Бесплатный фрагмент - 4F: Биология личности

Введение

Прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, внутри мозга непрерывно идет работа по согласованию множества сигналов: память сравнивает новое со знакомым, внимание решает, что важно, эмоции маркируют значимость, а тело держит общий тонус. Этот живой процесс и есть предмет нашей книги: как из эволюции простых адаптивных реакций выросло человеческое «Я».

Мы будем двигаться не от абстракции к абстракции, а по инженерной логике: от основания к надстройке. Сначала биологический фундамент, затем психологические механизмы, потом философская сборка картины и, в финале, синтез с прикладным выходом. Главная задача книги: показать, что сложные формы сознания можно анализировать как систему, в которой древние механизмы выживания, индивидуальный опыт и социальная среда постоянно договариваются между собой.

Чтобы избежать смешения уровней достоверности, я сразу обозначу три маркера: 
— [ФАКТ]. Эмпирически подтвержденные данные: эволюция видов, развитие нервной системы, наблюдаемые паттерны поведения, воспроизводимые результаты исследований.

— [ИНТЕРПРЕТАЦИЯ]. Авторская сборка фактов в целостную модель: почему именно так связаны биология, психология и философия.

— [ГИПОТЕЗА]. Рабочие положения, которые предлагаются для проверки и практического применения.

Научная аккуратность здесь не ритуал. Это предохранитель от псевдонаучной инфляции. Эта рамка нужна для честного чтения: вы всегда видите, где мы стоим на твердой земле данных, где строим объяснение, а где выдвигаем модель для дальнейшей проверки.

Сквозными темами через всю книгу проходят четыре ключевые концепции:

1. Квадральный принцип [ГИПОТЕЗА]. Центральная гипотеза книги, согласно которой четырехчастная структура (квадральность) является фундаментальным шаблоном организации живых систем. Этот принцип стоит на трех опорах: биологической (базовая модель выживания 4F: Fight, Flight, Freeze, Fit — Бей, Беги, Замри, Подстройся), психологической (квадральные модели Юнга, Адизеса, Панченко) и философской (динамическое равновесие противоположностей: централизация и децентрализация, индивидуализация и социализация).

2. Типологический умвельт [ГИПОТЕЗА]. Продолжая линию Икскюля, я использую идею, что каждый субъект живет в собственном мире-восприятии, и расширяю ее к психологии личности: разные типы людей читают одну и ту же реальность через разные фильтры.

3. Саморегуляция/самоорганизация. [ФАКТ] От колонии бактерий до государства: все системы выживают не через жёсткий контроль, а через динамическое равновесие и постоянную микронастройку. [ИНТЕРПРЕТАЦИЯ] И в основе этого баланса лежит всё то же: четыре режима. Саморегуляция — это способность нервной системы переключаться между ними, находить точку равновесия, где ни один из режимов не подавляет остальные.

4. Регуляторный компромисс как основа сознания [ГИПОТЕЗА]. Развитие работ Александра Маркова и Дэвида Чалмерса. Представьте нейронную сеть. В ней множество систем, конкурирующих за ресурсы, за приоритет, за управление телом. Одна система кричит «атакуй!», другая «убегай!», третья «жди!», четвёртая «присоединяйся!». Они не могут просто так договориться. Нужен высший судья. Этот судья — сознание: механизм, фокусирующий внимание на конфликте, трансформирует его в субъективный опыт и выносит решение, балансирующее между конкурирующими системами. Квадральный принцип является двигателем нарастания сложности регуляторных компромиссов.

Квадральный принцип универсален. Одна и та же четырёхчастная логика работает на уровне клетки, нервной системы, личности, команды, организации и государства. Ицхак Адизес описал это на языке менеджмента: компания без «витамина I» (интегратора) распадается на враждующие части, без «витамина E» (предпринимателя) — костенеет. Это не метафора. Это тот же квадральный дефицит, только на другом уровне.

Из этого следует неудобный вывод: психологическая зрелость необходима, но недостаточна. Существуют 2 принципиально разных источника разбалансировки.

1. Эндогенный: дефициты и профициты внутри личной системы. Незакрытые циклы, избыток тревоги, неразрешённые реакции. Здесь работает личное развитие, терапия, саморегуляция.

2. Экзогенный: типологический дефицит в окружении. Человек может быть зрелым, ответственным, психологически здоровым — и всё равно испытывать хроническое истощение или застой, если его социальный рацион типологически беден. Это не его проблема. Это проблема состава системы.

Именно поэтому книга не заканчивается на внутренней саморегуляции. Знание своего типа — только половина карты. Вторая половина: понимать, каких «витаминов» не хватает вашему окружению.

Вспомните короткий напряженный разговор за последний день. Один человек избегает встреч, второй уходит в молчание, третий пытается сгладить конфликт, четвертый резко атакует аргументами. В этой сцене уже видны квадральный принцип и механика динамической регуляции: система отношений пытается вернуться к устойчивости, но каждый участник выбирает свой доминирующий режим.

Теперь добавьте второй слой: почему одни и те же слова для одного звучат как угроза, а для другого как вызов или приглашение к диалогу? Здесь работает типологический умвельт. Разные фильтры восприятия запускают разные стратегии. А когда человек одновременно хочет «сохранить отношения» и «защитить границы», включается регуляторный компромисс: внутренние системы торгуются за приоритет.

Именно поэтому книга не ограничивается теорией. Она дает язык, на котором можно разбирать свои реакции и точнее управлять ими.

Карта четырёхчастного пространства. Наше путешествие будет состоять из четырех больших частей. Эта книга — здание. У неё есть фундамент, надстройка, обзорная площадка и пункт управления. Вы не можете войти с третьего этажа. Лифта нет. Только лестница.

Часть I. Биология (Главы 1–4) — фундамент. Как из минерального хаоса эволюция построила системы, способные реагировать? Мы идём снизу вверх: от Большого Взрыва к молекулам, от молекул к первым клеткам, способным различать «ресурс» и «угрозу», от них — к нервным системам, от нервных систем — к четырёхчастной архитектуре ствола мозга.

Четыре главы — четыре масштаба одного вопроса:

— Глава 1 (Филогенез): откуда берётся 4F. Эволюция первых адаптивных реакций у доисторических рыб, рептилий, млекопитающих.

— Глава 2 (Онтогенез): как 4F встраивается в развивающийся мозг. Как опыт калибрует врождённое.

— Глава 3 (Общая теория эволюции): эволюционные теории и регуляторный компромисс как один из столпов книги.

— Глава 4 (Квадральность нервной системы): центральная гипотеза в полный рост. Прямое картирование 4F на нейроанатомию. Сварочные точки между биологией и психикой.

Вы перестаёте видеть в своих реакциях «слабость». Вы начинаете видеть в них функциональный ответ систем, которым миллионы лет. Это меняет всё: воспитание, терапию, отношения.

Часть II. Психология (Главы 5–6) — надстройка. Как биологические программы превращаются в устойчивые паттерны личности, и почему люди так непохожи друг на друга?

Мы перемещаемся с уровня вида на уровень индивида. У каждого человека свой профиль 4F-доминирования, откалиброванный историей развития, культурой, экологией. Это и есть типологический умвельт — уникальная онтология восприятия.

— Глава 5 (Типы людей): как одну и ту же идею четырёхчастности описывали Юнг, Аугустинавичюте, Адизес, Панченко. Они смотрели на один объект с разных сторон. Мы собираем их взгляды в единую систему координат.

— Глава 6 (Интеграция): как эта модель пересекается с современной психотерапией, травма-ориентированными подходами, нейробиологией аффекта. Где совпадает и где противоречит.

Это рабочая карта типов. Вы понимаете, почему один и тот же разговор разные люди слышат по-разному. Вы учитесь переводить язык между онтологиями.

Часть III. Философия — обзорная площадка. Масштабируется ли эта модель выше личности? Работает ли 4F-логика на уровне обществ, культур, исторических процессов? Взлетаем. Смотрим вниз. Проверяем: выдерживает ли архитектура масштабирование от клетки к цивилизации.

— Глава 7 (Взгляд с вертолёта): социальная эволюция как танец четырёх режимов. История как последовательность регуляторных компромиссов между конкурирующими ценностями.

Вы начинаете видеть своё мировоззрение как функцию архитектуры, а не как истину в последней инстанции. Это неудобно, но точно.

Часть IV. Синтез — пункт управления. Как сшить всё это в непротиворечивую схему, которую можно проверить — и применить Здесь финальная сварка. Гипотезы встречают нейрофизиологические данные. Модель получает границы применимости. Квадральный принцип сопрягается с современной нейронаукой. Регуляторный компромисс находит точку в конкретной психотерапевтической практике.

— Глава 8 (Синтез): это не резюме. Это операционная система. Вы выходите с инструментом, а не с набором красивых идей. Вы можете расчленять конкретные ситуации (конфликты, решения, паттерны) через 4F-сетку. Вы знаете, где модель работает. Вы знаете, где она заканчивается. Вы готовы к дальнейшей проверке.

Если вы закроете книгу на этой странице, запомните три вещи:

1. Один маршрут: Биология → Психология → Философия → Синтез. Каждый этап — необходимое условие следующего. Лифта нет.

2. Два результата: вы научитесь распознавать собственный доминирующий режим реагирования в реальном времени и понимать, почему другой человек слышит вас иначе. Это не самопомощь. Это анатомия.

3. Три инструмента: квадральный принцип (архитектура реакций), типологический умвельт (почему мы видим разные реальности), саморегуляция в логике регуляторного компромисса (как мы ориентируемся в конфликте систем).

Чтобы не строить психологию на предположениях, нужен фундамент. Поэтому в первой главе мы спускаемся в филогенез: к моментам, где формировались базовые адаптивные реакции и зарождалась логика, из которой позже вырастет человеческая психика. Без этого шага психология висит в воздухе. С ним появляется несущая конструкция, а дальше можно строить этажи.

Переворачивай страницу и погнали!

Биология

Глава 1. Эволюция видов

Начало

Как бы велико ни было различие в умственных способностях человека и высших животных, оно, несомненно, заключается в количестве, а не качестве.

Чарльз Дарвин, 1871.

Представьте: вся Вселенная — это гигантский организм, который медленно пробуждается и ищет своё «Я». Каждый этап его истории шаг к тому, что мы называем разумом.

Сначала не было ничего. НИ–ЧЕ–ГО. Ни звезд, ни атомов, ни гравитации — глубокая тишина, от которой лопаются перепонки в ушах. Все было сжато в точку невообразимой плотности и энергии. Подобно маленькой косточке винограда, хранящей всю информации о будущем развитии лозы, в этом семени начала вызревать Вселенная. Был заложен её будущий «чертёж» и «правила» игры: пространство и время, материя и энергия. Но самой игры еще нет, как и «шахматной доски».

~13.8 млрд лет назад произошел Большой Взрыв — врата раскрылись. Пространство и время начали разворачиваться, появились энергия и частицы. Начались первые взаимодействия, из которых постепенно выросли атомы. Появились «правила» и «шахматная доска»: они определили, что во Вселенной возможно, а что — нет. Их нельзя нарушить или обойти. Они действуют везде и всегда. Так родился язык, на котором однажды заговорит жизнь.

Гравитация собирает космическую пыль во все более плотные облака, пока внутреннее давление не выросло настолько, что вспыхнули первые звезды подобно искрам спичек. Скопления образовали галактики. Спустя миллиарды лет звезды стали испускать дух: погибая, они опыляли Вселенную новыми семенами — углеродом, кислородом, азотом и железом. Из этих «звёздных семян» родилось наше Солнце. Облака рассеянных частиц, не вошедших в состав Солнца, вращались вокруг него, уплотнялись в отдельные сгустки — будущие планеты. Уже на этом этапе могла зародиться жизнь.

Выделю 2 возможные гипотезы условий появления жизни:

1. В протопланетном облаке частиц, во время или возможно даже до начала формирования Земли.

2. В подводных вулканических источниках уже на этапе активного развития формы Земли.

~4.5 млрд лет назад на поверхности нашей планеты все кипело и бурлило. Она была раскаленным котлом, кипящей бездной. Земля была океаном огня и ударов. Астероиды выбивали осколки планет, сталкивались с другими астероидами, раскалывались и разлетались по всей Галактике как бильярдные шары. Какие-то осколки могли пролетать триллионы километров, чтобы бомбардировать Землю. Происходил масштабный обмен веществами в пределах Галактики. Таков был размер «кухонного стола», на котором «нарезались» ингредиенты будущей жизни. Одно из таких грандиозных столкновений — планет Тейи и Земли, по одной из гипотез, привело к возникновению Луны.

~4.0 млрд лет назад энергия кристаллизовалась и образовалась твердая земля и континенты. Появляются океаны и атмосфера.

~3,8 миллиарда лет назад в этой бурной среде уже активно формировались органические молекулы. Энергия молний, ультрафиолета и вулканов превращала простые соединения в аминокислоты — кирпичики будущей жизни. Позднее они объединились в протоклетки, окружённые мембраной. Появилась граница между внутренним и внешним миром, способность поддерживать равновесие — гомеостаз. Это был первый шаг к появлению «Я».

В 1952 году Стэнли Миллер решил попробовать сотворить маленькое чудо — воссоздать древнюю Землю… в лаборатории! Он собрал стеклянную установку. В одну колбу он налил воду — это был «древний океан». Над ней смешал газы, которые, по его мнению, были в атмосфере Земли миллиарды лет назад: метан, аммиак, водород и пар. Там не было ничего живого, ни одного организма. Чтобы оживить эту смесь он стал пускать сквозь неё электрические искры — молнии!

И вот… день за днём вода в колбе темнела. Что–то происходило. Когда Миллер заглянул внутрь через несколько дней, он обнаружил, что в «океане» появились настоящие органические молекулы — аминокислоты! Это маленькие строительные кирпичики, из которых состоит всё живое: ты, я, птицы и растения.

Это был первый шёпот жизни в пустоте.

~3.5 млрд лет назад уже жила популяция общих клеток LUCA, от которой образовались все-все-все существующие сегодня виды на Земле. Она дала начало всему разнообразию жизни. Как LUCA могла стать прапрапрабабушкой всех живых существ? Никто не знает, слишком давно это было. Возможно, она выиграла конкуренцию у других популяций и вытеснила их, находясь с ними в активном взаимодействии.

~2.7 млрд лет назад появился кислородный фотосинтез. До этого момента атмосфера состояла в основном из азота, углекислого газа, водяного пара и метана. Небо, вероятно, было не голубым, а оранжево-розовым. Вода в океанах была обогащена растворённым железом, что придавало ей, скорее всего, оливково-зелёный оттенок. С появлением фотосинтеза сине–зелёные водоросли начали насыщать планету кислородом. Сотни миллионов лет весь производимый кислород вступал в реакцию с железом в воде и выпадал на дно океанов в виде ржавчины.

Когда процесс закончился ~2.4 млрд лет назад, кислородом начала насыщаться вода, а затем и атмосфера. Это было смертельно для всех организмов — началась колоссальная перестройка биосферы с вероятным вытеснением бескислородных существ (анаэробов). Возможно, это было Первое Массовое Вымирание в истории Земли. Одни организмы ушли в подполье — глубоко на дно океана (анаэробы), другие — адаптировались и превратили кислородный яд в топливо для развития (аэробы), остальные — вымерли.

~1.8 млрд лет назад адаптировавшиеся организмы создали клетки с ядрами — эукариоты. Это было революцией: сложный внутренний мир клетки и возможности объединяться в многоклеточные организмы. От эукариотов произошли все-все-все: животные, растения и грибы. Объединение в многоклеточные организмы создало новую, сложнейшую проблему коммуникации. Если на один конец организма воздействует хищник, как другому концу узнать об этом достаточно быстро, чтобы спастись? Твой хвост уже едят, а ты об этом даже не догадываешься. Химические сигналы были слишком медленными, как почтовые голуби в эпоху интернета. Нужна была система мгновенной связи. И эволюция изобрела нервную систему — клетки-связисты, которые могли передавать электрический импульс от одного конца организма к другому почти мгновенно. Так начала развиваться нервная система.

Когда возникла психика? Неизвестно. Где находится психика? Неизвестно, но материальная основа ее — нервная система. Психика свойственна только животным? Умные мужи сего мира считают, что да, только животным. У растений есть:

— Реакции на внешние стимулы. К примеру, молодые подсолнухи поворачиваются по мере движения Солнца на небе с Востока на Запад. Ночью возвращаются на Восток, чтобы встретить Солнце на рассвете. Вот так и вертят своей «головой» по кругу в течение суток.

— Электрические сигналы. Представьте, что вы легко дотрагиваетесь до одного из листочков мимозы. Происходит настоящая цепная реакция: сначала складывается этот листочек, затем соседние, а потом и вся ветка безвольно опускается. Через 15–20 минут растение медленно обратно раскрывается.

— Память и обучение. Венерина мухоловка может запоминать предыдущие стимулы, чтобы не облажаться на охоте в следующий раз. Как это работает? Насекомое попадает в ловушку и касается волосков мухоловки, но пока ничего не происходит — мухоловка «запомнила» стимул и запустила внутренний таймер. Если второе касание происходит позже, то «память стирается», и счетчик сбрасывается. Если же в течение следующих 20–30 секунд происходит второе касание — ловушка захлопывается, но не герметично. Пойманное насекомое паникует и продолжает барахтаться. После получения нескольких (обычно 3–5) дополнительных стимулов, растение «убеждается», что поймало что-то стоящее. Ловушка герметично закрывается, и мухоловка начинает переваривать добычу. Растение не просто «помнит», оно еще и «учится».

— Даже реакция на стресс. Помидоры и табак при попытке порезать их или при сильной жажде «общаются» с окружающей средой и «просят помощи» голосом. Эти звуки были похожи на щелчки или лопанье пузырьков (как миниатюрный попкорн). Чем сильнее жажда, тем чаще щелкало растение. Возможно, услышав «крик» соседа о засухе, соседние растения превентивно начинают экономить воду еще до того, как засуха доберется до них.

— Предупреждение об опасности. К примеру, на одно растение фасоли нападают паутинные клещи. Оно подает сигнал бедствия. Соседние, здоровые растения фасоли улавливают этот сигнал и начинают готовиться к обороне. Кроме того, они выделяют летучее вещество, которое привлекает хищных клещей, являющихся врагами паутинных клещей. По сути, растение вызывает «воздушную поддержку».

Но у растений нет нервной системы. Ученые верят, что их поведение можно объяснить законами физиологии и биологии, а не психики. В контексте биологии психика неразрывно связана с нервной системой. У животных есть центр психики — мозг. Он получает информацию от различных органов восприятия, объединяет ее в единую, связную картину мира и принимает решение о том, как действовать. У растения такого центра нет, только распределенные химические и электрические сигналы. Если отрезать животному голову, то оно умрет. Но вы можете отрезать ветку от растения, — она пустит новые корни и станет независимым растением.

С грибами все то же самое, только сложнее. Их «разум» — это их грибница: гигантская сеть под землей, объединяющая растения вокруг в единое поле. Она способна решать сложнейшие задачи оптимизации: находит кратчайшие пути к вкусненькому; передает ресурсы из богатых участков в бедные. Грибница действует как единая сеть, связывающая разные деревья. Она может передавать еду (например, углерод) от старых и сильных деревьев к молодым, находящимся в тени. Сеть «помнит», где находятся богатые источники и строит туда «магистрали». Это похоже на торговлю: дерево дает грибу углерод, а гриб дереву — минералы.

1. Реакции на внешние стимулы. Грибы активно «нюхают» окружающую среду. Они растут в направлении питательных и уклоняются от вредных веществ. Гриб четко знает, где верх, а где низ. Шляпка всегда будет расти против силы тяжести. Грибы реагируют на прикосновение и огибают камни, проникая в мельчайшие трещинки в древесине.

2. Электрические сигналы. По грибной сети проходят электрические импульсы, похожие на те, что бегут по нашим нейронам. Всплески активности группируются в «слова» и «предложения». Частота и сложность этих сигналов резко возрастают, когда грибница находит новый источник пищи или сталкивается с опасностью. Это может быть их внутренняя система связи для координации действий всей сети.

3. Память и обучение. Грибница, разрастаясь, создает сеть. Если один участок сети находит богатый источник пищи, грибница «запоминает» это, укрепляя и утолщая пути, ведущие к этому источнику, и убирая неэффективные «тупиковые» ветки. Грибы «учатся» игнорировать то, что не несет угрозы. Слизевики могут предсказывать регулярные события, заранее готовясь к ним. Есть основания полагать, что грибницы обладают схожими способностями.

