Отличия современных форм от раньше существовавших определились с течением времени с такой ясностью, что знаменитый натуралист Кювье в начале прошлого столетия создал целую теорию катаклизмов, по которой на земле неоднократно происходили коренные перемены физических условий, сопровождавшихся окончательным уничтожением всех животных и растений, на смену которых появились путем повторных творений новые организмы.

Однако теория эта продержалась не долго, и на смену ей появилось новое учение, о постепенном, непрерывном изменении форм организмов. В настоящее время доказано, что внезапных коренных переворотов в природе не существует, а все изменения происходят медленно, но непрерывно. Многочисленные факты убеждают нас в том, что и в настоящее время непрерывно совершаются изменения в составе растительных и животных царств различных стран. Мы видим, что даже за короткую эпоху исторического существования человека общая картина органической жизни тех или других стран сильно изменилась.

Возьмем для примера Северную Италию. Эта благословенная страна в настоящее время представляется путешественнику одним сплошным роскошным садом. Повсюду оливковые рощи чередуются с апельсинными, лимонными, среди них простираются обширные виноградники, окаймленные и разделенные аллеями тутовых деревьев, по склонам гор лепятся итальянские сосны (пинии), кудрявые пальмы, развесистые платаны; гордо смотрящие в поднебесье кипарисы украшают сады, вместе с лаврами, миртами, магнолиями, миндальными и гранатовыми деревьями, персиками и многими другими. Повсюду кактусы, опунции и оригинальные агавы. Поля, покрытые сочно-зеленым рисом, широколистным маисом, [10] кормовыми травами и лишь изредка зерновыми хлебами, всюду обрамлены рядами плодовых деревьев. Вечно зеленая, с десятками разнообразных колоритов и цветов, смотрится эта роскошная флора в ярко-лазоревое небо, залитое теплыми лучами блистающего солнца. Ни одно дерево Северной Европы не нарушает гармонии южной флоры этой очаровательной страны.

Между тем существует несомненное доказательство того, что в Северной Италии раньше растительность была иная, и природа не имела такого нарядного вида. Две с половиной тысячи лет тому назад характер природы в Северной Италии был совсем иной. Склоны гор ее были тогда покрыты дремучими лесами, состоящими из деревьев, характерных для северной или средней полосы Европы: елей, сосен, берез, лиственниц, отчасти дубов и буков. Лучи солнца не проникали до земли сквозь густые ветви этих деревьев, и у подножия их, на холодной почве, росли лишь мхи да лишайники. Но постепенно, с увеличением населения, леса эти были истреблены, а на смену им появились вышеперечисленные экзотические растения. Лавры, мирты, гранаты и оливковые деревья распространились в Италии из Греции; из Сицилии были привезены кипарисы уже в III веке до Рождества Христова; платаны и пинии привезены с востока и акклиматизированы в Италии лишь в конце периода республики; вишни появились впервые во времена Августа, в III веке перенесены лимонные деревья, шелковица и каштаны в IX вехе, померанцы перенесены арабами в XI столетии, в XVI веке португальцы привезли из Южного Китая апельсинные деревья, а в половине XIX века в Италию привезены мандарины, в XV столетии из Египта был перенесен рис, в XVI столетии — из Америки маис, наконец, в XIX веке перенесены; алоэ, агавы, опунции и магнолии.

Перед миллионами этих растений быстро отступали и, наконец, исчезли растения прежде господствовавшие в стране, так что в настоящее время в этом блестящем обществе южных растений с трудом можно найти одиноко стоящую лиственницу или пихту.

Изменения характера растительности повлекли за собой и коренные преобразования в составе фауны страны. Достаточно сказать, что каждая древесная порода имеет своих животных, исключительно приуроченных к ней, в особенности насекомых и птиц, так что, с исчезновением целого ряда растительных пород, несомненно произошло сильное изменение и в царстве животных.

Только что описанный ход постепенного изменения природы в Италии беспрестанно повторяется и во многих других странах. В течении десятков столетий Европа обменивалась с Азией растениями и животными; с открытием Нового Света установился новый живой обмен, и теперь мы находим на территории Соединенных Штатов Северной Америки более 700 видов различных европейских растений, а такие американские растения, как, например, картофель, маис, табак — распространены по всему Старому Свету.

