Кибернетика и общество (сборник)

Внутренний рост членистоногих может трансформироваться во внешний только через сбрасывание старого «пиджака» и выращивание под ним нового, который первоначально мягок, гибок и способен принимать достаточно свободную форму, но очень скоро приобретает жесткость своего предшественника. Иными словами, стадии роста отмечаются, так сказать, случаями линьки, сравнительно частыми у ракообразных и гораздо более редкими у насекомых. Такие стадии у личинки наблюдаются неоднократно. У куколки отмечается переходная линька, в ходе которой крылья, бесполезные для личинки, развиваются до вполне функционального состояния. Процесс завершается на предпоследней стадии развития куколки, а финальная линька знаменует появление на свет взрослого существа. Взрослое насекомое, так называемое имаго, больше не линяет, поскольку находится на ступени половой зрелости; в большинстве случаев оно способно принимать и усваивать пищу, но существуют насекомые с неразвитыми ртом и пищеварительным трактом: эти имаго могут лишь спариваться, откладывать яйца и умирать.

Нервная система принимает участие в этом процессе сбрасывания старой и создания новой оболочки. Хотя некоторые факты свидетельствуют, что какая-то память сохраняется при переходе от личинки к имаго, эта память не может быть слишком обширной. Физиологическим условием наличия памяти и, следовательно, обучения выступает, по-видимому, некое постоянство организации, позволяющее сохранять порождаемые внешними чувственными впечатлениями изменения как более или менее постоянные изменения структуры или функции. Метаморфоза есть слишком радикальное изменение для того, чтобы продолжительные фиксации этих изменений могли сохраниться в достаточном количестве. Действительно, трудно вообразить сколько-нибудь точную память, способную пережить данный процесс радикальных внутренних преобразований.

У насекомого имеется и другое ограничение, следствие способа, каким оно дышит и каким циркулирует его кровь. Сердце насекомого обладает скверной, очень слабой трубчатой структурой, оно гонит кровь не по кровеносным сосудам четкой формы, а по иррегулярным полостям, или пазухам, передающим кровь тканям. Эта кровь лишена пигментированных телец и содержит кровяные пигменты в растворе. Такой способ передачи кислорода кажется заведомо менее эффективным по сравнению с корпускулярным способом.

Кроме того, способ питания тканей кислородом у насекомого предполагает в лучшем случае локальное использование крови. Тело насекомого обладает системой ветвящихся трубок, которые доставляют воздух напрямую извне к тканям для обогащения кислородом. Эти трубки предохраняют от разрушения спиральные волокна хитина, то есть они пассивно открыты, однако мы нигде не обнаружим признаков активной и эффективной системы нагнетания воздуха. Дыхание осуществляется только посредством диффузии.

Отметим, что те же самые трубки посредством диффузии распространяют по организму свежий воздух и выводят наружу использованный, насыщенный углекислым газом воздух. В диффузионном механизме время диффузии зависит не от длины трубки, а от квадрата ее длины. Потому в целом эффективность этой системы тяготеет к быстрому падению по мере увеличения размеров насекомого и опускается ниже порога выживания у организмов сколько-нибудь значительного размера. Получается, что насекомое по своей структуре не способно обладать первоклассной памятью и по той же причине не может достичь эффективного размера.

Чтобы понять значение этого ограничения в размерах, давайте сравним два искусственных сооружения – коттедж и небоскреб. Вентиляция коттеджа вполне адекватно обеспечивается за счет циркуляции воздуха через оконные рамы, не говоря уже о тяге в печной трубе. Тут не нужна специальная вентиляционная система. С другой стороны, в небоскребе, где комнаты находятся внутри комнат, остановка системы принудительной вентиляции спустя всего несколько минут приведет к невыносимому загрязнению воздуха в рабочих помещениях. Диффузии и даже конвекции уже недостаточно для вентиляции подобных сооружений.

Абсолютные максимальные размеры насекомого меньше размеров, которых могут достичь позвоночные. С другой стороны, «первичные» элементы, из которых состоит насекомое, не всегда меньше таковых у человека или даже у кита. Нервная система тоже имеет небольшие размеры, но все же состоит из нейронов, которые ненамного меньше нейронов человеческого мозга, хотя их значительно меньше по количеству, а их структура гораздо менее сложная, чем у человека. Что касается интеллекта, мы вправе ожидать того, что здесь будут значимы не только относительные размеры нервной системы, но и, что важнее, абсолютные размеры. В редуцированной структуре насекомого попросту нет места для нервной системы большой сложности, а также для емкой памяти.