss
des Augenbechers auf verschiedene embryonal» Gewebe und
auf die Anlage einiger Organe, Zoo/. Jahrb., 58.
Рагозина. 193'7.—Ragosina Al. N., Die Induktiouswirkung
pflanzlicher Gewebe auf das Ektoderm der Gastrula. Roux
Arch., 137.
P a ft t, 1935.—Wright S.. A mutation in the guinea-pig. etc.
Gen., 20.
- 1940.— Proc. 1th hit. Cono. Gen.
Ранги В а г н e p, 1934.—Wright S. and Wagner K., Types of
subnormal development of the head from inbred strains of
guinea-pigs, Am. J. Anat., 54.
P а л о h, 1935.—RulonO., Differential reduction of Janus Green
during development in the chick, Protopl., 24.
P .i и | о л n ф и X e н д. 1938.—Randolph L. F. and Hand D. R.,
Increase in vitamin A ii.livity of corn caused by doubling
I Im number of <-hromos<»iieS. SA.. 87.
Библиография
Р a ш е и с i: и й, 1938.—Rachevsky №., ЛАathematical biophysics,
Chicago.
Рейт. 1937.—Reith I1’., t'ber die Induktionsfahigkeil mit
Ultraviolet! bestrahlter Organisatorbczirke nacn Implan-
tation in eine Gastrula bei Triton, ZetVs. <wss. Zool., 150.
1‘ onia ii, 1935,—Rotmann Б., Der Antoil von Jnduktor und rea-
gierendem Gewebe an der Eniwickhmg des Haftfadens und
Kiemes. Roux Arch., 133.
—1939.-Do. Linse, Roux Arch., 139.
P о у л с, 1936.—Rawles М. Е., A study of the localisation of organ-
forming areas in the chick blastoderm of the head-process
stage, J. Exp. Zool.. 72.
Рудник, 1935.—Rudnick D., Regional restriction of potencies
in the chick during embryogenesis, J. Exp. Zool., 71.
— 1938a.—Contribution to the problem of neurogenic potency
in post-nodal isolates from the chick blastoderm, J. Exp.
Zool., 78.
— 19386,—Differentiation in culture of pieces of the early chick
blastoderm, J. Exp. Zool., 79.
P > с сель В. Л., 1939.—Russell W. L., Investigation of the phy-
siological genetics of hair and skin color in the guinea-pig
by means of the dopa reaction, Gen, 21.
Россель E. G., 1939.—Russell E. 8., A quantitative study of
genic effects on guinea-pig coat color, Gen., 2k.
С в e т л о в, 1934.•—Svetlov P./Cber die Regeneration wabreml
der Embryonalentwicklung. Roux Arch., 131.
G и н и о т, 1935.—Sinnott E. W., Evidence for the existence of
genes controlling Shape, Gen., 20.
1936.—A developmental analysis of inherited shape differen-
ces in cucurbit fruits, Am. Nat., 70.
1939.—A developmental analysis of the relation between cell
size and fruit size in cucurbits. Am. Journ. Rot., 26.
С и н и о т и Вл о х. 1939.—Sinnott Е. W. and Bloch lb,
Changes in intercellular relationships during the growth
and differentiation of living plant tissues. -Im. Journ.
Bot., 26.
Спинет и Кайзер, 1934.—Sinnott E. W. and Kai-
ser S., Two types of genetic control over the development
of shape. Bull. Torrey Bot. Club., 61.
C i; о т т-M онкрвф, 1936.—Scott-Moncrief R., A biochemical
survey of some mendelian factors for flower colour,
J. Gen., 32.
•1937.—«The biochemistry of flower colour variation», in
Perspectives in Biochemistry, Cambridge.
С ч и 'г и M a i>’ Д аул, 1930, —Smith P. E. and Mac Dowel I
I. E. C., An hereditary anterior pituitary deficiency in the
mouse, Aunt. Rec., 46,
232
Библиография
С v ё р т о в а н т, 1929.—Sturtevant Л. II.. The claret mutant type
in I), simulans, a study of chromosome elimination and cell
lineage, Zeits. wiss. Zool., 135.
—19 2.—The use mosaics in the study of the developmental
effects of genes, Pioc. 6th tnt. Cong. Genet., 1.
T а т у м и Вид л, 19 8,- Tatum E. L. and Beadle G. W., Deve
lopment of eye colors in Drosophila', some properties of the
hormones concerned, J. Gen. Physiol., 22.
