Поведение: эволюционный подход

Поскольку все многообразие поведения в природе представляет собой непрерывный континуум, то выделение отдельных типов вряд ли возможно. Это не исключает участия разных механизмов реализации поведения у разных организмов. Их сложная взаимосвязь и формирует природное многообразие поведения. Познание глубинных механизмов поведения будет зависеть от успехов нейрофизиологии. Как сказал выдающийся американский нейрофизиолог К. Лешли (1890–1958): «Чтобы понимать поведение, надо понимать мозг». Изучение нейрофизиологических механизмов поведения мы начнем в следующей главе.

Глава 7. Клеточные основы поведения

Вся современная наука делится на физику и коллекционирование марок.

Э. Резерфорд (1871–1937), выдающийся английский физик, лауреат Нобелевской премии 1908 г.

Современная цитология (наука о клетке), которая стала одной из самых синтетических наук, неразрывно связана со всеми биологическими дисциплинами. Именно проникновение на уровень клетки позволило понять многие фундаментальные закономерности, сделав биологию «настоящей» наукой, а не «коллекционированием марок». На клеточном уровне представлены и основные механизмы поведения, скрыты главные тайны мозга и психики.

7.1. Клетка – структурно-функциональная единица жизни

Клеточная форма организации свойственна всем живым организмам. Если не касаться вопроса о приложимости понятия «живое» к вирусам (тем более что ответ, пожалуй, следует дать отрицательный), то клетку нужно признать атрибутом жизни.

В эволюционной систематике общепризнана версия независимого происхождения трех ветвей жизни: архей, бактерий и эукариот. Первые две ветви характеризуются прокариотным типом организации клеток. Есть версия, что существовала еще одна ветвь прокариот – хроноциты, которая не оставила прямых потомков (Hartman H., Fedorov A., 2002).

Принципиальными отличиями обладают эукариоты. Для эукариотических клеток характерны хромосомная организация генетического материала и разделение на обособленные участки – компартменты. К эукариотам относится подавляющее большинство организмов, живущих на Земле.

Происхождение эукариот загадочно. В настоящее время все большую популярность приобретает версия многократных симбиозов архей, бактерий и, возможно, хроноцитов в ходе эволюции (Мосевицкий М. И., 2008).

Внутри эукариот природа создала разные варианты организации клеток. У некоторых одноклеточных организмов клетка достигла исключительно высокого уровня сложности, со структурами, аналогичными органам многоклеточных. Свои особенности имеют клетки грибов и растений. Не касаясь вопроса о типах организации клеток, мы рассмотрим только клетки животных, обладающих нервной системой.

Клетки животных демонстрируют удивительное морфологическое разнообразие, что обусловлено разнообразием их функций. Процессы клеточной дифференцировки в ходе онтогенеза многоклеточного организма приводят к формированию разных тканей.

Тканью называется совокупность клеток и межклеточного вещества, обладающих общими морфофункциональными признаками. В гистологии (науке о тканях) обычно выделяют четыре основных типа тканей: эпителиальная, мышечная, соединительная и нервная.

Нервные и мышечные клетки, которые в дальнейшем мы рассмотрим более подробно, являются часто приводимыми примерами уникальной морфологии. Вместе с тем, клетки животных характеризуются не менее удивительной общностью структурной организации. Эту структурную организацию необходимо представлять, если мы хотим знать закономерности работы нервной системы, управляющей поведением, проникнуть в тайны мозга и психики.

Любая эукариотическая клетка включает в себя три взаимосвязанных отдела: плазматическую мембрану, цитоплазму, ядро.

7.2. Плазматическая мембрана

Плазматическая мембрана (плазмалемма) окружает клетку, отделяя ее содержимое от внешней среды. Внутри клетки мембраны окружают органоиды цитоплазмы, которые можно рассматривать отдельными компартментами со специфической биохимической средой. Мембраны играют ключевую роль в межклеточных взаимодействиях, в проведении сигналов, особенно нервного импульса. В связи с особой важностью мембран, в биологии клетки даже выделился особый раздел – мембранология.

Все мембраны построены по единой схеме, хотя могут различаться деталями строения и биохимическими особенностями. К 1972 г. С. Зингером и Г. Никольсоном была разработана жидкостно-мозаичная модель, которая удачно объясняла и динамичность, и устойчивость мембраны (Singer S., Nicolson G., 1972). Эту модель признают в настоящее время большинство цитологов. Согласно жидкостно-мозаичной модели, основу плазматической мембраны составляет двойной слой молекул липидов, в который особым образом встроены молекулы различных белков.