ЛЯГУШКА (Введение в изучение науки о животных

В романе «Отцы и дети» И. С. Тургенев рассказывает, как Базаров, приехав на лето в усадьбу Кирсановых, на следующее же утро захватил с собой двух дворовых мальчуганов и отправился с ними к ближайшему болотцу за лягушками.

Как известно, тургеневский Базаров — это представитель нового тогда типа «шестидесятников», носителей радикальной идеологии, боровшихся с косностью, с преклонением перед религиозной догмой, с идеалистической философией и тянувшихся к естественным наукам как основе материалистического мировоззрения. В эту эпоху достижения западноевропейской науки находили живейший отклик в кругах разночинной русской интеллигенции, быстро завоевала себе признание только что появившаяся тогда книга Дарвина, и из среды молодого поколения вскоре выделился целый ряд передовых ученых, оставивших впоследствии крупный след в истории естествознания. Для молодежи того времени занятия естественными науками стали школой материализма (недаром царское министерство народного просвещения вскоре обеспокоилось этим и поспешило изгнать естествознание из средней школы), и здесь, как это верно отметил Тургенев для своего Базарова, лягушка сыграла видную роль, оказавшись наиболее удобным объектом для ознакомления со строением и жизненными отправлениями животного организма, в том числе и высшей нервной деятельностью.

Когда И. М. Сеченов выпустил свою знаменитую книгу «Рефлексы головного мозга», излагавшую физиологическую основу психических процессов, и за пропаганду «учения крайнего материализма» ему грозила судебная кара, тр на вопрос, кого из адвокатов он намерен привлечь в качестве защитника, он ответил: «Зачем мне адвокат? Я возьму с собой на суд лягушку и проделаю перед судьями все мои опыты; пусть тогда прокурор опровергнет меня!»

Лягушки распространены повсюду, и их легко добывать и содержать в неволе. Размеры крупной лягушки таковы, что на ней легко могут быть рассмотрены все главнейшие органы; очень проста и техника вскрытия их: нам не придется

Рис. 1. Травяная лягушка.

перерезать каких-либо крупных костей. Во многих отношениях строение тела лягушки действительно напоминает строение нашего собственного тела, и на школьных уроках это облегчает для нас задачу объяснить учащимся значение ее отдельных органов.

Таким образом, именно на лягушке всего легче можно разобраться в строении организма животного, то есть ознакомиться с главнейшими системами его органов и с их значением для жизни целого организма. А это дает нам основу и для понимания организации животных, принадлежащих к другим группам, для сравнения их между собой, для суждения о приспособленности данного организма к тем или иным условиям существования.

Но сложный организм животного не сразу появляется в готовом и законченном виде, а постепенно развивается из яйца, имеющего несравненно более простое строение. Поэтому для понимания строения животного организма мы должны — опять-таки на каком-нибудь определенном примере — проследить и ход его развития. И в этом отношении лягушка опять-таки оказывается чрезвычайно удобным объектом: все ее развитие, начиная от икринки, идет прямо в водной среде, то есть на наших глазах, а не внутри организма матери и не под скорлупой яйца, как это происходит у большинства других животных.

У нас водится несколько видов лягушек (рис. 1). Об их отличительных особенностях будет сказано в одном из дальнейших разделов, специально посвященном вопросам систематики (том И); в данном же случае принадлежность взятой для изучения лягушки к тому или другому зоологическому виду для нас безразлична: речь идет здесь не о видовых особенностях, а о строении тела «лягушки вообще».

Изучение строения тела лягушки обязательно должно быть проведено н а самой лягушке путем ее наружного осмотра и вскрытия: только в таком непосредственном ознакомлении с организацией одного из представителей животного мира и заключается весь смысл работы с лягушкой, составляющей содержание этой вводной главы.

Наружный осмотр и вскрытие лягушки

Инструментами для вскрытия животных служат ножницы с острыми концами, скальпель (его можно заменить острым перочинным ножом или же лезвием безопасной бритвы, лучше вставленным в рукоятку), пинцеты и булавки. Вскрытие мелких животных лучше производить в особой ванночке, сделанной из цинка или оцинкованного жачеза и по форме похожей на фотографическую ванночку (можно взять и фотографическую ванночку). Чтобы вскрываемых животных можно было прикрепить к дну ванночки булавками, дно ванночки заливают слоем воска или закрывают куском древесной коры. Такая ванночка и инструменты, для вскрытия пригодятся и в дальнейшем для практического ознакомления со строением представителей различных групп животных.

Перед вскрытием лягушку нужно умертвить Для этого примерно за час до ра-

1 В школьной практике это следует делать до урока и не на глазах у учащихся.

боты лягушку сажают в плотно закрываемую банку и бросают туда комок ваты, смоченной хлороформом или эфиром. Банку закупоривают и держат закрытой около часа. Если нельзя достать хлороформа или эфира, лягушку можно убить иначе: взяв лягушку за задние ноги, ударить ее затылком о край стола.

