Семья и образование
Карл Рулье родился в 1814 г. в Нижнем Новгороде в семье небогатого французского иммигранта. Его отец занимался ремеслом сапожника, мать была акушеркой. Возможно, именно пример матери заставил Карла избрать медицину в качестве профессионального поприща. В 1829 г. пятнадцатилетний Рулье поступил в Московскую Медико-хирургическую академию, тесно связанную со старейшим в России Московским университетом. В 1833 г. он закончил академию с серебряной медалью.
Уже в годы учёбы стало ясно, что по складу характера и интересам Рулье больше подошёл бы естественнонаучный факультет университета. Его привлекала не столько практическая медицина, сколько фундаментальные исследования. Но финансовое положение не позволило будущему светилу российской эволюционной биологии с самого начала посвятить себя чистой науке. После окончания академии он три года отслужил военным лекарем в Рижском драгунском полку. В 1836 г. преподаватели Медико-хирургической академии смогли подыскать своему бывшему любимому студенту место репетитора на кафедре естественной истории. Год спустя двадцатитрёхлетний Рулье защитил диссертацию и стал доктором медицины.
«Сомнения в зоологии, как науке»
В 1841 году Рулье был командирован в Германию, где познакомился с рядом научных центров и крупными европейскими естествоиспытателями. Отдавая должное коллегам на Западе, он в то же время нашёл в их подходе много поводов для критики. По возвращению на родину Карл Францевич изложил свои взгляды в статье «Сомнения в зоологии, как науке», опубликованной в журнале «Отечественные записки».
Рулье писал: «Одно из существенных условий каждой науки есть стремление к её внутреннему единству, к её стройной целости, которые нарушаются противоречиями. Что противоречия существуют, были и всегда будут между писателями данной науки, это известно каждому знакомому слегка с её историею. Мы хотим говорить о противоречиях другого рода, о несообразностях в понятиях одного и того же писателя, противоречиях в науке, как окончательном результате трудов многих писателей, очищенном критически».
Учёный указывал, что зоология в её современном состоянии не является такой целостной системой, а зачастую сводится к механическому описанию добытых натуралистами разрозненных экземпляров. При этом основной упор делается на анатомию животного и незаслуженно мало уделяется внимания его среде обитания, поведению, взаимодействию с другими видами. Часто описатель вообще видел описываемый объект только убитым и препарированным.
В статье очень много говорится о ненадёжности критериев вида, что в свою очередь связано с незнанием условий жизни животного: «Человек, как существо, не могущее освободиться из-под влияние бесконечного разнообразия наружных деятелей, должен изменяться наружно и внутренно: может, например, утратить зубы, волосы, пальцы, может вследствие ушиба, нароста и проч., получить изменения в форме, может иметь родимые пятна, веснушки, может заболеть различными органическими, материальными болезнями и проч. Множество людей может, вследствие эпидемической болезни, претерпеть одинаковы изменения... и никто не почтёт этих изменений достаточным для того, чтобы по видам творить новые виды и видоизменения в роде человека. Животному же мы не позволяем иметь ни веснушки, ни облысеть, ни обеззубеть, ни захворать и пр. Лишнее пятнышко, бугорок, отверстие, присутствие или отсутствие волос, перьев, игл на животных различных классов, особенно низших, почитаем мы достаточным для разграничения видов».
Что касается такого известного критерия вида, как скрещиваемость и наличие плодовитого потомства, то Рулье замечает, что оно крайне редко используется на практике, поскольку опять-таки требует тщательного наблюдения за животным в его родной среде: «Большей частью вид бывает утверждён и о размножении его ничего не известно. Следовательно, с этой стороны нет верных границ между видами».
Учёный останавливается также на том, что принципы, по которому ведётся классификация живых организмов, весьма смутны. Так существеннейшим признаком отличающих животных от растений считается способность первых к произвольному (осуществляемому по собственной воле) движению. Из чего, по мнению Рулье должно следовать, что «и в утверждении вида, деле столь важном в науке, мы также будем обращать внимание на нравы, на психологию животных, а между тем сторона эта упущена почти во всех видах. Мы этим изучаем животное в природе; а вместо того изучаем их в кабинетах по остаткам, шкуркам, чучелам и проч.». Рассмотрев ряд известных ему классификаций, естествоиспытатель замечает:
«Мы смеёмся над человеком, подбирающим в своей библиотеке книги по цвету бумаги, чернил, обрезу, переплёту и пр., а между тем, не то ли мы делаем с животными?».