Что касается животного населения, то в нем также в широких размерах беспрестанно происходит обмен даже между весьма отдаленными странами. Известны многие примеры, когда животные, завезенные в другую страну более или менее случайно, настолько акклиматизируются в своем новом отечестве, что становятся даже характерными представителями местной фауны. [11] Так, общеизвестен факт сильного размножения лошадей и рогатого скота в привольных травянистых степях Америки и Австралии, хотя эти животные появились там всего IV столетия тому назад. Лет 100 тому назад из Европы было случайно завезено в Америку маленькое насекомое — гессенская муха, [12] которая теперь производит на полях Америки большие опустошения; страшный бич виноделия в Европе филоксера, всего лет 30 тому назад завезена из Америки; кролики, бесчисленными полчищами истребляющие поля австралийских хозяев, также привезены из Америки.

Все подобные примеры, которых можно было бы привести сколько угодно, наглядно показывают, как может изменяться природа даже в очень короткий, сравнительно, промежуток времени. Но понятно, что перемены эти могут быть несравненно значительнее на протяжении огромного промежутка времени.

В различных частях Европы от времени до времени находят остатки прежней фауны и флоры этой части света. Лет 30 тому назад в Северной Швейцарии открыто было несколько пещер, которые в отдаленные времена служили убежищем для первобытного человека. В них очень часто находят, вместе с костями человека и различными произведениями рук его, также кости современных ему животных. Тщательные исследования этих остатков, сохраненных в нанесенной водой почве, с несомненностью убеждают, что в ту отдаленную эпоху в этой части Европы состав животных был совершенно иной, чем в настоящее время. Наука открывает нам следующую картину природы, современной первобытному человеку. В лесах тогдашней Швейцарии паслись совершенно вымершие позднее первобытные быки, туры (Bos primigenius) и зубры (Bison priscus); рядом с ними ходили стадами северные олени, которые теперь обитают лишь в полярных странах, а также мускусные быки, живущие теперь только в Северной Америке и в Гренландии; каменные козлы, благородные олени, табуны лошадей, гигантские мамонты и носороги, близкие родственники современных слонов и носорогов, которые обитают в Африке и в Южной Азии. Из хищных зверей, кроме волка, лисицы, дикой кошки и медведя, в лесах тогдашней Швейцарии водились также: россомаха и песец, нынешние жители арктических стран, а также и львы, и красная лисица. Трудно даже и вообразить себе в настоящее время столь пеструю фауну этого уголка Европы. Как будто нарочно собрались сюда самые характерные животные со всех концов света, чтобы сложить свои кости в пещерах Швейцарии. Слоны и носороги тропической Азии, африканские львы, мускусные быки арктической Америки, северные олени и песцы полярных стран Европы, лошади среднеазиатских степей собрались вместе в лесах и на полях Северной Швейцарии. И много веков это разнохарактерное общество жило здесь вместе, пока изменившиеся физические условия не разогнали их по отдаленным друг от друга уголкам света.

Если принять во внимание изменение физических условий на земле, которое происходило в прежние эпохи, то вышеуказанный факт сделается понятным. Действительно, мы знаем, что в одну из предшествующих нам эпох в нынешних полярных странах был такой же жаркий климат, как теперь на экваторе; здесь росли пальмы и тропические папоротники, в море обитали полипы, которые могут жить лишь в теплой воде (20 °C), но с течением времени климат этих стран постепенно изменился, а соответственно новым физическим условиям должна была измениться организация растений и животного населения; отсюда понятно, почему формы умеренных и полярных стран ушли в своем развитии далее форм тропических, которые и теперь живут приблизительно в тех же самых условиях, как и раньше. Еще большую устойчивость форм животного и растительного царства можно наблюдать на глубине морей. Физические свойства воды, — температура, плотность, степень солености, на большой глубине не подвергаются во времени почти никаким изменениям. Отсюда понятно, что растительные и животные организмы, обитающие в глубине морей, имеют большое сходство с самыми древними организмами, которые в своем развитии как бы задержались. [15]

Сфероидальная форма встречается только у низших животных и характеризует наименее сложную организацию. Простота устройства тела таких животных (например, амебы, корненожки, грегарины, а также и множества низших растительных организмов) доходит до полного почти устранения всяких внутренних органов и внешней дифференцировки. Вследствие этого все точки поверхности тела во всех отношениях равнозначны. Такое животное может передвигаться в любом направлении, так что осей движения у них существует бесчисленное множество.