T в и c o e л ь м а н, 19'-'8.—Twiesselm'annF., Experiences de seis
sion ргёсосе de Faire embryogene chcz le poulet, Arch. de
Biol., 49.
T t> ti ноне н, 1938a.—ToivonenS., tiber das Verhalten des Gast
rulaektoderms von T. taeniatus bei Anwendung von pflanzli-
chenImplanlalen,/1nn. Zool.Soc.Zovl.-Bot. Fenn.Venuamo, 5.
—19386,—Spezifische Induktionsleistungen von abnormen
Induktoren in Implantatversuchen, Ann. 'Zool. Soc. Zool.-
Bot. Fenn. Vennanio, 6.
Тоиисо н, 1.917.—Thompson D’A. W., Growth and Form, Cam-
bridge.
Тандур и, 1937.—Tondury G., Beitrage zum Probleme der Re
gulation und Induktion, Roux Arch., 134.
T a p a, 1938.—Toro E., The homoiogenetic induction of neural
folds in rat embryos. J. Exp. Zool., 14.
У a ii т и н г A. P., 1934.-—Whiting A. R., Eye colors in the para
siticwasp Habrobracon and their behaviour in multiple reces-
sives and mosaics, J. Gen., 29.
У а й т и н г II. В. и Уайтинг А. Р., 1934.—WhitingP. W. and
Whiting A. R., A unique fraternity in Habrobracon, J
Gen., 29.
У а й т л о к к, 1935.—Whitlock J. H., A preliminary report on
the anatomical study of an inherited eye defect in the guinea-
pig, Iowa State Coll. J. Sei., 9.
Уоддингтон, 1930.—Waddington С. H., Developmental me-
chanics of chick and duck embryos, Nat., 125.
— 1932.—Experiments on the development of chick and duck
embryos, Phil. Trans. Roy. Soc., B, 221.
— 1933a.—Induction by coagulated organisers in the chick,
Nat., 131.
— 19336.—Induction by the endoderm in birds, Roux Arch., 128.
- 1934a.—The competence of the extra-embryonic ectoderm in
the chick, J. Exp. Biol., 11.
19346.—Experiments on coagulated organisers in the chick
J. Exp. Biol., 11.
1934b.—A note on inductions by the chick primitive streak
iranslantedto the rabbit embryo, J. Exp. Biol., 11.
У оддингтон, 1935a.-Waddington С. H., Development of
isolated parts of the chick blastoderm, J. Exp. ZjooI., 71.
Библиог рафия
19356.—Cancer and the theory of organisers, Nat.. 135.
1936a.—Organisers in mammalian development. Nat., 138.
19366.—The origin of competence for lens formation in the
amphibia, J. Exp. Biol., 13.
1936b.—A failure of induction in normal development,
J. Exp. Biol., 13.
1937,—Experiments on determination in the rabbit embryo.
Arch. de Biol., 48.
1938a. -Evocation by some further chemical compounds.
Boy. Soc., 13, 125.
19386.—Morphogenetic, substances in early development.
Reun. inf. phys.-chbn.-biol.. Paris.
1938b.—-Regulation of amphibian gastnilae with added ecto-
derm, J. Exp. Biol., 14
1939a. -introduction tv Modern Genetics. London.
19396.—The order of mao-nitude. of morphogenetic forces.
Nat., 144.
1939b.—Preliminary notes on the development of the wing-
in normal and mutant strains of Drosophila, Proc. Nat. Acad
Sci., 25.
- 1940a.—Genes and development, Growth Symp.
19406. — The mechanism of thegenetic control of development.
Proc, ith int. Cong. Gen.
У. о д д и н г т он и Нидхэм Д. М., 1935.—Waddington G.H
and Needham I). M., induction by synthetic polycyclic hydro-
carbons, Proc. Roy. Soc., B, 117.
Уоддингтон и H и д x э м Дж., 1936.—Waddington С. Н.
and Needham J., Evocation, individuation and competence
in amphibian organiser action, Proc. Kon. Ahad. Weten's.
Amsterdam, 39.
Уод л, и н г т о н. Ни д х э м Дж. и др., 1935.—Waddington С. Н.,
Needham J. et al., Chemical properties of the evocator. Proc.
Roy. Soc., B, 117.