4. Реакция на стресс. Главная реакция грибов на стресс (например, на атаку бактерий) — это выработка мощнейших химических соединений. Именно так Александр Флеминг открыл пенициллин: грибок Penicillium защищался от бактерий, выделяя антибиотик. Большинство известных нам антибиотиков — это оружие грибов. При неблагоприятных условиях подземная грибница может замедлить или остановить рост, входя в состояние покоя, или, наоборот, направить все ресурсы на формирование надземного гриба, чтобы продолжить род, пока материнский организм не погиб.

5. Предупреждение об опасности. Многие грибы образуют симбиоз с корнями деревьев (микоризу). Их грибницы сплетаются в единую гигантскую сеть, связывающую десятки и сотни деревьев в лесу. Если на одно дерево нападают, например, гусеницы, оно выделяет химические сигналы стресса, передающиеся соседним деревьям через микоризу. Соседние деревья тут же активируют защитные механизмы еще до того, как вредители до них доберутся. Гриб в данном случае работает как провайдер, обеспечивающий связь между партнерами.

У грибов есть все те же функциональные возможности, что и у растений, но реализованы они на совершенно иной основе — через децентрализованную, самоорганизующуюся и постоянно обучающуюся сетевую структуру мицелия.

Что насчет бактерий? Бактерии и амебы не имеют нервной системы, но также реагируют через химические и электрические сигналы.

1. Реакции на внешние стимулы. Бактерии «нюхают» окружение. Они могут плыть в сторону вкусненького (сахар, свет, кислород и тд) или уплывать от ядов. Бактерия постоянно «сравнивает» концентрацию вещества сейчас и долю секунды назад, чтобы понять, движется ли она в правильном направлении.

2. Электрические сигналы. Бактерии, живущие в больших сообществах, могут общаться с помощью электрических сигналов. Когда бактерии на краю колонии испытывают голод, они посылают сигнал вглубь сообщества. По сути, это электрический импульс, аналог нервного. Бактерии в центре колонии, получив этот сигнал, перестают потреблять питательные вещества, оставляя их для голодающих «собратьев» на передовой. Это поразительный пример координации и альтруизма на микроуровне.

3. Память и обучение. Чтобы понять, стало ли «вкуснее», бактерия должна помнить, как было «вкусно» мгновение назад. Если стало «вкуснее», то идет навстречу, если «еда испортилась», то убегает. Когда вирус атакует бактерию, и ей удается выжить, бактерия запоминает его и в следующий раз уничтожит. Она способна учиться и запоминать врагов.

4. Реакция на стресс. При нехватке пищи или засухе некоторые бактерии могут перейти в состояние «глубокой заморозки». Они создают внутри себя сверхпрочную, обезвоженную спору, которая может выдерживать кипячение, радиацию и вакуум на протяжении десятков, а возможно сотен и тысяч лет. Когда условия станут благоприятными, спора снова прорастет в активную бактерию.

5. Предупреждение об опасности (и координация атаки). Каждая бактерия выделяет в окружающую среду небольшое количество сигнальных молекул. Пока бактерий мало, концентрация этих молекул в среде низкая. Когда популяция разрастается, концентрация сигнальных молекул превышает некий порог. Бактерии начинают действовать как единый суперорганизм. Они не атакуют зазря, а ждут, пока «толпа» не станет достаточно большой, чтобы «отмутузить» организм-хозяин и пробить его иммунную защиту. Это и есть система предупреждения («нас еще мало, сидим тихо») и координации («нас много, атакуем все вместе!»).

У бактерий есть многие сходные функциональные возможности, что и у растений и грибов.

Нужна ли разуму нервная система? Вот в чем вопрос. Рассмотрим три группы ученых.

Первая. Японские ученые под руководством Тосиюки Накагаки в 2010 году разместили кусочки овсяных хлопьев в точках, точно соответствующих географическому расположению Токио и 36 окружающих его городов. В экспериментальном «Токио» поместили слизевика (что-то вроде гриба). За 26 часов он вырастил сеть из своих отростков, соединив все «города». Получившаяся сеть была поразительно похожа на реальную схему железнодорожных путей вокруг Токио. Она была такой же эффективной по скорости транспортировки, экономичной по длине путей и устойчивой к случайным сбоям (если один путь перерезать, оставались обходные маршруты). Слизевик, не имея мозга и центрального управления, способен решать сложнейшую инженерную задачу по созданию оптимальной транспортной сети на которую тратятся миллиарды долларов. Это ярчайший пример децентрализованного биологического вычисления.

Вторая. Теперь взглянем на эксперименты Ганса Шпемана и Хильды Мангольд. Они взяли крошечный кусочек ткани с «затылка» одного эмбриона тритона и пересадили его на «живот» другому. И что вы думаете? Этот маленький кусочек заставил окружающие клетки «живота» передумать и начать строить… второй мозг и вторую спину! В итоге получился сиамский близнец. Этот эксперимент показал, что развитие — это не просто сумма независимых программ, а сложный диалог между клетками.

Третья. Теперь посмотрим группу экспериментов Майкл Левина. Классический взгляд говорит: «чтобы мыслить, нужен мозг». Левин отвечает: «чтобы мыслить, нужно уметь решать проблемы».

Эксперимент 1. Они обучили планарий (плоские черви) находить еду в определенной части лабораторной колбы, игнорируя другие. Затем они отрезали червям головы. Хвосты отрастили новые головы, с абсолютно новыми нейронами.

Эти «новорожденные» планарии вспомнили правильный путь к еде гораздо быстрее, чем черви, которых не учили раньше! Получается, что мозл лишний в этом уравнении. Память как-то «записана» в клетках тела. Тело «помнит», даже когда мозг уничтожен.

Эксперимент 2. Команда Левина «перепрограммировала» коллективный клеточный разум. Они брали эмбрион лягушки и, не меняя ни одного гена (с помощью специальных препаратов), нарушали биоэлектрическую коммуникацию между клетками, которые должны были сформировать лицо.

В результате вырастали головастики с совершенно искаженными, «кубистическими» лицами, как на картинах Пикассо: глаз мог вырасти на месте рта, рот сместиться в область хвоста и тд. Но самое поразительное — когда действие препаратов прекращалось, клетки сами начинали двигаться и перестраиваться, и через некоторое время у головастика формировалось абсолютно нормальное лицо!

У коллектива клеток есть «память» о том, как должно выглядеть нормальное лицо. Они знают конечную цель. И если их сбить с пути, они сами найдут способ вернуться к ней. Геном — это каталог деталей лего. А вот что из них соберется определяют биоэлектрические сети.

Эксперимент 3. Ученые брали клетки кожи и сердечной мышцы у эмбрионов лягушки и просто помещали их вместе в чашку Петри. Они, без всякого внешнего управления, сами собой собирались в крошечные, уникальные комочки — ксеноботов. Сердечные клетки начинали работать как моторчики, а кожные как корпус. Эти «живые роботы» могли двигаться, сгребать в кучки мелкие частицы, обходить препятствия и даже самовосстанавливаться после повреждений и размножаться!

Познание и способность к самоорганизации — это базовое свойство клеточных коллективов. Им не нужен мозг, чтобы решать простейшие задачи. Они сами себе мозг. Биоэлектрические сети, возможно, могут выполнять функции, аналогичные нейронным.

Левин говорит, что развитие жизни похоже на навигацию. Представьте, что вы идете по яндекс-картам к дому. Вы сворачиваете не туда, карта перестраивает маршрут и вы продолжаете путь. Так вот, Левин говорит, что все живое работает по этому принципу. В процессе развития эмбрион перестраивает свой маршрут, чтобы добраться до итоговой целевой формы «человек».

Какие два актуальных следствия я попробую выделить?

1. Чтобы лечить не обязательно «воевать» с организмом таблетками и хирургией. В будущем появится возможность корректировать маршрут биоэлектрической сети и стимулировать самовосстановление.

2. Чтобы достичь AGI в развитии искусственного интеллекта необходимо «чувствовать боль» от ошибки навигации так же остро, как это делает клетка. Видимо для этого надо к ИИ подключить киборгов. Гибрид с постепенным снижением процента живой материи.

Ганс Шпемана и Хильда Мангольд ходили по площадке и выясняли, кто здесь главный. Они обнаружили «главного прораба», который ходит с мегафоном и кричит другим рабочим: «Эй, вы, бригада номер пять! Стройте здесь позвоночник! А вы, бригада номер семь, начинайте строить мозг!». Их интересовал процесс управления: кто отдает команды и как эти команды передаются.

Майкла Левина не столько интересует, кто кричит в мегафон, сколько вопрос: «А откуда все рабочие, включая главного прораба, вообще знают, как должно выглядеть финальное здание? Где хранится этот трехмерный чертеж, эта целевая модель»? Он обнаружил, что этот чертеж «нарисован» не чернилами, а биоэлектричеством.

Давайте проведем мысленный эксперимент. Вот вам полный геном человека до последней буквы. Постройте из этого человека. Не получилось? Так и должно было быть. Проблема в том, что в ДНК нет ни слова о том, где должна быть ваша левая рука, правая пятка или ухо. Там нет координат для глаз, нет никаких инструкций. Знание генома подобно обучению алфавиту. Кто складывает из них предложения? Знать алфавит недостаточно, чтобы понимать «Войну и мир» Толстого или «Руслан и Людмила» Пушкина, правда ведь? Вопрос: кто писатель?

Помимо генетического кода, видимо существует биоэлектрический код. Это слой информации, который хранит «память» о строении тела — анатомии и морфологии. Он управляет регенерацией и развитием клеток. Для Шпемана клетка — это мешок с химией, для Левина — это батарейка. Если вы меняете химические сигналы (как Шпеман), вы влияете на запуск генетической программы строительства. Но если вы меняете биоэлектрический чертеж (как Левин), вы можете заставить ту же самую генетическую программу строить совершенно другие вещи — натянуть глаз на хвост или рот на затылок, а потом вернуть все обратно.

Оставим растения, грибы и клетки в покое и сделаем бóльший акцент на царство животных.

Умвельт

«Каждый субъект, подобно пауку, прядёт нити отношений к определённым свойствам вещей и ткёт их в прочную сеть, которая несёт его существование».

Якоб фон Икскюль.

Грегор Замза проснулся, потянулся и вдруг обнаружил, что превратился в отвратительное животное. Оно имело внешний скелет, ползало по стенам и потолкам, предпочитало протухшую пищу. Превращение отравляло жизнь ему и его семье пока он не обрел спасение в смерти.

В «Превращении» Франц Кафка заставил меня с первой же страницы представить, каково быть жуком. Примерно в тоже время Якоб фон Икскюль предположил, что у животных может быть собственное мироощущение — Umwelt. «Умвельт» — уникальный сенсорный мир каждого живого существа, его субъективная вселенная. Это не объективная реальность, а та ее часть, которая доступна организму через его органы чувств и важна для его выживания. Кто-то живет на ветвях дуба, кто-то под его корой, а кто-то в норе между корнями. Каждый воспринимает одно и тоже дерево по-своему.

Постройте у себя в голове многоэтажное здание. Потушите дневной свет, добавьте Луну и лунную дорожку у пруда рядом. Каждое животное сидит в своей квартире и смотрит на улицу через свое окно. Окно собаки — это мир запахов. Орла — острого зрения. Летучей мыши — мир отраженных звуков эха. Окно человека — мир цвета и форм. Все они смотрят на одну и ту же улицу (объективную реальность), но видят совершенно разные картины. Орел и человек в проигрыше, собака сориентируется по запаху, а летучая мышь отлично себя будет чувствовать. Ночь — это её стихия. Умвельт — это то, что видно из твоего «окна».

Или вот другая метафора. Представьте огромный магазин «Оптика эволюции». На витринах — тысячи «очков»: нюхательные, электрические, ультрафиолетовые, поляризационные, звуковые, социальные, языковые… Они микроскопические и гигантские, цветные и прозрачные, с тепловизорами и компасами, с носами и усами вместо линз. Каждое живое существо ходит в своих очках и видит через них особую версию мира — умвельт. Если мы хотим понять поведение, надо примерить их очки, а не навязывать им наши. У человека нет «волшебных очков», это всё те же линзы, что и у других, только многоэтажные и сменные. Мы научились проектировать линзы и менять их.

Бактерия E. coli — это крошечная подводная лодка без глаз и ушей. Если «запах» еды становится сильнее, лодка мчится вперёд. Если слабее — вертится и ищет новый курс. Очки очень быстрые, химические, короткодневные. Мир — это карта запаховых склонов.

Учёные ставили в каплю питательной жидкости разные молекулы, и бактерии выстраивались в «полосы миграции». Они словно катались на запаховом склоне горы: туда, где вкуснее.

Медуза — это плавающий зонтик с фонариками по краям. Эти фонарики — её глаза. Они простые, но позволяют видеть свет и тени, различать препятствия. Кубомедуза, например, способна заметить столбик и обплыть его, как водитель на тихоходной машине. Сенсорная карта — это пятна света и тени. «Очки» стали пропускать свет, мир стал наконец-таки видимым!

В аквариуме с препятствиями кубомедуза уверенно выбирает путь, ориентируясь на зрение. Для существа без мозга — впечатляюще!

У плоских червей, таких как планарии, зрение ограничено, и они могут различать свет и тень на расстоянии до 1 метра. У кольчатых червей зрение практически отсутствует. Дождевые черви могут улавливать запахи на расстоянии до 10 сантиметров. Тактильные рецепторы червей могут реагировать на расстоянии до 5 сантиметров. У дождевого червя нет глаз, но у него есть кожа, чувствительная к свету и вибрациям. Его «очки» — это вся поверхность тела. Шаги человека на почве для него — как гром или землетрясение. Мир червя — это барабанный концерт под землёй. Если постучать пальцами по земле, они мгновенно выползают наружу — думают, что начался дождь. «Очки» расширились по сравнении с медузой: к зрению добавилась телесная карта мира.

У насекомых глаза составные, как мозаика. Мир для мухи — это телевизор из сотен маленьких пикселей. Пчёлы видят ультрафиолетовые узоры на цветах — словно дорожные знаки «Сюда, мёд!». «Очки» стали функциональнее: зрение, запахи, вибрации улучшились. К примеру, мухи могут видеть в пределах до 30 метров. Однако многие другие насекомые ограничены по дальности обычно в пределах 1–5 метров. Муравьи способны улавливать запахи следов на земле на расстоянии до 5 см. Некоторые пауки могут ощущать вибрации на дальности до 10 метров, особенно если они передаются через паутину. У насекомых, таких как саранча, чувствительность к вибрациям может достигать нескольких метров.

Мир насекомых — мозаика из света, запахов, тактильных ощущений и вибраций. А мир пчелы — это еще и танцпол с указателями в ультрафиолетовых лучах.

У двустворок есть простые светочувствительные точки. А у осьминогов глаза почти как у нас — с линзой и сетчаткой. Осьминоги и кальмары могут различать объекты на расстоянии до 20 метров в условиях хорошей видимости. У некоторых моллюсков, таких как улитки, зрение ограничено до 10 см. Наземные улитки и устрицы могут улавливать запахи в пределах до 1 метра. Тактильные рецепторы моллюсков ограничены в пределах до 5 сантиметров.

Сенсорная карта: ко всему, что имеют черви и членистоногие добавляется полноценное зрение и память. Мир осьминога — это «подводное кино» с высококачественным изображением.

У рыб есть боковая линия — встроенный радар. Они чувствуют, кто проплыл рядом. Это латеральная система, позволяющая ощущать движения и колебания воды на расстоянии до метра. Рыбы способны улавливать запахи на расстоянии до 30 м в зависимости от концентрации химических веществ. Акула может улавливать запахи крови в пределах до 100—200 м. Рыбы могут визуально различать объекты на дальности до 30 метров. Тактильные рецепторы на коже могут реагировать на расстоянии до 5 сантиметров. Звуки — до 100 метров. По вкусовым ощущениям они в целом менее привередливы, чем осьминоги. Электрические рыбы идут дальше: они испускают слабые электрические поля и «смотрят» на их искажения в пределах 1 метра.

Сенсорная карта: добавляется латеральная система и электрические «тени» предметов. Мир рыбы — это течение и напряжение воды в аквариуме с возможность сканировать электрическое поле.

Если рядом плавают две рыбы с одинаковыми частотами, они «раздвигают» частоты, чтобы не мешать друг другу. Как два радиоприёмника, которые уходят на разные волны.

Лягушка смотрит через очки, где одна линза для воды, другая для воздуха. Её мозг воспринимает неподвижные объекты, но реагирует обычно на движение. Если муха неподвижна, то для лягушки её нет. Амфибии могут видеть объекты на расстоянии до 15 метров. Лягушки способны улавливать запахи на дальности до 1—2 м. Тактильные рецепторы до 5 сантиметров, а звуки в пределах до 100 метров — на таком расстоянии они слышат квакание друг друга. У личинок саламандр латеральная линия может ощущать движения и колебания воды до 1 метра.

Сенсорная карта: основное отличие от предыдущих, более древних животных — ориентация на движение. Мир лягушки — это мультфильм, где есть только движущиеся персонажи.

Биологи показывали лягушке неподвижные точки и движущиеся. Лягушка ловила только движущиеся. Если ей подкинуть мертвую, но съедобную муху — она её не съест.

Некоторые змеи имеют тепловые ямки. Для них мышь в темноте — это фонарь. Они хорошо обнаруживают концентрацию тепла. У гремучих змей инфракрасные рецепторы позволяют найти теплую, неудачливую мышку на расстоянии до 1 метра. Рептилии видят до 50 м, слышат до 10—20 м, улавливают запахи до 2 м. Тактильные ощущения до 5 см.

Сенсорная карта: тепловые пятна в пространстве. Она видит через призму тепловизора. Мир змеи — это тёмная комната с яркими тепловыми лампочками.

В полной темноте питон точно атакует тёплую игрушку, но игнорирует холодную.

Ястреб видит мышь с 3–4 километров. У большинства птиц обоняние менее развито, но у индейских грифов, обонятельные рецепторы позволяют улавливать запахи на расстоянии до 1—2 километров, что помогает находить падаль. Певчие птицы могут слышать друг друга в пределах до 1 километра, особенно в тихой обстановке. Голубь ощущает магнитное поле и возвращается домой. Птицы видят ультрафиолетовые узоры на перьях и листьях. У них впервые возникает культура, ярко проявляются забота, чувства, эмоции. Вороны мстительны. Ворон способен запоминать человеческие лица, одежду на срок до 5 лет. Эти птицы способны собрать стаю птиц (10–15 особей) и напасть на человека.

Это уже коллективные животные, имеющие отношения. Раз появляется культура, то из видового умвельта возникает культурный. Он больше не ограничивается только сенсорными органами восприятия. К примеру, одни попугаи одного вида используют веточки для добычи семян, а другие для извлечения насекомых из коры деревьев. Зяблики, меняют свои песни в зависимости от местных традиций. Молодые птицы учатся петь, подражая взрослым особям, и это может привести к различиям в песнях даже среди одной популяции. Группы одних и тех же птиц по-разному смотрят на мир!

Мир птицы — это Яндекс Карты с подсветкой в ультрафиолетовом спектре и высоким разрешением: мир ярких, четких визуальных образов. Причем карты начинают различаться с возникновением культуры: у кого–то Google Maps, у других Yandex Maps, у третих Bing Maps или Amap.

Исследователи помещали европейских малиновок в специальный «планетарий», где магнитное поле можно было менять искусственно. Птицы тут же меняли направление своих перелётных движений, подстраиваясь под новые «стрелки».

Некоторые виды оленей могут различать объекты на расстоянии до 1 километров. Слоны могут слышать низкие частоты на расстоянии до 8 километров. Эхолокация дельфинов слышна на расстоянии до 100 метров. Одна собака на прогулке «читает» запахи других собак в радиусе до 1—2 км, как мы посты в соцсетях: кто был, что делал, в каком настроении. Для них запах — это текст, где каждая буква — молекула. Бурый медведь чувствует мед, зарытый в землю, на расстоянии 20 м и глубине 50 см.

У млекопитающих развивается мир чувств и эмоций. Он окрасился в яркие эмоциональные тона («приятно», «страшно», «хорошо», «плохо»). Млекопитающие заняли все пространство: летают в атмосфере (рукокрылые — ночные охотники вроде летучей мыши), живут под землей (кроты), плавают в морях и океанах (дельфины), ходят по земле (обезьяны). У них глубокое целостное внешнее восприятие и раскрытие, взаимоинтеграция во внутренний мир друг друга. То есть умвельт млекопитающих включает не только сенсорную, но и психоэмоциональную сферу.

Собаки улавливают запах рака по дыханию человека. Им давали понюхать два образца — один с потом хозяина в спокойном состоянии, другой — в тревоге. Собаки сразу меняли поведение: становились либо расслабленными, либо настороженными, копируя эмоцию хозяина.

