Червяки в животе: как «мерзость» превратилась в науку

С каким Вагнером и (почти) Ницше сотрудничал великий паразитолог, кого он заставлял глотать яйца гельминтов, какие звезды осеняли его путь и какие черви зависти и сомнений глодали и подтачивали его взаимоотношения с коллегами, читайте в рубрике «История науки» Indicator.Ru

Детство, юность и «не тот» Вагнер

7 октября 1822 года в Хельмштедте, небольшом, но очень древнем городке в Нижней Саксонии, в семье владельца местной типографии Готфрида Лейкарта родился сын, которого назвали Рудольфом. Хельмштедт вырос вокруг древнего (известного с 800 года) монастыря, где когда-то был и университет, в котором в свое время поработал Джордано Бруно после возвращения из Англии.

Маленький Лейкарт учился в гимназии в родном городе. Уже тогда его дядя, натуралист и медик Фридрих Лейкарт, известный своими работами по морским беспозвоночным, а также трудом «К естественной таксономии гельминтов», смог увлечь племянника зоологией беспозвоночных, любовь к которым останется у Рудольфа на всю жизнь. Однако в те времена нельзя было изучать только зоологию: многие университеты еще со времен позднего Средневековья отдавали предпочтение «классическим факультетам», в число которых входили факультеты права, теологии, свободных искусств и медицины. Поэтому стать зоологом мог только человек с медицинским образованием (возможно, наш герой тогда еще не знал, как это поможет ему в будущей работе с паразитами).

В 1842 году Рудольф поступил в Геттингенский университет, старейший и крупнейший в Нижней Саксонии, но не в качестве медицинского центра, а как альма-матер множества юристов – больше половины его студентов выбирали это направление. Там он вскоре познакомился с Вагнером, но не композитором, а физиологом и анатомом по имени Рудольф Фридрих Вагнер. Он когда-то был учеником самого Кювье, поощрявшего увлечение молодого Вагнера зоологией, потом изучал нервную систему и электрических скатов, а в конце жизни открыл яйцеклетку вместе в Карлом фон Бэром.

Рудольф Вагнер и Рудольф Лейкарт стали друзьями на всю жизнь. Профессор вдохновил ученика продолжать самостоятельные занятия зоологией, и когда диссертация Лейкарта выиграла университетский приз, Вагнер сразу же пригласил его на должность ассистента лектора. Позднее тот стал лектором зоологии, а в 1848 году отправился в свою первую экспедицию на берега Северного моря. Там он, как и Вагнер когда-то, принялся изучать морских беспозвоночных.

Наука под счастливой (морской) звездой

В то время медузы, губки, гидры, морские звезды и другие мягкотелые обитатели морей относились к типу Лучистые (или Radiata). Так их систематизировал Жорж Кювье, который был крупнейшим специалистом своего времени в палеонтологии и сравнительной анатомии, но разделил беспозвоночных довольно поверхностно, отнеся не самые близкородственные группы к одному типу просто потому, что у них лучевая симметрия. Но для Лейкарта важнее была научная истина и проверка гипотез, чем авторитет великого предшественника. Он тщательно и детально исследовал строение этих животных и разделил их на кишечнополостных и иглокожих (эти термины тоже придумал он сам).

Благодаря Лейкарту в систематике животных появилось шесть основных групп: кишечнополостные (Coelenterata), иглокожие (Echinodermata), кольчатые черви (Annelida), моллюски (Mollusca), членистоногие (Arthropoda) и позвоночные (Vertebrata). Сейчас, конечно, групп стало намного больше и взаимоотношения между ними заметно усложнились: например, идут споры о том, относятся ли стрекающие (Cnidaria, к которым принадлежат различные медузы и коралловые полипы) и гребневики (Ctenophora) к одной и той же группе кишечнополостных, червей подразделили на много других групп, появились новые типы, куда отнесли новых малоизученных животных. Однако разделение по версии Лейкарта составило костяк систематики животных.

Сейчас этот вариант кажется очень логичным и классическим, но первые публикации на эту тему научное сообщество встретило с недовольством. Известный немецкий исследователь физиологии кровообращения Карл Людвиг, изучавший нервы, которые влияют на сокращение сердца, сужение и расширение сосудов, саркастически отозвался о труде Лейкарта: «Следовало бы признать хорошим знаком для немецкой науки, если эта работа не найдет читателей». Но некоторые коллеги уже понимали преимущества морфологического подхода, ведь детальное изучение строения животных больше сообщало об их родстве. Эти едкие замечания Людвига парировал выдающийся немецкий анатом, врач и эмбриолог Генрих Ратке, написав Лейкарту: «Надеюсь, ваша работа не только найдет много читателей, но и сама будет признана хорошим знаком для немецкой науки».

