Рисунки Р. Сачляна и Л. Черепановой
«Нет таких отдаленных явлений, до познания которых нельзя было бы достичь, и нет таких таинственных явлений, которых нельзя было бы понять».Декарт
Рождение — юность — зрелость — старость — смерть. Неизбежный цикл развития каждого живого существа.
Колос вырос, чтобы дать зерно и умереть; зерно, прорастая в стебель и новый колос, перестает существовать.
Неотвратимость этого закона человек понял тысячелетия назад, поднявшись на высшую ступень развития природы и приняв титул Homo sapiens (Человек разумный).
Но разум человеческий до сих пор не может смириться с ограниченностью жизни. Среди наук ведущая роль в борьбе за жизнь человека должна быть отведена биологии и медицине. Это они избавили нас от сотен болезней. Ученые именно этих областей знания развивают возникшую почти триста лет назад науку о продлении жизни — геронтологию.
Есть, однако, в биологии и другое направление, связанное с изучением самого факта смерти, факта, который можно познать и, может быть, преодолеть — перешагнуть не в бессмертие, конечно, но к новой, пусть недолговечной жизни.
Принято думать, что проблема воскрешения из мертвых относится скорее всего к области фантастики. А это не так. История биологии знает немало смелых экспериментаторов, изучавших смерть. И, пожалуй, редкая фантастика сравнится с результатами, добытыми ими.
В ЩЕПОТКЕ ПЕСКА
Дом, в котором жил натуралист-любитель Антон Левенгук, ничем не отличался от других домов Дельфта, провинциального голландского городка. Все они были крыты черепицей, на которой после дождя иногда образовывались легкие налеты мха. Впрочем, мох быстро высыхал на солнце и развеивался ветром. С годами в водосточных трубах скапливался мелкий песок, постепенно ссыпавшийся с черепичных крыш.
1 сентября 1701 года Антон Левенгук положил щепотку такого песка под свой самодельный микроскоп. Каково же было его удивление, когда, кроме песчинок, он обнаружил под микроскопом маленькие, дотоле неизвестные существа странного вида. У микроскопических «зверьков» на голове помещалось что-то вроде колесиков, при помощи которых они двигались.
Это были коловратки, обитательницы мхов, теперь хорошо известные науке.
Левенгуку удалось обнаружить коловраток даже в сухом, раскаленном на солнце песке. Правда, для удобства наблюдения к песку приходилось добавлять немного воды.
Тогда Левенгук взял пробу абсолютно сухого песка и прибавил к нему дождевую, да еще и прокипяченную воду. Теперь можно было быть уверенным, что в воде живых существ нет.
Но через полчаса в стеклянной трубочке опять плавали… коловратки.
Левенгук повторял и повторял свои опыты — результаты оставались прежними. Даже песок, пролежавший сухим два года, содержал коловраток.
О своих исследованиях Левенгук сообщил Лондонскому королевскому обществу. Однако открытие это было оставлено без внимания. Скорее всего Левенгуку просто не поверили. Повторять же его опыты было нелегко — микроскоп в то время являлся большой редкостью.
Так или иначе, но факт «оживления» высушенных коловраток в Англии не произвел впечатления и был забыт.
Да и были ли эти коловратки мертвыми? Сам Левенгук полагал, что нет. Просто при высушивании коловраток наступает видимость смерти, очень сильное замедление жизненных процессов, но не полная смерть. Стоит им создать определенную среду, прибавить воды, и жизнь снова вступит в свои права. Таков был вывод Левенгука.
Совсем иного мнения в этом вопросе придерживался другой замечательный исследователь того времени, ТурбевиЯ Нидхем, которому в 1743 году удалось сделать открытие, не уступающее, пожалуй, по интересу и значению опытам Левенгука.
Нидхем исследует зараженные зерна пшеницы. Болезнь злака заключается в том, что некоторые колосья оказываются наполненными черноватыми, точно подгорелыми, зернами. Внутри же зерна представляют собой белую мучнистую массу. Рассматривая эту массу под микроскопом, Нидхем заметил, что она состоит из каких-то волокон.