Лучистая форма тела наблюдается у животных с более совершенной организацией. У них все тело разделено на несколько одинаковых частей, которые лучеобразно расходятся от одного общего центра. Самым характерным представителем таких животных являются морские звезды. Животные эти сравнительно высоко организованы: у них есть внутренний скелет, мускулы, пищеварительные, кровеносные и выделительные органы, нервная система, органы чувств.

Главнейшей особенностью этих животных является то, что все пять лучей совершенно сходны между собой по внутреннему строению и наружной форме, имеют такой же скелет, такие же органы и независимы в своих отправлениях. Каждый из таких лучей, если его отделить, может превратиться в новое животное.

По отношению к движению, лучистая форма имеет то удобство, что животное может передвигаться по направлению нескольких осей, именно по оси каждого луча. Если морская звезда желает переместиться по какому-нибудь направлению, то ей нет надобности предварительно устанавливать тело в определенном положении, так как она легко может передвинуться по направлению любого из своих лучей. Лучистые животные, к которым, кроме звезд, также принадлежат морские ежи, медузы, лилии и др., живут исключительно в воде и двигаются очень медленно.

У других животных соответственно более сложным внешним влияниям и вследствие потребности в более быстрых передвижениях выработалась двусторонне симметричная форма тела: у них все органы тела группируются вокруг одной оси, по которой и совершается передвижение. Обе половины тела, расположенные по бокам оси, являются совершенно одинаково устроенными, а верхняя и нижняя различны, точно также как передние и задние концы главной оси. Хотя двусторонняя симметрия свойственна многим водным животным, но для наземных животных она является единственным планом строения.

Если мы рассмотрим условия передвижений [20] на суше, то нам станет понятным такой план устройства наземных животных. Передвижение по суше представляет для животного менее благоприятные условия, чем в воде, где со всех сторон окружает одна и та же среда и где каждое животное теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им вода. Трение о поверхность земли обусловливает образование снарядов, облегчающих передвижение, которые и появляются у животных в форме конечностей. Чтобы такие подпорки могли удерживать тело в равновесии, они должны быть размещены равномерно по обеим сторонам тела; отсюда и понятно, почему конечности всегда являются в четном числе и размещаются по обеим сторонам оси, причем, в силу закона экономии и возможной простоты, они располагаются на каждой стороне в один ряд. В силу тех же законов, число конечностей, по мере совершенствования организации, уменьшается. Так, у тысяченожек имеется множество пар конечностей, у пауков их только четыре пары, у насекомых — три, а у позвоночных только две пары конечностей и, наконец, у птиц и у человека для передвижения по земле служит лишь одна пара ног. У наиболее высоко организованных животных вдоль главной оси развивается твердая костяная опора или — позвоночный столб, около которого группируются все органы. Так как сторона, на которой образовались конечности, всегда обращена вниз, а противоположная ей — вверх, то произошло определенное размещение внутренних органов, из которых все более чувствительные помешены ниже позвоночного столба, а все менее чувствительные органы, главным образом двигательные мускулы, расположились в верхней части тела. Таким образом выработалось различие между спинной и брюшной половиной тела. Движения у двустороннесимметричных животных нормально совершаются по направлению их главной оси, так что животное перед тем, как двинуться, должно предварительно придать своему телу определенное положение, т. е. поставить свое туловище таким образом, чтобы ось была обращена к точке, куда должно совершиться передвижение. Дальнейшее усложнение организации выражается в выработке приспособлений к передвижению не только по определенному направлению, но и в определенную сторону. Этим обусловливается различие между передней и задней стороной тела. На той стороне, которая при движении находится впереди, располагаются те органы чувств, которые уже на некотором расстоянии могут ознакомить животное с тем, что совершается впереди него; здесь же в большинстве случаев располагаются органы защиты или нападения и органы для принятия пищи. Таким образом передний конец анатомической оси животного превращается в особый снаряд, чрезвычайно сложно устроенный, называемый головою. В то же время на заднем конце тела появляются приспособления, назначение которых также определяется функцией движения. Именно, задний конец позвоночного столба вытягивается и образует хвост, который у водяных животных исполняет то же назначение, как и конечности, т. е. служит органом движения, а у наземных животных имеет самое разнообразное назначение.

