Борис Сергеев - Как мозг учился думать
Черноморские ланцетники весьма миниатюрные создания. Их обычная величина всего два-три сантиметра, лишь изредка попадаются великаны ростом до четырех сантиметров. В более теплых морях они значительно крупнее. У берегов Неаполя, где их главным образом и изучал А.О. Ковалевский, живут гиганты длиною по шесть-семь сантиметров. Тело животных сильно уплощено с боков и заострено на переднем и заднем концах. Кожная складка, образующая хвостовой плавник, придает телу характерную форму ланцета. Спереди находится никогда не закрывающийся рот, задраенный густой решеткой переплетенных щупалец. Они не дают песку набиваться в пищевод, но не мешают попадать туда одноклеточным водорослям и микроскопическим животным, которые засасываются туда с током воды.
Основой тела ланцетника служит плотный упругий стержень – хорда. Это первый вариант внутреннего скелета. У беспозвоночных животных скелет наружный – твердые хитиновые покровы тела. А хорда ланцетника – это уже модель будущего позвоночника, который в более совершенном виде возник у рыб. Над хордой расположена нервная трубка – центральная часть нервной системы животного, – а от нее в обе стороны отходят многочисленные нервы. Ни настоящей головы, ни тем более головного мозга у ланцетника нет. Из всех современных хордовых это единственное безголовое животное. В море он живет примитивной жизнью. Разогнавшись, с разбега зарывается в песок и остается в своем убежище неделями. Что заставляет его время от времени менять квартиру, выяснить пока не удалось. Никаких строительных работ, ни манипуляций с окружающими предметами, как это умеют делать дождевые черви, ланцетники не производят, но в умственных способностях червякам не уступают.
В лаборатории ланцетников пытались научить избегать опасных ситуаций. Над сосудом с животным вспыхивал яркий свет, а затем оно получало удар электрического тока. Подстегнутые электроболевым раздражителем, ланцетники пулей вылетали из своего укрытия и, сделав два-три стремительных круга, вновь ныряли в песок. Уже через тридцать–тридцать пять сочетаний свет начинал вызывать у животных двигательную реакцию. Они шевелили своим хвостом, сгибали и выпрямляли тело, медленно отплывали из освещенного круга или стремительно уносились прочь, как от удара электрическим током. Реакция на свет сохранялась около суток или немного дольше и была такой же неустойчивой, как и навыки дождевых червей. Однако, если сравнить их поведение с реакциями гидр, заметна разительная разница. Как вы помните, гидры, задерганные ударами электрического тока, начинали бояться любых воздействий, даже совсем безобидных. Напротив, ланцетники научились избегать только света. Другие раздражители их не пугали. Видимо, они «запомнили», что именно свет предвещает серьезные неприятности, и старались покинуть освещенные участки аквариума. Таким образом, по длительности сохранения образованных навыков ланцетники значительно обогнали и гидр и дождевых червей. Небольшой шаг вперед, но чего можно ждать от существа, не имеющего даже головного мозга.
Трехглазый подводник
Миноги – жители пресных и соленых вод. Они широко распространены по земному шару, но тропиков решительно избегают. Всего известно около двадцати пяти видов миног. В Балтийском море наиболее заметна европейская речная минога. Как и все ее родственники, она имеет длинное червеобразное тело с голой, покрытой слизью кожей. Спина и бока темно-серые, иногда почти черные, а брюхо светло-желтое или матово-белое. Небольшая голова никак не отделена от туловища. На ней три глаза; два, как и полагается, располагаются по бокам головы, а третий наверху. Его называют теменным. В нем нет хрусталика, поэтому различать четко контуры предметов он не может, но свет улавливает хорошо и верой и правдой служит своей хозяйке.
У миноги удивительный рот. Он имеет вид воронки и по краю окаймлен кожистой бахромой. Костных челюстей нет, но мягкие края рта и языка покрыты множеством зубов. Взрослые миноги – хищники, они питаются живой рыбой. Присосавшись к телу жертвы своим воронкообразным ртом, миноги как теркой протирают зубастым языком рыбью чешую и кожу. Затем выпускают в ранку какую-то жидкость, которая не дает свертываться крови, и переваривают живые ткани тела жертвы. Их и поглощают.
За особое устройство рта миноги отнесены к надклассу бесчелюстных животных, некогда широко распространенных на Земле. Из их многочисленной братии до наших дней дожили только миноги и миксины, которых ученые объединяют в особый класс круглоротых животных. Так что к рыбам, как думают хозяйки, охотно покупающие осенью деликатесный продукт, они прямого отношения не имеют.