У обезьян цветное зрение помогает отличать спелые фрукты и выражения лиц. Павианы, к примеру, способны различать объекты в пределах 300—500 м. Обезьяны способны улавливать запахи на расстоянии до 10—20 метров. Звуки — до 300 метров. Они считывают эмоции и строят иерархии. У обезьян «очки» становятся ещё сложнее. Они не только видят и слышат чужих, но способны «считывать» своих. Имея мощные навыки восприятия внутреннего мира своих товарищей, обезьяны предвидят намерения сородичей. Они могут обманывать, хитрить, лукавить.

Сенсорная карта: лица, эмоции, статусы, настроения. Мир обезьяны — это игра не только во внешнем мире, но и внутреннем. Происходит сонастройка намерений коллектива — целеполагание.

Когда обезьяна наблюдала за рукой исследователя, берущей еду, у неё активировались те же нейроны, что и при собственном движении. То есть умвельт приматов включает в себя «жизнь других» — они видят не только предметы, но и намерения.

У человека всё, что есть у животных, плюс язык, культура, технологии. Человеческие «очки» реальности — самые навороченные. Мы не просто воспринимаем объекты, запахи, звуки и эмоции. Мы способны воображать то, чего нет здесь и сейчас. Мы слышим, видим, нюхаем, осязаем и думаем. Создаем искусственные органы восприятия: микроскопы, телескопы. Мир человека — мир, расширенный приборами и символами.

Человек — не «другой вид очков», а конструктор многолинзовой оправы. Какие хотим, такие линзы и поставим себе. Единственное, что не можем — ощущать себя как слон, таракан или медуза. Пчела фильтрует ультрафиолет и запах, рыба — электрические искажения, собака — летучие органики, человек — идеи.

Почему понимание умвельта критически важно? Избавляет от избыточного антропоцентризма. Чужие умвельты непонятны и неощутимы для нас. Главная ошибка — тестирование животных в нашем, человеческом умвельте. Мы даем обезьяне задачу на распознавание лиц и восхищаемся, как хорошо она справляется, потому что это важно для нас. Но мы редко даем собаке задачу на распознавание тысяч запахов, хотя в этом она — гений, а мы — абсолютные профаны. Это важно для неё, но не для нас.

Франс де Вааль спрашивает: «Кто умнее? Тот, кто лучше решает ВАШУ задачу, или тот, кто идеально решает СВОЮ?»

Это объясняет кажущуюся «глупость» животных. Многие классические эксперименты проваливались не потому, что животные были глупы, а потому, что задача была сформулирована вне их умвельта.

Шимпанзе долго не могли справиться с задачей по сортировке фотографий сородичей, пока ученые не догадались, что для обезьяны, живущей в густом лесу, гораздо важнее не лица, а задницы, которые они видят гораздо чаще. Когда им дали сортировать фотографии «поп» сородичей, они справились с задачей блестяще и мгновенно.

Слоны долго не могли решить задачу, где нужно было дотянуться до еды палкой. Ученые были в недоумении: неужели они глупее обезьян? Ответ был в умвельте: для слона главный орган манипуляции хобот. Он не привык использовать что-то другое. Когда задачу изменили так, чтобы слон мог использовать хобот в полной мере (например, дуть через трубу, чтобы сбить еду), он решал ее с легкостью.

Это заставляет нас ценить другие формы интеллекта. Интеллект — это не одна-единственная шкала, на вершине которой человек. Это целый набор разных когнитивных способностей, и каждое животное развивает те, что нужны ему для выживания. Летучая мышь создает в своем мозгу подробнейшую трехмерную карту комнаты, используя только звук. Она «видит» ушами. Можем ли мы, приматы, зацикленные на зрении, вообще представить себе сложность такой задачи?

Белка, прячущая тысячи орехов, решает сложнейшую пространственную задачу, которую не под силу решить большинству людей. Ее умвельт — это мир запахов, текстур и пространственных координат, связанных с едой.

Пролетающая над лугом пчела видит покачивающиеся на ветру (расплывчатое изображение) цветка и спускается поближе, чтобы обследовать глазами получше.

Водяные пауки рода Pirata ориентируются по вибрации поверхности воды, подбегают к жертве и уже визуально убеждаются. Другие пауки ориентируются по вибрации паутины, но обследуют жертву на конечном этапе прикосновениями (осязание) и пробой на вкус укусом. Если все ок, то начинает «пеленать» жертву. Они плохо видят и слышат, но великолепно ощущают вибрации.

Членистоногие, в частности, насекомые имеют малые размеры: не микромир простейших, но и не макромир позвоночных. Трудно представить этот мир с его микроландшафтами и микроклиматами. Они живут в других условиях температуры, освещения, климата, рельефа и т. д. Закройте глаза и побудьте пару секунд жуком, ползающим по стенам произведения Франца Кафки.

Чтобы по-настоящему оценить ум животных, мы должны перестать быть высокомерными экзаменаторами, заставляющие их сдавать «человеческий ЕГЭ». Каково быть жуком? Чтобы осознать, надо побыть в «шкуре» жука. Только поняв, какие задачи ставит перед животным его умвельт, мы сможем понять, насколько умные решения оно находит.

Человек устроен хитрее, но принцип тот же. Культурный умвельт — это не только сенсорные ощущения, но и целое награмождение абстрактных конструкций: язык, культура, мировоззрение, мифология и т. д. Франциско Варела называл это «разыгрываемый мир» — искусственная реальность, создающаяся в процессе взаимодействия со средой. Мы не обнаруживаем объективную реальность, мы её разыгрываем, как пьесу, где каждый актёр является одновременно автором сценария.

У разных культур — разные реальности. Не разные взгляды на одну реальность, а именно разные реальности. Для средневекового христианина демоны были не метафорой, а фактом. Он «знал», что они существуют. В культурном умвельте средневекового христианина демоны — это субъекты, которых нет в нашем восприятии. Кто ошибается? Точка зрения зависит от кочки зрения.

Традиционный нарратив о культурном контакте выглядит как рациональное сотрудничество (взаимный обмен): ты мне шёлк, я тебе стекло и вместе движемся вперёд. Этот нарратив — вежливая ложь, придуманная победителями задним числом, чтобы не чувствовать себя мародёрами. В действительности культурный контакт включает в себя еще 3 аспекта: конкуренцию (американцы истребили индейцев), эмоциональное сотрудничество (те же индейцы помогали переселенцам выжить в первые годы) и обмен абстракциями (мифы, легенды, идеи).

Чем наш человеческий умвельт шире (не «другой по качеству», а шире по количеству и пластичнее), тем заметнее тренды:

Удлинение детства → длинная калибровка очков. Человеческий ребёнок долго учится «настраивать эквалайзер» — язык, социальные сигналы, символы. Это инвестиция: «дорогие очки» требуют длительной настройки.

Коммуникация как усилитель восприятия. Пчела «танцует» — десятки глаз становятся одним «суперглазом улья»; люди разговаривают — тысячи глаз/датчиков мира сшиваются в единый суперорганизм.

Специализация модальностей. Собака — «нюховой чемпион»; птица — «магнитный штурман»; человек — «символический сборщик данных», создающий искусственные датчики.

Накопление опыта. У бактерии — «память секунд». У пчелы — «память часов/суток». У человека — память тысячелетних поколений.

И когда мы спорим «кто умнее», правильнее спорить о ширине и настройке «очков». Человек — это пользователь, научившийся менять линзы и делиться ими.

Бактерии

Вернемся на недолгое время к микроорганизмам. Сначала вся «нервная жизнь» — это был обмен химическими записками между клетками. Затем появляются отдельные клетки, занимающиеся только передачей информации. Клетки объединяются в простейшие сети, где сигнал может пройти от точки А к точке Б — как первые телефонные линии. У организмов, лишенных нервной системы, поведение напоминает обучение:

Сенсибилизация. Это когда после одного-единственного, но очень сильного и неприятного стимула, организм начинает реагировать гораздо острее на любые другие, даже самые слабые раздражители. К примеру, если на вас в темном переулке кто–то напал, то в следующий раз вы будете вздрагивать от каждого шороха, скрипа ветки или пролетевшей мимо мухи. Рассмотрим инфузорию–туфельку. В обычных условиях она передвигаются в воде как бы хаотичными толчками. Если же ее перенести в другую среду, то поведение панически резко изменится, но научения не будет. Она не просто наступает на одни и те же грабли, она «пляшет» на них, пока не утомится от перерасхода энергии.

Привыкание. Это противоположная реакция. Это умение не обращать внимания на всякую ерунду. Психика живого существа постоянно атакуется тысячами стимулов: качнулась травинка, упала капля, пробежала тень. Если реагировать на всё подряд, то в двери может постучать Кащенко. Здесь клетка постепенно привыкает к граблям и «танцы» затухают. Правда на следующий день, неосторожное движение опять приведет к пляскам, но опять с постепенным затуханием. И такая дребедень каждый день — то тюлень позвонит то олень. Вот пример: вы заходите в комнату с тикающими часами. Сначала они раздражают. Через пять минут мозг «привыкает» и «выключает» их из вашего восприятия. Вы перестаете замечать их.

Привыкание — это ослабление связи. Сенсибилизация — наоборот, ее усиление. Привыкание обнаружено у самых простых организмов. Если к поверхности крохотного аквариума прикоснуться кончиком карандаша, вызвав колебание воды, все инфузории мгновенно съежатся в комочек. Испуг от неожиданного вторжения в их маленький мир скоро пройдет, тела инфузорий вытянутся, и они как ни в чем не бывало продолжат свое движение. Притрагиваясь раз за разом к поверхности аквариума, удается приучить его обитателей меньше бояться безобидного воздействия. Скоро инфузории перестанут полностью сжиматься и будут быстрее возобновлять обычное движение. Проявив настойчивость, можно приучить не обращать внимание на сотрясение воды.

Но через час инфузории полностью отвыкают от вибрации и снова съеживаются в комочек. Хорошо, мы люди упорные, давай заново ее тренировать? Опять получилось, но через час — все пропало. Ни сутки, ни двое так и не научат ее закреплять поведение. Инфузории возможно не обучаются, но это пока не точно.

Микробы имеют сложную социальную жизнь, коммуникации и альтруизм. Бактерия Bacillus subtilis умеет собираться в согласованные «стаи» и принимать «решения» на основе химических писем от сородичей. При этом используется особое «чувство кворума» — химического голосования, которое меняет поведение бактерий. Она в голодные времена прибегает к убийству своих сородичей и каннибализму. Самым интересным тут является даже не каннибализм бацилл-убийц, а альтруизм бацилл-жертв. Они отключают все, что можно, лишь бы помочь своим сородичам себя съесть.

Рассмотрим подробнее их социальную жизнь. Представь, что вся история жизни на Земле — это огромный кооператив. В начале на рынке стояли маленькие одноклеточные лавочки — одиночки-бактерии. Каждая занималась своим делом: одни гонялись за солнечным светом, другие ели что попало, третьи умели дышать ядом. Они лишь изредка взаимодействовали друг с другом.

Но постепенно стало ясно: в одиночку долго не протянешь. Если объединиться с соседом — можно получить выгоду. Так появились первые «сделки», «партнёрства», а затем и огромные «корпорации». Сегодня мы видим результат этих «сделок»: сложные растения, животные, человек. Но главные «акционеры» эволюции — это настоящие тайные правители нашей планеты. Это существа настолько маленькие, что их не видно глазом, и настолько древние, что помнят Землю ещё без кислорода. Без них не было бы ничего.

В жидком «супе» бактерии развиваются сначала как одиночки, постепенно занимая всю толщу бульона. Когда в среде становится мало кислорода, то преимущества получают бактерии–мутанты, образующие пленку на поверхности «супа». С точки зрения «эгоистов» жертвование личными интересами ради коллектива — это тупик. Однако бактерии, оказавшиеся склонные к взаимодействию, склеивались и всплывали на поверхность, пока «эгоисты» барахтались в толще бульона. Да, бактерии-мутанты потеряли автономность. Но выжили и выиграли.

Забудьте все, чему вас учили в рекламе антибактериального мыла. Бактерии — это не враги. Это величайшие архитекторы, инженеры и менеджеры в истории жизни. Вся эволюция, которую мы знаем, — это не только история борьбы «зубов и когтей», но и история грандиозного кооператива, который начался с маленьких одноклеточных «лавочек» и разросся до глобальной «корпорации» под названием «Биосфера». И в этой корпорации у бактерий всегда был и остается контрольный пакет акций.

~2.7 млрд лет назад некоторый вид бактерий — цианобактерии, начали выделять кислород и спокойному существованию пришел конец. Для всех живущих на тот момент кислород был ядом. Цианобактерии поступили крайне эгоистично — ради собственных хотелок чуть не отравили все живое на Земле. Но в итоге их эгоизм оказался полезен для планеты. Без них до сих пор только бы микробы населяли Землю. Цианобактерии производят около 50% всего кислорода на планете. Каждый второй наш вдох — их подарок.

Бактерия + бактерия. Перенесёмся на два миллиарда лет назад. На планете были только «индивидуальные предприниматели» — простые бактериальные клетки и археи. Они были успешны, но их бизнес-модель была очень простой. И вот однажды произошла грандиозная сделка в истории жизни — эндосимбиоз. «Эндо» значит «внутри». Это когда одна клетка не съедает другую, а «приглашает» ее жить внутри себя, создавая взаимовыгодный союз. Были замечены две формы сделок:

— Сделка №1: энергетическая станция животных. Одна большая клетка-хозяин «поглотила» маленькую, но очень энергичную бактерию, которая умела виртуозно использовать кислород для производства энергии. Вместо того чтобы переварить гостя, клетка–хозяин предложила ему сделку: «Ты будешь жить у меня в безопасности и сытости, а взамен станешь моей личной электростанцией». Эта бактерия-гость со временем превратилась в митохондрию — энергетическую станцию, которая есть сегодня почти в каждой нашей клетке!

— Сделка №2: солнечная панель растений. Другая клетка провернула похожую сделку, но «пригласила» в гости цианобактерию, умеющую превращать солнечный свет в еду. Эта гостья стала хлоропластом — личной «солнечной панелью» всех будущих растений.

Бактерия + грибы. Грибы — древние и могущественные существа. Но даже им для покорения мира понадобились партнеры-бактерии.

Лишайники. Что такое лишайник, который вы видите на камнях или стволах деревьев? Это не одно существо, а симбиотический союз гриба и цианобактерии (или водоросли). Гриб создает «дом» — прочное слоевище, которое защищает от солнца и собирает влагу. Бактерия, как прилежный «повар», занимается фотосинтезом и кормит гриб сахарами. Такой союз может выживать там, где другим не снилось: на голых камнях, в тундре, на крышах домов. Учёные называют их «пионерами пустынь»: они первыми заселяют мёртвые территории, а потом на их основе вырастают новые экосистемы. Это идеальное партнерство, позволяющее осваивать новые рынки.

Микориза — ещё более впечатляющий союз. Это подземный «интернет леса»: грибные нити оплетают корни растений и подключают к ним бактерий. В этой сети питательные вещества путешествуют, как деньги по банковской системе.

Дерево через фотосинтез производит сахар и «расплачивается» им с грибом. Гриб своей огромной сетью собирает из почвы воду и минералы (фосфор, азот) и поставляет их дереву. А бактерии, живущие на нитях гриба, помогают «переваривать» минералы, переводя их в доступную для растений форму, и защищают корни от болезней. Взамен микориза получает от деревьев углеводы (глюкозу, фруктозу). Это настоящий подземный «интернет», где участники обмениваются ресурсами и информацией.

Более 90% всех растений на Земле состоят в таком тройственном союзе: грибы, растения и бактерии!

Бактерия + растения. Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота. Но для растений он — как запертый сейф с едой: они видят его, но не могут «съесть». И тут на помощь приходят бактерии-взломщики.

У растений семейства бобовых (горох, фасоль) на корнях есть специальные «домики» — клубеньки. В них живут бактерии рода Rhizobium. Растение предоставляет бактериям уютный, бескислородный «офис» и поставляет им «топливо» (сахар). Бактерии, в свою очередь, делают невероятную вещь: они «взламывают» прочнейшую молекулу атмосферного азота и превращают его в аммиак — то самое удобрение, которое растение может усвоить. Они в прямом смысле слова из воздуха делают «деньги», которые меняют на комфорт и еду.

Считается, что до 70% всего азота, поступающего в природные экосистемы, проходит через такие бактериальные «фабрики». Без них поля были бы пустыми, а леса — голыми.

Бактерия + животные. Животные тоже быстро поняли, что нанимать бактерий выгодно.

Корова ест траву, но ее собственный организм не умеет переваривать целлюлозу. Зачем корова так тщательно пережевывает траву? Очень просто: она измельчает ее для инфузории. Но и инфузория не может этого сделать и перепоручает это дело своим подопечным — бактериям. Это похоже на матрешку: в корове — инфузории, в инфузориях — бактерии. У коровы не просто желудок — это настоящий бродильный чан, биореактор, где микробы расщепляют траву на питательные вещества, которые корова уже может усвоить через посредника — инфузорию. Без своих «акционеров» корова умерла бы с голоду на альпийском лугу. Стояла бы, мычала да ела, а переварить не смогла бы.

В Тихом океане живет крошечный гавайский кальмар-бобтейл. Ночью, когда он охотится, он не отбрасывает тень в лунном свете, потому что его брюшко… светится! Этот свет создают не его собственные клетки, а колония светящихся бактерий Vibrio fischeri, живущие в специальном органе кальмара. Кальмар отбрасывает всех прочих бактерий и строит орган специально под этот вид. Фактически бактерия диктует условия.

Кальмар предоставляет бактериям роскошный «дом» и кормит их деликатесами: сахаром и аминокислотами. Бактерии, в свою очередь, обеспечивают ему идеальную контрсветовую маскировку. Это высокотехнологичный военный контракт, заключенный эволюцией.

Многие животные не могут получать энергию из пищи без помощи бактерий. В экспериментах, где их лишали микрофлоры, они погибали.

Такой симбиоз доходит до того, что бактерии могут выполнять задачи питания и выделения «под ключ». Один кольчатый червь, обитающий в Средиземном море, не имеет ни рта, ни кишечника, ни ануса. Ничего. Как же он тогда живет? За счет бактерий. Они поселяются под «кожей» червя, получают из морской воды еду, которая «просачивается» к ним сквозь внешнюю оболочку тела. Бактерии размножаются, а клетки червя потихоньку их заглатывают и переваривают. Продукты выделения поглощают оставшиеся микробы. Для бактерий червь может быть хорошим «таксистом», который возит туда, где хорошо всей честной компании.

Бактерия + человек. Мы привыкли думать о себе как об индивидуумах. Но это не так. Каждый из нас — это ходячая экосистема, «суперорганизм». По числу клеток бактерий в нашем теле не меньше собственных человеческих клеток. Этот невидимый мир называется микробиотой.

Наши бактерии не просто помогают переваривать пищу. Они производят витамины, тренируют нашу иммунную систему и, что самое поразительное, влияют на наш мозг и поведение. Существует прямая связь, «горячая линия» между кишечником и мозгом. Учёные уже говорят о «психобиотиках» — пробиотиках, которые могут влиять на психическое здоровье.

Ученые брали две линии мышей: одну — спокойную, другую — тревожную и гиперактивную. Затем они выращивали «стерильных» мышат, без каких–либо бактерий. Когда стерильным мышатам из спокойной линии пересаживали микробиоту от тревожных мышей, они… становились тревожными! И наоборот. Это доказывает, что бактерии могут напрямую влиять на наше настроение и психику. Наши внутренние «акционеры» могут нашептывать нам, что съесть, будем ли мы грустить или радоваться.

По некоторым оценкам, в кишечнике взрослого человека присутствует более 1 кг микроорганизмов сотен разных видов. То, что для одних бактерий (бродильщиков) является отходами, для человека является съедобными веществами, всасывающиеся кишечным эпителием. Из этого источника мы получаем до 10% калорий! Задумайтесь! Не бактерии питаются нашими отходами, а мы едим их отходы!

Симбиоз накладывает и ограничения. К примеру, тля кооперируется с бактерией Buchnera. Бухнера подверглась генетической деградации — она фактически потеряла независимость и стала частью тли. Кроме того, она ужасно капризна и не любит жару. А это мешает всему организму тли путешествовать туда, где некомфортно бактерии.

Бактерии — это шестерёнки глобальной машины. Они гоняют по кругу углерод, азот, серу. Цианобактерии и микроводоросли в океане производят почти половину кислорода планеты.

Если убрать бактерий, жизнь остановится. Как если бы из кооператива ушёл главный бухгалтер: деньги бы перестали двигаться, и фирма обанкротилась.

А теперь давайте посмотрим на все эти союзы с высоты и увидим две главные «бизнес-стратегии», которые использовали бактерии.

Стратегия 1. От «эгоистов» к «коллективам» (равноправное партнерство). Два независимых «предпринимателя» заключают взаимовыгодную «сделку». Никто никого не поглощает. Примеры: лишайник (гриб + бактерия), бобовые (бактерия + растение), кальмар + светящиеся бактерии.

