ринуждают прийти к выводу: если антропоморфное понятие «организатор» имеет какой-либо смысл в применении к развитию организма, поскольку делается ударение на связи клеток и их комплексов, то понятие «организатор» в опытах трансплантации в чужой эмбрион (в живом или мертвом состоянии этот материал пересаживается, взят ли он от раздавлеи-

252

ных дафний или от трупа человека) лишено вообще всякого биологического смысла.

Роль подсаженного организатора заключается в резком нарушении обычных взаимных индукций. Значит, организатор не организует и не индуцирует, а выступает в роли дезорганизатора, лучше сказать дезинтегратора, структурных и функциональных-соотношений клеток и клеточных систем нормального эмбриона. Происходит изоляция клеточных комплексов из-под формативного влияния целого.

Следует особо подчеркнуть, что в абсолютном большинстве опыты по индукции вторичных эмбрионов не удается осуществлять, на более поздних стадиях. Это объясняется тем, что на стадиях поздней гаструлы и нейрулы начинает уже появляться способность к регенерации, создаются новые иммунологические возможности и зародыш становится еще более интегрированным, чем на предшествующих стадиях. Вследствие этого обусловливается возможность репарации после повреждения чужеродными трансплантатами, перестройка начавшего развиваться в нервную-пластинку клеточного материала под влиянием интегрального целого.

Таким образом, явления, анализом которых мы столь долго занимались, вероятно, сходны по своему механизму с явлениями: полиэмбрионии у других животных, возникающей благодаря каким-то спонтанно происходящим нарушениям нормальной интеграции зародыша.

Индукции вторичных эмбрионов у амфибий, рыб, птиц и млекопитающих, как мы убедились, служат примерами экспериментальной полиэмбрионии. Нельзя, конечно, это утверждение распространять абсолютно на все случаи индукции вторичной медуллярной пластинки, описанные в литературе.

Теория индивидуального развития Шпемана представляет уже только исторический интерес, но огромный фактический материал: его школы далеко не весь использован эмбриологией, он требует дальнейшего анализа. Из работ последнего времени следует обратить внимание на интереснейшие факты, обнаруженные Хасаном Насером Эль-Дином и Н. С. Габае-вой (1980). Авторами отмечены случаи формирования нервной трубки в отсутствии хорды у эмбриона вьюна (возникших в результате экспериментальной полиэмбрионии). Развивались, в частно-

Рис. 114. Срез через нервные трубки,, развившиеся в отсутствии хорды у зародышей-близнецов вьюиа

253:

сти, и эмбрионы с несколькими нервными трубками при отсутствии хорды (рис. 114). Эти факты как будто несопоставимы даже с кажущимися бесспорными утверждениями о значении хордомезодермы в «индукции» нервной системы в ходе онтогенеза.

ХИМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ИЗУЧЕНИЯ ДЕТЕРМИНАЦИИ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ КЛЕТОК И ТКАНЕЙ

Обратимся вновь к тому, что совершается в ходе нормального развития, — к явлениям дифференциации и к анализу процессов, названных Шпеманом индукцией, и разберем, что, собственно, является взаимозависимостью частей в развитии.

В 50-х и 60-х годах XX в. в связи с возрастающим взаимовлиянием биологии, физики и химии и с использованием новых методик (ауторадиография, электронная микроскопия и др.) снова повысился интерес к химии индукторов, хотя содержание этого понятия резко изменилось. Во-первых, считается неосновательным искать какое-либо одно формообразовательное вещество, вызывающее индукцию. Во-вторых, все меньшее число исследователей уподобляет явления индукции, наблюдаемые в ходе нормального развития зародышей, феномену мертвых организаторов. В-третьих, вместо гипотезы Шпемана об индукционных влияниях организатора на «индифферентный» клеточный материал утвердилась мысль о взаимозависимости частей в развитии зародышей.

В течение длительного периода, последовавшего после увлечения и разочарования химическими исследованиями (40-е и 50-е годы), некоторые эмбриологи продолжали изучать природу индукторов. К ним относятся прежде всего С. Тойвонен и Т. Ямада, которые вместе с другими учеными создали качественную гипотезу индукторов. Тойвонен испытал действие сотен тканей разных животных на их способность к индукции осевых зачатков у амфибий. В 1938 г. он обнаружил, что некоторые индукторы обладают качественно различным действием: ткань печени морских свинок индуцирует почти исключительно передний мозг и его производные (сначала передний мозг, затем глаза и балансеры). Костный мозг морской свинки индуцируют туловищные и хвостовые структуры (миотомы, хорду, почечные канальцы и т. д.).

