Первой задачей проф. В. А. Догеля было изучение пищеварительного процесса инфузорий под влиянием различных солей и сравнение пищеварительного процесса у простейших с процессами пищеварения у высших многоклеточных животных. Объектом для своих исследований он выбрал всем хорошо известную инфузорию туфельку, которая легко и во множестве разводится в лабораторных условиях (рис. I). Нормальный ход пищеварения у инфузории туфельки уже давно хорошо изучен. Обычно он представляется в таком виде: плавая в воде, инфузория своим ротовым отверстием с (см, рис.), при помощи околоротовых ресничек, заглатывает кусочки пищи, которые затем проникают в так называемую "глотку" (су). Далее, поступая в тело инфузории, они окружаются так называемой пищеварительной вакуолью (п) и, в виде пузырьков, набитых пищей, начинают путешествовать внутри тела инфузории до тех пор, пока не достигнут выводного отверстия (а), через которое, уже в переваренном виде, выбрасываются наружу. Еще ранее было известно, что такое путешествие вакуолей с пищей, внутри тела инфузории, не представляется беспорядочным. Ниренштейн в 1905 году установил так называемый большой и малый круг пищеварения, подчиняясь которому пища внутри тела инфузории следует по строго установленным путям, перетерпиевая за это время процесс переваривания. Что процесс переваривания действительно имеет место в теле инфузорий, было доказано тем же Ниренштейном. Если к воде, где плавают туфельки, прибавить немного понарошку особой краски конго-рот (kongo-rot), обычно коричневато-красного цвета, то, при заглатывании инфузорией частичек краски, вакуоли в начале процесса имеют сине-фиолетовый цвет и к концу процесса переходят в коричнево-красный, что несомненно доказывает, что здесь мы имеем реакцию, химическое воздействие на частичку краски, вызванные пищеварительным процессом. Аналогичное химическое воздействие на частицы пищи происходит и в кишечнике высших позвоночных животных, где, как известно, пища, попадая в желудок, подвергается действию особого вещества - фермента пепсина, входящего в состав желудочного сока, и приобретет здесь кислую реакцию, а затем переходит в двенадцатиперстную кишку, где, под влиянием другого вещества - трипсина, вырабатываемого поджелудочной железой, нейтрализуется, приобретая щелочную реакцию, и химически перерабатывается окончательно и полностью.
Рис 2. Инфузория Туфелька в растворе хлористого магния, су-глотка, в - тушевая "кишка", (по Догелю).
Рис 3. Инфузория Туфелька, при помещении в слабые раствор сернокислого железа претерпевает процесс обратного выведения пищи - процесс, аналогичный рвоте (по Догелю).
Рис. 4. Туфелька в слабом растворе хлористого литии: су-глотка, пищевые вокуоли V-сократительная вокуоль, е- экскременты.
Чрезвычайно интересные результаты процессов в теле инфузорий дали опыты проф. Догеля при прибавлении к воде, в которой плавают инфузории, некоторых солей. Так, к воде с инфузориями прибавлялись, например, в очень слабом растворе соли хлористого магния MgCl и MgSO
или т. наз. горькая соль; чтобы при этом яснее видеть ход всего процесса в теле инфузории, к воде прибавляется немного мелко растертой туши. Тотчас по прибавлении в воду туши и соли, мы замечаем, что заглатываемая пища (в данном случае тушь) устремляется в глотку инфузории непрерывным потоком и уже через 2-5 минут внутри тела инфузории получается длинная непрерывная изогнутая тушевая лента, которая, все увеличиваясь, вскоре образует несколько спирально извитых петель (рис. 2). Правда по истечении некоторого времени эта лента распадается на мелкие отдельности, и образуются нормальные маленькие вакуоли, но все же в течение нескольких минут (10-15) в теле инфузории образуется как бы сплошной тушевой "кишечный канал", который "до чрезвычайности напоминает кишечник некоторых Metazoa (многоклеточных животных), например улитки или червя Sipunculus (Догель).
Если внимательно проследить за образованием такой тушевой кишки, то можно заметить, что поток туши в теле инфузории следует по так называемому "малому кругу пищеварения", установленному Ниреиштейном. "В результате наших опытов с солями Mg, говорит проф. Догель, обрисовывается с одной стороны строгая определенность пути следования вакуолей, с другой стороны возможность искусственно превратить прерывистый пищевой путь в непрерывный пищеварительный тракт, имитируя таким образом сплошную кишку Meraazoa" (многоклеточных).