Эволюция клопов и их симбионтов протекает совершенно синхронно. Появление нового вида клопа сопровождается новым видом бактерии. Если поместить бактерию на чужого клопа, то плохо кончится дело для обоих!

В результате стратегия позволяет партнерам осваивать новые, ранее недоступные «рынки» (голые скалы, бедные азотом почвы, ночной океан). Это расширение и завоевание мира через дружбу.

Стратегия 2. От «коллективов» к «эгоистам» (асимметричное поглощение). Один, более крупный игрок «поглощает» другого, делая его своим внутренним «подразделением». Примеры: митохондрии и хлоропласты. Это бывшие бактерии, которые стали частью клетки-хозяина и больше никогда не вернутся к свободной жизни. Человеческая микробиота похожая история: мы носим в себе сотни видов бактерий, и некоторые из них уже полностью зависят от нас. Они живут внутри нас, стали частью нашего «Я».

Гигантский моллюск, живущий у подводных вулканов, практически не имеет пищеварительную систему. Почти все получает от бактерий. Моллюск активно снабжает бактерию пищей, а взамен получает аминокислоты, витамины и утилизацию отходов. Ему не надо в туалет ходить, все делают за него микробы! Большая экономия на туалетной бумаге. Это взаимовыгодная сделка, но она неизменно идет по пути деградации бактерии. Фактически она становится частью, органом моллюска.

Или вот бактерия Карсонелла. Она живет в листоблошках — мелких, похожих на тлей насекомых. Они подружились. Первоначально скорее всего Карсонелла жила в кишечнике, но потом проникла в клетку. На следующем этапе ей остается раствориться в организме хозяина и стать его частью. Бактерия уже не может жить вне клеток хозяина. Она обречена.

По-настоящему автономных организмов-одиночек в природе сложно найти. Большинство организмов являются «сверхорганизмами». Морской моллюск Elysia viridis, к примеру, ухитряется переселять пластиды съеденных водорослей в собственные клетки и долгое время хранить их там «живыми». Так он научился фотосинтезу — как солнечная батарея получать энергию от солнца. Это уже гибрид животного и растения, без бактерий-посредников!

Существуют случаи, когда бактерии диктуют условия хозяину! Wolbachia — одна из самых ярких диктующих бактерий. Она заражает до 40–60% насекомых. Может менять пол потомства (делает самцов «лишними» или превращает их в самок). Может вызывать несовместимость при скрещивании заражённых и незаражённых особей. В итоге животное становится инструментом распространения Wolbachia. Есть даже виды ос и нематод, для которых бактерия обязательна для размножения. Они просто не выживут без Wolbachia.

Эта стратегия не просто расширяет возможности, она создает новые, более сложные формы жизни. Без поглощения не появились бы ни растения, ни животные, ни мы с вами.

Взгляните на мир вокруг. На дерево за окном, на кошку на диване, на собственное отражение в зеркале. Всё это — результат миллиардов лет бактериальной «кооперации». Мы ходячие, дышащие, мыслящие симбиотические союзы. Экосистемы на двух ногах.

Осознание этого — это не просто интересный биологический факт. Это фундаментальное изменение точки зрения. Оно учит нас смирению и уважению к невидимому миру, который нас создал. Ведь история эволюции — это не история о том, как человек покорил природу. Это история о том, как бактерии, самые мудрые и древние акционеры «корпорации Жизнь», нашли в лице человека еще одного, пусть и очень шумного, и суетливого, но весьма перспективного партнера.

Животные

Кишечнополостные: медузы, гидры и кораллы

К этому времени клетки уже научились жить вместе, создавая многоклеточные «коммуналки», но столкнулись с проблемой, знакомой любому хорошему управдому: как заставить всех жильцов действовать слаженно? Как клетке на «первом этаже» сообщить об опасности клетке на «девятом»? Химические письма были слишком медленными. Нужен был прорыв. И он случился. Эволюция изобрела нечто гениальное в своей простоте — нейрон.

Впервые в истории появились клетки, единственной задачей которых была передача информации. Нейроны не занимаются пищеварением, не отвечают за движение. Они — профессиональные связисты. Это великий принцип «разделения труда». Клетки как бы «освободились» от необходимости делать всё сразу, чтобы стать мастерами в чем-то одном.

Представьте себе первую клетку-связиста. Это был настоящий телеграфный провод, способный почти мгновенно передать электрический сигнал из одной точки организма в другую. Это изобретение изменило всё. И одними из первых, кто установил у себя эту новую технологию связи, были кишечнополостные.

Кто же эти ребята? Полупрозрачная медуза, похожая на живой абажур; крошечная гидра, притаившаяся на листе подводного растения; яркая актиния, напоминающая цветок. Кораллы и актинии внешне напоминают цветы, но внутри работают как животные: они ловят добычу щупальцами с жалящими клетками. Они умеют объединяться в колонии и формируют коралловые рифы — одни из самых сложных экосистем планеты. Что у них общего? У них впервые в истории появилась нервная система. Правда, на нашу она была похожа так же, как первый телеграфный аппарат на последний смартфон. Это была так называемая рассеянная нервная сеть, часто неравномерно распределенная по телу.

Представьте себе рыболовную сеть или авоську, которая равномерно окутывает все тело животного. Никакого мозга, никакого спинного мозга, никаких нервных центров. Просто сеть из нейронов, где каждый соединен с каждым. Информация, появившаяся в любой точке сети, тут же распространялась во все стороны, как круги по воде. Если вы дотронетесь тонкой иголочкой до одного щупальца гидры, что произойдет? Сожмется не только это щупальце, а вся гидра целиком. Сигнал от прикосновения, как волна, пробежал по всей «авоське» нейронов и дал одну-единственную, общую команду всем мышечным клеткам: «Сокращаемся!». Ее ответ на любой стимул — тотальный. Как если бы в ответ на звонок в дверь у вас не только открывалась дверь, но и одновременно включался свет во всех комнатах, запускалась стиральная машина и смывался бачок унитаза. Не очень экономно, но зато надежно!

Это был революционный скачок. Впервые в истории планеты возникла система исключительно для ощущения мира и реакции на него. Мир перестал быть просто «хорошим» или «плохим» химическим супом. Начинается психика.

Стебельчатая гидра, как и инфузории, пугается вибрации. Однако память у нее надежнее: через час после выработки еще удается обнаружить привыкание, но через сутки никаких следов не остается. Но у гидры наблюдается ярко выраженное ускорение привыкания от опыта к опыту. Рано или поздно она запомнит вибрацию и перестанет пугаться. Гидры способны к обучению. Они перестают «танцевать на граблях».

Наблюдается определённая специализация органов и клеток, которой раньше не было или была в зачаточном состоянии. Как было?

— Практически не было нервной системы, поэтому движения были медленными.

— Ели плохо, потому что не умели хорошо переваривать еду.

— Двигаться было сложно, ведь мышцы только начинали развиваться.

— Охотиться они не умели — никакой силы и ловкости.

— Воспроизводились медленно и не очень удачно.

В целом, нечего было делать, кроме как ждать, пока мимо проплывёт еда.

Что изменилось? Появилось распределение работ.

— Нервная система. Кишечнополостные получили нервную систему, похожую на сеть маленьких проводов. Теперь они умеют чувствовать прикосновения и быстро прятаться, если рядом появляется опасность (сворачиваться при опасности или направлять щупальца к добыче).

— Пищеварительная. Их тело стало уметь переваривать пищу намного лучше, чтобы становиться сильными и большими.

— Опорно-двигательная. Появились сильные мышцы, и теперь они могут двигаться, сгибаться и даже плавать — быстро хватать еду и уплывать от хищников.

— Охотничья и защитная. Кишечнополостные придумали специальные щупальца с маленькими жалящими клеточками, чтобы ловить рыбок и защищаться от опасностей.

— Репродуктивная. Увеличивалась численность популяции и адаптация к изменениям среды. Они стали лучше размножаться, чтобы оставлять больше своих «детишек».

— Симбиотическая. Подружились с маленькими зелёными водорослями, превращающих солнечный свет в дополнительную энергию. Избыточная энергия стала направляться на увеличение сложности.

Главное в развитии психики животного является не столько строением тела сколько конкретными условиями жизни и взаимоотношениями с окружающей средой. Психика ограничивается умвельтом животного.

Как зародилась нервная система? Чем чаще активируются одни и те же связки, тем крепче создаются нервные связи — возникают группы нейронов, которые взаимодействуют и работают вместе при поступлении сигнала. Например, если одна группа нейронов отвечает за вкус, другая — за цвет, третья — за запах, четвертая — за форму, то при возникновении связей между этими группами можно создать целостное представление o вкусняшке. Со временем между группами нейронов развивается конкуренции: одни выживают, другие отмирают — закон джунглей.

Нейроны — основа возникновения будущей сети — автомагистрали химических писем. По ней в кратчайшие сроки доходит возбуждение до отдельных участков тела многоклеточного: по протоплазме не превышает 1 — 2 микрона в секунду; по простейшей нервной системе достигает 0.5 м/с; у лягушки уже 25 м/с; у человека — 125 м/с. Настоящий автобан.

Плоские черви

Нервная система медузы великолепна для того, чтобы просто реагировать на мир, как живой колокольчик: тронули — зазвенел. Но у нее один огромный недостаток: совершенно не приспособлена для целенаправленного движения.

Представьте себе круглый космический корабль, у которого двигатели расположены равномерно по всему периметру. Куда бы он ни полетел, он всегда летит «боком». Чтобы двигаться вперед, нужно было изобрести «перед».

Около 700 млн лет назад плоские черви решили эту гениальную задачу. Они настоящие революционеры, титаны эволюционной мысли. Именно они заложили фундамент для всего дальнейшего развития психики, включая нашу с вами. Что же они сделали такого невероятного? Совершили три прорыва, которые навсегда изменили правила игры.

1. «Изобретение» Правого и Левого. Взгляните на медузу — она круглая. Как ни крути, она одинаковая. А теперь посмотрите на планарию (или на себя в зеркало). У нее есть четкие правая и левая стороны, которые являются зеркальным отражением друг друга — двусторонняя симметрия. Это фундаментальный чертеж для любого существа, которое хочет не просто болтаться в воде, а активно двигаться вперед. Появилась передняя и задняя часть тела, а значит, и направление движения.

2. Рождение «головного офиса» (централизация). Нервная система кишечнополостных была децентрализована, как анархистская коммуна. У плоских червей впервые в истории появляется «администрация». Их нервная система имеет вид лестницы, соединенной перемычками. Это уже похоже на упорядоченную электрическую схему, а не на спутанный клубок проводов. Но самое главное — на переднем конце тела нервные клетки собираются в два крупных узла. Это первый в истории прообраз головного мозга. Гениальный менеджерский ход! Зачем размазывать управляющие центры по всему телу, если можно собрать их в одном месте — в «головном офисе», который будет получать всю информацию первым и принимать решения?

3. «Офис» обзаводится «окнами» (развиваются органы восприятия). Какой смысл в головном офисе, если в нем нет окон? На переднем конце тела планарии концентрируются и органы восприятия: рецепторы, которыми она «нюхает» и «пробует на вкус» воду, разыскивая добычу; светочувствительные «глазки» (планария не видит картинок, но отличает свет от тьмы); органы равновесия (помогают понять, где верх, а где низ).

Медуза пассивно ждет, пока добыча сама наткнется на ее щупальца. Планария же активно ищет! Она целенаправленно ползет, постоянно ощупывая и «обнюхивая» мир своим передним концом. Ее поведение впервые становится поисковым. Она не просто реагирует на стимулы, она их ищет. Это рождение любопытства.

Привыкание и сенсибилизация — это простые формы обучения. Они не требуют большого ума. Но настоящий прорыв происходит тогда, когда живое существо учится не просто реагировать, а предсказывать события. А для этого нужно научиться связывать одно с другим. Этот механизм называется ассоциативным обучением, и его самая известная форма — условный рефлекс Павлова. Тут можно вспомнить его эксперимент с собаками: если вместе с кормом добавлять звук колокольчика, то скоро слюноотделение начнет ассоциироваться с ним. Это настоящая магия! Впервые в истории живое существо научилось реагировать не на само событие, а на его символ. Мир перестал быть набором случайных явлений и превратился в цепочку связанных событий, которые можно предугадать. У планарии появляется примитивная форма нестойких условных рефлексов. Тут возникает 3 следствия появления ассоциативного обучения:

Рождение прогнозирования. Способность к ассоциативному обучению — это, по сути, способность заглядывать в будущее.

Появление субъективного опыта. Именно обучение превращает объективные стимулы в субъективные сигналы. Для необученной планарии свет — это просто свет. Для обученной (к примеру, ей давали разряд тока при включении света) — это опасность. Значение стимула теперь зависит не только от его физических свойств, но и от прошлого опыта конкретного существа. Формируется внутренний мир.

Зарождение пластичности. Две планарии с одинаковыми генами, но разным жизненным опытом, будут вести себя по-разному.

Плоский червь — это живой чертеж, эскиз, по которому в дальнейшем будет строиться нервная система всех более сложных существ. Он первым наметил разделение на «центр» и «периферию», «понял», что для эффективного движения нужна голова, и отправился в путешествие не по воле морских волн, а по собственному, пусть и крошечному, желанию. Плоский червь, этот скромный обитатель морского дна, первым открыл великий закон жизни: выживает не тот, кто сильнее, а тот, кто лучше учится!

Дождевые черви

Дождевой червь появился на нашей планете примерно 550 млн лет назад. Может раньше, сложно сказать. Главное, что отличает его от плоских предков — сегментированное тело.

Представьте, что вы строите поезд. Можно сделать один длинный вагон, но управлять им будет сложно. А можно сделать много одинаковых, но соединенных между собой вагонов, где каждый имеет свой двигатель и может двигаться относительно других. Дождевой червь — это такой «поезд» из множества одинаковых «вагонов» — сегментов. И каждый такой «вагон» не просто отделен, он имеет свой собственный нервный узел (ганглий).

У дождевого червя есть «мозг» — надглоточный ганглий, расположенный в первом сегменте. Это уже не просто два узла, как у планарии, а более сложное скопление нейронов, которое можно назвать настоящим, хоть и крошечным, и неполноценным, мозгом. В голове узлы срастаются в сплошную нервную кашу со сложной структурой, которую без литра медицинского спирта не объяснить. От нее вниз по всему телу тянется брюшная нервная цепочка, и в каждом сегменте этой цепочки есть собственный нервный узел.

На что это похоже? Представь, что в каждом вагоне поезда сидит свой маленький машинист, который получает общие команды из головного вагона, но при этом может самостоятельно управлять своим участком. Это позволяет червю совершать невероятно сложные и скоординированные движения — ползти, сокращая одни сегменты и расслабляя другие, чтобы проталкивать свое тело сквозь плотную почву.

Сегментированное тело и модульная нервная система подарили дождевому червю удивительные способности:

Сложное передвижение. Дождевой червь не просто ползет — он буравит землю: сначала расширяет передний конец, затем сокращает его, чтобы подтянуть задние сегменты. Все это требует невероятной координации тысяч мышечных волокон в каждом участке тела, управляемых локальными ганглиями, но под общим контролем головного мозга.

Ориентация в трех измерениях. Если планария ползала по поверхности, то дождевой червь освоил почву. Он может двигаться вверх, вниз и в стороны, находить путь к влаге или пище.

Улучшенные органы восприятия. Хотя у него нет глаз, дождевой червь прекрасно чувствует свет (и активно избегает его, чтобы не высохнуть), ощущает вибрации (что помогает ему прятаться от кротов) и различает химические вещества в почве, чтобы найти пищу или партнера.

Если плоский червь научился простым нестойким, то дождевой червь — устойчивым условным рефлексам. Возникает способность к приобретению и закреплению жизненного опыта. Естественный отбор оформляет и передает его из поколения в поколение в качестве безусловных (врожденных) рефлексов и инстинктов (цепочка врожденных рефлексов): что-то рыть, собирать или строить. Дождевые черви способны не просто реагировать на один стимул, а запоминать последовательность действий и ориентироваться в пространстве. Они могут научиться различать два разных запаха или две разные вибрации, если один из них связан с наградой, а другой — с наказанием. Это уже требует более развитых способностей к анализу информации.

Какие же новые, фундаментальные тренды психики заложил дождевой червь?

— Модульность и иерархия управления. Сегментированное тело с локальными ганглиями, подчиняющимися «центральному офису», — это прототип любой сложной системы управления. Это как компьютерная сеть: есть центральный сервер (мозг) и множество локальных рабочих станций (ганглии сегментов). Если одна «станция» выйдет из строя, вся система не рухнет. Этот принцип модульности и иерархии будет развиваться во многих более сложных нервных системах.

— Усложнение моторики и освоение новой среды. Способность к сложному, скоординированному движению позволила дождевому червю освоить принципиально новую среду — почву. До этого можно было либо плавать в воде, либо ползать по дну океана. Дождевой червь проник вглубь дна. Это был гигантский шаг к освоению любых сложных ландшафтов, от вершин деревьев до глубин океана.

— Углубление памяти и обучения. Способность к обучению и различению стимулов показывает, что психика становится еще более пластичной. Червь может не просто запоминать «Свет = Боль», а выстраивать цепочку действий для достижения цели (разворот и всплытие при побеге). Это был шаг к появлению более сложного интеллекта, способного активно решать задачи, а не только пассивно реагировать.

Дождевой червь — это живой учебник по инженерной мысли эволюции. Он показал, как можно построить сложное, надежное и обучаемое тело из простых, повторяющихся блоков, управляемых гениальной нервной системой. Этот принцип ляжет в основу строения нашего, человеческого тела.

Членистоногие

Нервная система дождевого червя была похожа на надежную, но неторопливую железнодорожную сеть. Но эволюция готовилась к новому рывку — завоеванию суши, вне океана. Членистоногие — первые наземные животные в истории Земли. Они создали конечности в виде сложных рычагов (соединенных суставами члеников) для отталкивания от земли. Поэтому и были названы членистоногими.

Эволюция на этом не остановилась и решила покорить небо. А для полета нужна совершенно другая система управления — быстрая, точная, способная обрабатывать огромные потоки информации в режиме реального времени. Нужен был бортовой компьютер истребителя. И эволюция создала его в теле насекомого около 500 млн лет назад.

Нервная система насекомых — это прямой потомок «лестницы» дождевого червя, но прошедший глубокую модернизацию:

1. Централизация. Эволюция поступила как грамотный топ–менеджер: она начала объединять «отделы» для повышения эффективности. Нервные узлы в сегментах тела стали сливаться. В грудном отделе они объединились в мощный грудной ганглий — настоящий «контроллер полетов», управляющий ногами и крыльями. А в голове произошло главное — ганглии разрослись и слились в сложнейшую структуру, которую уже без всяких скидок можно назвать головным мозгом.

2. Увеличение объема информации. Новый мозг был нужен, чтобы обрабатывать данные с новых, невероятно крутых датчиков. Насекомые обзавелись:

— Фасеточными глазами. Это не просто два глаза, как у нас. Это сотни и тысячи маленьких глазок, собранных в одну мозаику. Они не видят четких картинок, зато идеально отслеживают малейшее движение. Для мухи мир — это калейдоскоп мелькающих пятен, и она реагирует на изменение этой картинки с молниеносной скоростью.

— Антеннами-усиками. Это сложнейшая химическая лаборатория, способная уловить несколько молекул запаха на расстоянии 500 м, и одновременно — чувствительнейший орган осязания.

3. Ускорение обработки информации. Эта новая сенсорная реальность породила и новую психику. Мир насекомого — это мир скоростей, запахов и вибраций, который нам даже сложно вообразить.

Обладая таким совершенным «железом», насекомые пошли по особому пути развития. Они не стали делать главную ставку на обучение. Вместо этого они довели до почти абсолютного совершенства врожденные программы поведения — инстинкты. Если говорить на языке IT–технологий, то насекомые сделали ставку на «железо», а не «софт».

Инстинкт — это не просто рефлекс. Это жесткая, генетически запрограммированная цепочка действий, которая выполняется от начала и до конца без всякого обучения. И в этом насекомые — непревзойденные мастера.

К примеру, оса-убийца Сфекс. Эта одиночная оса демонстрирует поведение, похожее на сценарий голливудского триллера. Она роет норку строго определенной глубины. Затем она летит на поиски сверчка, находит его и парализует тремя точными уколами жала в три главных нервных узла. Не больше и не меньше! Оса тащит парализованного, но живого сверчка (живые «консервы» для будущей личинки) к норке. Внимание, кульминация! Она оставляет сверчка у входа, а сама лезет в норку, чтобы «проверить, все ли в порядке». Вылезает, затаскивает сверчка внутрь, откладывает на него одно–единственное яйцо и запечатывает вход.