Внешний осмотр. Уже при внешнем осмотре мертвой лягушки мы можем убедиться, что основой тела животного, придающей ему определенную форму, является скелет.

В теле лягушки мы различаем голову и туловище. Хвостовой отдел у взрослой лягушки снаружи незаметен, но мы найдем его при рассмотрении скелета.

На голове находим глаза, ноздри, широкий рот и по бокам позади глаз пару круглых ушных отверстий, затянутых барабанной перепонкой. Барабанная перепонка — часть органа слуха: она воспринимает звуковые колебания и через посредство крошечной косточки передает их внутреннему уху.

Глаза у лягушки выпученные и торчат над головой. Это имеет для нее двоякое значение: во-первых, лягушка может охватить взором широкое пространство, что для нее важно из-за отсутствия шеи (на убитой лягушке легко убедиться, что голова лягушки может только очень немного поворачиваться в стороны); во-вторых, лягушка проводит много времени в пруду, и тогда ее торчащие глаза высовываются над водой, высматривая добычу и замечая опасность. Конец морды с отверстиями ноздрей при этой позе также выставляется из воды, и это дает сидящей в воде лягушке возможность дышать атмосферным воздухом (рис. 2).

Попробуем надавить на глаз лягушки: он оказывается податливым и опускается под нажимом пальца. Живая лягушка сама таким образом «убирает» свои глаза, защищая их от повреждений, когда ей приходится пробираться среди зарослей или под камнями.

Переходим к рассмотрению туловища лягушки. В задней части туловища мы находим отверстие клоаки, то есть одно общее отверстие, через которое выводятся из тела и испражнения, и моча, и (во время размножения) половые продукты.

На теле лягушки мы видим две пары конечностей — передние и задние ноги. Конечности имеют несколько подвижных суставов и оканчиваются пальцами. В конечностях лягушки мы различаем те же самые отделы, что и на наших руках и ногах, а именно: плечо, предплечье и кисть — на передних конечностях и бедро, голень и ступню — на задних.

Передние конечности гораздо слабее задних, и при передвижении обе пары ног работают неодинаково. На задних конечностях пальцы соединены между собой плавательной перепонкой, имеющей значение для передвижения в воде, когда лягушка ныряет (вспомним плавательные перепонки: на ногах у водоплавающих птиц — утки и гуся).

Внешние покровы тела образует кожа. Кожа у лягушки голая, тонкая и

Рис. 2. Головы лягушки, крокодила и бегемота — положение ноздрей и глаз в связи с «земноводным» образом жизни.

alt="" />

Рис. 4. Дно ротовой полости лягушки:
1 — место прикрепления языка; 2 — нижняя челюсть; 3 — отверстие, ведущее в полость голосового мешка; 4 — свободный край языка; 5 — гортанная щель.

плохо защищает тело от высыхания. Она покрыта слизью и все время поддерживается во влажном состоянии. Поэтому лягушка принуждена держаться более влажных мест, где не так сохнет ее кожа, и должна время от времени погружаться в воду. Здесь вода не только смачивает ее кожу, но через нее впитывается в тело и пополняет в нем убыль от высыхания. Таким образом, погружение тела в воду заменяет лягушке водопой (через рот лягушка воды не пьет).

Влажная и тонкая кожа служит лягушке также добавочным органом дыхания, так как через нее может совершаться газообмен между кровью и наружной средой.

Внешние покровы являются также и носителями окраски животного. Общий тон окраски хорошо скрывает и зеленую и бурую лягушку среди той обстановки, в которой она живет; такая окраска называется покровительственной.

Покровительственная окраска является одним из защитных приспособле- н и й, помогающих животному избегать гибели среди окружающих его со всех сторон опасностей. Но, конечно, это вовсе не значит, что покровительственная окраска спасает от гибели каждую лягушку и всегда делает ее невидимой для врагов. Наоборот, только очень немногим лягушкам приходится умирать своей, естественной смертью, а большинство их погибает от цапель, ужей, щук, сомов и других хищников. Но если бы при таком количестве врагов лягушки не имели бы защиты в своей окраске, то они могли бы подвергнуться и полному истреблению. Важно здесь то, что благодаря покровительственной окраске врагам труднее их найти и многие из лягушек (скорее всего такие, у которых окраска лучше, чем у других, подходит к цвету почвы или зелени) остаются незамеченными, продолжают жить и размножаться, передавая потомству и свою покровительственную окраску. Спасает лягушек от истребления и их большая плодовитость, быстро пополняющая тот урон, который наносят им хищники.

Внутренние органы. Рассмотрение внутренних органов начнем с ротовой полости. Рот лягушки захватывает добычу, и ротовая полость является начальным отделом пищеварительной системы.