Отсутствие в зоологии целостной системы представлений, по мнению Рулье, часто приводит к тому, что музеи пополняются по принципу внешней эффектности экспоната. Однако, бывает так, что невзрачное и довольно обыкновенное с точки зрения обывателя животное, может больше рассказать своим видом истинному учёному, чем, к примеру, экзотическая райская птица: «Украшать музей одними иностранными или красивыми экземплярами, – писал Рулье, – значит унижать науку на степень её недостойную, делать из неё предмет любопытства и забавы». В одной из более поздних работ он развивал эту же мысль несколько иначе: «Вместо путешествий в отдалённые страны, на что так жадно кидаются многие, приляг к лужице, изучи подробно существа-растения и животных её населяющих, в постепенном развитии и взаимно непрестанно перекрещивающихся отношениях организации и образа жизни, и ты для науки сделаешь несравненно более, нежели многие путешественники, издавшие великолепно описания и изображения собранных естественных произведений, которые часто имеют одно главнейшее значение для науки – указаний или вопросов на то, что остаётся сделать, что нужно изучить будущим деятелям в стройной органической связи. Полагаем задачей, достойной первого из первых учёных обществ, назначить следующую тему для учёного труда первейших учёных:
«Исследовать три вершка ближайшего к исследователю болота относительно растений и животных, и исследовать их в постепенном взаимном развитии организации и образа жизни посреди определённых условий».»
Опубликованная в «Отечественных записках» статья принесла молодому естествоиспытателю широкую известность. Вскоре его пригласили читать лекции и в Московский университет. В это же время Карл Францевич серьёзно увлёкся геологическими исследованиями Подмосковья.
Его всё больше интересуют «животные первозданные, называемые иногда ископаемыми, и совершенно неправильно — допотопными».
«Если разрезать мысленно землю, от поверхности по направлению к центру, настолько, насколько человек знает состав наружной коры её, – писал он в одной из статей, – то нас невольно поразят два явления. Во-первых, слои, ближайшие к центру земли, то есть более глубоко лежащие не содержат в себе, по наблюдениям, произведённым на различных точках земли и в различных частях света, ни малейшего следа остатков растений или животных. Во-вторых, в толщах земли, лежащих между упомянутыми древнейшими слоями и самым наружным пахотным слоем, в которых укореняются почти все ныне живущие растения, встречаются различные остатки растений и животных, отличных от нынешних; причём остатки сих последних и самого человека никогда не были найдены вместе с первыми (т. е. первозданными) в подпахотных слоях; и наоборот, первозданные животные никогда не были находимы в слоях пахотных; никогда не находили в одном и том же слое первозданных животных вместе с остатками ныне живущих и самого человека.» Далее Рулье объясняет, почему, по его мнению, ископаемым животным не подходит название допотопные: «Мы весьма мало знаем положительного о причинах, которые истребили первозданных животных. Вероятнее всего, что они подлежали одной участи с животными, на памяти человека вырождающимися, то есть, что и те, и другие вымерли вследствие изменения климата или вообще наружных физических условий. Но не подвержено сомнению, что не общий потоп истребил ископаемых животных; против такого мнения говорит священное писание, передавшее нам, что от допотопных животных сохранилось по паре; то же подтверждают и свидетельства науки. Ископаемые животные погибли не от общего потопа уже и потому, что до него обитали в земле и нынешние животные, и самый человек, а между тем мы их никогда не находим вместе с ископаемыми существами. Вот почему название допотопных (animaux antidiluviens) не прилично для первозданных животных».
Изучая слои, содержащие окаменевшие остатки живых организмов и неустанно наблюдая жизнь животных в их родной среде, Рулье пришёл к нетривиальному тогда выводу о постоянной изменяемости всего живого под влиянием внешних условий, об образовании одних видов из других. Все последующее, утверждал он: «образуется из повторения предыдущего с прибавлением нового. Все образуется путем постепенного медленного развития».
«Система одних нынешних животных, – писал он также, – как и равно система одних первозданных, не полна сама по себе: одна служит необходимым и естественным дополнением другой. Классификация ныне живущих животных была бы не полна, если бы в первозданных не было вставочных, переходных членов: между нынешними птицами и ящерицами существовал бы огромный промежуток в относительной организации, если бы в числе первозданных не было птице-ящерицы (Pterodactyle), связывающий оба класса между собою. Между ящерицами и рыбами был бы не менее промежуток, ежели бы первозданная рыба-ящерица не связывала двух отдалённых отделений нынешней фауны. Изучение первозданных животных может идти успешно только тогда, когда идёт неразрывно, рука об руку, с изучением нынешних животных. Палеонтология есть часть зоологии».