— 1936a.—The activation of the evocator, Proc. Roy.Soc., B, 120.
— 19366.—Further experiments on the chemistry of the evo-
cator, Proc. Roy. Soc., B. 120.
У оддингтон и Тэйлор,1937.—Waddington С. Н. and Tay-
lor J.. Conversion of presumptive ectoderm to mesoderm in
the chick, J. Exp. Biol,, 14.
Уоддингтон и Ш м и д т, 1933.—Waddington С. Н. and
Schmidt G. A., Inductions by heteroplastic grafts of the
primitive streak in birds, Roux Arch.. 128.
Уотерман, 1936.—Waterman A. J., Experiments on young
chick embryos cultivated in vitro, Proc, Nat. Acad, sci., 22.
Фанкхаузер, 1929.— Fankhauser G., Uber die Beteiligung
kernloser Strahlungan (Cytaster) an der Furehung gesch-
nflrter Triton-Eier. Rev. Suisse tool., 36.
Библиография
Ф е л л и Г р ю л с б с р г, 1939.- Fell И. В. and GrUneberg II..
The hystology and self-differentiating capacity of the abnor-
mal cartilage in a new lethal mutation in the rat, Proc,
Roy. Soo,., B’, 127.
Ф e л л п Л а н д a у a p, 1935.—Fell H. B. and Landauer W., Expe-
riments on skeletal growth and development in vitro in rela
lion lo the problem of avian phokomelia. Proc. Roy. Soc..
B, 118.
Ф платов, 1937.—Filatov D., Ober die Linseninduzierung nach
Entfernung des Cliordaniesoderms bei Rana temporarta,
Zool. Jakrb., -5S.
Ф inuep P. A., 1928.—Fischer R. A., The possible modification of
the responcc of the wild type to recurrent mutations.
Am. Nat., 62.
— 1931.—The evolution of dominance, Biol. Ret>.,i>.
Ф и in e p Ф. Г. n Г a p г в и г, 1936.—Fischer F.G. und Hart-
wig II., Die Vitalfarbung von Ainphibienkeiinen zur Unter-
suchung Hirer Oxydation-Reduktions-Vorgaugl, 'Zeits. verg.
Physiol., 24.
1938.—Vergleichende Messungen der Atmung dos Amphibien
Keimes und seine Teile wii'nrend der Eiitwicklung, Biol.
Zbl., 58.
Ф ii in e. p ф. Г. ц В ем a ii e p. 1933a.—Fischer F. G. und Weh
mcier E., Zur Erkenntnis der Induktionsmittel in der Embryo-
nalentwiektung. Natumiss, 21
19336.—Zur Kenntnis der Induktionsmittel in der Enibryo-
nalentwicklung, Nadir. Ges. wlss. Gott., VI, 9.
Ф и ш e p Ф. Г., В e м а й e p и др., 1935.—Fischer F. G. und
Wehmeier. E. et al.. Zur Kenntnis der Induktionsmittel
usw., Ber. Deutsch. Chem. Ges., 68.
Ф о г t, 1927.—VogtW., Discussion with Brandt W., Aiiat.Auz.. 63.
- 1929.—Gestaltungsanalyse am Amphibienkeini mit ortlicher
Vitalfarbung, Roux Arch., 120.
Ф о p д и Г e к с л и, 1929,—Ford E. B. and Huxley J. S., Gene
tic rate-factors in Gammarus, Roux Arch., 117.
V а д д о в и Робинсон, 1937.—Haddow A. and Robinson
A. M., The influence of various polycyclic hydrocarbons on the
growth rate of transplantable tumours, Proc. Roy. Soc, ,B, 122.
X а д д о в, С коттК. M. пС ко t t Ж. Д., 1937.—Haddow A.
Scott С. M. and Scott J. D., The influence of certain carcino-
genetic and other hydrocarbons on body growth in the rat,
Proc. Roy. Soc., B, 122.
Харвей, J936.—Harvey E. B., Parthenogenetic merogOny, or
cleavage without nuclei in Arbadopunctulata, Biol. Bull.,7 i,
X и т л и и Л ии д а л ь. 1937.—Heatley N. G. and Lindahl P. E..
The distribution and nature of glycogen in the amphibian
embryo, Proc. Roy. Sih:., B. 122.