С помощью пинцета раскройте рот лягушки. Рассмотрите положение и устройство языка, вытянув его пинцетом: язык у лягушки, в отличие от нашего, запрокинут назад, поверхность языка клейкая. При таком устройстве язык служит лягушке для ловли добычи (рис. 3).

Подобравшись к насекомому, лягушка раскрывает пасть, выбрасывает язык вперед и ударяет им свою добычу; насекомое прилипает к клейкому языку, и тогда лягушка втягивает язык обратно в рот.

Проведя пальцем по верхней челюсти и по нёбу лягушки, вы можете нащупать здесь мелкие зубы. Такие зубы служат не для жевания, а для удерживания живой, вырывающейся добычи.

Введите жесткую щетинку (от щетки) в носовое отверстие, и вы увидите, что носовая полость у лягушки соединяется с ротовой: конец щетинки покажется через задние носовые отверстия, или хоаны.

Найдите в задней части глотки другую пару отверстий — евстахиевы трубы. Если проколоть снаружи барабанную пе

репонку, то конец иглы выйдет в глотку через евстахиеву трубу. Значит, евстахиева труба соединяет полость уха с полостью рта.

В глубине раскрытой полости глотки находится отверстие пищевода, через которое захваченная добыча проходит в желудок. Оно раскрывается только при глотании, и его можно обнаружить, просовывая туда кончик карандаша или сложенные вместе концы пинцета. Под ним видна узкая продольная щель гортани, через которую воздух при дыхании проходит в легкие и обратно (рис. 4).

Чтобы рассмотреть другие органы, нужно произвести вскрытие лягушки. Но прежде чем к нему приступить, определите, какого пола взятая вами лягушка — самец это или самка. Распознавательный признак вы найдете на передних лапках: у самцов на ладонной стороне внутреннего пальца имеется вздутая шероховатая подушечка (см. рис. 15), а у самок такой подушечки нет. (О значении этих подушечек см. стр. 20.)

Положите лягушку спиной вниз на дно препаровальной ванночки и распяльте ее булавками, проткнув булавки через конечности и через самый кончик морды [I].

Тонкую, легко оттягивающуюся кожу лягушки разрежьте ножницами по двум направлениям: сначала вдоль брюха — от клоаки до переднего конца, а потом в поперечном направлении — от одного плеча к другому. Оттяните лоскуты кожи в стороны, отделяя кожу от мяса кончиком скальпеля или острого ножа, и приколите их булавками по сторонам тела.

Теперь вскрывайте обнаженную от кожи мускульную стенку тела.

Острием ножниц проколите эту стенку у заднего конца тела, остерегаясь повредить лежащие под ней внутренности. Заметьте просвечивающий по средней линии вдоль брюха синеватый кровеносный сосуд (вену) и ведите разрез вдоль него, но чуть правее, чтобы его не прорезать и не залить препарат кровью. Когда вы дойдете до груди, ваши ножницы встретят твердые скелетные части — кости и хрящи плечевого пояса, поддерживающего скелет передних конечностей. Эти косточки и хрящи также нужно перерезать и довести разрез до головы.

Кончив продольный разрез, приподнимите пинцетом ту половину мышечной стенки, на которой осталась неповрежденная брюшная вена, и постарайтесь осторожно отделить ее кончиком ножа от мускулов так, чтобы она осталась внутри и легла вместе с другими внутренностями. Затем (все время приподнимая стенки тела пинцетом!) сделайте на брюхе, ближе к заднему концу, два поперечных разре-

А              Б

Рис. 6. Сердце лягушки:

А — с брюшной; Б — со спинной стороны;

1 — предсердие; 2 — желудочек; 3 — артериальный ствол; 4 — ветви артериального ствола; 5 — сонная артерия; 6 — начало аорты; 7 — кожно-легочная дуга; 8 — верхняя полая вена; 9 — нижняя полая вена;

10 — печеночная вена; 11 — легочная вена;

12 — венозный синус.

за — в правую и в левую стороны. Теперь брюшная стенка разделилась у вас на четыре лоскута. Отверните эти лоскуты в стороны и прикрепите их булавками ко дну ванночки.

Налейте в ванну воды и рассмотрите вскрытую полость тела с лежащими в ней внутренними органами (рис. 5).

На уровне плечевого пояса вы найдете сердце (рис. 6), просвечивающее через прозрачные стенки одевающей его околосердечной сумки (ее нужно осторожно вскрыть). Нижняя часть сердца, обращенная вершиной назад, есть ж е- лудочек сердца; он кажется бледным по сравнению с более темными предсердиями (предсердий у лягушки два, но разделения этого снаружи не видно).

