Эволюция сознания
Шрифт:
Незначительные различия в эффективности воспроизводства, если они более или менее постоянны, могут в результате экспоненциального роста привести к огромным изменениям в группе животных. Если бы изменения накапливались линейно, то есть рост каждого последующего поколения увеличивался на 0,0001 фута, члены растущей группы стали бы за это время в 21 раз выше членов нерастущей группы – да, конечно, и это весьма ощутимый прирост, но он ни в какое сравнение не идет с геометрической прогрессией.
Вернемся к глазу. Очевидно, что современный глаз, с каким мы имеем дело сейчас, не мог возникнуть на пустом месте. А какой смысл был бы в части глаза? Но не исключено, что ему предшествовали прототипические, примитивные механизмы, по-своему помогавшие живым существам в приспособлении
Один из путей к ответу на поставленный вопрос ведет нас на Ближний Восток, вглубь земли. Подземные кроты, обитающие в этой части земного шара и называемые слепышами (Spalax ehrenbergi), полностью слепы, поскольку живут в темноте, в пещерах. Рудиментарные глаза слепыша сокрыты глубоко под шерстью и толстым слоем кожи. Когда животные подвергаются интенсивному световому воздействию, электроды, вживленные в мозг, показывают полное отсутствие реакции. Слепыш слеп как крот. Зачем ему тогда глаза? Если они не используются для зрения, есть ли у них еще какое-нибудь применение, которое дало бы нам ключ к ранним этапам приспособления живых организмов? Следует отметить, что зрительное восприятие мира, подобное нашему, в отправной точке эволюции вовсе не было критично, поскольку любой род ощущений, говорящих нам о том, что происходит в мире, по-своему адаптивен. Знание о смене времен года полезно в определении того, когда искать пищу, когда запасать, а когда не высовывать носа из-под земли. Способность различать день и ночь тоже дает огромное преимущество. Организму, обладающему этой способностью, легче избегать хищников и добывать пищу. А нервной ткани для получения подобной информации нужно не слишком много.
Сетчатка слепыша помогает ему различать времена года по длительности светового дня, а не по изменениям в температуре. У позвоночных в глубинах мозга есть шишковидная железа, выделяющая мелатонин в ответ на изменения светового дня (сигнализирующие, конечно, о смене времен года). Шишковидная железа стимулируется информацией с сетчатки глаза. И этот «глаз» дает слепышу возможность воспринимать изменения освещенности и, следовательно, приспосабливаться к смене времен года. Иными словами, даже этот 1 % глаза может спасти животному жизнь или просто помочь приспособиться.
Конечно, такое преимущество есть не только у кротов. Слепые люди, у которых сохраняется способность к различению света и тьмы, могут благодаря этой минимальной чувствительности избегать опасностей, способны пройти в дверной проем, не ударяются о стены и крупные предметы. Люди с чуть лучшим зрением, хотя и имеют официально поставленный диагноз «слепота», более или менее ориентируются в окружающем мире, хотя их зрение составляет не более 30 % от нормального. Поэтому разумно предположить, что если на ранних стадиях эволюции животное было бы способно просто отличать свет от тьмы, оно все равно находилось бы в выигрышном положении.
В свою очередь, подобного рода чувствительность к свету могла бы развиваться и дальше, переходя от простого различения света и тьмы к их градациям: например, прирост темного тона может свидетельствовать о приближении хищника. К восприятию подобных изменений способен глаз лягушки.
С ходом времени могли накапливаться всё новые и новые изменения, при условии, что они давали живым организмам преимущество в приспособлении. Способность видеть цвета, это кардинальное изменение зрения у обезьян и человека, дает дополнительную информацию, способствующую приспособлению. К примеру, нам и нашим предкам легче искать пищу: если для черно-белого зрения зрелый красный плод не особенно отличим от темно-зеленых листьев кустарника, то в цвете он сразу бросается в глаза.