«Чтобы лучше рассмотреть эти нити и разделить их, — пишет он, — я пустил на препарат капельку воды, и вдруг, к моему величайшему изумлению, нити отделились одна от другой, ожили и стали производить неправильные движения, не поступательные, а извивающиеся, змееобразные, и движения такие продолжались в течение 9-10 часов. Я полагаю, что это особый вид водных животных, которых можно назвать червями, угрицами или змейками, на коих они очень похожи».
Особенно поразило ученого то обстоятельство, что оживали даже черви, взятые из зерен, которые хранились два года в коробке, лежавшей на солнце.
«Угрицы были мертвы, — заключил Нидхем, — а потом они ожили».
Этот вывод навлек на Нидхема бурю негодования и насмешек в ученом мире. «Уж не сам ли господь бог в образе Турбевила Нидхема явился на землю, чтобы воскрешать мертвых?» — язвили одни. «Он просто мошенник», — безапелляционно заявляли другие. Большинство же ученых совсем отрицали животный характер угриц и называли их «движущимися волокнами», «растительными трубками», которые приходили якобы в движение под влиянием всасывания воды. Когда же было доказано, что угрицы — настоящие животные, стали утверждать, будто они во время опыта самопроизвольно зарождаются или возникают из существовавших раньше зародышей.
Нидхем вынужден был отказаться от своих первоначальных взглядов. Особенно на него повлиял авторитет знаменитого микроскописта конца XVIII века, профессора физики и естественной истории аббата Ладзаро Спалланцани, который категорически отказался признать угриц за животных.
Однако по иронии судьбы именно Спалланцани оказался тем исследователем, который вписал новую главу в науку об оживлении высушенных животных. Подтвердив опыты Левенгука, он нашел, что оживают коловратки, не только высушенные на солнце, но и замороженные при температуре —28 градусов. Затем он открыл еще две группы животных, которые также оживали после высушивания. Это были тихоходки и некоторые круглые черви (нематоды). Попали в эксперименты Спалланцани и угрицы Нидхема.
Оказалось, что эти черви оживают даже после высушивания их под колоколом воздушного насоса. Спалланцани пересмотрел свои взгляды и признал, что Нидхем был прав. Он во всеуслышание заявил, что при высыхании наступает смерть.
Смерть, после которой возможно возвращение к жизни.
Ученый Генри Бекер оживил угриц из семян, пролежавших сухими 27 лет. «Спрашивается, не могут ли они (угрицы) вернуться к жизни через 40, 100 лет или более? — писал Бекер. — На этот вопрос могут дать ответ лишь будущие опыты».
Так щепотка песка, взятая Левенгуком из водосточного желоба, положила начало новому направлению в биологии.
ГДЕ КОНЧАЕТСЯ ЖИЗНЬ?
Однако, как ни был велик интерес к оживлению коловраток, угриц и других микроскопических животных, открытие это долго не признавали.
Сам факт оживления мертвого животного казался слишком невероятным, шел вразрез с господствовавшими тогда представлениями о жизни. Раз тело умерло — значит из него ушла душа, вернуть ее человек не в силах. И ученые вели бесконечные споры о том, оживают или не оживают микроскопические животные после высушивания.
В 1860 году Парижским биологическим обществом была даже создана специальная комиссия из восьми профессоров, чтобы решить затянувшийся и принявший резкие формы спор между двумя известными экспериментаторами — Дуайером и Пуше. Были повторены опыты обоих противников и проведено 32 заседания. И вот заключение: коловратки оживают даже в том случае, если их после высушивания полчаса кипятить.
Казалось бы, вопрос решен: стоградусная температура убивает коловраток, а затем они оживают. Но возникало старое возражение: может быть, высушивание и кипячение все-таки не приводят к смерти, а лишь замедляют жизнь? А раз коловратки не мертвы, то никакого оживления не происходит. Где граница между жизнью и смертью? Чем отличается живое тело от мертвого? В чем сущность жизни? Решить эти вопросы можно было, только встав на позиции диалектического материализма.
«Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их природой, — причем с прекращением этого обмена прекращается и жизнь», — писал Ф. Энгельс.
Итак, ясный критерий отличия живого от мертвого — обмен веществ. Если у высушенных животных происходит хотя бы самый минимальный обмен веществ, значит они живы; если нет, то мертвы.
Ответить на этот вопрос мог только эксперимент. Особенно наглядными оказались опыты австрийского пастора, члена ордена иезуитов Г. Рама. Его исследования, составившие эпоху в науке об оживлении, послужили также причиной крушения его духовной карьеры: после опубликования в двадцатых годах нашего века полученных результатов Г. Рама послали миссионером в Перу и Чили, где ему было уже не до науки. Так церковь расправилась с неугодным ей экспериментатором.
Иезуитам было на что негодовать. Их «заблудший брат» добился полной остановки жизни животных (круглых червей, тихоходок, коловраток), а затем воскресил их. Как он сделал это? Рам поместил подопытных животных в трубку и, выкачав из нее ртутным насосом воздух до давления 0,1 миллиметра ртутного столба, хранил эту трубку запаянной целый год. Через год все обитатели вакуума были оживлены в течение 23–45 минут. Но ведь в трубке, хотя и в очень незначительном количестве, все-таки присутствовал кислород — вакуум не был абсолютным. Тогда Рам заполнил трубку сухим гелием. Теперь не было никакого сомнения в том, что кислорода нет. После четырех месяцев пребывания в такой «атмосфере» коловратки, тихоходки и нематоды ожили. Эксперименты Рама показали, что жизнь высушенных обитателей мха совершенно замирает и останавливается: ведь важнейшая жизненная функция — дыхание — в данных условиях была исключена.
Но Рам пошел дальше. Для большей убедительности он решил как можно сильнее охладить предварительно высушенных животных и поместил их в жидкий воздух, дающий температуру —190 градусов. Более полутора лет провели коловратки и тихоходки в такой страшной ванне. И все же их удалось оживить. Но Раму и этого было мало. Он начал применять в опытах жидкий гелий. Испаряясь, гелий давал температуру от — 269 до —271,88 градуса. Животные были оживлены и в этом случае. Именно оживлены, так как говорить о каком-либо обмене веществ в организмах, находящихся при температуре почти космического холода, абсолютного нуля, не приходится. Здесь была полная остановка жизни — смерть. Но смерть в такой форме, при которой возможно возвращение к жизни. Это состояние организмов назвали анабиозом. «Существуют две формы отсутствия жизни, — еще в 1873 году писал профессор Вильгельм Прейер, предложивший этот термин, — живое существо может быть безжизненным и неспособным к жизни, то есть мертвым, или безжизненным, но способным к жизни, то есть анабиотическим».
В те времена это заключение во многом было умозрительным. Опытами Рама и других ученых анабиозу было дано экспериментальное подтверждение. Анабиоз оказался объективной реальностью.
Это был очень важный вывод, который говорил о том, что в своих экспериментах по высушиванию и замораживанию животных ученые имели дело со смертью, а не со скрытой замедленной жизнью. Да, жизнь кончается там, где прекращается обмен веществ. Но если при этом не происходит разложения, микроскопических животных снова можно вернуть к жизни.
Однако с высокоорганизованными организмами дело обстояло значительно сложнее.
ОРГАНЫ ВНЕ ОРГАНИЗМА
Петроград. 1920 год. Плохо с продовольствием. Плохо с топливом. Трудно достать лабораторных животных. А эксперимент не ждет. Ученый думает о будущем, даже когда на фронтах идут бои. Профессору П. Н. Кракову нужно выяснить действие различных химических веществ на кровеносные сосуды. Но где найти материал? Решение приходит неожиданно. И вот…
В лаборатории под стеклянным колпаком стоит колба. На дне колбы немного воды, а в ее горлышко вставлен человеческий палец. Взяли его от трупа, но палец живет вот уже несколько месяцев. Он реагирует на вещества, сужающие или расширяющие сосуды, его кожа выделяет пот, на пальце растет ноготь. Так же долго живет и отрезанное ухо кролика.