Вперед от сердца идет толстый, но короткий кровеносный сосуд — артериальный ствол; он начинается от желудочка, проходит мимо предсердий и тотчас же разделяется на две дуги — правую и левую. По этим сосудам идет кровь от сердца (рис. 7).

Теперь приподнимите нижний конец сердца (желудочек) и под ним, на его спинной стороне найдите венозную пазуху, куда из больших вен, идущих с разных концов тела, поступает кровь, прежде чем попасть в правое предсердие.

К левому предсердию подходит особый сосуд — легочная вена, приносящая кровь от легких.

При вскрытии часто можно наблюдать, что сердце убитой лягушки начинает биться (особенно если слегка щипать нинцетом его кончик). Больше того, сердце продолжает сокращаться и в том случае, когда оно совсем вырезано из тела. Это возможно потому, что в стенках сердца есть свои нервные центры, управляющие движениями его мускулов.

Легкие вы найдете по обеим сторонам сердца в виде двух тонких и мягких сероватых мешочков (рис. 8). Чтобы лучше их рассмотреть, можно вставить тонкий кончик оттянутой стеклянной трубочки в гортанную щель лягушки и через трубочку надуть легкие воздухом. Легкие— основной орган дыхания лягушки (рис. 9).

Проследите и отпрепарируйте кишечник с его придатками. Большой темно-

Рис. 7. Схема строения сердца лягушки:

1 — сонная артерия; 2 — артериальная дуга; а — легочная дуга; 4 — отверстие легочной вены; 5 — левое- предсердие; 6 — отверстие клапана; 7 — клапан; 8 — желудочек; 9 — правое предсердие; 10 — полая вена; 11 — край луковицы аорты; 12 — венозный синус*

Рис. 8. Дыхательная система лягушки:

— подъязычная кость; 2 — гортань; 3 — легкое.

красный орган в передней части брюшной полости — это печень; отверните ее вперед и найдите под ней темный шарик— желчный пузырь (в него собирается выделяемая печенью желчь, прежде чем попасть через желчный проток в кишку). Рассмотрите положение желудка (он почти весь был прикрыт печенью). За желудком идет длинная извилистая тонкая кишка, которая затем переходит в толстую кишку — короткую и прямую трубку зеленоватого цвета. Постепенно распутайте петли кишки, приподнимая их пинцетом и осторожно подрезая одевающую и связывающую их оболочку — брыжейку. Найдите в петлях кишки: 1) поджелудочную железу — плотный продолговатый орган желтоватого цвета, 2) маленькую красную селезенку (орган, не имеющий прямого отношения к работе кишечника, а только рядом с ним расположенный).

Кишечник является продолжением ротовой полости и вместе с ней и со всеми своими придатками составляет пищеварительную систему животного. К ней также принадлежат печень и поджелудочная железа, выделяющие пищеварительные соки, которые по общему протоку вливаются в тонкую кишку. Кишечник у лягушки оканчивается отверстием клоаки, через которое извергаются наружу непереваренные остатки пищи.

В самой задней части брюха найдите мочевой пузырь, куда собирается моча, выделяемая почками (сами почки лежат глубже, и их пока еще не видно).

Если взятая для вскрытия лягушка была самкой, то среди внутренностей вы увидите очень объемистые органы размножения. Они состоят из пары темно-желтых или желтоватых яичников, имеющих зернистое строение, и из пары белых извилистых трубок — яйцеводов. Задние концы яйцеводов открываются в клоаку (рис. 10).

У самцов органы размножения занимают гораздо меньше места и связаны с почками.

Чтобы добраться до почек, удалите весь кишечник: приподняв пинцетом желудок, прорежьте ножницами пищевод, а затем, подрезая, где нужно, брыжейку, выньте и отложите в сторону желудок и кишки. На спинной стороне тела по бокам позвоночника вы увидите пару темнокрасных продолговатых почек; они выделяют мочу, которая по тонким мочеточникам стекает в клоаку.

У самцов (рис. И) рядом с почками лежат органы размножения — семенни-

-9

Рис. И. Мочеполовые органы самца лягушки:

’10              1 — жировые тела; 2 — семенники:              з              —              мочесемен

ные каналы; 4 — семенные мешочки; 5 — отходящие от них семеизвергательные ка- -—^ налы; 6 — клоака; 7 — мо- чевой пузырь; 8 — отрезок задней кишки; 9 — надпо- чечники; 10 — почки.

LiJrlBm-              в

6

Рис. 12. Головной мозг лягушки в черепной коробке:

1 — обонятельные доли; 2 — полушария переднего мозга; 3 — промежуточный мозг; 4 — зрительные доли;

5 — мозжечок; 6 — продолговатый мозг.

к и, похожие на семена бобов. Их выводные протоки идут через почку, а затем половые продукты попадают в мочеточник. (О мужских и женских половых продуктах будет подробнее сказано далее — в статье о размножении лягушки.)

