Так же давно, как и серьезно, человека занимало все, что относится к природе волоса и волосяного покрова животных — шерсти. По важности такие познания для людей значили не меньше, чем в хлебе насущном. Что у разных видов шерсть непохожа, представлялось само собой разумеющимся. А вот почему у одной матки да не одни ребятки? У особей одинаковой породы, выкормленных в одном стаде, на одной лужайке, шерсть нередко отличалась то цветом, то формой или строением волоса, то всеми подобными качествами, вместе взятыми.
Практики опирались на семейный опыт, собственные догадки и ошибки, действовали по большей части интуитивно. Знания накапливались тысячелетия. Ко второй половине XVII века начали складываться научные представления о шерстяном волосе, они уже походили на систему. Европейцы в 1669 году познакомились с изысканиями по этому предмету Мальпиги. Затем с интервалами от нескольких до одного десятилетия о строении и развитии волоса появились, дополняя друг друга, труды целого ряда исследователей по преимуществу из тех стран, какие к тому времени производили шерсть и шерстяные изделия на рынок.
Сомневаюсь, назовут ли сегодня имена кого-нибудь из них даже специалисты. Кажется, лишь Мальпиги была гарантирована добрая и долгая память, потому что мальпигиевым именовали один из слоев кожицы. Увы, название постепенно заменили привычно-благозвучным. Но что слава? Ее лучи лишь мимолетно коснулись и отечественных знатоков, которые поработали много, неистово, сумели рассказать миру о свойствах и достоинствах шерсти животных так называемых русских пород. Соперничая с Австралией во второй половине прошедшего столетия, Европа замахнулась было с устройством овчарных заводов (термин того времени). И тут выяснилось, что за Россией ей не угнаться, — на наших пастбищах от приспособленных к местности пород выходит шерсть добротная и самая дешевая. Другой вопрос, почему — а его у нас задают, похоже, во все века по разным поводам — наши производители шерсти не поспешили в мировые лидеры и утешились самой возможностью стать первыми. Тем не менее исследования подтолкнули к совершенствованию и процветанию шерстяного дела в России в нынешнем веке вплоть до начала Великой Отечественной. Держится оно и сейчас, правда, скажем так, на волоске. Но ведь судя по историческим перипетиям, шерстяной волос настолько прочен, что способен облегчать тяготы экономики. Об этом, надеемся, читатель получит представление в своем месте.
К нашему времени человек узнал о шерстяном волосе так много, что при желании может работать не вслепую, на авось, а осознанно.
Шерсть, волосы с научной точки зрения — ороговевшие нитевидные образования. У взрослого волоса различают наружную часть — стержень, корень — содержимое волосяной сумки и утолщенную часть корня — луковицу. Стержень и корень состоят из ороговевших отмерших клеток, а основная часть луковицы растущего волоса — из живых клеток, способных к размножению.
Под микроскопом у стержня видны три слоя — чешуйчатый, или кутикула, корковый и сердцевина.
Кутикула — тонкая оболочка волоса из слоя ороговевших клеток-чешуек, которые уложены одна на другую. Форму они изменяют по высоте волоса и свою, разумеется, имеют животные разных видов. Наиболее часто встречающиеся чешуйки — кольцевидные, некольцевидные и мостовидные. Кольцевидные выглядят неправильными кольцами и присущи главным образом пуховым волосам. Некольцевидные подобны рыбьей чешуе на поверхности стержня, а мостовидные узнаются по округлым, сравнительно толстым роговым пластинкам, соприкасающимся между собой, но не надвигающимся одна на другую. Вдобавок на поверхности кутикулы находится тонкая мембрана — эпикутикула (от греч. epi — в значении над чем-то).
Корковый слой охватывает, обрамляет центральный канал волоса, внутри него помещается сердцевина. Сам этот слой не что иное, как отдельные, удлиненные, напоминающие веретено клетки, которые расположены вдоль оси волоса и связаны межклеточным веществом. Толщина коркового слоя по сравнению с диаметром стержня варьируется, смотря опять же по виду животного. Предположим, у кролика она не превышает одной пятой — одной шестой от стержня Каков корковый слой, таков и волос в главных свойствах — по прочности, упругости, растяжимости и гибкости
Сердцевина, занимая центральную часть волоса, заполнена рыхлой пористой тканью из клеток, оболочка и протоплазма которых ороговели. Внутри сердцевины и между клетками находятся пузырьки воздуха, что и придает волосу теплозащитные качества. В клетках сердцевины много пигмента. При сильно развитой сердцевине волос всего менее прочен и растяжим, а также очень ломок.