Если взять вместо соли магния соли железа, например, раствор сернокислого железа FeSO, то при этом получается несколько иная картина процесса. Вначале при заглатывании туши образуется такая же "тушевая кишка", только менее извитая, чем при магнии. Однако, спустя некоторое время, в солях железа такая кишка уже не распадается в теле инфузории на отдельные вакуоли, а постепенно высовывается из ротового отверстия наружу и вскоре, в виде гибкой, совершенно черной нити, выбрасывается целиком из глотки наружу (рис 3). "Нельзя не признать", говорит Догель, "что описанный процесс всем своим ходом весьма напоминает явление рвоты у многоклеточных организмов", Здесь мы наталкиваемся на случай вредноговоздействия пиши, когда организм инфузории, подобно высшим животным, не принимает несвойственной ему пищи, освобождаясь от нее путем процесса "рвоты".
Говоря об освобождении тела инфузории от пищи, мы, естественно, должны коснуться вопроса т. наз. "дефекации" или опоражнивания пищевых вакуолей инфузорий - процесса, соответствующего испражнению высших животных. Оказывается, что на ходе того процесса у инфузорий также влияет состав окружающей пищи. Введение в тело некоторых солей различным образом отражается па ходе этого процесса.
Нормально процесс дефекации происходит так: пищеварительные вакуоли, пройдя в теле инфузорий большой и малый круги пищеварения, с неперевариваемыми остатками пищи подходят по одному к задней трети тела, где расположено выводное отверстие и через него выталкиваются наружу. Однако, в обычных условиях процесс дефекации пронаблюдать очень трудно во-первых потому, что выбрасываемые наружу фекальные массы - вакуоли с отбросами обычно жидки и прозрачны; во-вторых, процесс дефекации происходит через каждые 8 -12 минут, а на прохождение кругов пищеварения каждая вакуоль затрачивает 50-60 минут, так что срок наблюдения должен быть очень продолжителен. Поэтому, чтобы изучить этот процесс, необходимо, во первых, к культуре с инфузориями прибавить раствора туши, а во-вторых, начать наблюдение не ранее, как через час после кормления тушью.
По наблюдениям профессора Догеля, оказалось, что процесс дефекации можно, по желанию, искусственно или ускорить, или замедлить. Это достигается прибавлением к культуре инфузорий слабых растворов солей металлов I и II группы (например, MgQ2, CaCl2, CaSO4, и соли Na, К, Li, Ва, Со, Ni и т. д.). Соли кальция и марганца задерживают процесс, соли натрия, лития, бария и др. ускоряют.
При наблюдении в слабом растворе хлористого лития процесс дефекации рисуется в таком виде: подошедшие к выводному отверстию пищеварительные вакуоли скопляются здесь по нескольку штук (9-10) в один ряд, и затем все это скопление медленно, но за один прием выдавливается наружу (рис. 4). Этот процесс весьма напоминает скопление фекальных масс в задней кишке высших животных перед испражнением.
Далее, замечено было, что если в нормальных условиях промежуток времени между процессами дефекации определяется в 6-12 минут, то в растворе солей бария или магния (ВаС12, MgQ-) он сокращается до 2 или 1 минуты. Наоборот, в солях кальция (СаО) промежуток времени между дефекациями удлиняется до 30 или 40 минут.
Если мы вспомним, что в медицине, в качестве слабительных средств, (которые не только меняют консистенцию фекальных масс, но и учащают процесс дефекации) употребляются препараты солей магния и бария, а в качестве закрепляющих (задерживающих)- соли кальция, то мы увидим, что и в этом случае наблюдается сходство между процессами в теле одноклеточных и высших животных. "Этот факт интересен тем", говорит проф. Догель "что он обнруживает глубокий физический параллелизм между процессами пищеварения у одноклеточных и многоклеточных организмов.
Все вышеизложенные факты указывают нам на то, что круг изучения простейших организмов здесь как бы замыкается: высказанная сто лет назад Эрнбергом теоретическая мысль о простейших, как совершенных организмах, подтверждается целым рядом современных т чных наблюдений, достигнутых точнейшими методами современного научного исследования. Мысль о единстве строения природы и управляющих ею законов вновь и вновь подтверждается неоднократными наблюдениями, и в то же время выясняется глубокая сложность и разнообразие в строении живых существ, и углубленное изучение жизни, открывая нам новые горизонты, в то же время все больше и больше ставит перед нами сложных и глубоко интересных задач, к разрешению которых неуклонно стремится человеческая мысль и знание.
