Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов - Буровский Андрей Михайлович (книги серии онлайн TXT) 📗
А из числа хищников миног вытеснили более сложные существа – рыбы. Те самые, на которых пережившим свой век миногам «приходится» паразитировать.
Это при том, что центральная нервная система миног отчетливо разделяется на головной и спинной мозг. Головной мозг ее очень мал, считаные граммы веса животного, которое целиком может потянуть и на 2–3, и даже 4 кг.
Головной мозг миноги уже имеет отделы, характерные для всех позвоночных животных: передний, промежуточный, средний, продолговатый и мозжечок. Но сразу два важных признака говорят о примитивности мозга миноги: первое, все его отделы лежат в одной плоскости и не налегают друг на друга. И второе, передний мозг относительно других отделов очень невелик.
Даже у простейших челюстных рыб передний мозг крупнее, а отделы мозга налегают друг на друга, образуя единый орган [2].
Эволюционно более продвинутыми оказались челюстноротые: панцирные, хрящевые и костные рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. Вся борьба за господство в животном мире Земли пошла между этими видами. Основным направлением развития стало увеличение и усложнение мозга, развитие органов чувств. Это взаимосвязанные явления! Ведь чем сильнее развиты органы чувств, тем больше информации поступает в мозг. А чем сложнее мозг, тем больше информации он способен переработать.
Начало соревнования
Примерно 540 миллионов лет назад в окаменелостях кембрийского периода палеозойской эры появляются отложения окаменелостей представителей почти всех подразделений животного царства. Раньше не было почти ничего. Практически полное отсутствие многоклеточных, сложных животных. И «вдруг», за считаные миллионы, может быть, даже сотни тысяч лет – «кембрийский взрыв биологического разнообразия».
Начиная с Уильяма Баклэнда (1784–1856) геологам было известно о существовании границы отложений, ниже которой ископаемые останки не обнаруживаются. Это очень огорчало Чарльза Дарвина: он считал «почти полное, насколько теперь известно, отсутствие под кембрийскими слоями формаций, богатых ископаемыми» сильным аргументом против его теории эволюции. Дарвин даже посвятил отдельную главу своей работы «Происхождение видов» обсуждению этой проблемы. Его собственная гипотеза состояла в том, что в докембрии нынешние континенты могли находиться на океанском дне, на глубинах, где не могли формироваться ископаемые останки [3], но в целом получалось как-то безнадежно: если жизни долгое время не было, а потом она появилась – это же «работает» не на теорию эволюции, а на теорию Божественного Творения!
Огорчался Дарвин напрасно: с тех пор найдено немало доказательство того, что и до кембрия существовали многоклеточные организмы. Сегодня спорят в основном о том, что это за организмы: прямые предки кембрийских или это организмы, принципиально отличные от любых ныне существующих животных. Если предков у «кембрийцев» не было, это более загадочно. Кстати, популярная книга С. Гулда так и называется: «Удивительная жизнь» [4].
В любом случае богатство кембрийских отложений поражает. В них сохранились не только остатки организмов с твердыми, кремнистыми телами, как губки, но и полные карбоната кальция оболочки двустворчатых, брюхоногих моллюсков и аммонитов, внешние скелеты ракообразных, полные фосфата кальция кости позвоночных… Наряду с окаменелостями, кембрийские отложения содержат необычно высокое число месторождений, сохранивших отпечатки мягких частей тел различных организмов. В наше время ученые насчитывают более 30 типов различных животных. Представители двух третей из них никогда не обнаруживались в ископаемых останках. Наверняка и фауну кембрия мы знаем далеко не во всей полноте.
Такие отпечатки позволяют детально изучить животных, которые не сохраняются в виде окаменелостей, а также внутреннее устройство и функционирование организмов, которые обычно представлены только раковинами, шипами, когтями и т. д. А тут еще окаменелые следы, оставленные живыми организмами: дорожки и норки на морском дне.
Долго, очень долго длилась протерозойская эра – «эра древнейшей жизни». И вдруг – «взрыв». Причем ведь дело не в том, что кончилась одна геологическая эра и началась другая, более благоприятная для жизни. Сами границы эр определяют по появлению новых форм жизни. Произошел «взрыв», он-то и является границей эр геологической истории. Начинается палеозой, «эра древней жизни».
Почему же начался палеозой? В чем причина «кембрийского взрыва»? Причины называли разные. И конец ледниковой эпохи. И изменение атмосферы. И изменение химического состава вод океанов. Но никаких признаков всех этих геологических перемен на рубеже палеозоя нет. О них делают далеко идущие выводы на основании изменений животных. Но долгое время считалось, что живые организмы абсолютно зависят от среды обитания. Среда может формировать животных, а они – никак нет. Среда может провоцировать рост многообразия, но никак не сами животные.
Сравнительно недавно, лет 30 назад, послышались первые робкие голоса, называвшие причиной роста разнообразия фауны самих животных.
Во-первых, животные занимают разные экологические ниши. Начинается борьба за них – то есть за пищу, удобные места для обитания, энергию. Эти животные по-разному устроены, они – разные побеги дерева эволюции, и все они сражаются между собой за место под солнцем. При этом более сложно устроенные получают преимущество и не пускают в те же экологические ниши более примитивные организмы.
А кто имеет преимущество в этой борьбе? Тот, у кого лучше устроен мозг и более совершенные органы чувств. Тот, кто лучше умеет собирать и перерабатывать информацию.
Причем у кого совершеннее мозг – у того и тело имеет преимущества, чей мозг и чье тело лучше подходят для добывания пропитания, тот и не сидит голодным!
«Более умные» могут кормиться там, где трудно прокормиться более «глупым»: и хищники, и растительноядные находят пищу там, где более примитивные животные не находят. Чем умнее вид, тем более бедные кормовые угодья ему нужны. А в богатых угодьях «умные» животные распространяются в таком количестве, что более «глупым» пищи начинает не хватать, и они вымирают или откочевывают. В конечном счете и откочевывать становится некуда.
Во-вторых, началась своего рода «гонка вооружений» между хищниками и жертвами. У жертв – защита, у хищников – вооружение. Хищничество по определению становится сильнейшим фактором и ускорителем естественного отбора. Хищнику необходимо регулярно ловить жертв, он просто вынужден «умнеть».
Жертвы еще сильнее обречены изменяться: ведь если хищник не поймает жертву, это грозит ему только необходимостью повторять попытку. Для добычи тут вопрос жизни и смерти. Американские биологи давно говорят об «асимметрии последствий» по принципу «жизнь против обеда» [5]. Хочешь не хочешь, а эволюционировать придется [6].
В-третьих, и это главное, разные группы животных развивались с разной скоростью [7]. Медузы и черви мало изменились за сотни миллионов лет. А вот позвоночные изменялись кардинально, порождая совершенно новые формы жизни.
Шла борьба за само существование и за место в иерархии жизни. За право господствовать в древних морях. Возникали самые невероятные животные. Рассказ об одном из них, опабании, всегда вызывал смех в аудитории и специалистов, и студентов: слишком нелепым было животное. Это мягкотелое существо с узким, сегментированным телом, парой ластоподобных конечностей на каждом сегменте, с ножками под плавниками, кроме трех сегментов, формировавших хвост. У опабании было пять глаз на стебельках, как у рака или краба, рот под головой, длинный гибкий хобот, растущий из-под головы и заканчивающийся шипастым «когтем».