Ф. Леман в 1950 г. предложил гипотезу, принятую Тойвоне-ном, Ямадой и другими исследователями. Согласно ей, первичная индукция (сущность действия организатора — дорсальной губы бластопора) может быть вызвана всего двумя агентами, образующими два взаимоперекрывающихся градиента. Одно вещество индуцирует исключительно переднеголовные (архенцефалические) структуры, а другое—туловищно-хвостовые (дейтеренцефаличес-кие) структуры. Если много архенцефалического агента и мало дей-теренцефалического, то индуцируется передний мозг; если первого агента относительно мало, а второго больше, то возникает

254

заднеголовная область; если мало переднеголовного агента и много туло-вищно-хвостового, то индуцируются туловищно-хвостовые отделы. Все это и имеет место, согласно гипотезе, в нормальном развитии амфибий; надо представить себе наличие определенных индуцирующих веществ в соответствующих количественных комбинациях в разных участках зародыша.

С. Тойвонен и Л. Саксен в 1955 г. проверили эту гипотезу экспериментально, поставив опыты на зародышах амфибий с одновременной и раздельной индукцией—печенью и костным мозгом. Ткани печени и костного мозга или то и другое вместе пересаживали в гаструлу тритона или завертывали в. эктодерму гаструлы тритона (метод «сэндвичей»). Как видно из схемы на рис. 115, ткань печени индуцирует преимущественно образование переднего мозга и его производных и изредка также заднего мозга со слуховыми пузырьками; индукция мезодермы не наблюдается. Костный мозг индуцирует главным образом мезодер-мальные структуры; головные структуры не образуются. В опытах с одновременным действием печени и костного мозга возникли структуры всех уровней тела нормальной личинки. В ряде случаев на брюшной стороне хозяина развивались полные вторичные зародыши, подобные тем, которые возникают нередко и при трансплантациях верхней губы бластопора или при действии мертвых организаторов.

Тойвонен предполагает, что каждый из двух индукторов образует свое активное поле, при одновременном их действии возникнет комбинированное поле (рис. 115).

Рис. 115. Схема действия полей индукторов (по С. Тойвонену II Л. Саксену, J 955):

А — два перекрывающихся поля действия индукторов, вызванных одновременно пересаженными в гаструлу тканями костного мозга (/) и печени (2); между ними поле, на котором эти два действия перекрываются (комбинированное действие); Б — соответствующий

опыт, проведении,! мальком сэндвиче» иим полем действия

«эктодер-двусторон-

Рис. 116. Схема взаимодействия двух градиентов (по С. Тойвонену, 1955):

N — пейрогенное влияние, ? — мезодермали-зующее влияние, А — переднеголовные (ар-хенцефалические) индукции, D — заднеголов-ные индукции, С — спинно-хвосговые индукции; / — передний мозг, 2 — глаза, 3 — плако-ды, 4 — балансеры

255·

На основании подобных опытов Тойвонен представляет себе существование такого индукционного механизма у зародышей. Должен существовать нейрогенный агент (?-агент), образующий дорсолатеральный градиент, и мезодермальный (или М-агент)— краниокуадальный и одновременно дорсолатеральный (рис. 116). В передней части спинной области зародыша, т. е. в районе действия нейрогенного агента, возникают головной мозг и его производные. Дальше назад по спине, где сильный нейрогенный агент комбинируется со слабым мезодермальным, возникают спинной мозг и слуховые пузырьки. В задней части спинной области более сильно действие М-агента, поэтому центральная нервная система развивается в спинной мозг, формируются сомиты, хорда и весь комплекс мезодермальных структур.

Предположения и данные разных исследователей о химической природе ?- и М-агентов очень противоречивы. Предполагают, что М- и ?-агенты — это белковые соединения. X. Тидеман (1968) извлекал из гомогенатов девятидневных куриных зародышей индуцирующий мезодермальный фактор белковой природы (относительная молекулярная масса 25 000—30 000). Он инакти-вируется тиогликолевой кислотой или меркаптоэтанолом, значит, содержит сульфидный мостик цистина. При имплантации этого вещества в гаструлу амфибии происходило во многих случаях •формирование мезодермальных структур. Трудно, однако, говорить об этом веществе как о специальном «мезодермальной факторе», так как в опытах кроме формирования мышцт хорды и почечных трубочек образовывались и энтодермальные ткани. Считают, что индукция архенцефалических структур может быть получена рибонуклеопротеинами. Однако чистые протеины из костного мозга и куриного эмбриона действуют как каудально-мезо-дермальные индукторы.

Анимализации можно добиться уменьшением хирургическим путем вегетативного материала или обработкой перед оплодотворением некоторыми химическими веществами, такими, как KCN, или обработкой в период дробления иодобензонной кислотой или 2,5-тиометилцитозином.

Вегетализация, т. е. более интенсивное развитие энтодермальных зачатков, может быть вызвана обработкой дробящихся яиц литием или хлорамфениколом. К 70-м годам химия «индукторов» оказалась столь же неясной, как и в период односторонних химических увлечений эмбриологов в 30-е годы.

Подробно изложенная интересная гипотеза Тойвонена не дает, ж сожалению, ничего принципиально нового по сравнению со старыми односторонне химическими схемами сущности индукторов и организаторов, только вместо одного вещества думают о двух или нескольких. Должны быть приняты во внимание следующие очевидные недостатки гипотезы Тойвонена, на которые