Это выглядит как разумное, продуманное действие. Но это чистый автомат, программа. Французский энтомолог Жан Анри Фабр провел жестокий, но гениальный эксперимент: пока оса была в норке на «проверке», он отодвигал сверчка на пару сантиметров в сторону. Оса вылезала, теряла сверчка, находила рядом, подтаскивала к самому входу и… снова лезла в норку на «проверку»! Фабр повторял это 40 раз подряд, и оса 40 раз тупо следовала программе, не в силах перейти к следующему шагу («затащить сверчка»), пока не будет выполнен предыдущий («сверчок лежит у входа»).

Шмели, улетающие довольно далеко от гнезда, обычно всегда в него возвращаются, но в случаях перемещения гнезда на 1/2 метра, они его не находят. Пчелы теряют улей, который поворачивался исследователем на 90° или отодвигался на 1 метр.

Это показывает нам альтернативный путь эволюции психики: создание невероятно сложных, но абсолютно жестких поведенческих программ.

Но… Они все-таки учатся!

Долгое время считалось, что насекомые — это просто биороботы. Но это не так. На фундаменте своих железных инстинктов они строят удивительно гибкое поведение:

1. Пчелы легко обучаются. Если поставить блюдце с сахарным сиропом на синий квадратик, пчелы быстро запомнят, что «синий цвет = еда». Они способны запоминать не только цвет, но и форму, запах, вкус.

2. Но то, что делают пчелы-разведчицы, выходит за все мыслимые рамки. Вернувшись в улей, пчела не просто радуется. Она исполняет «виляющий танец». Это не просто хаотичные движения. Это — символический язык. Угол, под которым пчела танцует относительно вертикали (силы тяжести), в точности соответствует углу, под которым нужно лететь к цели относительно солнца. Длительность «виляющей» фазы танца точно кодирует расстояние до цели.

Остановитесь и вдумайтесь. Это первое в истории Земли абстрактное, символическое общение. Пчела передает не еду, а информацию о еде, закодированную в символах. Это рождение карты, схемы проезда, рассказанной на языке тела. Это трюк, который в такой сложности не повторится до появления человеческой речи.

Возникают социальное взаимодействие: муравьи имеют исключительно сложные сообщества, состоящие из специализированных групп особей, которым свойственно культивация «грибных садов», «доение» тлей и изгнание чужаков из колонии. В одном эксперименте, семья муравьев, в течение трех лет ежедневно облучавшаяся радиацией, выстроила крытую дорогу — это позволило уменьшить дозу облучения. Возможно, муравьи обладают разумом. Осы умеют распознавать лица друг друга.

Какие же новые тренды задали насекомые?

— Взрыв инстинктивного поведения. Насекомые показали, что эволюция может создавать невероятно сложное и адаптивное поведение, не полагаясь на обучение, а «прошивая» его прямо в гены. Это путь эффективности и надежности.

— Миниатюризация мозга. Мозг пчелы размером с булавочную головку содержит около миллиона нейронов (у человека — 86 миллиардов). Но этот крошечный мозг способен к обучению, навигации и символическому общению. Насекомые — это гении упаковки вычислительных мощностей.

— Появление социального интеллекта и языка. У высших насекомых (пчелы, муравьи, термиты) индивидуальная психика становится частью чего-то большего — коллективного разума, или суперорганизма. Улей или муравейник ведет себя как единое целое. И ключ к этому — сложная коммуникация, вершиной которой стал символический танец пчелы.

Насекомые по-видимому обладают не только способностью общаться между собой, но и некоторыми элементами логического мышления, иерархическими отношениями и наличием «внутренних часов». Их мышечная система достигает апогея: некоторые насекомые способны таскать предметы, в 100 раз тяжелее их самих. Лично я вешу 70 кг, значит (по мнению насекомых) я должен быть способен перемещать 7 тонн на своем горбу!

Членистоногие — это не тупиковая ветвь эволюции, а её параллельная вершина. Они пошли по пути инстинктов, миниатюризации и социальной организации, достигнув на этом пути невероятных высот. Они показывают нам, что для сложной психики не всегда нужен большой мозг, и что первое слово на этой планете было не сказано, а станцовано.

Моллюски, кальмары, осьминоги

Насекомые — гении инстинкта и миниатюризации. Они доказали, что можно построить сложнейшее общество и даже изобрести язык, имея мозг размером с булавочную головку. Но был ли их путь единственно верным? Эволюция никогда не кладет все яйца в одну корзину. Параллельно с насекомыми, около 500 млн лет назад, в глубинах океана был запущен совершенно другой «проект» — моллюски.

Моллюски — это настоящий «шведский стол» эволюционных решений. Кажется, природа решила проверить на них все возможные варианты. В итоге они получили три совершенно разных результата, три разных пути, по которым пошло развитие разума.

Первый путь — упрощение. Представьте себе устрицу, мидию или гребешка. Их план на жизнь — максимальная безопасность и минимальные усилия. Они спрятались в прочную раковину и стали фильтровать воду, лениво поглощая все, что проплывает мимо. Какой мозг нужен для такой жизни? Правильно, никакой!

Двустворчатые моллюски пошли по пути редукции (упрощения) нервной системы. Их далекие предки, скорее всего, имели что-то вроде головы и примитивного мозга. Но в процессе эволюции они «решили», что для их образа жизни это ненужная роскошь, которая только тратит энергию. Вся их нервная система — это несколько пар разбросанных по телу нервных узлов.

Их психика — это набор простейших рефлексов: почувствовал опасность — захлопнул раковину. Почуял пищу — фильтруй воду активнее. Это живое доказательство важнейшего закона эволюции: сложность — не самоцель. Если для выживания выгоднее быть простым, эволюция безжалостно отсечет все лишнее, включая мозг. Это путь монаха-аскета.

Второй путь — медленное развитие. Этот путь выбрали улитки и слизни. Они сохранили голову и относительно активный, поисковый образ жизни, но не стали гнаться за скоростью. Их девиз: «Тише едешь — дальше будешь». У них уже есть явный головной мозг. От него отходят нервные стволы к ноге, мантии и внутренним органам. Это уже не просто сигнализация, а полноценный «головной офис», хоть и небольшой.

Третий путь — быстрое развитие. А вот этот путь — настоящий шедевр эволюции. Предки осьминогов, кальмаров и каракатиц совершили дерзкий поступок: они отказались от защитной раковины. Это невероятный риск! Они променяли броню на скорость и маневренность. А чтобы выжить в мире хищников, будучи «голым» и мягкотелым, нужен не просто мозг. Нужен супермозг. И они его создали.

Мозг осьминога — это чудо. По соотношению массы мозга к массе тела он сравним с птицами и млекопитающими. Он имеет сложную структуру со множеством долей, отвечающих за зрение, память, координацию. Но самое поразительное — большая часть его нейронов находится не в голове, а распределена по его восьми щупальцам! Каждое щупальце — это как бы отдельный «сопроцессор» с собственным центром принятия решений. Оно может самостоятельно ощупывать, распознавать и манипулировать объектом, пока центральный мозг занят другим. Пока остальные животные стараются собрать мозги воедино, моллюски разбросали их по всему телу.

И знаете, что? Фигня полная получилась. Решительно не хватает координации и скорости принятия решений. Все части тела порою «спорят» друг с другом. Поэтому они пришли к той же формуле, что и все остальные — объединили разбросанные микромозги. Стало лучше, но… как сказать. Теперь их мозг — не аккуратный комок нервов, а мыслящий бублик, в центре которого по пищеводу проносится пища.

Интеллект осьминога — это нечто иное, «инопланетное». Они легко решают задачи, ставящие в тупик многих позвоночных.

В Брайтонском океанариуме был описан следующий случай. Однажды, по непонятной причине, из одного аквариума, накрытого стеклом, стали по ночам пропадать рыбы. Оказалось, что виноват был расположенный напротив осьминог. Он сдвигал стекло, закрывающее его аквариум, вылезал наружу, переползал через проход, открывал аквариум с рыбами, влезал в него и учинял там разбой. Наевшись, он покидал место преступления, задвигал за собой стекло, возвращался домой и закрывал крышку. Самое удивительное при этом, что в природе осьминоги практически никогда не покидают водную среду!

Кроме того, они способны учиться, просто наблюдая за сородичем! В одном эксперименте «осьминог-наблюдатель» смотрел, как другой «осьминог-демонстратор» получает награду за атаку на красный мячик и наказание за атаку на белый. После этого «наблюдатель» безошибочно атаковал только красный мячик. Это новый уровень ассоциативного обучения.

Зафиксированы случаи, когда осьминоги подбирали две половинки кокосовой скорлупы, таскали их с собой и в случае опасности собирали из них укрытие. Они строят убежища из камней, панцирей крабов, раковин устриц и т. д. Осьминог подбирает, переносит и укрепляет все это щупальцами. Это уже не просто инстинкт, это предвидение и использование орудий в качестве инструментов.

Осьминоги известны своим любопытством и способностью к игре — поведению, которое не несет прямой биологической выгоды и считается признаком высшей нервной деятельности.

Например, с помощью сифона осьминоги выпускают струи воды в плавающую пластиковую бутылку, заставляя ее уплыть к другому краю аквариума, а затем ждут, пока ее принесет обратно струя воды от водяного фильтра. Это напоминает игру с мячом.

Эксперименты показали, что головоногие хорошо обучаются. Они способны различать геометрические фигуры по форме, цвету и размеру. Выработанные приобретенные рефлексы сохраняются у них в течение длительного времени. Осьминоги хорошо приручаются, узнают ухаживающих за ними людей и охотно вступают с ними в контакт. Они приручаются, в отличие от насекомых.

Среди исследователей существует множество историй о поведении осьминогов: особо темпераментные особи плюют чернилами в гостей или в неполюбившегося человека, а более хитрые, по рассказам, способны сохранять зрительный контакт с экспериментатором, чтобы попытаться убежать, как только тот отвернется. Получается, они имеют высокий интеллект.

Один осьминог очень любил сырые яйца. Каждый день получал по одному яйцу и ломал скорлупу, чтобы съесть содержимое. Но однажды ему досталось тухлое яйцо. Заметив это, он швырнул пахучие остатки через край бассейна обратно удивленному служителю, от которого получил его.

Каракатицы способны к обману. Самец приобретает окраску самки со стороны соперника, так что последний уверен, что видит самку. Сам же он сохраняет собственную окраску на той стороне тела, которая обращена к самке, чтобы не утратить ее интерес. Так он ухаживает за ней тайком.

У головоногих уже встречаются территориальное поведение (занятие и защита индивидуальных участков), агрессивность, групповое поведение (стайная жизнь кальмаров и каракатиц), в сфере размножения появляются ритуалы («ухаживании» самцов за самками).

При всём этом, срок жизни осьминогов короткий — обычно 1–2 года. Это ограничивает передачу опыта между поколениями. Возможно это стало препятствием для достижения уровня человека.

Какие же выводы мы можем сделать, глядя на этот «шведский стол»?

— Моллюски показывают: активный, хищнический образ жизни требует сложного мозга. Пассивный позволяет от него избавиться. Психика — это не абстракция, а рабочий инструмент, который эволюция настраивает под конкретные задачи.

— Осьминог убеждает, что разум — не монополия позвоночных. Эволюция, используя совершенно другой «исходный материал» (нервную систему моллюсков), пришла к результату, поразительно похожему на интеллект «высших» животных. Это был первый в истории планеты разум, построенный по совершенно иным чертежам.

По сравнению с насекомыми осьминоги сделали ставку на «софт», а не «железо». Моллюски показывают нам, что у эволюции нет единого «магистрального пути». Это ветвящееся древо, где на одной ветке разум может исчезнуть, а на другой — расцвести.

Позвоночные. Рыбы

Мы видели гениальный «распределенный разум» осьминога и жестко запрограммированный «суперорганизм» пчелиного улья. Это были блестящие, но альтернативные проекты. Теперь же эволюция решила вернуться к «генеральному плану». Она взяла за основу все ту же нервную систему червей, но переработала ее так кардинально, что создала совершенно новую архитектуру, которую унаследуем мы все — от лягушки до человека. И первыми носителями этого нового «железа» стали рыбы около 450 млн лет назад.

Рыба как будто «поняла», что держать главную нервную цепочку на животе, как у червя, — не очень безопасно. Она перенесла ее на спину и спрятала в надежный костяной или хрящевой чехол — позвоночник. Так родился спинной мозг — главная «автомагистраль» для передачи сигналов от мозга к телу и обратно.

Головной мозг перестал быть просто скоплением нервных узлов. Уже у наиболее примитивных позвоночных рыб имеются все пять отделов головного мозга: 5 больших «департамента» со своей специализацией.

— Продолговатый мозг — «машинное отделение». Это самый древний отдел, прямое продолжение спинного мозга. Это «автопилот» и «диспетчерская жизнеобеспечения» организма. Он отвечает за базовые рефлексы, дыхание, сердцебиение, давление — за все те жизненно важные процессы, о которых мы никогда не думаем. Он работает всегда, даже когда мы спим.

— Задний мозг — «координатор движений». Это наш «бортовой гироскоп», который не дает нам упасть. Отвечает за баланс, точность и плавность движений. Именно благодаря ему рыбы могут совершать изящные пируэты в воде.

— Средний мозг — «центр обработки визуальной информации». У большинства рыб — это главная и самая развитая часть мозга. Именно сюда стекается вся информация от глаз. Для рыбы мир — это в первую очередь то, что она видит. Здесь принимаются решения о погоне за добычей или бегстве от хищника.

— Промежуточный мозг — «главный секретарь и гормональный центр». Этот отдел работает как ресепшн: он принимает почти все сигналы от органов чувств (кроме обоняния) и решает, в какие вышестоящие отделы их направить для дальнейшей обработки. Кроме того, он управляет гормонами, жаждой, голодом и базовыми инстинктами.

— Передний мозг — «департамент запахов и инстинктов». У рыб он в основном отвечает за обоняние. Это их «центр химического анализа». Именно из этого скромного «нюхательного» отдела однажды, через сотни миллионов лет, вырастут гигантские полушария нашего собственного мозга, отвечающие за мышление и сознание.

Эта структура — величайшее изобретение эволюции. Это тот самый фундаментальный «чертеж», который в дальнейшем будет лишь достраиваться и усложняться.

Существует глупый и невероятно живучий миф о том, что существует рыбка Немо и память у нее — 3 секунды. Это неправда, их способность к обучению и память поражают воображение. Гуппи, например, прекрасно обучаются проходить сложные лабиринты в поисках еды и помнят правильный путь неделями, если не месяцами.

Рыбы — не безмозглые автоматы. Они учатся — одни тяжелее, другие быстрее.

В аквариуме, где находилась голодная щука, устанавливалась стеклянная перегородка, за которую пускали маленького карася. Щука десятки раз бросалась на карася и ударялась при этом о перегородку с такой силой, что разбивала себе пасть до крови. Через некоторое время щука переставала бросаться на добычу, и, когда перегородка снималась, карась свободно плавал по всему аквариуму, — щука больше на него не нападала. С большим трудом усвоив навык, щука с таким же трудом его изменяет.

В коралловых рифах живут рыбы-чистильщики. Они поедают паразитов с тела крупных хищных рыб. Казалось бы, верная смерть! Но нет. Молодые чистильщики с ювелирной точностью копируют особый «танец» взрослых, который сигнализирует хищнику: «Я не еда, я доктор!». Этому танцу они учатся, наблюдая за старшими.

Рыбок гуппи помещали в аквариум с двумя кормушками разного цвета. Только одна из них содержала еду. Рыбки очень быстро обучались подплывать именно к «правильной» кормушке, ассоциируя цвет с пищей. Более того, когда ученые меняли цвета местами, рыбки, пусть и не сразу, переучивались! Это доказывает высокую пластичность их поведения.

Пожалуй, самый поразительный эксперимент был проведен на рыбках данио–рерио. Группе мальков показывали «опасный» красный свет, после которого в аквариум капали вещество, выделяемое испуганными сородичами (так называемый «запах страха»). Рыбки быстро научились бояться красного света. А затем к ним подсаживали «наивных» мальков, которые этого света никогда не видели. И что вы думаете? Увидев паническую реакцию «обученной» группы на красный свет, «наивные» рыбки тоже начинали его бояться! Они переняли страх, просто наблюдая за другими. Это уже сложное социальное научение.

Крупные аквариумные рыбы прекрасно узнают «своего» человека, который их кормит. Они отличают его от других людей, подплывают к стеклу, когда он подходит, и могут игнорировать незнакомцев. Это требует сложной зрительной памяти.

Звучит как фантастика, но это факт: некоторые виды губанов научились использовать камни в качестве «наковальни». Рыба находит моллюска, берет его в рот, подплывает к подходящему камню и бьет об него раковину, пока та не расколется. Это — настоящее использование орудий труда!

В морском мире развито межвидовое сотрудничество. Коралловый лосось и мурена гуляют бок о бок как добрые приятели. Они заключили выгодную сделку. Мурена способна проникать в расщелины кораллового рифа, в то время как лосось охотиться в открытом море вокруг рифа. Жертва способна спастись в расщелине от лосося и в открытом море от мурены, но от их союза спасения нет.

Но самое поразительное даже не это. Рыбы стали одними из первых существ на планете, у которых появилось то, что мы можем назвать зачатками культуры — способностью к социальному обучению. Они не просто плавают вместе в стае — они учатся друг у друга! Молодые особи смотрят, какой корм предпочитают есть более опытные рыбы, и начинают есть то же самое. Они запоминают безопасные маршруты миграции, следуя за старшими. Так из поколения в поколение передаются «традиции», не записанные в генах.

Проводились изящные эксперименты на гуппи. Самке показывали двух самцов. Затем показали, как другая самка явно предпочитает одного из них (менее яркого). После этого, вопреки своим врожденным предпочтениям, она тоже выбирала того самца, которого выбрала ее «подруга»! Это называется копированием выбора партнера. Мода, как видите, родилась задолго до человечества.

Но есть у рыб и особая, очень мощная форма обучения, которая происходит только один раз, в критический период жизни, и остается с ними навсегда. Это импринтинг, или запечатление. Как будто в мозг «впечатывается» очень важная информация, которую потом крайне сложно изменить. Происходит «мгновенное обучение», которое определяет всю дальнейшую жизнь, но происходит это только в строго определенное «окно» развития.

Молодые лососи рождаются в пресной воде, затем мигрируют в океан, где проводят годы, набираясь сил. Когда приходит время размножаться, они совершают невероятное путешествие обратно — в ту самую реку, в тот самый ручей, где сами когда-то появились на свет. Как они находят дорогу? Их крошечный мозг в раннем возрасте запечатлевает уникальный химический «отпечаток» воды родного водоема. Этот запах, как невидимый след, становится их путеводной звездой на всю жизнь, позволяя вернуться к месту нереста.

У рыб есть территориальное поведение, агрессивность, групповое поведение, появляются ритуалы «ухаживания». Коллективные синхронные действия скорее всего объясняются релизерами — цветными метками на теле рыб, где-то на брюшке, сбоку или спереди.

Как это работает? Если заглянуть в Олимпийский бассейн, то можно увидеть соревнования по синхронному плаванию. Чтобы достичь высокого уровня взаимопонимания пловцы используют визуальные, аудиальные и кинестетические каналы: видеть друг друга, слышать темпо-ритм музыки и чувствовать каждого. Чтобы быстрее ориентироваться необходимы яркие элементы на купальниках.

Чем групповое поведение рыб отличается от насекомых? Основное отличие — жесткость иерархии и распределения работ. Муравьи и пчелы четко знают свое место, имеют роли (строитель, солдат, королева) и выполняют их как часы. У рыб же нет такой жесткой социальной структуры. Они могут иметь временные иерархии, но намного более мягкие, которые могут быстро распадаться.

Какие же глобальные тренды, актуальные и по сей день, заложили рыбы?

— Создание «чертежа» мозга. Он стала универсальной платформой, которую эволюция будет «докручивать», вплоть до человеческого. Мы до сих пор носим в своей голове этот древний «рыбий» фундамент.

— Доминирование зрительного восприятия. У рыб средний мозг, отвечающий за зрение, стал главным аналитическим центром. Это задало вектор на развитие зрения как основного органа чувств у большинства позвоночных, что в итоге привело к появлению нашего собственного, невероятно сложного цветного зрения.

— Зарождение социального обучения и культуры. Рыбы доказали, что передача знаний из поколения в поколение через обучение, а не через гены, — это древнейший механизм, который позволяет популяциям быстро адаптироваться к меняющимся условиям. Корни нашей цивилизации и культуры уходят в глубину океана, в стаю рыб, наблюдающих друг за другом.

