Морские губки прекрасно обходятся без нервной системы

Невольно задумываешься об умственном потенциале земной природы. Откуда и как он возник? В клетке была изначально заложена возможность преобразований? Каким предусмотрительным конструктором?

Судя по всему, некие внешние силы направляли активность некоторых организмов не только ради размножения, поисков пищи и комфортных условий существования, но и для возможности перехода на новый более высокий уровень сложности.

Почему это происходит? Если без сложной централизованной, увенчанной мозгом нервной системы многие животные (не говоря уже о грибах и растениях) могут прекрасно существовать, то по какой причине, по какой надобности возникли эти «излишества»?

Естественным отбором объяснить это, на мой взгляд, невозможно. И случайными генетическими мутациями – тоже. Это же не уродство какое-нибудь, а сложно организованная система. И не одного какого-то вида (да и у него она случайно не появится), а у множества разных видов животных.

Если природа не терпит излишеств, то данный факт это опровергает. Или всё-таки земная природа допускает излишества? Поощряет разнообразие не только видов, но и внутренней структуры организмов.

Такое возможно лишь в условиях чрезвычайно сложной окружающей среды. Разнообразие химических и физических условий обитания, смена ситуаций и стройное единство этой среды вызывают активные структурные перестройки живых существ.

Иначе говоря, сложнейший организм Биосферы при постоянном притоке солнечной энергии порождает всё более совершенные существа. Так происходит в течение всей геологической истории Земли.

Какой в этом смысл?.. Впрочем, такой вопрос не принято задавать в приличном научном обществе. Считается, что он отдаёт теософией, а для науки важно понять, как всё происходит, по каким законам.

В.И. Вернадский сформулировал эмпирические принципы развития области жизни. Он ограничивал её (биосферу с малой буквы) современным распространением живых существ. На мой взгляд, Биосферой (с большой буквы) логично считать всю область жизни за всю геологическую историю, то есть включая земную кору.

Итак, два геохимических принципа: «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».

«Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни устойчивых в биосфере, идёт в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы».

В другой формулировке: «При эволюции видов выживают те организмы, которые своею жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию».

Казалось бы, это если не объясняет, то помогает понять основы механизма усложнения организмов, появления нервной системы. Но и тут возникает парадокс. Сам же Владимир Иванович доказал, что наиболее геохимически активны одноклеточные организмы, а наименее – крупные млекопитающие, к которым относится человек. И выживают лучше всех бактерии (например, сине-зелёные водоросли).

Но факт остаётся фактом: эволюционное развитие происходит не благодаря геохимическим принципам Вернадского, а вопреки им. Только с появлением техники на планете резко возросла геохимическая активность. Но она, увы, приносит Биосфере значительно больше вреда, чем пользы.

Такое «необязательное», противоречивое, а потому парадоксальное усложнение организмов и увеличение их разнообразия более или менее убедительно объяснимо в самом общем виде: сложная насыщенная энергией среда стимулирует появление всё более сложных форм.

Детальный анализ этой загадки земной природы до сих пор остаётся проблематичным.

Парадокс цефализации

Эволюция головного мозга животных называется цефализацией (от греческого слова, означающего «голова»). Она началась полмиллиарда лет назад у морских донных и плавающих многоклеточных животных.

Цефализация парадоксальна по нескольким критериям. Но прежде чем их назвать, надо хотя бы бегло проследить этот непростой и во многом загадочный процесс.

«Как только в качестве меры (или параметра) эволюционного феномена берётся выработка нервной системы, – писал антрополог и палеонтолог Тейяр де Шарден, – не только множество родов и видов строится в ряд, но и вся сеть их мутовок, их пластов, их ветвей вздымается, как трепещущий букет. Распределение животных по степени развитости мозга не только в точности совпадает с контурами, установленными систематикой, но оно придаёт древу жизни рельефность, физиономию, порыв. Такая непринуждённая стройность, неизменно постоянная и выразительная, не может быть случайной».

Цефализация напоминает развитие цветка. Из первой нервной клетки, как из зернышка, появились другие, начали сплетаться, образуя стебель. От него ветвились тонкие побеги и, наконец, на вершине показалась небольшая цветочная почка. Она зрела, в недрах её пульсировали соки, переплетались тысячи волокон. И вдруг созревший бутон в одно солнечное утро раскрылся цветком…

Такой образ предложил более двух столетий назад немецкий мыслитель Иоганн Готфрид Гердер. Надо лишь помнить, что нервная система, мозг развивались в пределах организма и в непосредственной связи с другими органами тела. А организм развивался во взаимосвязи с окружающей средой.

Какой садовник взрастил великолепный цветок головного мозга и его «тело-носитель»? Если не ссылаться на мистические силы, ответ в самом общем виде – земная природа. Поэтому формирование и развитие нервной системы характерно и для беспозвоночных, и для позвоночных.

Цефализацию считают стержнем эволюции. Потому что благодаря ей возник человек, назвавший себя разумным. Таков результат прогрессивной эволюции живых организмов и развития Биосферы.

Простейшая нервная сеть из нервных клеток кишечнополостных передаёт возбуждение со скоростью 4—15 см/с с задержками на контактах клеток. Но для многоклеточных желательно оперативное управление отдельными частями тела. Творческий эволюционный процесс нашёл выход: образование нервных узлов – ганглий. Они регулируют импульсы, идущие по различным нервным путям.

Нервные узлы объединяют действия многих клеток, предвосхищая появление центральной нервной системы. Так удалось довести скорость нервного импульса до 40 см/с у пиявки, 120 см/с у ракообразных и 250 см/с у сколопендры.

Головоногие моллюски (цефалоподы) обладали для своего времени наиболее совершенной нервной организацией

На третью ступень цефализации первыми ступили морские беспозвоночные. Её высший уровень реализовали головоногие моллюски (цефалоподы), обладавшие для своего времени наиболее совершенной нервной организацией. У них, в частности у осьминогов, сформировались своеобразные эластичные руки – щупальца – и развитый глаз. Они первыми обзавелись головным мозгом, сконцентрированным вокруг ротового отверстия.

В мозгу головоногих отдельные его участки стали заведовать органами тела: каждыми щупальцами порознь, глазом, чернильными железами… «Разделение труда» позволяло отвечать на раздражения, координируя действия из единого центра. Резко возросла скорость прохождения нервных импульсов за счёт утолщения нервных волокон, достигших 1 мм в диаметре (рекорд!). Скорость распространения возбуждения превысила 25 м/с.

Но толстые нервные волокна занимают много места; у них большая поверхность, по которой они соприкасаются с окружающими клетками. Возникают помехи, мешающие нормальной работе.

Природа наделила головоногих моллюсков многими способностями на все случаи жизни. У них восемь, а то и десять рук, сложные органы защиты и нападения, централизованная нервная система управления.