Такова лишь морфологическая схема шерстяного волоса. В волосяном покрове у разных видов животных волокна далеко неоднородны: тонкий, мягкий, извитой пух, как пружиной, поддерживается на поверхности переходными и остистыми волосами, более толстыми, жесткими и с заметно меньшим числом завитков, чем у пуха, и разновидностью ости, так называемым сухим и мертвым волосом, песигой.
Живой фабрикой, производящей самые ценные из этих волокон, несчетные века остается овца. Овечья шерсть больше всего распространена в мире, незаменимое сырье в промышленности, как встарь, так и ныне — обязательная принадлежность домашнего быта. И потому вернемся к нашим баранам, приглядимся к особенностям именно овечьих волос.
Оболочка овечьего волоса — стержень (рис. 1) формируется из ороговелых клеток. В литературе их иногда еще именуют ячейками. Они лежат на корковом слое черепицеобразно и крепко с ним соединены. В более тонкой шерсти клетки и сами мельче и плотнее надвинуты друг на друга. У толстых волос они покрупнее и меньше заходят одна на другую. В волосяной луковице клетки коркового слоя перерастают в мягкие ткани, в клетки с ядрами, и на конце луковицы принимают круглую форму. У англичан и немцев раньше долго бытовала точка зрения, будто на наружных краях таких ороговелых клеток стержня есть зубчики и крючки, благодаря чему при валке шерсти ее волосы и сцепляются между собой. На самом деле способностью сваливаться одарена не вся шерсть, а только извивчивая и упругая. Сильно извитый шерстяной волос с большой упругостью скручивания сваливается очень плотно, чего не происходит с шерстью гладкой. У той много сердцевидного вещества, из-за которого, как мы отмечали, волос гибким не бывает.
Корковый слой овечьего волоса иногда зовут волокнистым оттого, что круглые, эллиптические, нитевидные клетки сплюснутыми пучками волокон как бы обнимают сердцевину. В тонких волосах эти пучки не всегда просматриваются. Волокна по длине связаны крепче, чем в ширину, и поэтому корковое вещество довольно легко раскалывается. Волокнистые пучки составляют основную массу волоса и на его конце образуют острие, которое можно заметить у не стриженных ни разу ягнят. После стрижки конец волоса остается тупым. Но если вместо выпавшего выходит новый, конец у него будет острый.
В корковом слое часто заметны темные пятна и полосы. Они — от зернистого пигмента, воздуха и жидкости, наполняющих пустоты клеточных ядер. В темных полосах пигмент скапливается кучками в плоских клетках и определяет цвет шерсти. Другой род темных пятен порожден пустотами, заполненными воздухом. Подобные пустоты обычно во множестве у белых и светлых волос. На существование пустот указывает и гигроскопичность шерсти. Она столь велика, что может увеличивать вес волос до 16 процентов. В нормальной шерсти влаги находится 12 процентов. И третья разновидность темных узких полос, различаемая в шерстяном волосе, происходит от бороздок между волокнистыми ячейками, а также от длинных, веретенообразных клеток.
Вверху волосяной луковицы, там, где она твердая и ломкая, корковое вещество по составу почти такое же, что и в видимом отрезке волоса. Мягче и тоньше клетки становятся в нижней части луковицы, постепенно из продолговатых переходят в круглые и сливаются с остальными.
Сердцевидное вещество заключено в трубке, образуемой корковым слоем, и идет от вершины луковицы до верхнего конца волоса. В основной массе шерстяного волоса и в цветных волосах головы сердцевидного вещества практически нет. Но зато почти всегда оно обнаруживается в толстой и короткой шерсти и в белых волосах головы. Клетки шерстяного волоса в сердцевине не соединены между собой и никогда полностью не роговеют С увеличением толщины волоса в овечьей шерсти сердцевидное вещество делается заметнее, а в толстых, грубых, прозванных щетинистыми и собачьими, волосах хорошо различимо под микроскопом.