Удалите из полости тела все органы и обнажите ее верхнюю (спинную) стенку. Рассмотрите просвечивающий вдоль тела позвоночник — скелетную основу тела — и беловатые спинномозговые нер- в ы, отходящие попарно от спинного мозга в промежутках между отдельными позвонками (сам спинной мозг скрыт от нас позвоночником).

Отпрепарируйте головной мозг. Для этого выньте лягушку из ванночки и снимите кожу с передней части спины и с головы. Затем, нагнув голову лягушки вперед, найдите на перегибе место, где череп сочленяется с позвоночником. Возьмите ножницы, осторожно проколите острием натянувшуюся на месте сгиба перепонку и, держа ножницы в горизонтальном положении, разрежьте боковые стенки черепа сначала с одной стороны, затем с другой (эти разрезы нужно вести почти прямо вперед). Отверните верхнюю крышку черепа пинцетом и удалите ее прочь.

Мозг в черепе одет еще мягкой оболочкой, которую нужно осторожно снять, чтобы видеть подробности его строения.

Рассмотрите отдельные части мозга (рис. 12). Передний мозг состоит из дзух мозговых полушарий, вытянутых спереди в обонятел ь*н ы е доли. За передним мозгом следует промежуточный мозг, а за промежуточным — средний мозг (не смешивать эти два названия!), разделяющийся у лягушки на две округлые зрительные доли (от них сразу отходят зрительные нервы к глазам, перекрещиваясь в виде буквы X). Позади них находится мозжечок, имеющий здесь вид тоненькой поперечной полоски, а за ним следует продолговатый мозг, постепенно сужающийся и переходящий в опинной мозг. По бокам от головного мозга отходит несколько пар головных нервов.

Спинной мозг идет вдоль позвоночника и защищен сверху костными дугами позвонков, образующими как бы сводчатый коридор-канал, в котором и помещается спинной мозг.

Чтобы обнаружить спинной мозг (рис. 13), нужно сперва снять кожу со всей спины лягушки, очистить здесь мускулы, а затем осторожно кончиками ножниц срезать дуги всех позвонков. Отходящие от спинного мозга спинномозговые нервы мы уже видели, рассматривая позвоночник снизу.

Рис. 13. Нервная система лягушки (вид с брюшной стороны):

ПМ — передний мозг (полушария); Н — носовые мешки; Гл — глаза; I—X — головные нервы (I — обонятельные, II — зрительные, V — тройничные): 1—10 — спинномозговые нервы; СН — сецалищные нервы; НГ — нервы голени; Симп. — симпатическая нервная система.
Положите лягушку снова в ванночку в прежнем положении; рассмотрите толстые нервы, идущие в задние конечности, и постарайтесь, раздвигая мышцы, проследить путь нерва далее. Ущипните этот нерв: если лягушка была убита недавно, то в результате такого раздражения нерва произойдет сокращение тех мускулов, к которым он идет, и лапка лягушки дернется.

Головной и спинной мозг вместе с отходящими от них нервами образуют нервную систему животного. Эта система органов устанавливает связь животного с окружающей средой, согласует работу отдельных его органов и определяет его поведение.

Обратите внимание на сильное развитие мускулатуры на задних ногах лягушки. При передвижении лягушки главная работа падает как раз на долю задних ног: ими она с силой отталкивается при прыжках по земле, ими же она действует и ныряя в воде. Таким образом, сила мышцы связана с ее толщиной.

После вскрытия лягушки рассмотрите (лучше на готовом препарате) скелет этого животного (его вы отчасти прощупывали при наружном осмотре). Он состоит из отдельных костей, и многие из этих костей сочленяются между собой подвижно. Обратите внимание на хвостовой отдел позвоночника, который у лягушки сросся в одну заостренную сзади хвостовую косточку, которая помещается как раз в рамке между тазовыми костями и поэтому не заметна при наружном осмотре.

Клеточное строение животного организма

При помощи микроскопа можно обнаружить, что тело животного, как и тело растения, имеет клеточное строение.

Если живую лягушку посадить в банку с небольшим количеством воды, то в ней скоро появятся прозрачные пленки — это лоскутки верхнего слоя кожи, который слинял у лягушки. Рассматривая такой лоскуток под микроскопом, можно видеть, что он состоит из множества клеток многоугольной формы, тесно прилегающих друг к другу. Все такие клетки, выстилающие поверхность тела лягушки, образуют ее наружную              покровную

ткань (рис. 14). Чтобы картина была яснее, кожицу сначала выдерживают минут 15—20 в блюдечке с разведенными лиловыми чернилами: от них прокрашиваются и яснее выступают              клеточные Рис 14 клетки

ядра.              кожи              лягушки.