Сходную мысль можно встретить и в «Происхождении видов» Чарльза Дарвина, но там она проработана подробнее. В целом взгляды Рулье более сходны со взглядами его старшего современника , выдающегося французского естествоиспытателя Жана Батиста Ламарка, создавшего первую в европейской науке целостную теорию эволюции.
Таким образом, концепция, которую исповедовал Рулье не была абсолютно новой и оригинальной, но не была и общепринятой в современной ему биологии. Многие видные учёные того времени были убеждены в неизменности видов. Говоря об их изменяемости, Рулье в значительной степени, опирался на собственные наблюдения и не боялся спорить с авторитетами, даже с великим Жоржем Кювье.
Увлечение палеонтологическими исследованиями
В середине 40-х годов Карл Францевич сосредоточил свои усилия на создании целостной картины геологии Подмосковья. Этот регион довольно сложен для изучения в силу общей сглаженности рельефа, но Рулье организовывал многочисленные выезды ко всем имеющимся в Московской губернии обнажениям. Много информации удалось получить, проанализировав материалы, полученные при строительстве Николаевской железной дороги, соединяющей Москву и Петербург. Было также проведено тщательное изучение пород, извлекаемых из каменоломен. В одной из статей Рулье писал:
«За отсутствием рудокопных работ и по мелкости рек в нашей губернии нет значительных обнажений, больших разрезов коры земной, и потому мы можем только гадательно судить о глубочайших слоях земных, лежащих под Москвой. Самый глубокий слой, обнажённый близь столицы, есть известковая толща, которая обнаружена на берегу Москвы-реки под селом Мячковым, и которая доставляет весь белый камень, всю известь и бут, употребляемый в нашей столице при постройках и мощении тротуаров. В этой извести находятся в большом количестве раковины и полипники, которым подобные не находятся во всей Европе. Ближайшие к ним нынешние существа живут в странах тропических, в Тихом океане и Красном море. В чёрной же почве, которая так часто видна на берегу Москвы-реки (на Воробьёвых горах, под Шелепихой и особенно под селом Хорошовым) и лежит на указанном выше известковом слое (что можно видеть под Драгомиловским кладбищем на берегу Москвы-реки, и под селом Павшином, близ с. Архангельского, также под самым Мячковым) попадаются уже животные умеренных стран и притом часто прибрежные. Подобные им существа живут и в наше время по берегам Средиземного и Атлантического морей. Наконец, в серовато-желтоватой глине, под Троицким селом, против Щукиной деревни, встречаются почти те же ископаемые речные рыбы, которые и в наше время живут в наших водах. Наконец, в рассыпчатом песке, покрывающем почти всю поверхность нашей губернии, находят ископаемых слонов, мамонтов, носорогов, лошадей и вообще животных, на суше живущих».
В 1845 г. Рулье опубликовал подробную таблицу стратиграфических слоёв Подмосковья. В ней содержалась информация о пластах, относящихся к каменноугольному, юрскому, меловому геологическим периодам. Было дано и более дробное деление. К примеру, юрские отложения были подразделены ещё на четыре «этажа».
Подмосковный рыбо-ящер
Как бы не увлекала Карла Францевича исследовательская работа, он всегда оставался преподавателем. Его многочисленные лекции и статьи предназначались не только для узких специалистов, но и просто для людей интересующихся. В числе прочего Рулье опубликовал ряд работ, описывающих конкретных ископаемых животных. Одна из них была посвящена ихтиозавру.
Хищный морской ящер, получивший за своё сходство с гигантской рыбой название ихтиозавр, был впервые обнаружен в 1811 г. юной англичанкой Мэри Эннинг.
Шестиметровый скелет древней рептилии оказался вмурованным в скалу над Ла-Маншем. Это была первая находка, за ней последовали другие. Три десятилетие спустя палеонтологи располагали некоторым количеством неплохо сохранившихся останков рыбо-ящера, найденных в различных европейских странах. В том числе ихтиозавров удалось обнаружить и в юрских отложениях близ Москвы, в частности в чёрных юрских глинах речного обрыва под Драгомиловским кладбищем. Другие экземпляры были найдены у села Хорошова, по Звенигородке, под Мнёвниками. В музее Московского университета имелся полный скелет, так что Рулье имел возможность самостоятельно исследовать животное, не полагаясь на чужие описания. Но в своей статье он предлагал читателям, на какое-то время забыть о наличии целого скелета и попытаться предположить, как должно выглядеть всё животное по его отдельным фрагментам, чтобы потом сравнить предполагаемое с действительным. На примере ископаемого морского хищника он решил показать читателю, как применяется метод Кювье, который, как известно, учил, что, используя сравнительную анатомию, можно достоверно воссоздать облик животного, по одной его кости.
