Феномен мозга. Тайны 100 миллиардов нейронов - [5]

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».

Опабанию относят к особому типу лопастеногих – это родственники или даже предки членистоногих [8] .

А наряду с такими химерами одновременно жили многие современно выглядящие животные [9] . Кембрий оказался своего рода «лабораторией», в которой «производились» самые различные организмы. Все они конкурировали друг с другом, развивались с разной скоростью, занимали экологические ниши и вытесняли из них друг друга.

В этой борьбе все время побеждали позвоночные. Причина проста: самый могучий мозг, самые совершенные органы чувств, самое сложное и разнообразное поведение. Важным фактором стало то, что у позвоночных появился скелет и череп. Следствием этого стало и появление головы…

Цефализация

Само слово «цефализация» происходит от греческого kephale, то есть кефале – голова. Чаще всего этим термином называют процесс обособления головы, включение в ее состав органов, которые до того располагались у предков в других частях тела. Цефализация важна потому, что передний конец тела, несущий ротовое отверстие и органы захватывания пищи (челюсти и рот), первым вступает в контакт с новыми объектами среды. Поэтому в нем концентрируются органы чувств, а также передние отделы центральной нервной системы, регулирующие функционирование этих органов и составляющие головной мозг.

Элементы головы появлялись у насекомых и ракообразных, но только у позвоночных возникла настоящая голова. У беспозвоночных тоже есть защищающие мозг твердые наружные покровы. Но они далеко не так совершенны, как у позвоночных.

Итак, цефализация – один из принципов развития нервной системы. Цефализация – это особо высокая дифференциация нервной системы на головном конце, сосредоточение на нем важнейших органов чувств. Такое сосредоточение головы дает организму возможность особенно хорошо ориентироваться в окружающей среде и сообразно с этой ориентацией осуществлять двигательные реакции [10] .

У рыб уже есть голова, но она не отделена от остального тела, шеи у них нет. И у земноводных тоже нет.

У пресмыкающихся появляется подвижная голова, которая может поворачиваться независимо от остального тела. Ящерица, черепаха, динозавр, крокодил могут, грубо говоря, «вертеть головой». А рыба и лягушка – не могут.

Тем более вертят головой птицы и звери. Некоторые из них имеют длинные гибкие шеи, которые позволяют им поднимать голову высоко над землей, как фламинго, аистам и жирафам, поворачивать голову на 130 градусов, как обезьянам, и на 180 градусов, как филинам, засовывать ее в узкие проходы, куда не проходит все тело, – что могут почти все птицы и животные, в том числе и человек.

Подвижная голова на гибкой шее дает колоссальные преимущества как раз для получения информации из внешнего мира.

Цефализация – главный вектор эволюции

Иногда под цефализацией понимают еще одно: увеличение отношения массы головного мозга к массе тела животного и степень усложнения мозга. Степень цефализации возрастает всю историю живых организмов. Из всех типов животных выше всего она у позвоночных. Из позвоночных выше всего у птиц и млекопитающих. Из млекопитающих – у китообразных и обезьян, а особенно высока у человека.

Сама идея развития, у которого есть главный вектор, неприятна сознанию ученого. Почти одновременно были высказаны идеи Чарльза Дарвина и американца Джеймса Даны. Между этими натуралистами много общего. Дана, как и Чарльз Дарвин, тоже совершил в молодости кругосветное путешествие: он участвовал в экспедиции Уилкса, описавшей около 260 островов в Полинезии и открывшей Землю Уилкса в Антарктиде. После этого плавания Дана опубликовал описание путешествия в трех томах – как и Дарвин.