Правда, для этого собран специальный несложный аппарат, подающий к кровеносным сосудам уха подогретый до температуры тела кролика раствор Рингера.
Во время опытов ученому приходит дерзкая мысль: остановить жизнь этих органов, а затем попробовать «воскресить» их. Возможна ли такая остановка? Если и возможна, то надолго ли?
Снова эксперименты, и вот в 1922 году опубликованы поразительные результаты. Отрезанное ухо кролика было высушено над серной кислотой до того, что стало похожим на пергамент. В таком виде оно хранилось восемь месяцев.
Однако после того, как ухо осторожно размочили и пропустили по сосудам раствор Рингера, обнаружилось, что сосуды живы. Тот же невероятный результат получили и в эксперименте с пальцем. Палец, высушенный до того, что стал твердым, как дерево, сохранялся несколько месяцев. И все-таки сосуды удалось оживить. При введении адреналина они сокращались.
Итак, отдельные органы высших организмов частично оживают после почти полного высушивания и, казалось бы, абсолютной смерти. Этому сразу не могли поверить. Опыты профессора Кракова повторяют другие ученые.
Думали, что органы, построенные из более нежных тканей, чем уши кролика и пальцы человека, будут по-другому реагировать на высушивание. Но это было быстро опровергнуто, Советский ученый Морозов в 1927 году вырезал у лягушки сердце и высушил его над серной кислотой. Сердце потеряло 25 процентов веса и в таком состоянии сохранялось 3 часа. Это был кусочек сухой, мертвой ткани. Но, размочив сердце и пропустив через него специальные растворы, ученый наблюдал поразительную картину: сердце лягушки билось. Так оно работало в течение нескольких часов.
Много было поставлено различных экспериментов, и сейчас можно считать доказанным, что почти все ткани и органы обладают способностью к «переживанию» при высушивании. Клетки мозга не утрачивают своей жизнеспособности при потере 95,9 процента воды. Так обстоит дело с отдельными тканями и органалли вне организма.
Ну, а можно ли оживить целостный организм, сложно устроенный — с нервной и кровеносной системами, имеющий постоянную температуру тела, — организм млекопитающего? Ведь если покорять смерть, так ту, которая уносит людей.
ДЛЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА
В 1897 году профессор Софийского университета Порфирий Иванович Бахметьев перед лекцией по физике просматривал в учебнике биологии таблицу температур тел различных животных. К большому удивлению, он не нашел в этой таблице температуры тела насекомых. И вот начинаются опыты по выяснению температуры тела бабочки.
Однажды бабочка была охлаждена до таких низких температур, что Бахметьев решил, что она погибла. Действительно, замороженное насекомое выглядело хрупким и ломким. Вычисления, сопоставления и, наконец, вывод: все соки бабочки превращены в лед.
Но вот начинается постепенное оттаивание, и бабочка… оживает.
Этот опыт пробудил мечту — вызвать анабиоз не у насекомых, а у высших животных с постоянной температурой тела.
8 февраля 1912 года Бахметьев после двенадцати лет упорной работы делает первую попытку заморозить летучую мышь. Но предоставим слово самому ученому: «Начиная с 2 часов 56 минут падение температуры тела летучей мыши стало быстрее, всякую следующую минуту она была —2,6, —2,8, —3,6,—4,0 градуса… Дальше я не хотел охлаждать мышь, быстро вынул ее из холодной ванны и, развязавши, положил ее на стол. Мы все нагнулись над мышью и стали ее наблюдать. Она на ощупь была твердая и не показывала никаких признаков жизни. Мало-помалу крылья ее стали опускаться, и вдруг в брюшной полости показалось слабое движение — она начала двигаться! В первое время от радости мы не знали, что делать, но вот доктор Бурше вынул часы и стал наблюдать дыхание…
На другой день мышь дышала нормально и проявляла поползновение улететь. Однако вопрос об анабиозе летучих мышей этим еще не кончился. Нужно было знать, при какой собственно температуре они умирают».
