Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга

Но если бы у нервной системы была одна-единственная задача – передавать информацию из одной точки в другую, поведение ограничивалось бы простыми врожденными реакциями. Животные, обладающие нервной системой, были наделены специальным местом, где нейроны изменяются, когда организм взаимодействует с окружающей средой, и в этом состоит одно из их огромных преимуществ. Такая способность, называемая синаптической пластичностью, является основой обучаемости.

Существует предположение, согласно которому ключевым условием Кембрийского взрыва, изменившего тела животных, было возникновение способности к обучению, заложенной в нервной системе. Хотя не обладающие нервной системой организмы тоже способны к обучению (вспомните, как учатся одноклеточные микробы), при ее наличии обучение превращается в гораздо более сложный и гибкий процесс. Возможно, такая перестройка набора необходимых для выживания инструментов внесла свой вклад в появление тел самого разного строения. Нейронное обучение могло, например, расширить способности к изучению новых ниш, что привело к изменению строения тела и появлению необходимых для выживания черт. Кроме того, когда и хищники, и их жертвы получили способность обучаться, темпы существовавшей между ними эволюционной гонки вооружений возросли, в результате еще значительнее изменив строение их тел. Со временем по мере расширения разнообразия живых существ на Земле значимость способности к обучению с точки зрения выживания становилась все существеннее.

Часть VI Крохи многоклеточных в океанах

Глава 28 Взгляд вперед

650 миллионов лет назад жизнь на Земле была представлена в основном обитавшими в воде организмами с примитивным (асимметричным или радиально-симметричным) строением тела, у которых нервной системы либо вообще не было (как у губок), либо она в лучшем случае была примитивной (как у стрекающих и гребневиков). Но 630 миллионов лет назад появилось тело нового строения – двусторонне-симметричное. У двусторонне-симметричных живых существ сформировалась мощная нервная система с сосредоточением нейронов в голове – мозгом, способным оценивать окружающую обстановку и формировать гораздо более сложное поведение, чем можно было наблюдать когда-либо раньше. Во время Кембрийского взрыва, в промежутке между 543 и 480 миллионами лет назад, смышленые билатерии, населявшие океаны, стремительно размножились и обрели тела самого разного строения. Примерно 400 миллионов лет назад некоторые из этих двусторонне-симметричных беспозвоночных (в частности, многоножки) населили сушу, а 350 миллионов лет назад к ним присоединились земноводные – первые позвоночные, способные дышать атмосферным кислородом. Эволюция шла своим чередом как под водой, так и над ней, в результате чего мы получили огромное разнообразие современных животных. Очевидно, в строении двусторонне-симметричных живых существ было нечто особенное, что, возникнув однажды, позволило этому строению тела стать доминантным, причем это положение сохраняется и по сей день. Вот почему материал, который предоставляют те немногие виды водных билатерий, которые с древности практически не изменились, столь ценен для понимания путешествия, проделанного клеткой от LUCA до нас с вами.

Мы уже говорили о том, что тело стрекающих имеет двусторонне-симметричное строение, а его центральная ось проходит от единственного пищеварительного отверстия (устья) до противоположного конца внутренней полости. У полипов это отверстие располагается сверху, а у медуз – снизу. В любом случае оси от передней части до задней у них нет, да и по строению они скорее представляют собой трубку (рисунок 28.1). Такое строение тела вполне соответствует их малоподвижному образу жизни. Щупальца неподвижных полипов захватывают то, что проплывает мимо в любую сторону по горизонтали, и передают добычу к направленному вверх рту. По аналогии могут питаться и медузы, в то время как поток воды тянет их за собой; их рот ориентирован вниз, и они захватывают пищу во всех направлениях. Хотя во время охоты медузы могут медленно плыть, а также быстро удирать от опасности, бо́льшую часть своей жизни они довольно пассивны.

Рисунок 28.1. Радиально-симметричное строение тел стрекающих

Двусторонне-симметричные животные, напротив, стремятся к высокой мобильности и имеют предпочтительное направление движения. Начав движение, они перемещаются вперед, а не в стороны или назад. Но что же значит «вперед»? Вперед – это направление, которое непосредственно следует из формы двусторонне-симметричного тела.