Таким образом расположение всех главнейших органов в теле двустороннесимметричных животных является следствием появления симметрично поставленных конечностей, что в свою очередь обусловливается удержанием только одной оси тела. Итак, основная форма тела есть внешнее выражение всего, внутреннего строения, и потому не удивительно, что основная форма тела животных сохраняется при самых разнообразных условиях жизни.

Тем не менее в строении тела некоторых животных наблюдается переход от лучистой симметрии к двусторонней. Так, голотурии, имеющие форму огурца, устроены по типу лучистой симметрии, но двигаются одним концом вперед, а некоторые виды их всегда одной стороной вниз, а другой вверх. Таким образом, у голотурий передний конец играет роль головы, а нижняя сторона тела роль брюшной стороны. Такие же переходные формы наблюдаются и у морских ежей. Хотя большинство ежей устроено по плану лучистой симметрии, но у некоторых видов бывает ясно выражена двусторонняя симметрия.

Как ни разнообразна организация животных, но все они обладают некоторыми общими свойствами, каковы: 1) питание, 2) приспособляемость, 3) сознательное движение, 4) размножение и развитие. Сознательные движения животных — это их образ жизни, которому посвящено все настоящее сочинение («Жизнь животных»). Здесь же рассмотрим пока 3 остальных общих свойства, [21] начиная с питания. [22]

Каждое животное принимает пищу, без чего не мыслимо самое существование его. [23] Необходимость постоянно вводить извне в организм новые массы питательного вещества обусловливается для всех животных тем, что частицы, из которых состоит живой организм, [24] беспрестанно изменяются, разрушаются и поэтому должны постоянно возобновляться. Самый жизненный процесс главным образом и заключается в этом беспрерывном изменении и возобновлении веществ, составляющих организм. Извне поступает кислород, который окисляет сложные органические вещества, из которых построены ткани животного, и разрушает их, причем образуются менее сложные соединения, именно: углекислота, вода, мочевина, некоторые минеральные соли, которые удаляются из организма: углекислота через посредство органов дыхания, остальные вещества при помощи особых выделительных органов. Именно это беспрестанное изменение химического состава материи, из которой слагается организм, и является источником всех сил (теплота, электричество, мускульная и нервная работа и др.), наличностью которых характеризуется живой организм.

Очевидно, что при постоянной потере веществ, которую несет организм во время своей жизни, столь же беспрестанно должно происходить и возобновление их введением новых веществ, которые, будучи известным образом переработаны, могли бы стать на место разрушенных, так как только таким образом может поддерживаться существование живого организма. Под влиянием такой необходимости, каждое животное питается, т. е. вводит из окружающей природы внутрь своего тела различные вещества, перерабатывает их определенным образом и полученные новые частицы размещает по различным тканям своего тела, где в них ощущается надобность; таким образом происходит восстановление веществ, утраченных при разнообразных жизненных процессах. Организм животного беспрестанно возобновляется; в каждом органе, в каждой частице его ткани непрерывно совершается разрушение вещества и замена его новыми, вновь приобретенными извне.

В этом процессе, называемом вообще обменом веществ, можно различать два ряда химических явлений: а) явления, сопровождающие разрушение веществ, продукты которого удаляются тем или другим способом из организма, и б) процесс восстановления тканей, который и есть питание в широком смысле.

Первый ряд химических явлений составляет предмет физиологии. В этой науке рассматривается, как изменяются состав и строение тканей организма в ходе жизненных процессов; она же знакомит нас с процессами химического обмена веществ, который происходит в тканях, а также с процессами восстановления их путем усвоения принятой пищи и выделения получающихся при этом продуктов.