Библиография
Хитли, Уоддингтон и НидхэмД яс, 1937.—Heatley
X. СК, Waddington С. Н. and Needham J., Induction by the
evocator-glycogen complex in intact embryos and in ectoderm
removed from the individuation field, Proc. Roy. Soc..
B, 122.
Ходлей, 1926.—Hoadley L., Developmental potencies of parts of
the early chi<k blastoderm of the chi k, J. Erp. Zoo ,.43.
— 1927. -Con erning the organisation of the potential areas in
the chick blastoderm, J. Exp. Zoo ., 48.
Холле н. 1930.—Haldane J. B. S., Anole on Fisher’s theory of
the origine of dominance, Am. Nat., 64.
- - 1935.—Contributions de la genetique a la solution de quel-
ques problemes physiologiques, C. R. Soc. Biol.
— 1937. —«The biochemistr/ of the individual» in Perspectives
in Bioche nt try, Cambridge.
X о л л, 1937.—Hall E. K., Regional differences in the action of
the organisation centre. Roux Arch., 135.
Чес л и, 1933.—Chesley P„ Development of the short-tailed mutant
in the house mouse. J. Exp. 'Loot., 70.
4 ya и r, 1938,—Chuang H. H., Spezifische Induktionsleistungen
von Leber und Niere in Explantatsversuch, Biol. U>1., 58.
HI e h, 1939.—Shen S. C., A quantitative study of amphibian neu-
ral tube induction with a water-soluble hydrocarbon, J. Exp.
Biol., 16.
Ill о x т м a H, 1934.—Schechtrnan A. M., Unipolar ingression in
Triturus torosus, Univ. Cal. Publ. 'Zool., 39.
1935. —Mechanism of ingression in the egg of Triturus torosus.
Pros. Soc. Exp. Biol. Med., 32.
— 1937. - Mechanism of anomaly induction in frog eggs by means
of the centrifuge. Proc. Soc. Exp. Biol. MJd., : 7.
Шмид t, И33.—Schmidt G. A., Schmirungs- und Durehschnei-
dungsversuche am Anurenkeim, Roux Arch., 129.
Шотте, 1930.—Schotte O., Transplantationsversuche fiber die
Determination der Organanlagen vom Anurenkeim, Roux
Arch., 123.
— 1938.—Induction of embryonic organs in regenerates and neo-
plasms, Collecting Nat.', 13.
Ш о т т e и X а м м e л ь, 1939,—Schotte О. and Hummel К. P.,
Lens induction at the expense of regenerating tissues in
amphibians, J. Erp. Zool., 80.
Ш п e м a ii, 1903,— Spemann H., Entwicklungsphysiologische Stu-
died am Tritonei, Roux Arch.. 16.
1918. -Ober die Determination der ersten Organanlagen des
Amphibienembryos, Roux Arch., 43.
— 1931a. Uber den Anteil von Implantat und Wirtskeim an der
Orieutierung und Beschaffenheit der induzierten Embryo-
nalanlage. Roux Arch., 123,
Шпеман. 19310,—Spemann II.. Daz Vcrhalten von Organise-
torcn nach Zerstorung Hirer Struktur, Verh. d. JL>. Zool. Get-.
— 1938,— Embryonic development and induction, Yale.
Ш п e м а и, Б а у т и м а н, Г о л ь т ф р е т е у и Мангольд.
1932.—Spemann II., Bautzmann II., Holtfreter J. und
Mangold O., Versuche zur Analyse der Induktionsmittel in
der Embryonalentwicklung, Naturtviss, 20.
Шпеман и Г a it и п ц, 1927.•—Spemann 11. und Geinitz B.
Uber Weckung organisatorischor Fahigkeiten durch Ver
pflanzuug in organise tor ischc Umgebung, Roux Arch.. 109.
Ill n e м a n п M а и г о л ь д, Г., 1924.—Spemann Н. und Man
gold Н., Uber Induktion von Einbryonalanlagen durch
Implantation artfremder Organisatoren, Roux Arch., 100
III n о м а и, Фишер Ф. Г. и В e м a it e p, 1933.—Spemann H..
Fischer F. G. und Wehmeier E., Fortgesetzte Versuche zur
Analyse der Induktionsmittel in der Embryonalentwicklung.
Naturwiss, 21.
Ill т e p h. 1929.—Stern C. Uber die additive Wirkung inultipler
Allele, Riol. Zbl., 49.
— 1938.—During which stage in the nuclear cycle do the genes
produce their effects? Am, Nat.. 72.