Так что в следующий раз, когда вы посмотрите на аквариум, не думайте, что перед вами примитивные создания. Перед вами — хранители древней памяти. Они первыми опробовали ту самую нейронную архитектуру, которая сейчас позволяет вам читать и понимать эти строки. В каждом из нас до сих пор живет маленькая, но очень умная рыбка.

Земноводные

Рыбы создали тот самый фундаментальный «чертеж» позвоночного мозга. Казалось бы, живи и радуйся в родной стихии. Но эволюция не терпит застоя. Она — вечный первопроходец, поставившая перед жизнью новую, почти невыполнимую задачу: покинуть уютную колыбель-океан и заново завоевать сушу. Повторилась история с членистоногими, но уже в новом исполнении. Представьте себе, что это был за вызов! На суше все было другим:

— Гравитация: воздух не поддерживает тело, как вода. Каждый шаг — это борьба с силой тяжести.

— Дыхание: нужно было научиться дышать совершенно иначе.

— Ощущения: звук и свет в воздухе распространяются совсем не так, как в воде. Старые сенсорные системы требовали кардинального обновления.

— Угроза высыхания: постоянная опасность потерять драгоценную влагу.

Первыми, кто рискнул сделать этот шаг около 370 млн лет назад, были земноводные — лягушки, жабы, саламандры. И их психика, их мозг — живая летопись этой адаптации. Земноводные сохранили базовый пятичастный «рыбий» план мозга, но внесли в него ключевые изменения, определившие всю дальнейшую эволюцию:

— Рождение больших полушарий! Впервые в истории у переднего мозга появляются два отчетливых вздутия — маленькие полушария. Через сотни миллионов лет у человека здесь возникнет центр мышления, речи и сознания. У лягушки он пока отвечает в основном за обоняние, но он уже есть! Эволюция создала «плацдарм» для будущего разума.

— Главным отделом мозга у амфибий все еще остается средний мозг — зрительный центр, унаследованный от рыб. Лягушка, как и рыба, в первую очередь доверяет своим глазам.

— Мозжечок, отвечающий за координацию, у лягушки развит слабее, чем у многих рыб. Почему? Ей не нужно делать тройной тулуп, сальто или вращения в воде. Движения лягушки проще пируэтов рыб, они резкие и стереотипные: сидеть, прыгнуть, схватить.

Психика амфибий — это удивительный компромисс, отражение их двойной жизни. Они — дети и воды, и суши, и их разум навсегда привязан к обоим мирам.

Поведение лягушки в гораздо большей степени, чем у рыб, управляется жесткими врожденными программами. Классический пример — ее охота. Глаз и мозг лягушки настроены как идеальный «детектор мух». Она инстинктивно реагирует на любой маленький, темный, движущийся объект.

В некоторых экспериментах лягушке показывали разные объекты. Она яростно атаковала черную бумажку, если та двигалась, и абсолютно игнорировала мертвую муху, лежащую неподвижно. Она будет сидеть голодной, но не тронет неподвижную пищу. Ее мир — это не мир объектов, а мир врожденных «ключевых стимулов».

Способность к обучению у амфибий есть, но она довольно специфична. Они могут вырабатывать условные рефлексы (например, научиться избегать полоски определенного цвета, если это связано с болью), могут проходить простые лабиринты. Но делают они это гораздо медленнее и труднее, чем рыбы. Почему? Их мозг сделал ставку на другое — укрепить надежные, быстрые, врожденные инстинкты, а не полагаться на медленное и не всегда надежное обучение. У амфибий маячок сдвинулся от развития «софта» обратно к «железу».

Амфибии способны обучаться, однако на это требуется весьма значительное время. Обучение инертно, непластично и лишено возможности переучивания. Установка на обучение у них слабо вырабатывается.

Какие же глобальные тенденции, ведущие прямиком к нам, заложили эти скромные первопроходцы?

— Появление больших полушарий мозга — это точка невозврата. С этого момента именно передний мозг будет неуклонно расти, усложняться и брать на себя все больше и больше функций, отбирая власть у среднего мозга, пока не станет абсолютным «правителем» психики у млекопитающих и человека.

— Увеличение объема потоков информации. Земноводные первыми столкнулись с необходимостью обрабатывать принципиально новые сигналы. Они развили слух, способный воспринимать звуки в воздушной среде (вспомните брачные «концерты» лягушек), и зрение, приспособленное к новым условиям освещения. Их психика стала «переходником» между водным и наземным миром.

— Увеличение скорости обработки информации. Амфибии показали, что на сложных этапах эволюции, когда организм осваивает совершенно новую среду, выгодно сделать ставку на надежные, «железные» инстинкты. Это создает прочный фундамент, на котором в дальнейшем можно будет строить более гибкие формы обучения.

Земноводные — это не просто «промежуточное звено». Они совершили самый отважный поступок в истории жизни: покинули родную колыбель-океан. Их мозг и психика несут на себе отпечаток этого подвига: они стали компромиссом, мостом между двумя мирами. И именно по этому мосту однажды пройдут все их потомки, включая нас с вами, чтобы окончательно завоевать сушу.

Пресмыкающиеся

Чтобы построить настоящую сухопутную империю, нужен правитель, не оглядывающийся постоянно на воду. Необходим был мозг, мыслящий по-сухопутному. Эту задачу решили рептилии: ящерицы, змеи, черепахи, крокодилы и их великие потомки — динозавры. Они совершили два изобретения, которые позволили им порвать с водой: чешуйчатую кожу, защищающую от высыхания, и амниотическое яйцо с плотной оболочкой, которое стало персональной колыбелью-аквариумом для эмбриона. Тело освободилось. Теперь нужно было освободить и разум.

Мозг рептилий — это арена настоящей политической борьбы за власть между «старой» и «новой» элитой мозга. И «новая элита» начала уверенно побеждать. У рептилий инициативу у среднего мозга перехватывает передний. Его большие полушария значительно увеличиваются в размерах. На поверхности полушарий впервые в истории появляется тонкий слой коры — для анализа сложной информации и хранения памяти. У рептилий это лишь тоненькая «пленочка» — архикортекс, но это первый этаж того небоскреба, который у человека превратится в сложнейший неокортекс. Вся наша способность мыслить начинается здесь, с этой древней коры ящерицы.

Жизнь на суше потребовала более сложных и разнообразных движений, чем прыжки лягушки. Поэтому мозжечок, отвечающий за координацию, снова увеличивается и усложняется, позволяя бегать, лазать, плавать и даже летать (как птерозаврам). Если лягушка — это биоробот, реагирующий на врожденные сигналы, то ящерица — это уже хитрый и расчетливый охотник. Ее поведение гораздо более пластично и разнообразно. Маятник качается обратно от «железа» к «софту».

Поведение рептилий во многом основано на сложных инстинктах. Классический пример — терморегуляция. Будучи холоднокровными, они вынуждены постоянно регулировать температуру тела: выползают на солнце, чтобы согреться, и прячутся в тень, чтобы остыть.

Но обучение выходит на новый уровень! Именно рептилии показывают нам, на что способен мозг с первой, примитивной корой. Обучение у рыб и амфибий довольно ригидно, то есть негибко. Если они что-то выучили, переучить их бывает сложно. У рептилий появляется большая гибкость, они могут не только учиться, но и переучиваться.

К примеру, болотные черепахи прекрасно обучаются в лабиринтах, запоминая путь к кормушке, и сохраняют эту память на недели. Их мозг способен создавать и хранить настоящую «карту местности». Она также может относительно быстро переучиться, если экспериментатор поменяет расположение стенок и перенесет кормушку в другое место. Она способна «стереть» старую карту и нарисовать новую.

Вараны способны решать сложные задачи, к примеру, искать обходные пути. Ему показывали еду за прозрачной перегородкой. Вместо того чтобы, как более примитивное животное, биться головой в преграду, варан быстро оценивал ситуацию, понимал, что напрямую к цели не пройти, и находил обходной путь. Это требует не просто ассоциации, а способности подавить первичный инстинкт («иди прямо к еде») и построить более сложную, двухэтапную программу действий.

А крокодил — это не живое «бревно»! Это вообще интеллектуальная элита рептилий, демонстрируют поразительные способности. Они устраивают засады, запоминая места, куда животные регулярно приходят на водопой. Зафиксированы случаи, когда они использовали приманку: клали на морду палочки в период гнездования птиц, чтобы привлечь их, ищущих строительный материал.

Крокодилы — заботливые родители. Самка охраняет кладку, а после вылупления помогает крокодильчикам выбраться из гнезда, бережно перенося их в пасти в воду и защищая от хищников. Это уже не просто инстинкт, а сложное социальное поведение. Молодые крокодилы играют с плавающими объектами, катаются на струях воды и даже «катают» друг друга.

Рептилии не просто быстрее и надежнее, чем рыбы и амфибии, формируют условные рефлексы. Они становятся мастерами инструментального обучения — методом проб и ошибок. Рептилии способны запоминать последовательность собственных действий, которая приводит к успеху.

Черепахи и ящерицы не просто запоминают путь в лабиринте, они могут научиться нажимать на рычаг или педаль определенного цвета, чтобы получить еду. Это уже не просто ассоциация «стимул-реакция», а понимание связи «мое действие — результат».

Самка морской черепахи всегда возвращается для кладки яиц на тот самый пляж, где она сама когда-то вылупилась. Как? В первые мгновения после рождения крошечная черепашка, выбираясь из песка, запечатлевает уникальные характеристики этого места: наклон пляжа, текстуру песка и, что самое главное, уникальный угол и напряженность магнитного поля Земли в этой конкретной точке. Эта «магнитная карта», впечатанная в мозг при рождении, становится ее компасом на всю жизнь, позволяя через десятки лет вернуться домой из любой точки мирового океана.

Рептилии внимательные наблюдатели. В одном эксперименте ящерице нужно было достать лакомство из-под крышечки. Сама она долго не могла догадаться, что делать. Но ей было достаточно один раз посмотреть, как другая, уже обученная ящерица, легко справляется с задачей, и она тут же начинала безошибочно повторять ее действия.

Что самое удивительное, крокодилы умеют «дружить» с человеком.

В 1991 году рыбак Чито обнаружил умирающего крокодила-самца. Пятиметровый крокодил был ранен в голову через левый глаз, беспомощен и одинок — он был подстрелен местным фермером во время одного из нападений на коров. Чито забрал крокодила домой и в течение шести месяцев ухаживал за ним. Он назвал его Pocho.

После того, как крокодил выздоровел, Чито выпустил его в реку, но на следующее утро крокодил вернулся к нему и спал на веранде дома. Рыбак оставил его у себя дома. Они вместе купались по ночам и играли более 20 лет. Чито обнимал Почо, вращал его, лежал и катался на нем, ни капли не боясь.

Почо умер естественной смертью 12 октября 2011 года. Чито решил приручить другого крокодила из живой природы и добился некоторого прогресса в налаживании их отношений. Чито обладает, по-видимому, невероятной чувствительностью к природе и животным.

Какие же фундаментальные тренды, ведущие к нам, заложили рептилии?

— Неуклонный рост и усложнение мозга и появление коры. С этого момента эволюция интеллекта — это, в частности, история эволюции коры головного мозга.

— Увеличение гибкости. Надежный фундамент из инстинктов впервые надстраивается мощным этажом индивидуального обучения. Психика становится гораздо более гибкой, позволяя животному не просто реагировать, а решать новые, нестандартные задачи. Это был переход от «если… то…» к «если… то… а если нет, то попробовать вот так…».

— Усиление социальных связей. Хотя большинство рептилий — одиночки, на примере крокодилов мы видим зарождение сложной заботы о потомстве и даже элементов игры. Это те самые «зерна», из которых однажды вырастет сложнейшая социальная жизнь млекопитающих.

Эволюции для скачка необходимо было сделать «обновление железа» (изменение структуры нервной системы). Амфибии сделали шаг назад, к «железу», адаптировались к суше, а рептилии уже начали заново качать «софт». Рептилии — это не тупиковая ветвь и не «живые ископаемые». Это великие завоеватели, которые создали ту самую нейронную и психическую платформу, с которой стартуют два главных героя следующего акта эволюции — птицы и млекопитающие. Они построили первый этаж здания разума, на котором их теплокровные потомки надстроят остальные.

Птицы

Рептилии стали полновластными хозяевами суши. Именно от одной из ветвей этих древних ящеров — динозавров, примерно 250 млн лет назад произошли птицы. Да-да, птицы — это не просто «родственники» динозавров, это и есть динозавры, дожившие до наших дней. Но чтобы выжить и освоить новую, невероятно сложную среду — воздух, им пришлось полностью перестроить и тело, и мозг.

Полет — это не просто махание крыльями. Это сложнейшая навигационная задача, требующая молниеносной реакции, идеальной координации и способности обрабатывать огромные потоки информации. Птицы взяли за основу мозг своих предков-динозавров, но довели его до совершенства, оптимизировав под задачи полета.

Мозжечок, наш «бортовой гироскоп», у птиц разросся до невероятных размеров. Он стал настоящим суперкомпьютером, который в режиме реального времени просчитывает траекторию, вносит поправки на ветер, координирует работу сотен мышц. Именно он позволяет стрижу на скорости 100 км/ч ловить мошку или соколу совершать свой смертельный пике.

Для пилота главное — зрение. Зрительные центры в среднем мозге птиц огромны. Острота зрения у орла в 8 раз выше человеческой. Он видит мышь с высоты в километр! Мир птицы — это в первую очередь мир ярких, четких визуальных образов.

А вот с передним мозгом, центром интеллекта, птицы пошли по совершенно иному пути, чем млекопитающие. У нас с вами за мышление отвечает новая кора. У птиц она осталась примитивной. Вместо этого у них разрослись до гигантских размеров подкорковые структуры. Они уменьшили свои нейроны и скомпоновали их в сверхплотные ядра. Плотность клеток в этих ядрах в 1,5–2 раза выше, чем у млекопитающих. А где больше нейронов, там больше связей между ними и сложнее нейросети. Это ключевой момент! Долгое время ученые думали, что раз у птиц нет коры, то и сложного мышления у них быть не может. Отсюда и пошло обидное выражение «птичьи мозги». Какая чудовищная ошибка! Птицы доказали, что разум — это не эксклюзивный клуб обладателей коры.

Этот уникальный мозг породил и уникальную психику, которая в своей сложности не уступает, а в чем-то и превосходит психику многих млекопитающих. Многие животные используют орудия, но лишь единицы их изготавливают. И здесь чемпионы — новокаледонские вороны. Эти птицы настоящие пернатые инженеры.

Чтобы достать личинку из-под коры, ворон не просто подбирает палочку. Он отламывает ветку, обрывает с нее листья, а затем делает на ее конце крючок, сгибая ее или вырезая зазубрины. Более того, они могут изготавливать инструменты из листьев пандануса, вырезая из них полоски разной ширины с зазубренными краями. Это уже не просто использование, а производство по заранее продуманному плану!

Одной из вершин человеческой психики считается эпизодическая память — способность мысленно путешествовать во времени, вспоминая не просто факты, а события: что, где и когда произошло. Оказалось, что нечто подобное есть и у птиц.

Сойка-кедровка — гений консервации. За осень она прячет в разных местах до 30 000 орехов и зимой безошибочно их находит. В лабораторных экспериментах ученые давали сойкам прятать два вида лакомства: вкусных гусениц (которые быстро портятся) и кедровые орешки (которые хранятся долго). Когда птицам разрешали вернуться к своим тайникам через короткое время (несколько часов), они летели прямиком к тайникам с гусеницами. Но если их пускали через несколько дней, они даже не пытались искать гусениц (зная, что те уже испортились) и летели сразу за орехами. Они помнили не только что и где спрятали, но и когда они это сделали! Это настоящее ментальное путешествие во времени.

Сойки перепрятывают пищу, если видят, что за ними наблюдают. Они понимают, что запасы будут в безопасности только если другие птицы о ней не знают.

У птиц есть импринтинг. Если выкормить из рук галчонка, он привязывается к человеку, играющему роль приемного отца, все время держится рядом и выпрашивает у него пищу. Когда такая ручная галка начинает летать, она присоединяется к птицам. Ее социальными партнерами становятся оказавшиеся рядом дикие галки или вороны. Однако по достижении половой зрелости ухаживание направляется на людей. Когда позже просыпается родительский инстинкт, птица снова стремится к галчатам, а не к человеческим детям. Таким образом, объект ее внимания зависит от конкретного инстинкта.

Одна из таких галок по имени Джок относилась к приемному отцу как к родителю; к серым воронам как к пищевым компаньонам; к девочке как к половому партнеру; и к галчонку как к собственному птенцу.

Птицы непревзойденные мастера обучения через наблюдение. Они создают настоящие культурные традиции, которые передаются из поколения в поколение не через гены, а через «воспитание».

В 20–х годах XX века в Англии синицы научились пробивать фольговые крышечки на бутылках с молоком, которые оставляли у дверей домов, чтобы добраться до сливок. Этот «лайфхак» не был врожденным. Он возник в одном месте и, как культурный вирус, за несколько лет распространился по всей стране. Птицы просто смотрели друг на друга и повторяли!

Дрозды инстинктивно боятся сов. В одном эксперименте молодому дрозду показывали сову, и он видел, как его опытный сородич поднимает тревогу. Затем сову убирали и показывали совершенно безобидный предмет (например, бутылку), но при этом проигрывали запись тревожных криков. Молодой дрозд, видя реакцию «учителя», начинал бояться этой бутылки. Но самое поразительное, что потом он сам становился «учителем» для следующего поколения, обучая их бояться этого абсолютно безопасного предмета. Так передаются не только полезные навыки, но и предрассудки!

Птицы не просто учатся, они способны к инсайту — внезапному озарению, решению задачи «в уме». Новокаледонские вороны не просто используют, а изготавливают орудия с крючками. В лабораториях они решают многоэтапные задачи: используют короткую палочку, чтобы достать длинную, а уже длинной — достать еду. Это требует планирования и понимания причинно-следственных связей.

Птицы умеют обманывать. Так как у них в стае есть иерархии, то часто приходится отдавать еду более статусному самцу. Когда ворон приближается к спрятанной пище, то учитывает, что знают остальные в стае. Если кто-то что-то знает, то спешит попасть к тайнику первым, но если никто не в курсе, то не торопится.

У одного зоолога был ворон, самец низкого ранга. Он оказался специалистом по открыванию банок со сладостями. Чтобы не делиться, ворон с энтузиазмом открывал пустые банки и делал вид, что ест из них. Когда доминант раскрыл обман, то пришел в ярость и раскидывал все вокруг.

У птиц есть политика. Они обладают стратегией «разделяй и властвуй». Вороны воспрепятствуют установлению дружеских связей между соперниками. Чем больше связей, тем выше статус. Идет борьба за иерархию.

Считалось, что птицы могут лишь подражать звукам. Но попугай Алекс мог считать в уме, различал цвета, четко произносил каждое слово. Это производило впечатление речи, по крайней мере он делал это лучше любых других животных.

Алекс знал более 150 слов. Но он не просто повторял их. Он понимал их значение. Он мог ответить на вопрос «Какого цвета этот ключ?» или «Сколько здесь красных кубиков?». Он освоил абстрактные понятия «одинаковый» и «разный». Если ему показывали два одинаковых синих ключа и спрашивали: «Что одинаковое?», он отвечал «Цвет, форма». Если показывали синий ключ и красный кубик, на тот же вопрос он отвечал «Ничего». Он даже придумал слово для яблока, которого не знал, скомбинировав два известных ему слова: «банана–вишня» (вероятно, из-за вкуса и цвета). Это уже не имитация, а настоящее творческое использование языка.

Развивается эмоциональный интеллект. Вороны умеют распознавать лица друг друга. Сойки способны учитывать предпочтения других, приняв их точку зрения. Самец сойки учитывает, что ела самка, предполагает, что она захочет попробовать что–то новое и приносит другую еду.

У птиц нет языка, хотя на примере Алекса, могут осваивать чужой и понимать смысл сказанного. У них есть спасательная система сигнализации — крики, предупреждающие о хищниках.

Птицы — это не просто «улучшенные рептилии». Это совершенно особый путь развития психики.

Альтернативный мозг. Для сложного мышления, памяти и даже языка не обязательно иметь мозг, устроенный как у млекопитающих. Эволюция может прийти к схожим гениальным решениям, используя совершенно разные нейронные «чертежи».

Увеличение объемов восприятия и обработки потоков информации. Именно сложные жизненные задачи — необходимость навигации во время миграций, поиск и запасание пищи, сложные социальные отношения — стали тем «тренажером», который «прокачал» мозг птиц до невероятных высот.

Усиление абстрактного восприятия. От танца пчелы мы перешли к еще более сложным формам. Способность попугая Алекса оперировать абстрактными понятиями и «ментальные путешествия во времени» у соек — это уже не просто общение или память, а настоящие предвестники человеческого мышления.

