Рудольф Баландин – 100 великих парадоксов (страница 24)

Цефализация парадоксальна по нескольким критериям. Но прежде чем их назвать, надо хотя бы бегло проследить этот непростой и во многом загадочный процесс.

«Как только в качестве меры (или параметра) эволюционного феномена берётся выработка нервной системы, – писал антрополог и палеонтолог Тейяр де Шарден, – не только множество родов и видов строится в ряд, но и вся сеть их мутовок, их пластов, их ветвей вздымается, как трепещущий букет. Распределение животных по степени развитости мозга не только в точности совпадает с контурами, установленными систематикой, но оно придаёт древу жизни рельефность, физиономию, порыв. Такая непринуждённая стройность, неизменно постоянная и выразительная, не может быть случайной».

Цефализация напоминает развитие цветка. Из первой нервной клетки, как из зернышка, появились другие, начали сплетаться, образуя стебель. От него ветвились тонкие побеги и, наконец, на вершине показалась небольшая цветочная почка. Она зрела, в недрах её пульсировали соки, переплетались тысячи волокон. И вдруг созревший бутон в одно солнечное утро раскрылся цветком…

Такой образ предложил более двух столетий назад немецкий мыслитель Иоганн Готфрид Гердер. Надо лишь помнить, что нервная система, мозг развивались в пределах организма и в непосредственной связи с другими органами тела. А организм развивался во взаимосвязи с окружающей средой.

Какой садовник взрастил великолепный цветок головного мозга и его «тело-носитель»? Если не ссылаться на мистические силы, ответ в самом общем виде – земная природа. Поэтому формирование и развитие нервной системы характерно и для беспозвоночных, и для позвоночных.

Цефализацию считают стержнем эволюции. Потому что благодаря ей возник человек, назвавший себя разумным. Таков результат прогрессивной эволюции живых организмов и развития Биосферы.

Простейшая нервная сеть из нервных клеток кишечнополостных передаёт возбуждение со скоростью 4—15 см/с с задержками на контактах клеток. Но для многоклеточных желательно оперативное управление отдельными частями тела. Творческий эволюционный процесс нашёл выход: образование нервных узлов – ганглий. Они регулируют импульсы, идущие по различным нервным путям.

Нервные узлы объединяют действия многих клеток, предвосхищая появление центральной нервной системы. Так удалось довести скорость нервного импульса до 40 см/с у пиявки, 120 см/с у ракообразных и 250 см/с у сколопендры.

Головоногие моллюски (цефалоподы) обладали для своего времени наиболее совершенной нервной организацией

На третью ступень цефализации первыми ступили морские беспозвоночные. Её высший уровень реализовали головоногие моллюски (цефалоподы), обладавшие для своего времени наиболее совершенной нервной организацией. У них, в частности у осьминогов, сформировались своеобразные эластичные руки – щупальца – и развитый глаз. Они первыми обзавелись головным мозгом, сконцентрированным вокруг ротового отверстия.

В мозгу головоногих отдельные его участки стали заведовать органами тела: каждыми щупальцами порознь, глазом, чернильными железами… «Разделение труда» позволяло отвечать на раздражения, координируя действия из единого центра. Резко возросла скорость прохождения нервных импульсов за счёт утолщения нервных волокон, достигших 1 мм в диаметре (рекорд!). Скорость распространения возбуждения превысила 25 м/с.

Но толстые нервные волокна занимают много места; у них большая поверхность, по которой они соприкасаются с окружающими клетками. Возникают помехи, мешающие нормальной работе.

Природа наделила головоногих моллюсков многими способностями на все случаи жизни. У них восемь, а то и десять рук, сложные органы защиты и нападения, централизованная нервная система управления. Эти животные весьма сообразительны и в меру любознательны.

Наземные беспозвоночные пошли путём цефализации не только у отдельных особей, но и у сообществ. Нервная система одного общественного насекомого имеет смысл лишь в сочетании с другими. Координированное поведение пчёл, ос, муравьёв, термитов определяется высоким развитием мозга, в частности, так называемых стебельчатых тел. У насекомых мозг состоит из двух полушарий, каждое из которых заведует своей половиной тела.

Почему они не усовершенствовали с тех пор свой мозг? Хитиновый покров ограничивает размеры тела, а при увеличении тела уменьшает подвижность животного. Пассивное трахейное дыхание не обеспечивает кислородом большие скопления клеток. Из-за этого размеры насекомых невелики, и мозг им соответствует.

Свои ограниченные возможности насекомые и паукообразные использовали великолепно. Общественные насекомые умудрились компенсировать недостатки индивидуальных способностей коллективными действиями.