«Зуб рыбо-ящерицы, — пишет Рулье, — имеет коническое очертание, острую верхушку, и вообще схож с зубами крокодила, которых, как известно, у него бывает значительное число... Он годен только для раздирания животной пищи и вообще твёрдых веществ. Животное, которому он принадлежал, было плотоядное.»
Далее следует целый ряд предварительных выводов, из которых мы здесь приведём только часть:
«По величине зубов должно полагать, что оно было прожорливо... Чрево животного не должно быть обширно, выпукло, потому что таковым оно бывает только у травоядных (корова, верблюд, слон) животных, которые, поглощая малопитательную пищу, принимают её очень много. У хищных животных желудок и кишки тонки, а потому чрево поджарое (кошка, тигр, куница, собака)... Будучи весьма хищным животным и раздробляя весьма твёрдые вещества и большие куски, оно должно иметь широкую пасть; челюсти должны расходиться на большое расстояние... Нижняя челюсть, как наиболее слабая, вероятно, состояла не из одной кости , а из нескольких, потому что известно из устройства крокодила и других весьма хищных животных, что таковые челюсти могут с большей силой прижимать жертву к верхней челюсти, не ломаясь. Это простой закон механики, прилагаемый везде в человеческих машинах».
Рассуждая дальше об образе жизни, которое могло бы вести подобное животное, Рулье полагает, что, исходя из формы зуба, можно делать предположение об устройстве глаза и о его размере (глаза у ихтиозавра очень большие — до 20 см в диаметре. Это — глаза ночного хищника).
Выжав всё что можно из зуба рыбо-ящера, Рулье переходит к его позвонку.
«Из устройства позвонка — говорит он — мы извлечём не менее важные посылки и подтвердим уже указанные. Он имеет весьма рыхлую костную ткань, а это устройство особенно свойственно:
1.Нынешним водяным животным. Вода тяжелее воздуха, следовательно, сильнее препятствует свободному движению животного. Для облегчения его все части тела имеют возможно меньшую плотность и тяжесть.
2. Позвонок имеет в форме наибольшее сходство с столовой чашкою, т. е. при значительной ширине имеет малую глубину, как это бывает у рыбы. Другое, и ещё большее сходство с ними выражается воронкообразными углублениями, по одному глубокому на передней и задней поверхности позвонка, указывающими, что позвонки соединялись между собою особенно толстыми хрящами. Это устройство в рыбах, очевидно, имеет целью доставить позвоночному столбу наибольшую гибкость, удобоподвижность и силу, условия, нужные для свободного движения в густой среде, в воде.
3. Позвонков, очевидно, было, как у рыбы, большое количество.»
Исходя из формы зубов и позвонков Рулье делал вывод, что животное весьма быстро двигалось в воде, а, следовательно, его конечности «не могли оканчиваться раздельными пальцами», они должны быть ластообразными, а в задней части тела должна находится широкая ударная поверхность.
«Мы теперь даже можем, – пишет Рулье, – набросать эскизное изображение рыбо-ящерицы, никогда не видав её. Конечно, ныне известны почти все наружные и некоторые внутренние части её, найденные в различных странах. Но мы не станем говорить о сих весьма важных приобретениях кабинетов; скажем только, что они все подтверждают указанные нами выводы науки. Так сильна ныне наука: она уже предсказывает, угадывает, а это указывает на значительную степень совершенства.»
Желающих увидеть полный скелет ихтиозавра Рулье отсылает в музей Московского университета. Правда, хранящаяся там особь была довольно мелкой — три с половиной аршина (менее 3 м) в длину. Экземпляр, обнаруженный Мэри Эннинг достигал 6 м, а самый крупный из ныне известных ихтиозавров был найден в Канаде в 2003 г. Его длина равнялась 23 м.
Палеонтология не была единственным и даже главным направлением деятельности Карла Рулье. Он стал первым директором комитета акклиматизации животных и растений, издавал при Обществе испытателей природы первый естественно-исторический популярный журнал в России "Вестник естественных наук", его считают одним из основоположников зоопсихологии и экологической науки. Влияние Рулье на российскую естественнонаучную мысль XIX в. было огромным. После его ранней смерти в 1858 г. исследования учёного-эволюциониста были продолжены многочисленными учениками: Н. А. Северцовым, А. П. Богдановым, Я. А. Борзенковым, С. А. Усвым и другими.