Ш у л ь т ц В.. 1916.—Schultz W.. Schwa rzfarbung weisser Haare
dutch Rasur und die Entwicklungsmechanik der Farben von
Haaren und Federn. Roux Arch., 41, 42.
1935. —Ein Voil-Albino mil kalteschwarzbarer Iris und unmit-
telbarer Aktivierbarkeit Seiner versteckten FSrbungs-Gene.
Biol. Zbl., 55.
Шультц Дж., 1934.—См. Morgan, Bridges and Schultz, Yearb.
Cam, Inst., 33.
Энгель с м a ii e p, 1935.—Engelsrneier W.. Nachweis der alter-
nativen Modifikabilitat der Haarfarbung beim Russenkanin-
chen, Tjeits. Ind. Abst. Vererb., 68.
1937. — Einfluss der Temperatur auf die Ausfarbung der Haare
bei Kaninchen verschiedener Erbrassen, Zeits. Ind. Abst
Vererb.. 73.
Э ф русс и, 1938.—Ephrussi В.. Aspects of physiology of gene
action, Am. Nat., 72.
1939.—Gen6tiquo physiologique. Actualitis Sci. Ind., 789
Я к о б с о н. 1938.—Jacobson W., The early development of the
avian embryo, J. Morph., 62.
Ямада, 1937,—Yamada T., Der DeterminationSzustand des Rumpf-
mesoderms im Molchkeitn nach der Gastrulation. Roux Arch..
137.
1938a.—Induktion der sekundaren Embryonalanlageim Neu
naugenkeim, Folia Anal. Jap., 17.
19386.—Weitere Analyse der Determination der llaftdriise bei
Rana nigroniaculata usw.. Joitrtt. Far, Sci. Tokyo Imp.
ИРЕ Д МЕТ Н Ы И У К АЗ АТ ЕЛЬ
Альтернативы, их контраст-
ность 79, 127, 131. 143.
А льтернативность развитии
82, 124, 131, 142. 143.
Аутархпческий и т. д. Губ.
А утокаталитпческие реакции
Веретено 171.
Вещество 97—98.
Витамин А 93.
Возникновение рака 184
Гас.труляцня 164.
Гаструляция-сплы -168 169.
Гены, доза 1)1. 113, 114, 115.
- летальные 139, 140.
их природа 93—95.
генопродукты 119—124.
Гормоны 128.
Группы крови 92.
Двойное обеспечение 81—83.
Детерминация 36—40.
Диалектическии материялизм
220—223.
Диффузия 83,103—105, 158,161.
Жидкие кристаллы 169, 219.
Нидстеряипизм 214.
Индивидуация 36, 146 - 151.
— и рак 185—190.
- и компетенция 150.
Индукция, отрицательная 77.
Канцерогенные вещества 50.
186.
Катаракта 89, 11.7—119.
• Количественная компенсация
115.
Компетенции : 7, 70 п след., 79.
возникновение 74 . 75, 88.
и гены 85, 89, 138, 144.
к образованию линзы 75. 78.
- и органы 150.
- потеря 80, 81.
Кролик, окраска 118. 119, 12<>.
— организатор 87.
— с желтым жиром 92.
Крыса, катаракта 89.
летальные гены Г 9.
организатор 31.
Куры курчавые 138.
— ползуны 193.
Линзы 75, 78, 81, 176.
Локализация внутри органи-
затора 147, 154.
эвокатора 83, 153.
- аффектов генов 100.
Материнская наследствен -
кость 86, 100, 151.
Метаболизм и индукция 63,161.
организатора 64—67, 153.
- и силы 173 -175.
Модуляторы 159—163.
Мозаики 105, 107.
Мозаичное развитие 82—84.
Морские свинки 117.
Мыть 103, *
Нейральные палисады 46.
Неоморфы 138.
Нервная пластинка, форма
175—178.
Несовместимость 211—215.
Образование волокон 219.
Окраска покровов 99. 117.
Организаторы, амфибий'9—21.
— вторичные 20.
— мертвые 4? и след., 60, 84—
85, Р.8.-150.
— метаболизм 64—67, 180.
— млекопитающих ЗС—32.
— предшественник 152—154.
— птиц 29—30.
— и рак 180.
— свойства 33.
Организация 204. 215—220.
Пересадки па хорио-аллантопс
25.
Плейотропия 140.