Волос тем крепче и гибче, чем у него меньше сердцевина. Состоя из плотной массы весьма тонких, ороговелых, гибких и тесно соединенных между собой волокнистых корковых клеток, шерстяной волос относительно прочнее других.
Волос порождает кожа, подобно тому как почва дает жизнь растениям. У многих народов кочует по былинам и сказаниям этот образ. Так, древние ханты видели землю кожистой, шерстистой, потому что она покрыта лесом, как кожа шерстью. И как почва, кожа иногда в силах произвести плотный лес волос, в других случаях покрывается шерстью совсем необильно. Сказываются в этом прежде всего видовые особенности животного. Например, у зайца-беляка на одном квадратном сантиметре умещается 22 тысячи волосинок. Едва ли столько же наберется на всей поверхности тела, скажем, слона или носорога. Но когда в привычный распорядок вмешивается внешняя среда, поведение волоса меняется самым неожиданным образом.
Известно, что в четвертичном периоде на Земле происходило похолодание климата и в средних широтах возникали обширные материковые оледенения. В позднем отрезке этого срока на территориях Европы и Средней Азии существовал волосатый носорог, чье туловище было покрыто густой шерстью. Геологи и археологи находили хорошо сохранившиеся части его тела.
Кожа и волосы реагируют и на куда менее значительные катаклизмы, чем перемена климата на планете. В отрогах Южного Урала превосходно себя чувствуют оренбургские пуховые козы. Только здесь у них вырастает тонкий шелковистый пух, который не спутаешь ни с каким иным. Бывали неоднократные попытки переселить животных этой породы в другие места и вроде похожие природные условия. Ан нет, всякий раз происходило одно и то же. В первом потомстве еще изредка попадались козлята с признаками породы. К третьему-четвертому колену куда что девалось от оренбургской козы и ее пуха. А на земле всемирно прославленных ангорских кроликов и коз, наоборот, шерсть шелковеет не только у местных, даже у привозных кошек и собак.
У всех обладателей шерстяного волоса он зарождается в особой сумке, мешочке в коже, который в зависимости от вида лежит на своей глубине. У сильно развитого волоса доходит до дермы. В углублении, словно в колыбели, волос развивается и растет под действием, как изъяснялись встарь, образовательных сил организма (рис. 2). По нынешним понятиям при участии всех слоев кожи.
Ее наружные пласты, называемые надкожицей. или эпидермой. — многослойные клетки. Верхние ряды — без кровеносных сосудов. Ниже, на границе с собственно кожей, или дермой, в основном слое надкожицы кипит жизнь, от стареющих клеток отделяются молодые. Отслужившие срок отмирают, становятся плоскими и перерождаются, роговеют, склеиваются пластинками и со временем отшелушиваются. Но до этого ороговевшие клетки выходят в последний свой дозор, защищая живые — и в первую очередь основной слой надкожицы — от проникновения воды, кислот, щелочей, от температурных колебаний и механических ударов.
Волос у овцы зреет в основном слое надкожицы. А он по мощи неодинаков в разных частях тела. Самый толстый образуется на спине и боках, чем ниже к брюху и ногам, тем он тоньше. В сравнении с остальными на толстых участках шерсть всегда гуще. И это закономерно: тут больше условий для развитая и роста волоса. Клетки основного слоя вплотную примыкают, врастаются в подкожную соединительную ткань дермы, или собственно кожи, подключаясь к густой сети кровеносных сосудов для питания и обменных процессов. В собственно коже клетки размещаются просторнее, и пространство между ними заполнено волокнистым веществом, которое сообщает коже упругость.
У дермы свои два «этажа». В верхнем — настоящая диспетчерская. Кроме сете капилляров, стволов лимфатических узлов, сюда подходят нервные волокна, располагаются корни волос, сальные и потовые железы. И все это взаимодействует. Глубже, условно говоря, «этажом» ниже, картина меняется. Ткань делается рыхлой, удлиненные (мышечные) клетки более и более уступают место клеткам другой конфигурации в виде удлиненных кубиков. А они ряд за рядом круглеют. За сменой имиджа следуют перемены в функциях. Клетки становятся склонными собирать и накапливать у себя частички жира. Слой за слоем образуют небольшие колонии, дальше формируют пучки и в конце концов заполняют все, превращаясь в жировую клетчатку. В ней, как в персональной кладовой, сохраняется жировой запас, которым организм воспользуется при неблагоприятных условиях. Как сообщали лет десять назад британские газеты, овцу одного из шотландских фермеров, любившую полакомиться овсом в кормушке лошади и, стало быть, нагулявшую изрядный жирок, во время снежной метели накрыло многометровым сугробом. Все свое она носила с собой и 45 дней продержалась в снежном плену, потеряв треть собственного веса.
