Метазоа. Зарождение разума в животном мире - Питер Годфри-Смит
Предыдущее вымирание, расчистившее путь динозаврам, уничтожило и крупных родственников млекопитающих, однако ряд мелких видов уцелел. Второе же вымирание унесло с собой чуть ли не всех динозавров независимо от размера. В первый период царства динозавров – триасовый – млекопитающие собирались с силами. Всю эру динозавров они провели, оставаясь небольшими особями, не крупнее барсука, и некоторые пережили массовое вымирание, положившее ей конец. Из динозавров же уцелела лишь одна небольшая группа – та, что превратила крылья и перья, появившиеся первоначально для других целей, в средство полета. Это были птицы.
Восстав из пепла очередного крушения, млекопитающие размножились, заняв самые разнообразные экологические ниши. В отложениях, датируемых парой миллионов лет после вымирания динозавров, было обнаружено любопытное древнее млекопитающее; называется оно Torrejonia wilsoni. Это было маленькое существо с длинными передними и задними лапами, жившее на деревьях; теплокровное, ловкое животное, умеющее моргать; примат.
В главах, посвященных подводному миру, перед нашим взором прошла череда морских жителей, чьи тела иллюстрируют стадии эволюции действия. Стрекающие демонстрируют мускульную организацию движения на новом уровне. Членистоногие выработали новые виды мобильности и умение манипулировать предметами, опираясь на информацию, поступающую от хорошо развитых органов чувств, однако жесткая конструкция тела ограничивает их свободу действий. Тело осьминога, напротив, не сковано практически никакими ограничениями. Осьминог может без труда манипулировать предметами, с которыми ни один его сородич прежде дела не имел. Головоногие к тому же обзавелись крупной нервной системой, хотя и децентрализованной. Нервная система позвоночных централизована в большей степени, но на стадии рыб делать они умели немногое. Несмотря на то что эволюция, протекавшая в море, обеспечила возможность манипулировать предметами, свободно двигаться и сформировать центральный мозг, ни одному морскому животному не довелось объединить в себе все эти свойства сразу. Такую комбинацию мы встречаем только у наземных позвоночных, особенно часто – в триасовом периоде и позже, когда три эти черты наконец слились воедино. Эта совокупность черт появилась независимо у двух крупных ветвей эволюционного древа – у первых динозавров и у млекопитающих. У уцелевших динозавров – птиц – она претерпела еще одну трансформацию, но ярче всего проявилась у приматов, подобных нам.
Наша ветка дерева
В предыдущих главах мы пытались рассмотреть во тьме веков общего предка человека и осьминога (а заодно человека и пчелы) и представляли себе кого-то вроде плоского червя, населявшего моря примерно 600 миллионов лет назад. Общего предка человека и птицы вообразить гораздо проще: у него было четыре конечности и отличное зрение и жил он на суше. Хорошей иллюстрацией здесь, пожалуй, будет коротколапая ящерица, ковылявшая по болоту чуть больше 300 миллионов лет назад. Как нам уже известно, две линии дальнейшего эволюционного ветвления, синапсиды (наша ветвь) и завропсиды (ветвь динозавров), различаются тем, как справились с выпавшими на их долю потрясениями. Если говорить в эволюционных терминах, синапсиды и завропсиды через некоторые изменения прошли параллельно, независимо приобретя ряд схожих черт, а в других отношениях остались очень разными. Как мы знаем, вертикально ориентированные тела, способные манипулировать объектами, появились на каждой линии отдельно. Другой важной чертой, независимо сформировавшейся у синапсидов и завропсидов, была эндотермия.
Говоря простыми словами, эндотермия – это теплокровие, внутренние процессы, поддерживающие стабильную температуру тела, которая обычно выше температуры окружающей среды. Теплокровие затратно, требует огромного количества энергии, но у него есть серьезные преимущества. Теплокровные животные могут выжить и сохранить активность в большем диапазоне сред обитания, а их мускулы сильнее и выносливей. Все те жизненно важные процессы, которые мы называли молекулярным штормом и над которыми ломали голову во второй главе, при разных температурах протекают по-разному, и обычно осуществляются успешнее, если температура тела выше температуры окружающей среды. Тело и мозг теплокровных – высокоэнергетическая система, потребляющая много кислорода.