Позднее Лейкарт нарисует серию из более чем сотни прекрасных учебных плакатов размером до полутора метров. Эту работу он проведет вместе с младшим коллегой Генрихом с интересной фамилией Nitsche. Правда, на русский она переводится как Ниче, а не Ницше, так что нигилизм прославленного философа и по совместительству друга «настоящего» Вагнера вовсе не уходит корнями в изучение «презренных червей». Разве что очень косвенно, через «трихин» Достоевского (которых еще при жизни Лейкарта, но уже после смерти Федора Михайловича переименовали в трихинелл). А плакаты, вызвав восхищение отца экологии Эрнста Геккеля, сохранились (по крайней мере, некоторые) до наших дней, красочные и детальные, с текстовыми брошюрами, где написана вся известная на тот момент информация о изображенных животных.

Червивое «яблоко раздора»

Но интерес Лейкарта к беспозвоночным далеко не исчерпывался морскими обитателями. Самые большие свои открытия он сделал в другой области – паразитологии. И помогло ему в этом изучение размножения и жизненного цикла у разных групп беспозвоночных. У одних он нашел партеногенез (размножение без оплодотворения), в яйцах других открыл микропили (отверстия в яйце, через которые сперма самца проникает внутрь). Он же придумал термин «полиморфизм», назвав так способность некоторых видов существовать сразу в нескольких формах, очень сильно отличающихся друг от друга (например, «касты», которые мы видим у муравьев или пчел).

Интересно, что в шестидесятые годы (Лейкарт тогда преподавал в Гисенском университете) под его научным руководством успел поработать совсем молоденький, только что приехавший из Харьковского университета Илья Мечников (который, кстати, тоже прославится, работая с морскими звездами – правда, он будет изучать их иммунитет). Будущий лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (о котором Indicator.Ru рассказывал в рубрике «Как получить Нобелевку») вместе с Лейкартом изучал жизненный цикл паразитирующего в легких жаб и лягушек круглого червя Ascaris nigrovenosa (сейчас его называют Rhabdonema nigrovenosum), который, как оказалось, чередует обычное размножение половым путем и самооплодотворение.

Половое поколение этих червей – свободноживущие формы. Они малы, безобидны и обитают в почве. Когда самцы оплодотворяют самок, самки «вынашивают» в себе потомство, которое выводится из яиц внутри материнского организма, понемногу поедает мать изнутри и выходит наружу в виде маленьких червячков, уже дважды полинявших, а не яиц, как обычно. Такое паразитическое младенчество не остается без продолжения, и вот маленькие личинки, доев мать, проникают сквозь кожу первой попавшейся лягушки и поселяются в ее легких. Там они вырастают в десять раз больше покойной родительницы и становятся гермафродитами (отчаявшись найти пару, как недавно прославившаяся в новостях итальянка, сыгравшая свадьбу с самой собой). Они оплодотворяют себя сами, и уже их потомство, выбравшись из лягушки, снова имеет два раздельных пола. Два поколения этого круглого червя были настолько непохожи, что их считали разными видами, пока герои нашего повествования не принялись их изучать.

Этот червь и стал червячком, подточившим дружбу научного руководителя и молодого студента. Как напишет Мечников в своей биографии, Лейкарт опубликовал эти результаты под своим именем, лишь вскользь упомянув восходящую зоологическую звезду. Это и отвратило Мечникова от занятий паразитологией: от Лейкарта разобиженный молодой ученый (возможно, усмотрев паразитизм в его действиях) уехал не попрощавшись.

Такие истории (и гораздо худшие), кстати, были обычным делом в среде паразитологов XIX века. Например, когда еще один герой рубрики «История науки», будущий придворный врач и талантливейший патологоанатом Джеймс Педжет был еще только первокурсником, он впервые обнаружил в кишечнике человеческого трупа уже упомянутого нами круглого червя Trichinella spiralis и изучил его под микроскопом. Однако с публикацией его опередил хирург Томас Вормальд, который быстро прислал образец светилу тогдашней биологической науки Ричарду Оуэну, сделавшись в глазах научного сообщества первооткрывателем трихинеллы. Самое обидное, что образец был добыт из того же самого трупа, с которым работал Педжет, но студента не включили в число соавторов.

Любители заморить червячка и отвратительный почерк

Но самым загадочным стал вопрос, как люди заражаются гельминтами. Еще в 1846 году биолог Джозеф Лейди из Филадельфии, увидев цисты («яйца») круглого червя Trichinella spiralis в свинине на своей тарелке, предположил, что люди получают паразита, когда едят плохо прожаренное зараженное мясо, но ему никто не поверил. Изучение червей-паразитов тормозилось и тем, что они могут преображаться до неузнаваемости в зависимости от стадии жизненного цикла, поэтому было тяжело понять, кто из них кто (в условиях антисанитарии люди и домашние животные, естественно, могли заражаться сразу несколькими видами).