Если разобраться, случай не такой уж курьезный. Выгоды от особей с толстой кожей овцеводы распознали давным-давно. В свое время ставка на толстокожих позволила, например, австралийским производителям шерсти добиться небывалого экономического взлета. В последнее десятилетие ушедшего века овцеводов этого континента преследовали всяческие неудачи, почему поголовье в стране уменьшилось на 20 миллионов. Впору отчаяться. А тут довольно неожиданно меняется настроение мирового рынка. Прежний интерес к сукновальной, выровненной и относительно небольшой по длине шерсти гаснет. В моду входят камвольные ткани, пряжа для которых изготавливается из длинных шерстяных волокон. Австралийцы начали быстро восполнять стадо скотом «камвольных» пород. Тогда неслыханно вырос спрос на баранов с густо обросшим корпусом. На европейских аукционах за такой экземпляр платили по 700 марок при цене 180 за 100 килограммов шерсти. В Сиднее летом 1899 года был продан баран за 20 тысяч марок. Все его тело — и на шее, и на брюхе, и на ногах — покрывали многочисленные складки мышц. Этот случай хрестоматийно известен: баран открыл новые ворота, новые рынки для австралийской шерсти.
Волоса еще нет и в помине, когда на коже образуется бугорок — будущее волосяное ложе (рис. 3). Вскоре в его окружности кожа опускается и утолщается, в центре оставаясь без перемен. Это служит началом зарождающегося сосочка (рис. 4), по другой терминологии — волосяного зародыша. Одновременно под кожей чуть наискось от бугорка появляется его цилиндрическое продолжение. Оно оказывается в волосяной сумке, вернее, в том слое клеток, где этой сумке предстоит сформироваться. Нижним концом цилиндрическое образование обволакивает, обнимает конусообразный сосочек (рис. 5, 6). Дальше развитие волоса и его сумки идет как бы параллельно. В подкожной части делаются заметными внутренние светлые с продольными полосами слои и темные из кругловатых клеток с поперечными волокнами. Собственно волос пока не виден, разве только цветной.
С развитием волосяного ложа на поверхности кожи проступает продолговатое конусоподобное возвышение. В нем ясно просматриваются как волосяной корень, так и волос (рис. 7, 8, 9). Наконец, волос прорывает кожу и устремляется наружу (рис. 10). К этому моменту сосочек в своем основании сузился, и в том месте, где он соединяется с волосяной сумкой, образовал вверху узкое отверстие. Путь открыт, но будет ли рост успешным, все решают процессы, происходящие в волосяной сумке Она достаточно плотно облегает корень.
Сама сумка, по сути, является продолжением кожи, и потому в ней в каждой можно различить наружную волокнистую и богатую сосудами часть, в полном смысле сумку, и бессосудное покрывало волоса, определяемое в научной литературе как корневое влагалище. На рис. 2 показаны обе оболочки: наружная волокнистая и внутренняя, а также третий стекловидный слой — перепонка, который лишен строения. Самый толстый из слоев здесь наружный, от него зависит форма волосяной сумки. Будучи тесно связанной с кожей, наружная оболочка представляет собой обычную соединительную ткань, в ней нет упругих волокон, но много маленьких продолговатых клеток, наполненных влагой. Поверх оболочки идет сеть капилляров и единичные нервные волокна, дающие небольшие веточки. Внутренняя оболочка нежнее, везде одинаковой толщины и проходит от основания волосяной сумки только к тому месту, где изливаются сальные железы. По преимуществу внутренняя оболочка состоит из простого слоя поперек идущих волокон с длинными и узкими ядрами, волокна своим строением напоминают мускульные. Третья часть волосяной сумки — прозрачная стекловидная перепонка при выдергивании волоса всегда остается в сумке, в нормальных условиях простирается от основания вверх, иногда даже выше волосяного соска, наподобие того, как лежит внутренний слой корневого влагалища. В неповрежденных волосяных сумках перепонки похожи на бледные волосы, видимые между наружным корневым влагалищем и поперечными волокнами сумки.