Так что, когда в следующий раз вы увидите ворону, не думайте, что это просто птица. Перед вами — пернатый интеллектуал, потомок динозавров, который носит в своей крошечной голове разум, построенный по иным законам, отличных от наших.

Млекопитающие

На протяжении десятков миллионов лет миром правили гигантские рептилии. А где же были наши предки? Они работали в «ночную смену». Это были маленькие, похожие на мышек или землероек существа, которые вели сумеречный образ жизни, прячась от больших ящеров. Они были партизанами в мире, захваченном динозаврами. И, как все партизаны, чтобы выжить, они должны были быть не сильнее, а умнее, хитрее и сплоченнее.

У млекопитающих происходит взрывной рост самой верхней, самой новой его части — новой коры (неокортекса). Это тот самый слой серого вещества, который у человека разросся до таких размеров, что ему пришлось собраться в складки и извилины, чтобы поместиться в черепе. Неокортекс — это новый «CEO» мозга. Он берет под свой контроль все остальные отделы. Именно здесь происходит высший анализ всей информации от органов чувств, принимаются сложные решения, хранится память и рождаются хитроумные планы. Если мозг рептилии — это набор специализированных «министерств», то мозг млекопитающего — это мощная корпорация с единым аналитическим центром.

Но одного холодного расчета было мало. Чтобы выжить в тени, нужно было сплотиться. А для этого требовалось развитие клея, способного связать особей друг с другом. Этим клеем стали эмоции — лимбическая система мозга. Это целый комплекс структур, отвечающий за страх, ярость, удовольствие, привязанность и т. д. Мир перестал быть просто набором стимулов («еда», «опасность»). Он окрасился в яркие эмоциональные тона («приятно», «страшно», «хорошо», «плохо»). Это позволило создать прочные социальные связи, более сложные, чем у рептилий.

Этот новый, «умный» и «чувствующий» мозг позволил млекопитающим развить весь спектр известных нам форм обучения, доведя их до невероятной высоты. Инстинкты никуда не делись, но они стали более сложными и эмоционально окрашенными. Главный из них — материнский инстинкт. А чтобы он работал безошибочно, эволюция использовала импринтинг. Новорожденный козлёнок или оленёнок в первые же часы жизни запечатлевает образ и запах своей матери, формируя с ней неразрывную связь. Это уже не просто следование, как у гусят, это основа развития будущей привязанности высших млекопитающих.

Млекопитающие играют. Котята, гоняющиеся друг за другом, щенки, борющиеся за палку, — они не просто развлекаются. Они проходят обучение в самом безопасном и эффективном «виртуальном тренажере». В игре они оттачивают охотничьи навыки, учатся общаться, устанавливают иерархию и познают границы дозволенного. Длительный период детства и юности, посвященный играм, — это та «роскошь», которая позволяет млекопитающим вырасти невероятно адаптивными и умными взрослыми.

Способность учиться у сородичей у млекопитающих достигает своего пика. Они создают настоящие культурные традиции.

Разные семьи косаток используют совершенно разные, уникальные стратегии охоты (например, одни выбрасываются на берег за котиками, другие сбивают тюленей с льдин волной), и эти сложнейшие навыки передаются из поколения в поколение исключительно через обучение.

Развивается эмоциональный интеллект. Овцы умеют распознавать лица друг друга. Домашние волки выполняют команды не хуже собак. Но они меньше обращают внимание на лицо человека, более независимы и пытаются решать проблему самостоятельно. Когда собаки сталкиваются с проблемой, которую не могут решить, то оборачиваются и смотрят на хозяина, чтобы получить помощь. Бутылконосые дельфины помогают друг другу.

Недалеко от стаи дельфинов была взорвана динамитная шашка. Как только один из оглушенных дельфинов всплыл на поверхность, с трудом сохраняя равновесие, ему на помощь пришли двое других. Они подплыли снизу, подсунули головы под грудные плавники, поддерживая на поверхности, чтобы контуженный мог дышать. Вся стая ожидала пока собрат не пришел в себя, после чего быстро уплыла.

Развивается животная культура, дополняющая инстинкты. Бурые медведи, слоны, белухи, косатки, нарвалы, короткоплавниковые гринды, морские львы, шимпанзе, гориллы и люди — 10 видов млекопитающих, у которых есть менопауза. Возможно, найдут еще у дельфинов — пока точных данных нет. Наиболее изучены четыре вида: люди, бурый медведь, косатки и слоны. Это необычный шаг эволюции: зачем сохранять бесполезных дряхлых, старых, негодных для спаривания животных? До этого они уничтожались природой: хищниками, болезнями или даже собратьями.

Передать опыт молодому поколению! По одной из гипотез пожилые особи становятся «бабушками» и «дедушками». Они и повитухи, и нянечки, и воспитательницы, и учителя для «дочерей» и «внуков». Именно «бабушки» и «дедушки» передают молодому поколения традиции и культуру. У разных групп дельфинов и косаток формируются разные лайфхаки, стратегии в охоте и предпочтения в еде. Они даже говорят по-разному.

Учёные насчитали более 40 видов дельфинов, у которых меняется язык в зависимости от места проживания. В далёких друг от друга группах появляются особенные диалекты и местные «наречия». Стаи из разных краёв попросту не поймут друг друга.

У млекопитающих, как и у птиц есть самосознание. Некоторые азиатские слоны узнают себя в зеркале. Помеченные белым крестом на лбу, они постоянно терли эту отметку, стоя перед зеркалом. Слоны, выросшие среди людей, умеют обманывать. Они способны засовывать хоботом пучок травы в деревянный колокольчик, висящий на шее, чтобы незаметно, беззвучно передвигаться.

Животные способны синхронизировать свои действия. Косатки, замечая тюленя на льдине, сначала перемещают льдину в открытое море. Затем 4–5 касаток выстраиваются бок-о-бок в ряд. Действуя одновременно, они быстро плывут к льдине, создавая такую волну, которая смывает несчастного тюленя с поверхности. Наигравшись с тюленем, они часто отпускают его. А одного даже посадили на другую льдину.

Жесткое программирование инстинктов «размягчается» — маятник еще сильнее сдвинулся от «железа» к «софту». Импринтинг плавно переходит в привязанность, а где граница между ними — без литра медицинского спирта не разобрать. Формируются коллективные шаблоны поведения: две разные группы дельфинов, слонов или людей могут не понять друг друга.

Пластичность достигает своего апогея. У нее 2 важные особенности:

— Быстрая перестройка навыка: превращение положительного раздражителя в отрицательный и обратно. Крысу можно научить бояться хлопка, потом желать его (чтобы получить еду), потом опять бояться и так по кругу.

— Использование навыка в новых условиях. Крысу можно научить преодолевать сложные лабиринты с лестницами, веревками, замками на пути к кусочку вкуснейшего сыра. Переверни лабиринт — она по памяти доберется кратчайшим путем без ошибок. Заполни его водой и ничего не измениться. Крыса вплавь кратчайшим путем и без ошибок доберется до цели.

Зачатки цивилизации свойственны только людям и появились много позже, всего лишь примерно 10 000 лет назад. Отсюда можно сделать вывод: культура — много более древний и эволюционно сформированный биолого–психологический механизм.

Млекопитающие редко приспосабливаются к резким переменам путем медленного изменения свои органов. Гораздо чаще это делают путем быстрого изменения прежних привычек и навыков благодаря психике. Они задали три ключевых тренда, создающие идеальный плацдарм для появления человеческого разума.

— Усложнение мозга. Вся дальнейшая эволюция интеллекта по нашей линии — это история роста и усложнения новой коры.

— Развитие сложных эмоций и привязанности стало основой для развития сложнейших социальных структур, эмпатии и сотрудничества.

— Удлинение периода детства, посвященного играм и обучению под защитой родителей, стало главным «инкубатором» для развития гибкого, творческого интеллекта.

Приматы

После падения астероида и заката эры рептилий перед жизнью открылись новые, захватывающие возможности. Одна из групп млекопитающих уже освоила совершенно новую экологическую нишу — кроны деревьев. Этот, казалось бы, простой переезд стал катализатором нашего рождения.

Жизнь на деревьях — это не жизнь на земле. Это мир ветвей, лиан, прыжков и полетов. Это трехмерный мир, где ошибка в расчете расстояния — это не просто промах, а падение и смерть. Чтобы выжить здесь, нужен был мозг, который видит мир в 3D и может манипулировать им с ювелирной точностью.

Мозг приматов — это результат гениального союза двух органов: глаз и рук. Глаза с боков головы, как у коровы, переместились на переднюю часть лица. Это позволило картинкам с двух глаз накладываться друг на друга, создавая стереоскопический эффект. Мир впервые обрел глубину. Примат не просто видит ветку, он точно знает, как далеко она находится. Этот «3D–кинотеатр» в голове потребовал гигантских вычислительных мощностей от зрительной коры.

Лапа с когтями превратилась в руку с пятью пальцами, противопоставленным большим пальцем и чувствительными подушечками. Рука стала не просто опорой, а органом познания. Ею можно было не только хватать, но и ощупывать, вертеть, исследовать предмет. С появлением прямохождения руки стали свободнее и чаще занимались исследованием предметов вокруг. Непрерывный поток сложнейшей информации от глаз и рук создал петлю обратной связи, на которой мозг начал расти как на дрожжах.

Так, например, у лисиц 45 дополнительных функций взаимодействия передних лап и рта. У барсука — 50, енота — 80, макак и павианов — 150, у человека — не сосчитать. Растет мультифункциональность передних лап и рта с одновременным развитием мозга.

Благодаря взаимодействию рук и головы приматы научились деструктивным действиям (расколоть орех, разворошить термитник и тд). Это позволило понять внутреннюю структуру предметов. Это глубокий анализ. Одновременно появились конструктивные действия — постройка чего-то нового, чаще всего гнезда для ночевки. Это синтез.

Несмотря на это шимпанзе не способна охватить быстро картину в целом. В одном эксперименте ей дали палку, чтобы подкатить яблоко к клетке вокруг препятствия. Шимпанзе научилась, но когда часть стенки убрали (стало проще подкатить прямо к себе), то она не изменила поведения.

Безусловные рефлексы (отдергивание руки от острого) и сложные инстинкты (материнская забота) никуда не делись. Они — надежный фундамент. Но над этим фундаментом приматы надстроили небоскреб гибкого поведения. Они — виртуозы оперантного обучения: шимпанзе быстро понимает, если нажать на этот рычаг, получишь банан, а если на тот — фигу с маслом. Он учится на последствиях своих действий.

Приматы — гении социального обучения. Они смотрят. Они понимают. Они повторяют. Но делают это по-разному. Если человеческий ребенок, видя, как взрослый неуклюже зажигает свет головой, будет подражать и тоже тыкаться головой в выключатель, то шимпанзе поступит умнее. Он поймет цель (включить свет) и сделает это самым простым способом — рукой. Это эмуляция, копирование не действия, а намерения. Это способность понимать, что у другого в голове есть какие-то цели и желания.

Мать-шимпанзе, обучающая детеныша колоть орехи камнями, — это настоящий учитель. Она может замедлять свои движения, подправлять положение камня в руке у малыша, передавая технологию напрямую. Если пощекотать ее детеныша, он будет шумно вдыхать и выдыхать — что это как не смех?

В экспериментах шимпанзе, знающий эффективный способ достать еду, попав в новую группу, где все используют другой, менее эффективный метод, через некоторое время откажется от своего ноу-хау и примет «местную традицию». Быть частью группы оказывается важнее личной эффективности. Конформизм — это корень наших социальных норм.

Обезьяны умеют распознавать лица не хуже нас. У них есть основы морали. Шимпанзе будет утешать проигравшего в драке товарища. Обезьянка-капуцин, получающая за работу огурец, видя, что ее соседка за ту же работу получает вкусный виноград, устроит скандал и выбросит свой огурец. Это врожденное чувство справедливости! Им присущ и альтруизм. В джунглях большая часть случаев взаимной помощи происходит между неродственными шимпанзе.

Социальное обучение порождает культуру. Разные группы шимпанзе в Африке имеют свои уникальные «культурные пакеты»: одни используют камни для колки орехов, другие — палочки для ловли термитов, третьи — листья как губки для питья воды. Эти навыки не записаны в генах, они передаются из поколения в поколение через обучение.

В 50–х годах XX века японские ученые на острове Косима начали подкармливать диких японских макак бататом (сладким картофелем). Однажды молодая самка по имени Имо, вместо того чтобы отряхивать песок с батата, догадалась помыть его в ручье. Это было гениальное изобретение. Сначала ее примеру последовали ее сверстники и мать. Постепенно навык распространился на всю стаю. Но самое интересное, что через несколько лет Имо сделала второе открытие: она обнаружила, что если мыть батат не в пресной, а в соленой морской воде, он становится вкуснее! И этот новый навык тоже стал культурной традицией стаи. Мы в реальном времени наблюдали эволюцию культуры.

А как же язык? Приматы не могут говорить из-за строения гортани. Но они — гении жестового общения. Шимпанзе Уошо, бонобо Канзи и горилла Коко овладели сотнями знаков языка жестов. Они не просто просили еду. Они шутили, ругались, выражали свои чувства и даже комбинировали знаки, создавая новые понятия. Канзи понимал сложные предложения на слух. Это еще не человеческая речь, но уже сложная, символическая коммуникация. Есть у них и спасательная система сигнализации — крики и действия, которые различаются для каждого хищника: леопарда, орла, змеи. Например, в случае появлении змеи необходимо встать во весь рост и оглядеться вокруг. Но это же поведение самоубийственно, если в траве прячется леопард.

У приматов есть самосознание. Они не просто трут метки у себя на лбу перед зеркалами, но и активно пользуются своим отражением. Самка Бори страдала от инфекции ушей. Она махала руками в сторону стола, на котором ничего не было кроме зеркальца. Когда экспериментаторы поняли намек и вручили ей зеркало, она подобрала соломинку и поставила его под таким углом, чтобы можно было чистить ухо и наблюдать за процессом в отражении.

У обезьян есть логика. Шимпанзе пытаются установить последовательность событий, ищут связи между ними и домысливают отсутствующую информацию. У них восприятие внешнего мира — образное. Шимпанзе способны на обман. Орангутанги непревзойденные специалисты по побегам из клетки. Пока никто не видит они откручивают болты и гайки и прячут их по углам.

Когда стадо обезьян выпустили на остров, большинство пробежало мимо спрятанных в песке фруктов, не заметив их. Молодой самец Денди слегка притормозил, но не остановился. Позже, когда остальные дремали на песке, он помчался прямиком к тайнику и слопал все грейфруты. Он не смог бы это сделать, если бы остановился с утра — пришлось бы отдать их старшим по иерархии.

Для того, чтобы играть в политику необходимо определить друзей и врагов — нужен опыт. Надо знать об отношениях с друзьями, врагами и между друзьями и врагами. Это тройное осознание. Мы так понимаем, кто на ком женился, кто чей сын, кто кого любит и тд. Так вот, у шимпанзе есть этот навык. Кроме него они пользуются стратегией «разделяй и властвуй», ищут взаимовыгодные сделки, обманывают, примиряются после ссор, утешают проигравших. Самцы заранее знают, в каких конфликтах им предстоит участвовать, поэтому заблаговременно вычесывают друзей. Так они получают уверенность, что получат поддержку.

Неблагополучные пары — плохие защитники, дружные — способны дать отпор. Поскольку пение отражает взаимоотношения, то чем слаженнее оно, тем сильнее будет отпор. Если же есть диссонанс, друг друга перебивают, то соседи понимают, что можно воспользоваться разногласиями и вторгнуться на чужую территорию.

Шимпанзе высоко ценят добытое мясо. При разделе добычи охотники получают преимущество над теми, кто пришел позже. Даже если это альфа-самец, который не принимал участия в охоте. Видимо они способны оценивать вклад в успех. Шимпанзе умеют улаживать конфликты ради сотрудничества, особенно когда речь идет о мясе. А это уже зачатки рождения нового Homo Sapiens.

Бонобо способны планировать действия. Самка Лисала подняла огромный камень 6–7 кг, положила себе на спину и протащила его вместе с детенышем на спине около 500 метров. За это время она остановилась только один раз, чтобы подобрать пальмовые орехи и продолжила идти. Ей явно было тяжело и неудобно. Она шла около 10 минут пока не достигла большой каменной плиты. Там Лисала смахнула мусор, посадила детеныша, положила камень и начала колоть орехи, как молотком по наковальне.

Вершиной интеллектуальных способностей является инсайт — внезапное озарение, нахождение решения не методом проб и ошибок, а путем мысленного «проигрывания» ситуации. Это состояние, как будто включается лампочка. Что–то вроде истории с Архимедом, который нагишом выскочил из ванной и побежал по улицам Сиракуз с криком «Эврика»! Классические эксперименты Вольфганга Кёлера с шимпанзе продемонстрировали эту способность во всей красе.

Кёлер подвешивал бананы к потолку так, что до них нельзя было допрыгнуть. В вольере лежали ящики. Шимпанзе по имени Султан сначала безуспешно прыгал, потом садился, задумчиво осматривал комнату, и вдруг его как будто «осеняло»: он подтаскивал ящики, ставил один на другой, залезал на эту шаткую конструкцию и доставал бананы. Он решил задачу не физически, а ментально, в своем воображении.

Шимпанзе способны использовать комплект из пяти разных орудий для добычи меда в Габоне. Они их заранее подготавливают, приносят с собой и держат под рукой, пока рассерженные пчелы все-таки не вынудят шимпанзе уйти. То есть обезьяны овладели организационной деятельностью — менеджментом. Шимпанзе из Западной Африки умеют раскалывать орехи камнями, а из Восточной Африки про это ничего не слышали.

Приматы довели до логического завершения все главные тренды эволюции млекопитающих.

— Политика. Одним из главных двигателей роста мозга у приматов стала не необходимость добывать пищу, а ориентация в сложнейшем мире социальных интриг. Нужно помнить, кто друг, кто враг, кто главный, кто кому должен.

— Культура. Она стала главным инструментом адаптации, что позволило им осваивать новые среды и навыки гораздо быстрее, чем это позволяет генетическая эволюция. «Софт» тотально стал доминировать над «железом».

— Обратная связь. Способность видеть мир в объеме, манипулировать им с помощью рук и анализировать все это с помощью гигантского неокортекса создала мощнейшую петлю положительной обратной связи. Более умелые руки требовали более острого зрения и более сложного мозга, позволяющих рукам совершать еще более тонкие операции. Эта петля и стала тем «двигателем», выведшим одного из приматов на тропинку, ведущую к прочтению этой книги.

Приматы — наши родственники. Они построили все здание разума, оставив своему потомку, человеку, лишь последнюю, сложную задачу: научиться облекать свои мысли в слова и, заглянув в зеркало, впервые в истории планеты спросить: «Кто я?».

Каменный век

Приматы довели до совершенства способность понимать друг друга. Но некоторые из них, а также несколько совершенно неожиданных «самородков» из других ветвей древа жизни, пошли еще дальше. Они начали понимать не только живой мир, но и неживой — мир предметов. Приматы научились видеть в камне не просто камень, а продолжение своей руки, в ветке — продолжение своего пальца. Они вступили в каменный век.

Если у клуба каменного века и есть пожизненный президент, то это, без сомнения, шимпанзе. Он не просто использует камни, а создает настоящую «каменную культуру». В лесах Западной Африки разные группы шимпанзе на протяжении тысячелетий используют камни в качестве «молотка» и «наковальни» для колки орехов. Это не инстинкт! Это сложнейший навык, которому детеныши обучаются у матерей на протяжении многих лет.

Мать не просто показывает пример. Она может замедлять свои движения, подправлять положение «молотка» в руке детеныша, передавая технологию напрямую. В разных популяциях — разные «традиции». Одни используют камни, другие — деревянные дубинки. Одни предпочитают один тип «наковальни», другие — другой.

Археологи раскапывают стоянки шимпанзе и находят там каменные орудия, которым по 4300 лет! Это доказывает, что у них есть своя, непрерывная технологическая история.

Шимпанзе не просто подбирает первый попавшийся камень. Он ищет камень с подходящим весом и формой. Он может принести хороший «молоток» с собой за сотни метров, предвидя, что он понадобится ему у орехового дерева. Это уже не реакция на ситуацию, а планирование будущего.

Капуцины — это доказательство того, что интеллект не зависит от размера. Эти маленькие обезьянки независимо от шимпанзе пришли к своей собственной каменной технологии. Они используют камни для колки орехов, причем выбирают те, вес которых может в несколько раз превышать их собственный.

Навык передается через эмуляцию и подражание. Молодые капуцины годами наблюдают за мастерами, сначала просто играя с камнями, потом пытаясь неуклюже подражать, и лишь к зрелости становятся настоящими профессионалами. Существуют целые «мастерские», куда обезьяны веками приходят колоть орехи, оставляя после себя горы использованных «орудий».