Очередные ступени цефализации – амфибии и рептилии. Многие из этих причудливых созданий имели скелет, похожий на человеческий. Позвоночник – ось тела – содержал спинной мозг, а череп – головной. По сравнению с амфибиями у рептилий крупней и сложнее мозг, появилась кора полушарий головного мозга (у нас она активно участвует в мышлении). Многие динозавры, возможно, имели более развитый мозг, чем современные специализированные и отчасти деградировавшие формы. Некоторые хищные рептилии бегали на двух ногах, имели «руки».

Скорость нервного возбуждения у холоднокровных зависит от температуры окружающей среды. У лягушки эта величина при 1–2 °C составляет 5–8 м/с (седалищный нерв), при 10 °C – 14, при 20 °C – 25, при 30 °C – 60 м/с. Такое непостоянство – серьёзный дефект.

Среди динозавров были виды, обладавшие терморегуляцией. Если бы их погубило недолгое похолодание, теплокровные формы уцелели бы. Но они вымерли, хотя немало холоднокровных видов амфибий и рептилий сохранилось до наших дней. Это говорит в пользу экологической версии вымирания динозавров (включая воздействие вирусов, бактерий).

Динозавры полагались главным образом на спинной мозг с утолщениями в грудной и поясничной части. Головной мозг у гигантских рептилий был по большей части не крупней, чем у кошки. Спинной мозг управлял громоздким телом. Они были, как говорится, задним умом крепки.

За десятки миллионов лет эти животные усовершенствовали свою внутреннюю организацию и структуру сообществ. В одной из австралийских, если не ошибаюсь, книг по палеонтологии была остроумная иллюстрация: прогуливаются два двуногих динозавра, ведя на поводке четвероногого звероящера.

От древних млекопитающих к современным заметно возрастает абсолютный и относительный объём мозга, площадь всех его отделов, в особенности коры.

График, показывающий рост числа нейронов в организмах, ступенчат. После очередного крупного подъёма – прыжка с одного уровня на другой, – ступень становится пологой, с небольшим подъёмом. Цефализация как бы набирается сил, энергии, ищет новые пути, чтобы подняться на более высокий уровень.

Мозг эволюционирует в связи с общим строением, физиологией и образом жизни животных. Для очередного подъёма требуется комплекс изменений организма, его связей с окружающей средой. Каждый раз это не стандартное, а творческое решение. Словно живое вещество, имея внутреннюю установку на усложнение, использует разные варианты для её реализации.

Ступени цефализации в геологической истории становятся всё круче. Процесс идёт ускоренно, а материал для изменчивости уменьшается, ибо интенсивность размножения резко падает. Несмотря на это, развитие мозга наших ближайших предков шло предельно быстро.

Скорость размножения приматов со временем снижалась. Если добавить долгий период взросления у людей, то их стремительный рывок на высшую ступень цефализации выглядит чудом. За два миллиона лет содержимое черепа гоминид возросло почти в пять раз, площадь коры мозга, средоточие рассудка, в 20–25 раз. Существенно изменилось сравнительно немногое: ступня и гортань, положение тела при хождении, пропорции конечностей, череп и мозг. А результат колоссальный!

Получается, чем сложней нервная система, тем быстрей она совершенствуется. Логично рассуждая, приходишь к мысли: должно быть наоборот, ибо головной мозг высших животных чрезвычайно сложен, и для его улучшения требуется всё более искусное мастерство.

Усовершенствовать простой механизм нетрудно, часто для этого не обязательно быть специалистом. А улучшить сложный прибор сумеет далеко не каждый даже хороший специалист. Какой же великолепный мастер постоянно усложнял мозг высших животных, а в особенности гоминид?!

Парадоксально то, что природа для подобных экспериментов, как нарочно, предоставляла всё меньше и меньше материала и времени.

Чем меньше скорость размножения, тем меньше особей для «естественного отбора», а значит, меньше генетических возможностей для эволюционных изменений. Развитие мозга должно постоянно замедляться, а оно, напротив, идёт ускоренно и эффективно.

Малочисленные гоминиды, наши предки и ближайшие родственники, не испытывали дефицит «даров природы», им не надо было конкурировать за пищу, территорию. У них были все возможности обзавестись «экологическими нишами» и затормозить в развитии. Ничего подобного не произошло.

Биосфера, пронизанная солнечной лучистой энергией, – среда, определившая направление цефализации. Однако конечный результат в виде человека современного облика оказался пагубным для Биосферы. Техническая деятельность человека (техногенез) разрушает и отравляет её.