Пол 112, 140, 141.
Поля 149—151, 204—211.
Потенция 70.
Присоск 77.
Пыльцевые трубочки 93, 94.
Регенерация 20, 186, 187, 189.
Региональная детерминация .
146.
Регуляция 144.
Роговица 89.
Рост 179.
— диференцпальный 190. 91.
Самодиферснцировка 77, Ю6.
Сахара 218.
Сегментация, ног 178—159.
— периодическая 157.
Сегрегация 71, 77.
Силы 167.
Собаки 138.
Стимулы 55.
Структуры {patterns'} 98, 151
— альтери 1ГПВНЫ0 124.
— классификации 200.
Топология 202—203.
Тыквы 206.
Ультрафиолет 44.
Уроды 131, 196.
Цитоплазма 86.
Чувствительные периоды 130
158.
Эвокаторы, активация 58, 63.
•— белковые 61—62, 70,
— доза 55—58.
— и генотип 81', 137.
— гликоген 47, 69.
— кислоты краски 68.
— локализация 55, 83.
— неорганические 51.
- распределение 60.
— углеводороде мп и расти-
тельными тканями 60, 61.
Эвокация 36, 42, 145.
— в добавочном материале 37.
- непрямая 54.
— органов "4, 84, 151, 163.
— и рост 182.
— п цитолиз 50—52
Эволюция 79,113, 123, 1з1.
—-доминантности 114, 115.
Эндосперм 93.
Энзимы 94.
Эпигенетический ландшафт
142—145.
Эффект гопов, взаимное влия-
ние 104.
-- локализация КО.
Яйца 86, 151—154.
— безъядерные 86.
Guaurbitaoeae 206.
Drts.phila, aristopedia 124-
129. 137.
— Bar 97.
— b bbed 97, 113.
— щетинки 132.
— окраски глаз 104, 120— 123,
131.
— гены строение лапки 127.
— shaven 113.
— крылья 132—137.
— narri.w 134.
Ephestia 120.
Gammarus J12.
Habrobracon 103, .03—108.
l.lninea 87, 100.
Lyinantrla 1(9.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Вступительная статья................
Предисловие автора................................ П
Глава 1. Причинный анализ развития . ..... 13
Глава II. Организаторы и различных классах
позвоночных . . . •.......................... 19
Амфибии. Рыбы. Птицы. Млекопитающие
Глава III. \ нал из действия организатора....... '1:!
Глава IV. Эвокации ...................... ...... 42
Мертвый организатор. Специфичность эвокатора.
Природа эвокатора. Активация эвокатора
Глава V. Компетенция ........ 70
Возникновение компетенция. Природа компеюнцип.
Потери компетенции. Реакция эвокатор-компетен-
ция. Генетический контроль реакции гвокатор-ком-
пет '.‘нцпя
Глава VI. Действие генов......................... VI
Природа веществ, образуемых генах и. Эффект дей-
ствия генов. Вещество и структура (pattern). Лока-
лизации -эффектов генов. Взаимное влияние генных
эффектов
Глава VII. Течение генных реакций во времени . 1<>у
Кривые изменения аффекта во времени. Стадии
развития. Система разветвляющихся путей. Эпиге-
нетический ландшафт
Глава VIII. Индивидуация......................... 146
Индивидуация н эвокация. Структура яГца.Локаль-
ные химические различия. Индукция региональ-
ных особенностей
Глава IX. Морфогенетические движения.............. 164
Глава X. Организаторы и рост..................... 179
Детерминация относительного роста. Индивидуа-
ция роста
ГлаваХ!. Структурные отношения в развитии. . . 190
Генный контроль над структурными отношениями.
Структурные отношения как равновесные состоя-
ния.
Г л а в а XII. Теория организации................ 204
Поля. Несовместимость. Организация. Наука и
философия
Библиография . ................................. 224
Предметный указатель............................ 237
Технический редактор Б. Корнилов
Корректор К. Иванова
Сдано в произв. 26.IV 1947 г. Подписано к печати 6.VIII 1947 г.
А 00421. Печ. листов. 15+2 вкл, Уч.-изд. л. 12. Формат Ь2х1081/зз
Зак. № 409. Изд. № 4/101. Цена 14 руб.
16-я типография треста «По лигра фкнига» ОГИ За
при Совете Министров СССР.
Москва, Трехпрудный пер., д. 9.