Рассматривая под микроскопом каплю крови, взятую от живой лягушки и покрытую сверху покровным стеклышком, можно видеть, что кровь состоит из бесцветной кровяной жидкости, в которой плавают многочисленные продолговатые, округлые красные кровяные тельца (см. рис. 22); они разносят по телу кислород, входящий в состав их красящего вещества. Это также клетки тела, а более светлое пятнышко, которое просвечивает в середине такой клетки, — это клеточное ядро. Кроме красных телец, в крови имеются также бесцветные и не имеющие определенной формы белые кровяные тельца.

Все остальные органы животных также обнаруживают клеточное строение. Клетки могут быть очень разнообразной формы в зависимости от выполняемой ими функции. Так, мышцы состоят из очень удлиненных клеток, имеющих форму волокон; нервные клетки имеют сильно ветвистую форму; хрящевые клетки расположены небольшими группами среди выделенного ими упругого и прочного вещества.

Клетки, имеющие сходную форму и расположенные вместе, образуют в организме различные ткани: покровную, соединительную, мышечную, или мускульную, нервную, хрящевую, костную. Каждая такая ткань выполняет в организме свою определенную функцию, которая соответствует ее строению. Кровь также составляет одну из тканей тела.

У растений клеточное строение было открыто еще в XVII веке, как только был изобретен микроскоп. Однако ученые того времени обращали внимание только на стенки клеток, сравнивая их с пчелиными сотами, и еще не знали ни протоплазмы, ни ядра, то есть самых важных — живых — частей клетки. Только в 1838 году два немецких ученых, ботаник Шлей- д е н и зоолог Ш в а н н, доказали, что и животные и растительные организмы состоят из клеток, то есть что в основном их строение оказывается одинаковым, несмотря на все их внешние различия. Ворона и крапива, корова и яблоня сходны между собой тем, что все они одинаково имеют клеточное строение (сравним между собой микроскопические препараты кожицы лягушки и кожицы лука).

Это открытие имело огромное значение для дальнейшего развития науки и для понимания единства всего органического мира — и растительного и животного.

Основные системы органов животного

Повторим теперь все, что мы узнали на примере лягушки о строении животного организма.

Мы видели в теле лягушки много различных органов, то есть таких частей, которые имеют какое-либо свое, особое отправление, выполняют какую-либо определенную функцию, необходимую для жизни целого организма. Лягушка принадлежит к числу животных, имеющих сложное строение, и у нее однородные или близкие по своей функции органы образуют вместе систему органов: мы говорим о кровеносной системе, куда входят и сердце, и все отходящие от него сосуды, и протекающая по ним кровь; говорим о нервной системе, куда входят головной и спинной мозг вместе со всеми отходящими от них нервами, и т. д.

Теперь мы должны уяснить себе, какие же системы органов мы видели у лягушки, как они связаны между собой в своей работе и какое значение имеет каждая из них в жизни целого организма. В отличие от растений, которые питаются минеральными веществами из почвы и углеродом из атмосферного углекислого газа, животным приходится питаться веществами сложного химического строения, которые образуются в организме растений или в переработанном виде составляют тело других животных. Следовательно, животному приходится искать себе корм, двигаться за ним, а иногда и преследовать свою добычу.

И мы видим у лягушки костно-мышечную систему, выполняющую работу по передвижению тела. Мышцы прикрепляются своими концами к двум отдельным костям и при сокращении приводят их в движение: животное поворачивает свое тело, ползает, прыгает или плавает.