У большинства миног детство длится гораздо дольше, чем последующая взрослая жизнь. Икру родители откладывают в ручьях, речках и в крайнем случае – в озерах. Крошечные личинки – их называют пескоройками – зарываются в донный ил, которым и питаются. После четырех-пяти лет такой спокойной жизни у личинки начинаются серьезные перестройки организма, и пескоройка превращается во взрослое животное. В этот период ее рот приобретает вид воронки и оснащается многочисленными зубами.
Все время, пока длится превращение, личинки обходятся совершенно без пищи. Закончив развитие и став, наконец, взрослыми, миноги спешат к морю и ищут подходящую жертву. Теперь они – хищники и на мясной пище быстро растут и жиреют. Уже через год миноги достигают предельной величины и накапливают столько жира, что теряют интерес к еде. Оставшиеся полгода-год жизни они добровольно постятся. Сейчас их заботит только одно – необходимость обзавестись потомством.
На нерест миноги возвращаются в родные ручьи и речки. Более шустрые животные, первыми накопившие необходимое количество жирку, подходят к устьям рек уже в начале лета, но только осенью начинается их массовый ход. Икру животные откладывают в глубоких участках реки с каменистым дном и быстрым течением. Здесь самцы строят гнезда, выкапывая продолговатые ямки овальной формы. Сначала со строительной площадки удаляется галька. Мелкие камушки животные уносят, присосавшись к ним присоской. Более крупные и тяжелые оттаскивают волоком, опираясь о дно хвостом, или отбрасывают резким движением туловища. Затем, присосавшись к какому-нибудь надежному камню, самец сильными движениями извивающегося тела углубляет ямку, выбрасывая оттуда песок, гравий.
Все время, пока идет строительство, самка находится тут же, описывая над гнездом плавные круги, но в строительных работах участия не принимает, лишь время от времени нежно касается своего супруга, поощряя его продолжать строительство. Только когда работа подойдет к концу, она присоединяется к самцу, чтобы навести окончательный лоск. Хозяин гнезда с удовольствием принимает знаки внимания своей избранницы и настороженно следит за тем, чтобы поблизости не оказался другой самец. Тогда он бросается на пришельца, присасывается к его телу и выталкивает с занятой территории. Икра откладывается, только когда сооружение гнезда будет полностью закончено. Родители не остаются его охранять. От длительного поста и активной деятельности они обессилели, им хочется спрятаться в спокойное тихое местечко, и, забившись под камни, взрослые миноги вскоре погибают.
Круглоротые животные – первые в ряду хордовых, которые обзавелись головным мозгом, причем мозгом удивительно сложно устроенным. В нем есть все те отделы, из которых состоит и мозг человека. Правда, они еще плохо развиты, да и весь мозг меньше спичечной головки, но все же это мозг, который должен сделать их достаточно умными. Сложное поведение во время нереста вроде бы подтверждает это предположение. Однако экзамен в лаборатории разочаровал ученых. Способностью обучаться миноги почти не отличались от земляных червей и ланцентников. Настоящие условные рефлексы у них не вырабатываются. Миноги способны приобретать полезные навыки, но образуются они с большим трудом, а сохраняются очень недолго.
Почему, обзаводясь головным мозгом, миноги остались малоразвитыми животными? Пока объяснить этот парадокс не удалось. Не исключено, что время для экзамена миногам было выбрано не слишком удачно. Ловят их в реках, когда миноги заходят туда на нерест. В лабораторный зоопарк они попадают осенью и живут там до весны. В это время даже на воле у миног голова не болит ни о чем, кроме нереста. Как уже говорилось, осенью они забывают даже о еде.
Выбор профессии
В предыдущей главе мы познакомились с наименее способными учениками. Невольно бросается в глаза огромная разница между тем, что они умеют делать сами и чему их удалось научить в лаборатории. К тому же оказалось, что эти на первый взгляд примитивные создания владеют очень сложными навыками. Инфузории умудряются сортировать мелкие частички, взвешенные в воде, отправляя в «рот» съедобные и выбрасывая остальное. Гидра способна ловить и убивать мелких животных. Земляные черви – рыть норки и затаскивать туда различные предметы. А миноги сооружают на дне водоемов гнезда для своей икры, выполняя большой объем работ. Причем все эти сложные навыки у них врожденные. Никаких усилий для их приобретения примитивные животные не делали. А научиться чему-нибудь сверх того, что они уже умеют, им трудно. Приобретаемые ими совсем простые, да к тому же еще и непрочные, навыки не идут ни в какое сравнение с очень сложным врожденным поведением.