Чтобы узнать, откуда черви-паразиты берутся в животных на самом деле, Лейкарт предпринял немало опасных экспериментов. Он накормил мышей мясом, зараженным цистами (как позднее выяснится, трихинелл), и увидел, что в мышах эти черви не только вывелись из яиц, но и стали намного больше, чем были в организме предыдущего хозяина. Рудольф Лейкарт проводил эксперименты одновременно с еще одним немцем Рудольфом, чрезвычайно разносторонним биологом Вирховым, который накормил зараженным мясом собак, увидел в внутри собак трихинелл и отправил отчет об открытии в Парижскую академию наук. Однако почерк Вирхова был настолько нечитаемым, что письмо долго не могли расшифровать и опубликовали только в сентябре следующего года. В это время Лейкарт проделал то же самое со свиньями и – о ужас – сам не смог правильно расшифровать собственные записи (возможно, потому, что все зоологи, как мы помним, получали медицинское образование). Он перепутал количество червей, из-за чего обозвал второе поколение трихинелл трихуриями (Trichuris trichiura, или власоглавами), и тоже отправил отчет в Парижскую академию. В конце концов оказалось, что трихинеллы вовсе не превращаются в трихурий, а остаются отдельным видом, и Лейкарт признал правоту Вирхова.

Третьим участником гонки за неуловимым круглым червем стал гистолог и патолог Фридрих Ценкер, который, изучая трихинелл в трупе служанки, доказал, что цисты в мышцах производят взрослые черви, живущие в кишечнике, а попадают они туда через лимфатические сосуды. Тем временем Лейкарт пришел к тем же самым выводам, найдя внутри взрослого червя будущих личинок. И хотя было понятно, что Ценкер сделал открытие чуть раньше, Лейкарт успел раньше опубликоваться, так что и здесь они успели повздорить.

Другие круглые черви, анкилостомы вида Uncinaria stenocephala, упорно отказывались заражать промежуточного хозяина. Лейкарт вывел личинок и наблюдал, как они расползались по грязи. Несколько раз полиняв за три-четыре дня, они подросли, и паразитолог подмешал их к воде, которой напоил собак. В итоге собаки оказались заражены, и ученый решил, что так и распространяется паразит (и, скорее всего, его человеческий аналог – Ancylostoma duodenale). Правда, тут Лейкарт нашел довольно нетривиальный способ: обычно анкилостомы просто внедряются в организм хозяина через кожу из почвы.

«Я царь – я раб – я червь – я бог!»

Круглые черви-микрофиллярии Onchocerca volvulus, вызывающие онхоцеркоз («речную слепоту»), тоже не избежали пристального внимания Лейкарта. Прислал их именитому паразитологу безвестный немецкий хирург из Ганы, нашедший узелки размером с маленькое птичье яйцо в скальпе и грудной клетке нескольких местных. Лейкарт изучил жизненный цикл микрофиллярий и понял, что переносят их мелкие мошки, но не стал публиковать отчет об открытии, рассказав о нем шотландскому паразитологу Патрику Мансону, который и сообщил о новом черве миру.

Изучал Лейкарт и представителей плоских червей-паразитов (как сосальщиков, так и ленточных). Здесь он смог доказать, что бычий цепень Taenia saginata использует в качестве промежуточного хозяина только рогатый скот, а свиной цепень Taenia solium – только свиней (хотя в качестве окончательного хозяина, где червь достигает зрелости, оба вида могут использовать человека). Знанием, что плоский червь-сосальщик Fasciola hepatica (печеночная двуустка) заражает сначала прудовика, а потом рогатый скот или человека, мы тоже обязаны этому ученому.

Апогеем эксцентричных экспериментов Рудольфа Лейкарта стало следующее событие: ученый умудрился найти добровольца, готового ради науки или денег (история умалчивает) проглотить цисты ленточного червя, и через месяц достал из несчастного два двухметровых экземпляра. Этим паразитолог окончательно ниспроверг виталистическую идею о самозарождении червей внутри человека (Indicator.Ru уже рассказывал о химическом «гвозде в крышке гроба» витализма).

Лейкарт был дарвинистом и физиологом, поэтому неудивительно, что ему приписывают такую фразу, немного в духе державинских восклицаний: «Невозможно, чтобы человек, как мыслящее существо, настойчиво отказывался от знания, что он управляется той же самой силой, что и животный мир. Словно гнусный червь, зависим он от команд извне, и словно червь, гибнет он, даже если потряс весь мир мощью своих идей». Ученый лучше других понимал, что нельзя пренебрегать знаниями о червях-паразитах, какими бы жалкими «гнусными» они не казались, и что относиться к ним надо с полной серьезностью. Поэтому он вместе с Рудольфом Вирховым добился принятия в Германии первого в истории закона о санитарном контроле качества мяса.

Рудольф Лейкарт прожил 76 лет, изложив итоги своих паразитологических изысканий в двухтомнике Die menschlichen parasiten und die von ihnen herrührenden Krankheiten («Человеческие паразиты и возникающие из-за них заболевания»), который так и не сумел завершить.

В память об ученом была учреждена медаль Рудольфа Лейкарта, ежегодно вручаемая Немецким паразитологическим обществом за значительные открытия в этой области. В честь него назвали и австралийскую ящерицу Anomalopus leuckarti. Забавно, что ящерица Лейкарта – сцинк, почти такой же безногий, как и его черви.

А вот химическая реакция Лейкарта (превращение альдегидов или кетонов в амины при нагревании с использованием аммонийной соли муравьиной кислоты или формамида) названа совсем не в честь зоолога и паразитолога Рудольфа Лейкарта, а в честь другого Рудольфа Лейкарта, который приходился родным сыном нашему герою.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.