Сам по себе, без мышц, скелет не может двигаться. Но и мышцы, прикрепленные к скелету, также не производят сокращений самопроизвольно. Они сокращаются под влиянием возбуждений, передаваемых к ним нервами, идущими от мозга. Животное производит движение, когда видит или чует добычу, когда замечает опасность, чувствует боль и т. д. Значит, способность к движению у животного зависит не только от мускулатуры и скелета, но и от нервной системы, а самое наличие этих органов (которых нет у растений) в первую очередь обусловлено животным типом питания. Отыскивая корм или преследуя добычу, животное движется вперед. Поэтому тело его должно было получить такое строение* при котором мы можем различить передний и задний концы, правую и левую стороны. При этом правая и левая стороны почти всегда бывают симметричны, то есть одна представляет как бы зеркальное отражение другой. Значение такой симметрии будет нам понятно, если мы вспомним, как бывают устроены наши искусственные средства передвижения — телега, сани, лодка, автомобиль, паровоз, пароход, самолет: на них мы также видим передний и задний концы и симметричные между собой правую и левую стороны. (Как бы пошла телега, если бы на одной стороне ее колеса были мельче, чем на другой?) У неподвижных, укоренившихся в почве растений мы различаем верх и низ, но не находим переднего и заднего концов, правой и левой сторон, как у большинства животных. Животные, как мы уже сказали, питаются растительным и животным кормом, то есть уже готовыми органическими веществами. Но в отличие от незеленых растений (например, грибов), которые питаются органическими веществами только в виде жидких растворов, животные поглощают свою пищу главным образом в нерастворенном виде, либо целиком, либо кусками. В таком виде пищевые вещества не могут дойти до отдельных тканей и клеток тела, которые в них нуждаются. В связи с этим у животных должна была выработаться довольно сложная пищеварительная система. Ртом животные высших групп захватывают корм, иногда измельчают его зубами, обволакивают слюной и направляют его через глотку и пищевод в расширенный отдел кишечника — желудок. Здесь выделяемый стенками желудочный сок начинает переваривать пищу, то есть обращать ее в жидкое состояние. Из желудка пища проходит в тонкую кишку, куда общим протоком вливаются желчь из печени и сок поджелудочной железы. Под действием этих соков в кишке продолжается переваривание пищи. Сокращениями мышц, залегающих в стенках кишки, пища продвигается по кишечному тракту дальше и проходит в толстую кишку. В кишках переваренные части пищи через стенки кишечной трубки попадают в сосуды кровеносной системы (их хорошо видно между прозрачными листками брыжейки), а кровь разносит питательный материал ко всем тканям тела. Непереваренные остатки извергаются вон через прямую кишку и отверстие клоаки (или, как у большинства других животных, через особое заднепроходное отверстие). Жизненные процессы ассимиляции и диссимиляции, то есть усвоения и распада, проходят во всех тканях тела; всем живым клеткам необходимы питательные вещества и кислород; все клетки в результате своей жизнедеятельности выделяют углекислоту и азотистые продукты распада. Однако непосредственной связи с внешней средой клетки различных органов тела не имеют. Посредником между различными органами тела и внешней средой у более высокоорганизованных животных служит жидкая внутренняя среда. Ее составляют, во-первых, межклеточная жидкость, заполняющая мельчайшие промежутки между отдельными клетками, и, во-вторых, кровь, совершающая круговое движение в теле по сложной сети сосудов кровеносной системы. Обмен веществ в теле многоклеточного животного происходит между клетками тела и внутренней средой организма.

Кровеносная система состоит из сердца — мускульного мешка, своими

сокращениями приводящего кровь в движение, — и из отходящих от него кровеносных сосудов. Сосуды, по которым кровь идет от сердца к каким-либо органам, называются артериями; сосуды, несущие кровь от различных органов к сердцу, называются венами. Из артерий в вены кровь попадает (у высших животных) через густую сеть мельчайших разветвлений кровеносной системы — капиллярных сосудов (капилляров). Через тонкие, проницаемые стенки капилляров кровь приходит в близкое соприкосновение с межклеточной жидкостью, а через нее и с клетками различных тканей. Здесь, в капиллярах тела, кровь отдает тканям принесенный ею от кишечника питательный материал и принесенный от легких кислород, здесь же одновременно кровь получает из тканей и уносит с собой продукты распада — углекислоту и азотистые вещества. Углекислота затем будет выделена кровью в легочных капиллярах (где вместе с тем кровь обогатится кислородом), а азотистые продукты распада будут выделены в виде мочи через почки.

Кровь, побывавшая в органах дыхания, выделившая там углекислый газ и обогатившаяся кислородом, называется артериальной; кровь, побывавшая в тканях тела, отдавшая там свой кислород и захватившая оттуда углекислоту, называется венозной. К кровеносной системе имеет близкое отношение селезенка — орган, в котором вырабатываются белые кровяные тельца. Ды хательная система, как мы уже видели, теснейшим образом связана в своей работе с кровеносной системой. У лягушки она состоит из дыхательных путей, через которые воздух попадает в легкие[II], и самих легких— органа воздушного дыхания. Добавочным органом дыхания у лягушки служит ее влажная кожа, к которой идут ответвления легочной артерии. Газообмен через кожу может происходить и в атмо-. сферном воздухе и в воде. У животных, живущих в воде, как правило, газообмен совершается через особые тонкостенные выросты на теле — жабры. Выделительная система, как и дыхательная, также тесно связана с кровеносной системой. У позвоночных животных она состоит из пары почек, мочеточников и мочевого пузы- р я. Кровь заходит в почки по почечным артериям и уходит по почечным венам. Кожа образует общий наружный покров тела. Он имеет прежде всего защитное значение для целого организма, предохраняя остальные ткани от вредных влияний внешней среды. В частности, он защищает организм от проникновений гнилостных и болезнетворных бактерий (вспомним нагноение ран, где целость кожного покрова оказалась нарушенной). Далее, покровы тела, которые первыми встречаются с внешней средой, несут в себе окончания чувствительных нервов и служат органом осязания. Кроме того, как мы это видели на лягушке, Наружные покровы могут нести дыхательную и выделительную функции. Кожные выделения могут быть едкими (например, у жаб), и тогда они защищают животное от хищников. Наконец, в клетках кожи откладываются красящие вещества, от которых зависит общая окраска животного, которая обыкновенно также имеет защитное значение. В нервной системе мы различаем:              1) центральный орган-

головной и спинной мозг, составляющие единое целое, 2) отходящие от мозга периферические нервы и 3) органы чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса), связанные с чувствительными периферическими нервами.