И снова опыты.
Профессор хочет узнать, действительно ли сердце летучей мыши затвердевает и не бьется при температуре ниже —7 градусов. Мыши вскрыли грудную клетку. Сердце оказалось промерзшим и совершенно твердым и, конечно, биться не могло. Но прошло несколько минут, и сердце слабо заработало.
Итак, анабиоз млекопитающих, пока только летучих мышей, был получен экспериментально. От опытов на летучих мышах профессор П. И. Бахметьев решил перейти к опытам с более высокоорганизованными животными. Мысленно он уже видел практическое применение анабиоза. У крестьян зимой нечем кормить скот. Что ж, на зиму коров можно перевести в состояние анабиоза, а весной, когда поднимется трава, «оживить» и выпустить в поле.
Особенно заманчивым казался анабиоз млекопитающих для уничтожения у них болезнетворных бактерий. Например, возбудитель туберкулеза, палочка Коха, гибнет при температуре —10 градусов. «Лечение от чахотки рогатого скота и даже человека при помощи анабиоза есть только вопрос времени. Если бы этого удалось достичь, в чем я не сомневаюсь, то это было бы большим триумфом науки и великим благодеянием для человечества», — писал П. И. Бахметьев в одной из последних своих статей.
* * *
Полвека прошло после смерти П. И. Бахметьева. Как же сейчас решается проблема анабиоза? На первый взгляд может показаться, что особых достижений здесь нет.
Коров на зиму не замораживают, а просто обеспечивают кормами. Туберкулез лечат антибиотиками… И тем не менее за это время в изучении и познании смерти было сделано, пожалуй, больше, чем за двести с лишним лет от Левенгука до Бахметьева.
Сейчас идет период выявления и расшифровки самых интимных и тайных процессов, которые происходят в организме, находящемся в анабиотическом состоянии. Изучение физики и химии коллоидных систем, составляющих живую клетку, сочетается с изучением самого факта анабиоза. Спячка животных и образование защитных капсул у бактерий оказались явлениями анабиотического характера, приспособлением организмов к перенесению трудных условий. Это не обязательно полный анабиоз — остановка жизни, нет, иногда это просто очень сильное замедление жизненных процессов. Здесь проявляется своеобразная диалектика — при неблагоприятных условиях живой организм до минимума замедляет жизнь или даже переходит к смерти, чтобы спасти жизнь, когда это станет возможным.
Советский ученый П. Ю. Шмидт разработал и обосновал классификацию форм анабиоза. Другой знаменитый исследователь, профессор Неговский, впервые в мире оживил человека после видимой клинической смерти (остановка сердца). Смерть отступает. Мощный союз биологии с физикой и химией, оснащенный последними достижениями технических наук: рентген, электронная микроскопия, ультразвук и т. д. — позволяет все ближе и ближе подходить к выяснению самых сложнейших механизмов строения органической материи как во время ее жизнедеятельности, так и при анабиозе.
Все это — залог того, что мечта П. И. Бахметьева — искусственный анабиоз млекопитающих, вплоть до человека, — со временем перестанет быть мечтой. И сейчас даже трудно представить, какие безграничные возможности откроются перед человечеством, научившимся управлять «второй» формой смерти. Это уничтожение всей вредной микрофлоры, попадающей в организм. Это любые наисложнейшие хирургические операции, вплоть до замены «износившихся» органов другими.
А покорение космоса? Анабиотические ванны для космонавтов, позволяющие переносить страшные нагрузки при космических ускорениях. Свежие запасы продовольствия: животные в анабиозе. Переселение земной фауны в другие миры. И, наоборот, доставка «невиданных зверей» иных планет на Землю. Это, наконец, покорение времени — возможность вернуться после анабиоза к «новой» жизни через века.
И хотя сейчас все это звучит фантастически, научный фундамент для осуществления такой фантастики уже закладывают.
И с каждым годом он становится все прочнее.