На дне самой сумки развивается волосяной зародыш, который повторяет контурами сосочек кожи, формы обычно яйцевидной или грибообразной, сходен с ним по строению клеток. связан с соединительной тканью волосяной сумки. И зародыш тоже из волокнистой соединительной ткани, между ее клетками попадаются единичные пигментные зерна и жировые шарики. К зародышу подходят кровеносные сосуды, но не нервные окончания.
В бессосудном покрывале волоса, то есть во внутренней оболочке волосяной сумки, своих два слоя: наружный, как продолжение основного слоя эпидермы, одевает волосяную сумку и строением аналогичен с надкожицей. Круглые клетки этого наружного пласта незаметно, плавно сходятся с кругловатыми клетками волосяной луковицы, которая прикрывает зародыш волоса. Второй, внутренний слой корневого влагалища — просвечивающая оболочка высотой на две трети волосяной сумки, и оканчивается так, словно срезана. Крепкая и упругая, оболочка с внешней стороны срослась с наружным краем корневого влагалища, а изнутри настолько прочно прилегает к надкожице, что между ними не остается ни малейшего промежутка.
Выбравшись на свет божий, волос удлиняется — на нижнем конце, сидящем на сосочке кожи, под действием питательных веществ из сосочка и волосяной сумки идет деление клеток. Причем слои волоса образуются в той его части, что выше кожного сосочка, по строгой иерархии: клетки из середины волоса переходят в сердцевидные, расположенные вокруг них, — в корковые, а из окружения коркового слоя — в клетки кожицы волоса, его наружной оболочки. И тогда волос выдвигается вверх, продолжая расти до определенной длины. В молодом ороговелом волосе новых составных частей уже не появится, форму и строение меняют существующие.
Пока волосяные сумки не изношены, не разрушены очень значительно, они способны производить новые волосы.
Внешняя волокнистая и богатая сосудами часть волосяной сумки срастается с подкожным слоем как раз на том уровне, где в клетках оседают жирные капли, которые в нижнем «этаже» дермы превращаются в слой жировой клетчатки. А здесь, сбоку от сумки, скопившиеся шарики жира приподнимают кожу и дают начало сальным железам (рис. 11). Это добавочный орган почти всякой волосяной сумки. У шерстяного волоса по обеим сторонам сумки лежит по сальной железе. Все они открываются на равной высоте вверху сумок.
По строению сальная железа выглядит оболочкой из соединительной ткани, связанной и с кожей и с внешним слоем волосяной сумки, к которому железа и примыкает. На выводящих протоках крупных желез часто замечают пучочки клеток, наполненных жировыми шариками. Эти клетки перерождаются в жировые постоянно. При усиливающемся процессе более старые проходят внутрь полости желез. И когда они лопаются, немного жира поступает в волосяную сумку.
Сальные железы работают во благо шерстяного волоса. Своими выделениями они его покрывают, делают мягче, гибче, защищают от влаги и других вредных влияний. Но эго — полдела. Жиром из желез волосы склеиваются в пучки. Он твердеет на концах шерсти. Так образуется закрытый штапель, иногда совсем непроницаемая кора на поверхности руна, которая сберегает телу тепло и замедляет испарину кожи.
Сплошь и рядом, однако, железы продолжают изливать жир, когда, по мнению овцевода, в шерсти его уже более чем достаточно. Сколько мир стоит, столько человек пытается найти этому какие-нибудь регуляторы. Одно время среди производителей шерсти преобладало мнение, будто лучше нет руна, наименее отягощенного жиропотом. А когда стали получать нечто похожее, схватились за голову, так как шерсть, приятная во всех отношениях, потеряла главное — свою прочность.
В другой момент излишки овечьего пота вроде бы не считались грехом великим, зато удалять их при обработке шерсти оказалось чисто египетской (каторжной) работой. Знаменитая норвежская писательница С. Унсет выразительно это показала в романе «Кристин, дочь Лавранса» Все обитатели большого поместья до полного изнеможения отмывали шерсть последней стрижки, собираясь на берегу реки, и не всякий имел силы добраться до дома.