Кроме того, с периферическими нервами связаны небольшие нервные узл-ы, рассеянные в различных внутренних органах тела. Такие узлы дают отдельным органам некоторую самостоятельность действий. Поэтому, как мы видели, вырезанное сердце лягушки продолжает некоторое время сокращаться, хотя оно и потеряло связь с центральной нервной системой.

Мы уже видели, что нервная система имеет теснейшую связь с той способностью к сложным движениям, которой обладают животные и которая, в свою очередь, связана с особенностями их питания: в отличие от растений, животные не могут питаться минеральными веществами и им приходится отыскивать себе корм, двигаться за ним, брать или схватывать его и затем заглатывать. Основная особенность нервов — это их способность воспринимать и передавать возбуждения, идущие либо от внешней среды к мозгу, либо от мозга к мышцам. Нервы имеют волокнистое строение. Те нервные волокна, которые оканчиваются в коже или в каком-либо из органов чувств, передают к мозгу раздражения, идущие от внешней среды, это так называемые чувствующие волокна (из таких волокон состоят нервы зрительные, обонятельные, слуховые). Нервные волокна, оканчивающиеся в мышцах, передают мышцам возбуждения, идущие от мозга, и этим вызывают сокращения мышцы: мышца производит движение. Такие волокна называют двигательными. В центральном органе нервной системы, то есть в спинном и головном мозге, которые составляют одно цатое, устанавливаются различные связи и комбинации возбуждений, проводимых чувствующими и двигательными волокнами. Поэтому мозг является органом, который регулирует совместную работу остальных органов тела и позволяет животному приспосабливать свое поведение к окружающим его условиям: находить и схватывать добычу, спасаться от опасностей и т. д.

Такое строение мозга, какое мы видим у лягушки, в основных чертах повторяется и у высших позвоночных животных, вплоть до самого человека. И у них есть полушария переднего мозга, промежуточный и средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг. Но у высших животных мозжечок и полушария развиты сильнее, чем у лягушки. Особенно сильно развиты мозговые полушария у человека: они у него составляют главную массу головного мозга и имеют более сложное строение по сравнению с любым животным. С развитием мозговых полушарий связано и развитие высших форм нервной деятельности — психических способностей. У собаки или у вороны они гораздо выше, чем у лягушки, а у человека несравненно выше, чем у всякого животного. В основе человеческого поведения лежит высшая форма нервной деятельности — сознание и мышление. Все части организма, как мы видели, тесно связаны друг с другом в своей работе и составляют единое целое — организм (в данном случае — лягушку). Правда, отдельные органы и ткани и даже отдельные клетки могут некоторое время жить и вне организма, как это мы. могли наблюдать на вырезанном сердце лягушки. Однако поддерживать жизнь таких отделенных от организма частей возможно только в особых, искусственно создаваемых условиях: сами по себе выделенные из тела органы и ткани остаются живыми только очешgt; короткое время.

Взаимодействие между различными частями сложного организма имеет огромное значение для существования животного. Если животное умирает, то происходит это не потому, что одновременно .умирают все его ткани, а потому, что нарушается сложная связь между отдельными частями его тела.

Возможность хотя бы кратковременной жизни отдельных органов и тканей вне организма обнаружена не только у животных, но и у человека. Это еще лишний раз опровергает религиозное учение о «душе». Если бы мы признали существо^ вание особой «души», от которой будто бы зависит жизнь тела, то нам не удалось бы объяснить, каким образом могут оставаться живыми отдельные части, вырезанные из мертвого организма, у которого «душа» уже покинула тело. Приписывая жизненные проявления присутствию особой «души», мы должны были бы принять, что свои отдельные «души» есть у каждого органа, у каждой ткани, у каждой клетки тела, раз они способны хоть сколько-нибудь времени жить отдельно от организма. Свое особое значение имеет половая система, или система органов размножения. Все ранее рассмотренные системы органов необходимы для су

ществования каждой отдельной особи. Но без органов размножения животное может прожить, вспомним, например, волов, меринов и валухов, то есть кастрированных быков, жеребцов и баранов, у которых вырезаны и удалены семенники. Органы раз- ,множения поддерживают существование вида и обеспечивают непрерывность жизни в ряде сменяющих друг друга поколений. Каждый отдельный организм в результате совершающихся в нем изменений неизбежно приближается к концу своего существования. «Жить — значит умирать» — так выразился Энгельс. Организм умирает; остаются жить его потомки, развившиеся из его половых клеток.