И за это долгое время некоторые из наших самых важных признаков и способностей были «заимствованы» у структур, исходно сложившихся для решения других задач. Как в настоящей армии, здесь не так уж важно, если новобранец не сразу годен к воинской службе: побольше строевой подготовки – и всё получится. У птиц и летучих мышей на основе костей передних конечностей сформировались крылья. Многие из обычных функций этих конечностей – например, копание в земле или оборону – принял на себя клюв. «Большой палец» панды – на
самом деле кость запястья, рекрутированная для общипывания листьев с бамбука 6 .6
Обсуждение глаза слепыша, этот пример с большим пальцем и последующий с ухом я заимствовал из работ Стивена Джея Гульда. – Прим. авт.
В повседневной жизни наблюдается то же самое. Вы можете использовать персональный компьютер для работы с электронными таблицами, но можете запустить на нем и игру. А можете начать играть, подсесть на игры и в какой-то момент обнаружить, что используете компьютер преимущественно для игры. Наконец, можете даже придумать новую игру и начать карьеру разработчика компьютерных игр.
Нечто подобное случилось с нашими замечательными косточками среднего уха. Легко поверить, что их хитроумное сочетание и впечатляющее функционирование – дело рук Господа, и что они представляют собой наилучший из возможных механизмов слуха. Да, конечно, ухо – чудесная физическая система невероятной сложности. В нем есть и широкодиапазонный анализатор звуковых волн, и усилительная система, и система двухсторонней связи, и релейный блок, и многоканальный передатчик, преобразующий механическую энергию в электрическую, и гидравлическое уравновешивающее устройство. И всё это умещается в 2 кубических сантиметрах.
Звуковые волны скатываются под давлением по слуховому каналу к барабанной перепонке, заставляя ее вибрировать. Вибрация барабанной перепонки вызывает колебания трех косточек среднего уха (слуховых косточек), получивших название в соответствии с формой: молоточек (malleus), наковальня (incus) и стремечко (stapes). Их колебания соответствуют исходному сигналу по частоте, но превосходят его по амплитуде (в двадцать пять раз). Благодаря этому усилению волны проникают во внутреннее ухо, где преобразуются в электрическую энергию нервных клеток. И уже внутри мозга мы слышим Моцарта, шум водопада, стихи и жалобы соседей.
Но у нас не было бы столь великолепных ушей, если бы наши предки-рептилии не реагировали на звук челюстями. Рыбы «слышат» благодаря тому, что ощущают звуковые волны, которые передаются через воду, омывающую их с боков. Но когда животные начали выходить на сушу, звуковые волны стали передаваться через посредство воздуха, плотность которого намного ниже плотности воды, по причине чего он оказывает меньшее давление.
Это изменение передающей среды потребовало нового слухового механизма. Рыбам не нужно усиление звука, без которого не можем обходиться мы. На барабанную перепонку наземных позвоночных попадают лишь слабые звуковые волны, затем этот звук передается во внутреннее ухо (и далее в мозг) благодаря нашим неземным слуховым косточкам: молоточку, наковальне и стремечку.
Как возник этот механизм? Дело долгое (и теперь-то читатель понимает, что я имею в виду под словом «долгое»!), но жаберные отверстия позади рта у ранних бесчелюстных позвоночных обрели костяную опору – жаберные дуги в виде двух соединенных друг с другом костей. Челюстям нужно крепление, поэтому верхняя кость жаберной дуги, расположенная прямо за челюстью, взяла на себя роль подпорки (и стала подъязычно-нижнечелюстной), прикрепляя челюсти к черепной коробке для дополнительной поддержки. Будучи «рекрутирована» под такую задачу, эта кость стала толще и прочнее.
Но поскольку подъязычно-нижнечелюстная кость расположена близко к внутреннему уху, она взяла на себя еще одну задачу: эта кость находится рядом с трубой, ведущей к уху, а поскольку кость в принципе может проводить звук, она начала усиливать звуковые волны. Таким образом, для слуха она оказалась «рекрутирована» в качестве стремечка.
Когда стремечко поддерживало челюсть, в чем состояла его функция на протяжении 100 миллионов лет, оно было толстым и прочным. У позвоночных же череп и челюсть соединены друг с другом на постоянной основе, и стремечко изменило функцию, что при изменении обстоятельств случается и с призывниками, и приспособилось к слуху. Тогда эта косточка стала тоньше и изящнее.