Впрочем, жир жиру рознь. Овечий в основном состоит из стеарина и олеина в разных пропорциях. Жиже тот, в каком преобладает олеин. От стеарина жир густеет. Шерстоводы жир овечьего руна, именуемый жиропотом, подразделяют по внешнему виду, цвету и плотности.
Легкий, белый или желтый, — полужидкий, мало весит, обволакивает шерстинки тонким слоем, порой свешивается с волос каплями и отвердевает только на верхнем конце штапеля, делая его закрытым. В теплых овчарнях такой жиропот тает со всеми вытекающими отсюда последствиями: штапель раскрывается, в руно попадает сор и оно основательно страдает от перемен погоды. Зато легкий жир хорошо отмывается.
Сальный жиропот обычно белый, он мягок, хотя плотнее и тяжелее легкого, встречается в шерсти кусочками, пристает к рукам, но смывается без проблем. Содержит много стеарина и уже при комнатной температуре быстро затвердевает па поверхности руна сплошной твердой корой, которая надежно оберегает шерсть от внешних повреждений.
Зеленоватого цвета воскообразный пот доставляет при обработке хлопоты, потому что, хотя и довольно плотный, липок, как воск, и в шерсти сбивается комочками. На вес тяжелый, трудно отмывается.
Самый же твердый тугоплавкий и очень тяжелый — смолообразный — пот кусочками желтовато-красного цвета склеивает шерстинки так, что его трудно смыть даже фабричным способом, с применением химических добавок.
Жиропота у овец гораздо больше, нежели у остальных животных, оттого, что сильно развиты сальные железы и их много — почти каждая волосяная сумка, напомним, имеет по две железы. Количество и качество жиропота при этом — величины непостоянные, в овечьей шерсти его от 25 до 75 процентов, содержание колеблется у разных пород и у одной и той же овцы в зависимости от времени стрижки, климата, ухода.
У всех неблагородных овец жир жидкий и его немного. Да и откуда взяться изобилию, коли волос растет редко, следовательно, невелико и число сальных желез. Облагороженные, так сказать, культурные породы дают шерсть, щедро наделенную жиропотом высокого качества. У мериносов, например, он, как правило, бывает полужидким и легким, тогда как не редкость в волосяном покрове грубошерстных овец жиропот твердый, тяжелый, трудно отмываемый, с признаками смолообразного.
Когда овцам начинают давать больше качественного корма, жир у них выделяется интенсивнее. Это особенно наглядно видно на животных, откармливаемых на убой.
Помимо сальных, работающих на волосы и соединенных с волосяными сумками, существуют железы, тоже сальные, обслуживающие кожу. Они бутылкообразной формы, свободно открываются на поверхности эпидермы. Жир растекается, смягчает кожу, предохраняет ее от высыхания, делает менее проницаемой для различных веществ и препятствует излишнему испарению.
Пониже сальных обосновались потовые железы — железистый шарообразно-сплюснутой формы клубок и выводящий проток.
Обычно клубок находится в собственно коже, но если она тонкая или клубок сильно развит, то он размещается в подкожной соединительной ткани. Выводящий проток потовой железы, извиваясь, пробивается в роговой слой спирально и открывается между сосочками кожи, как воронка. К потовым железам тянется обширная сеть тончайших сосудов. Железистые клубочки принимают продукты разложения, совершающегося в организме животного, — влагу, углекислоту, аммиак и пр. и передает их протокам. Те выделения выводят наружу, на поверхность кожи, в виде паров, капель.
Выделения потовых желез существенно влияют на свойства шерстяного жира. В другом случае его трудно было бы извлекать промывкой шерсти в чистой воде. А это удается достаточно успешно. Лишь одним простым перегоном овец по воде, когда ее температура 15–19 градусов, часть жира вымывается из руна: на теле животного жир соединился со щелочами пота, образовалось мыло, растворимое в воде. В овечьем шерстяном жирном поте всегда есть калий, он и способствует взаимодействию жира со щелочным составом. Как только грязную шерсть опустишь в теплую воду, появляется пена, поскольку в жидкость переходит калиевая соль жировой кислоты. Бывало, из такого раствора добывали поташ и хлористый калий, между прочим, не без выгоды — из тонны шерсти набиралось 70–90 кг поташа.