Полноценная эндотермия развилась у млекопитающих и у птиц независимо друг от друга{231}. Однако теплокровие – не одна черта, а целый спектр характеристик. У млекопитающих и птиц приблизительно постоянная температура обеспечивается непрерывным регулированием метаболических процессов. Есть животные, поддерживающие свою температуру на уровне, лишь немного превышающем температуру окружающей среды, а есть такие, которые обогревают только часть тела. Такое поведение, как дрожь, одышка и поиск теплых или холодных зон, тоже может использоваться для регулирования внутреннего огня. Задолго до млекопитающих и динозавров первые шаги к эндотермии сделали, скорее всего, насекомые, и сейчас они используют целый спектр трюков, помогающих им регулировать температуру. Пчелы и мухи быстро бьют крылышками, согревая средний сегмент тельца, и часть этого тепла передается голове и мозгу. Скрупулезная работа лаборатории Саймона Лофлина в Кембридже показала: чем теплее глаза мухи, тем точнее и быстрее они реагируют на движение{232}. В тепле муха четче различает образы, которые на холоде кажутся ей размытыми.
В море теплокровие встречается редко{233}. Сегодня оно есть у той группы лучепёрых рыб, к которой принадлежат тунцы и меч-рыбы, а также у двух групп акул, в том числе у большой белой акулы. Лучепёрые выработали разные способы регулировать температуру тела, причем обзавелись они ими не за один раз. Тунец обогревает все тело; меченос – только глаза и мозг. Меч-рыбы добились практически того же эффекта, что и мухи: если глаза теплые, они лучше различают движение. Температура важна для когнитивной стороны разума – для обработки данных; она влияет как на межклеточные связи, так и на трудноуловимые глобальные динамические свойства мозга и, следовательно, должна иметь значение в плане опыта.
Возможно, когда-то давно некоторые хищные морские рептилии – ихтиозавры и им подобные – тоже были теплокровными{234}. Но подавляющее большинство рыб и все морские беспозвоночные (включая осьминогов) не способны поддерживать повышенную температуру тела. В море контролировать температуру труднее, потому что вода отводит тепло от тела гораздо лучше воздуха. Неразрывная связь насыщенных водой тел и внешней водной среды не помогает морским животным, а лишь усложняет их задачу – в этом плане, будучи жидкой системой, выгоднее существовать в воздушной среде. Температура внешней среды на суше обычно более изменчива, и это может представлять отдельную трудность, но обогревать тело тут проще.
Температура тела у динозавров – тема горячих споров{235}. Птицы теплокровны, но это не дает оснований предполагать, что и все динозавры были такими же. Эволюция птиц превратила их в суматошную высокоактивную форму жизни. Ряд исследователей утверждает, что активная жизнь, которую вели классические плотоядные динозавры, предполагает теплокровие, однако ученым пока не удалось прийти к согласию в вопросах о том, как давно динозавры развили эндотермию и насколько широко она была распространена. Кроме того, как нам уже известно, теплокровие – не тот вопрос, на который можно ответить просто «да» или просто «нет».
Если нас интересуют вопросы типа «Каким был опыт динозавров?» или «Каково это, быть динозавром?», то тогда птицы – наш лучший модельный организм. В конце концов, птицы и есть динозавры: сегодня вымерших динозавров мезозоя считают гораздо более близкими к птицам, чем еще пару десятилетий назад. Опыт классического вымершего динозавра мог быть подобен опыту крупной и не очень энергичной птицы.
Птицы – более близкий и понятный пример, но сюрпризы преподносит даже наша собственная ветвь эволюционного дерева. Один из них возвращает нас к теме шестой главы – интегрированности нервной системы, в частности двух половин мозга.
Как мы уже знаем, позвоночные относятся к билатеральным животным, придерживаются древней схемы строения тела, которой свойственна симметрия правой и левой стороны. У таких животных органы и части тела часто имеют пару с противоположной стороны, и мозга это тоже касается. Одна и та же информация не всегда доступна обоим полушариям мозга в той мере,