А вот и доказательство того, что для вступления в Клуб не обязательно быть приматом! Калан — это млекопитающее из отряда куньих, и он — единственный морской технолог. Калан ныряет на дно, находит моллюска (например, морского ушка), а заодно подбирает подходящий плоский камень. Затем всплывает на спину, кладет камень себе на грудь, как наковальню, и бьет по нему раковиной, пока та не расколется.

Детеныши учатся этому, наблюдая за своими матерями. Более того, у каланов часто есть «любимый» камень, который они носят с собой в специальном кармашке под мышкой. Это уже не просто орудие, а индивидуальный, личный инструмент!

И чтобы окончательно разрушить нашу приматоцентричную картину мира, познакомьтесь с членом Клуба из мира птиц! Египетский стервятник обожает страусиные яйца, но его клюв слишком слаб, чтобы пробить толстую скорлупу. Что он делает? Он находит камень подходящего размера, берет его в клюв и методично бросает на яйцо с высоты, пока оно не треснет.

Это поведение частично врожденное. Птенец, никогда не видевший этого раньше, будет пытаться бросать камни. Но точность, выбор правильного камня и нужной силы броска — это результат долгой практики и, возможно, наблюдения за родителями. Это прекрасный пример того, как безусловный рефлекс (инстинктивная программа) оттачивается и совершенствуется через условные рефлексы (индивидуальный опыт).

Какая же точка отличает нас людей от животных с точки зрения развития технологий? Только мы оказались способны создать композитное орудие. Композитное — значит сделанное из разных материалов. Молоток и копье состоят из дерева и камня. Чтобы создать композит надо камень прикрепить к какой-либо деревяшке.

Люди, шимпанзе, снежные макаки и капуцины способны использовать части тела как орудия. Кроме приматов на это оказались способны калан, медоед, щегол и ворона. Это положило начало соперничеству между учеными: сторонниками приматов и врановых — кто же из них умнее? Кроме птиц и млекопитающих, возможно, в каменный век успели вступить некоторые пресмыкающиеся и моллюски!

Что же объединяет этих таких разных существ и что это говорит нам об эволюции психики?

— Способность к использованию орудий — это не случайная мутация, а закономерный результат развития сложной нервной системы. Эволюция «изобретала» эту способность как минимум четыре раза независимо друг от друга: у приматов Старого и Нового Света, у куньих и у птиц. Значит, это универсальное решение для сложного мозга.

— Обратная связь. Использование орудий не просто требовало умного мозга. Оно само делало мозг умнее. Необходимость подбирать правильный камень, правильно его держать, бить с нужной силой — все это создавало мощнейшее эволюционное давление на развитие моторной коры, зрения, координации и, главное, лобных долей, отвечающих за планирование. Это петля положительной обратной связи.

— Культура. Успех всех видов зиждется не на гениях-одиночках, а на способности передавать знания. Через наставничество, подражание, конформизм технология становится достоянием всей группы, превращается в культуру. Культура — это как облачное хранилище, на котором популяция содержит свои самые важные достижения, делая их доступными для следующих поколений.

Эти скромные инженеры из мира животных проделали титаническую работу. Они доказали, что разум способен выйти за пределы собственного тела и начать изменять мир с помощью инструментов. Они открыли дверь в Каменный век. Но лишь один из видов приматов, однажды взяв в руку камень, не просто расколет им орех, а увидит в нем скрытый наконечник для копья, и этот шаг навсегда изменит судьбу планеты.

Животные умнее нас!

Мы взобрались на пик эволюционной горы и собираемся посмотреть вниз, на весь пройденный путь, с высоты человеческого разума. И здесь нас поджидает самая большая ловушка для исследователя — гордыня. Искушение стать последователем Аристотеля и объявить себя «венцом творения», конечной и высшей точкой развития. Это похоже на самолюбование: «Свет мой зеркальце! Скажи, да всю правду доложи: я ль на свете всех умнее, всех прекрасней и милее?».

Мы видели, как жизнь училась быть, чувствовать, думать и, наконец, осознавать себя. И вот мы стоим перед зеркалом, и в нем — отражение человека. Это животное, которое построило цивилизации, написало симфонии и задалось вопросом о смысле своего существования. Легко впасть в эйфорию и решить, что эволюция — это одна большая гонка, и мы в ней победили. Но это не так. Эволюция — это не гонка, это Олимпийские игры с тысячами разных дисциплин. И мы, люди, взяли золото в многоборье, но в отдельных видах спорта есть чемпионы, которым до нас нет никакого дела.

Наш мозг — это гениальный универсальный процессор. Но за эту универсальность мы заплатили специализацией. Мы отказались от многих «суперспособностей», которые есть у других животных.

Дисциплина №1: кратковременная память. Чемпион — Шимпанзе. Нам кажется, что наша память — наше все. Но в некоторых задачах мы безнадежно проигрываем нашим ближайшим родственникам.

В Институте исследования приматов в Киото молодой шимпанзе по имени Аюму участвовал в простом тесте. На экране на долю секунды (около 200 миллисекунд — одно моргание глазом) вспыхивали цифры от 1 до 9, разбросанные в случайном порядке. Затем они закрывались белыми квадратами. Задача — нажать на квадраты в правильном порядке, от 1 до 9. Аюму делает это практически без ошибок. Лучшие студенты-люди, которые пытались с ним соревноваться, показывали гораздо худшие результаты. Их мозг просто не успевал «сфотографировать» и запомнить расположение всех цифр.

Дисциплина №2. пространственная память. Чемпион — Сойка–Кедровка. Мы гордимся своей способностью к навигации. Но по сравнению с некоторыми птицами мы беспомощные дети.

Сойка–кедровка за один сезон прячет в разных местах на территории в десятки квадратных километров до 30 000 орешков. Через полгода, зимой, под снегом, она безошибочно находит до 90% своих тайников. Она помнит тысячи уникальных пространственных координат!

Многие из нас с трудом вспоминают, где припарковали машину на большой стоянке. Наш мозг не предназначен для хранения такого объема пространственных данных. Мы изобрели для этого внешние носители: карты и GPS-навигаторы. Сойке же навигатор не нужен.

Дисциплина №3: сенсорное восприятие. Чемпион — неизвестен. Здесь мы аутсайдеры. Мы живем в мире, который видим и слышим. Но это лишь крошечный, тусклый фрагмент той реальности, которая доступна другим существам. Мы живем в умвельте, который сами для себя упростили.

Собака может уловить одну молекулу запаха в триллионе других. Они способны по запаху выдыхаемого воздуха определять у человека рак на ранних стадиях с точностью, сравнимой с лучшим медицинским оборудованием. Для собаки мир — это симфония запахов, которую мы никогда не услышим.

Летучая мышь «видит» ушами, создавая в мозгу трехмерную карту мира с помощью эхолокации. Она может в полной темноте определить текстуру поверхности, скорость и направление движения мотылька.

Птицы видят в ультрафиолетовом спектре. Цветок, который для нас просто желтый, для пчелы или птицы может переливаться узорами, указывающими путь к нектару. Они видят мир в таких красках, которые мы не можем даже вообразить.

В одном эксперименте обезьяны оказались умнее человеческих детей. Шимпанзе действуют целенаправленно, для получения вознаграждения. Они копируют только то, что приводит к результату. Человеческий ребенок же копирует все подряд, он относится к проблеме скорее, как к магическому ритуалу, чем к практической задаче.

В другом эксперименте шимпанзе предложили соревнования, в котором нужно предугадывать движения друг друга. Смогут ли они предсказать поведения противника, основываясь на его предыдущих действиях, как в игре «камень-ножницы-бумага»? В эксперименте участвовали и взрослые люди. Шимпанзе оказались способнее: они быстрее обучались и увереннее предугадывали ходы.

Есть все основания предполагать, что с ростом исследований животных вырастет и количество задач, где животные умнее нас. Эволюция создала множество других, не менее гениальных «разумов», идеально приспособленных для решения своих, а не наших человеческих задач.

Раньше природа была безжалостна. Человек со слабым зрением не мог охотиться и умирал. Человек, восприимчивый к инфекции, умирал во время эпидемии. Человек, родившийся со слабым сердцем, не доживал до зрелости. Сегодня мы носим очки, лечимся антибиотиками и делаем сложнейшие операции на сердце. Мы убрали огромное количество факторов, которые раньше «отсеивали» гены, считавшиеся «неудачными». Выживают уже не «наиболее приспособленные», а почти все.

Главным способом нашей адаптации стала культура. Чтобы выжить в холоде, нам не нужно ждать миллионы лет, пока у нас отрастет шерсть. Мы изобретаем одежду и центральное отопление. Чтобы общаться на расстоянии, мы не развиваем телепатию, мы изобретаем телефон. Скорость культурных изменений настолько высока, что медленная генетическая эволюция за ней просто не поспевает.

Так остановилась ли наша эволюция? Ответ: и да, и нет. Изменилась структура естественного отбора. Приостановился классический, дарвиновский естественный отбор «железа», где природа была главным скульптором, безжалостно отсекающим все лишнее. Но начался новый этап, уже внутривидовой, между людьми — недарвиновский естественный отбор «софта». Мы пересели с пассажирского сиденья эволюционного поезда в кресло машиниста. Не исключено, что скоро мы сами начнем перебирать свое «железо»: внедрять чипы в тело; распечатывать на биопринтере новые органы и заменять свои врожденные; интегрировать ИИ с телом для достижения AGI и т. д. И теперь только от нашего разума, мудрости и этики зависит, куда этот поезд приедет — к новым вершинам или старым ямам.

Тренды

Эволюция — процесс закономерный в целом, но случайный в частностях. У нее нет строгих законов, только набор правил, имеющих кучу исключений. К числу важнейших закономерностей можно отнести три «правила»:

— От простого к сложному. В биосфере происходит увеличение сложности организмов. Кооперация клеток позволяет вытеснить более простые организмы и занять самые перспективные ниши. Да, существуют простые организмы: бактерии, вирусы. Их очень много по численности и по массе. Да, возможен «откат» животного от сложного к простому, к примеру, пещерные рыбы утратили глаза за ненадобностью. В пещерах темно и они не нужны. Несмотря на это «сливки» получают более сложные организмы.

— Рост устойчивости и приспособляемости. Все существующие животные прошли в ходе своего развития через огонь и медные трубы: экологические кризисы, катастрофы, массовые вымирания — так «закалялась сталь». Накапливались устойчивые, сильные, пластичные формы жизни. Это заметно хотя бы в том, что средняя длительность жизни видов неуклонно росла.

— Рост эффективности и безотходности. Раньше лес отмирал и образовывал месторождения каменного угля. Сейчас же все отходы быстро перерабатываются грибами, бактериями и беспозвоночными и возвращаются в круговорот. У животных снижается уровень рождаемости: уменьшается детская смертность, увеличивается продолжительность жизни — все меньше необходимость рожать заведомо обреченных на смерть потомков.

Литература

— Де Вааль Ф. Биполярная обезьяна: эмоции и эмпатия у животных и людей. — М.: Альпина нон-фикшн, 2020. — 352 с.

— Де Вааль Ф. Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных? — М.: Альпина нон-фикшн, 2017. — 384 с.

— Де Вааль Ф. Истоки морали. В поисках человеческого у приматов. — М.: Альпина нон-фикшн, 2014. — 384 с.

— Де Вааль Ф. Политика у шимпанзе. Власть и секс у приматов. — М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2016. — 320 с.

— Докинз Р. Эгоистичный ген. — М.: Corpus (АСТ), 2014. — 592 с.

— З. И. Резникова. Интеллект и язык животных и человека. Основы когнитивной этологии. — М.: Академкнига, 2005. — 316 с.

— Марков А. В. Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий / Александр Марков, Елена Наймарк; — Москва: АСТ: CORPUS, 2014. — 656 с.

— Марков А. В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы / А. В. Марков — «Corpus (АСТ)», 2015 — (Династия (Corpus))

— Сапольски Р. Почему у зебр не бывает инфаркта. Психология стресса. — СПб.: Питер, 2020. — 480 с., ил. — (Серия «Сам себе психолог»).

— Тинберген Н. Социальное поведение животных. — М.: Мир, 1993. — 152 с.

— Фабри К. Э. Основы зоопсихологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. — М.: Российское психологическое общество, 2001. — 464 с.

Глава 2. Эволюция индивидуального развития

Эмбриональный период

Давай заглянем в самое таинственное место на Земле — туда, где жизнь только-только начинает свой путь. Мы не будем смотреть на готовые шедевры природы, а заглянем в её «мастерскую» — в место рождения эмбриона. Это время, когда из одной крошечной клеточки вырастает целый организм: с лапками, крыльями, мозгами, а иногда и с очень хитрыми планами на будущее. Но на этот раз возьмем с собой микроскопы и лупы. Мы не просто посмотрим на «мастерскую» Природы, мы постараемся понять ход мыслей самого гениального «конструктора» во Вселенной.

Представьте себе, что эволюция — это такой гениальный, но немного рассеянный конструктор. Она постоянно что-то придумывает, переделывает, добавляет новые детали, но при этом старается не выбрасывать старые чертежи. И вот эти старые чертежи мы и увидим в каждом зародыше!

От «Супер-Я» до «Мы». Начнем с самых–самых истоков. Бактерии. Казалось бы, что тут изучать? Никаких тебе эмбрионов, никаких тебе «до рождения». Просто деление, и всё. Бактерия — это идеальный «одиночка», который сам себе и дом, и фабрика, и родитель. Она просто удваивает свой генетический материал и делится пополам.

Но даже в этой простоте есть гениальные «фишки». Когда условия становятся невыносимыми (засуха, голод, холод) некоторые бактерии не просто погибают. Они запускают «аварийный протокол» и превращаются в споры — такие «капсулы выживания». Что это такое? Представьте, что бактерия — это маленький домик с жильцом внутри. Образуя спору, она выбрасывает всю «мебель» (воду), оставляет только самое ценное (генетический код и минимум для его поддержания) и строит вокруг себя непробиваемую стену. Внутри споры бактерия как бы «замирает», её метаболизм замедляется до минимума, и она может переждать засуху, жару или радиацию. В таком виде «жилец» может спать сотни, а возможно и тысячи лет! Когда условия улучшаются, спора «просыпается» и дает начало новой активной бактерии. Это первый намек на то, что жизнь умеет ждать и приспосабливаться еще до своего полноценного «рождения».

Это пример развития эндогенного (управляемого изнутри, внутренними сигналами) процесса. Программа «спячки» запускается внутренними сигналами в ответ на плохую среду.

Миллиарды лет назад произошла революция: одноклеточные организмы решили, что вместе веселее и эффективнее. Так появилась многоклеточность. И вот тут-то и начинается настоящее эмбриональное волшебство! Когда клетки решили объединиться, программа усложнилась. Теперь нужно было не просто делиться, а создавать разные «детали» для общего «механизма». И здесь мы видим поразительную точность первых «чертежей».

Возьмем червей, например, круглых (нематод). Их эмбриональное развитие — как точные часы. Каждая клеточка знает свое место и судьбу. У Caenorhabditis elegans (крошечного круглого червя) ученые даже составили полную «карту судьбы» всех его 959 клеток. Ученые проследили путь каждой из них от оплодотворения до взрослого состояния. Будто смотришь на постройку дома, зная заранее, какой кирпичик станет частью стены, а какой частью крыши.

Судьба каждой клетки предопределена генетически с самого начала. Если клетка номер 8 должна стать нейроном, она им станет.

Это ярчайший пример доминирования эндогенного (внутреннего) программирования. Развитие идет как по рельсам, с минимальным влиянием извне.

У моллюсков, например, у улиток, мы видим другой древний «чертеж» — так называемое спиральное дробление. Клетки делятся и ложатся друг на друга не ровными стопками, а со сдвигом, образуя красивую спираль. Это очень экономный и эффективный способ «упаковки» на ранних стадиях. И снова, это жесткая, слабоизменяемая программа, передающаяся из поколения в поколение. Эволюция на этом этапе создавала надежные, но слабогибкие инструкции. Эволюция — это не безумный изобретатель, начинающий каждый раз с нуля. Скорее, это очень прагматичный инженер, который, найдя удачное решение, будет его использовать снова и снова, лишь слегка модифицируя под новые задачи. И эта экономия особенно заметна на самых ранних стадиях развития.

Насекомые и их метаморфозы. А вот у насекомых эволюция попробовала нечто совершенно новое — модульную сборку и тотальную перестройку. Я говорю о метаморфозе. Гусеница, куколка, бабочка — это три разных «Я» одного и того же существа. Внутри куколки происходит настоящая «пересборка» организма! Но как?

Внутри тела гусеницы с самого её рождения спрятаны особые группы клеток. Они называются имагинальные диски. Представьте, что это такие крошечные, сложенные в сотни раз «оригами» будущих органов бабочки. Есть диски для крыльев, диски для ног, для глаз, для хоботка. Пока гусеница ест и растет, эти диски просто ждут своего часа.

Когда приходит время, она окукливается. Внутри куколки происходит нечто невероятное: часть тела гусеницы превращается в питательный «суп»! А имагинальные диски начинают активно расти, питаясь этим «супом», и разворачиваться, как бутоны цветов, формируя тело бабочки. Это радикальный подход: не переделывать старое, а разобрать почти всё и собрать заново из готовых модулей.

Ученые пробовали пересаживать эти диски. Если взять у одной гусеницы имагинальный диск ноги и пересадить его в область головы другой гусеницы, то после окукливания у бабочки из головы вырастет… нога! Это доказывает, что программа развития ноги «зашита» в самом диске и работает почти автономно. Это все еще преимущественно эндогенный процесс.

Однако здесь мы видим и первые намеки на влияние извне (экзогенный процесс). Например, у пчел все личинки генетически одинаковы. Но та, которую кормят особым «королевским желе», становится королевой-маткой, остальные — рабочими пчелами. Здесь внешняя среда (еда) кардинально меняет программу развития! Окно во внешний мир начинает потихоньку приоткрываться.

Как ученые смогли заглянуть в метаморфозу бабочки? Возьмите куколку, микроскоп и красители, которыми разрисуйте отдельные клетки. Приложите глаз к микроскопу и наблюдайте в режиме реального времени. Внутри происходит такое сложное деление клеток, что кажется, будто там работает целая армия микроскопических строителей, разукрашенных разными цветами. Ученые фактически смотрят мультфильмы про строительство жизни.

Рыбы и Амфибии. С появлением позвоночных программа развития становится еще сложнее и гибче. Рыбы — это наши древние водные предки. Их икринки — это, по сути, «портативные инкубаторы». Внутри икринки развивается эмбрион, который питается за счет желтка. У многих рыб, например, у данио-рерио, икринки прозрачные — проще наблюдать за формированием каждого органа, каждой клеточки.

У рыб и амфибий развитие все еще происходит во внешней среде, вне тела матери — в икринке. Но эмбрион уже начинает «прислушиваться» к тому, что происходит снаружи.

Ученые заметили, что икринки некоторых древесных лягушек, отложенные на листьях над водой, могут вылупляться раньше срока. Что их заставляет? Оказалось, вибрация! Если к кладке приближается змея, её движения создают характерную вибрацию. Эмбрионы внутри икринок «чувствуют» эту угрозу и дают команду к экстренному вылуплению. Головастики выпрыгивают из икринок и падают в спасительную воду. Это уже не жесткая внутренняя программа, это реакция на внешний стимул! Это яркий пример перехода от чисто эндогенного к экзогенному (управляемому извне) поведению. Окно во внешний мир распахнулось.

Амфибии (лягушки, саламандры) — это «переходники» между водой и сушей. Их эмбриональное развитие все еще сильно привязано к воде — икра откладывается в воду, и из неё выходят головастики. Головастик — это, по сути, рыбка с хвостом и жабрами. А потом он проходит метаморфозу: теряет жабры, отращивает легкие и лапы — и выходит на сушу. То есть метафорически: из икры рождается «рыба» (головастик), а из «рыбы» уже лягушка.

Рептилии и птицы. Когда жизнь вышла на сушу, перед ней встала грандиозная задача: как защитить нежный эмбрион от высыхания? Решение было гениальным — амниотическое яйцо. Это не просто скорлупка с желтком. Это, по сути, персональный аквариум для зародыша, который можно отложить где угодно! Еще можно сравнить с автономным «космическим кораблем». Скорлупа — это корпус, прочный, но с микроскопическими порами для дыхания, а желток — это склад с провизией. А дальше — три специальные оболочки. Представьте, что эмбрион — это космонавт.

1. Амнион — это его личный «скафандр», наполненный жидкостью. Он защищает от ударов и высыхания.

2. Аллантоис — это система сбора отходов, «туалет».

3. Хорион — это система жизнеобеспечения, прилегающая к скорлупе и отвечающая за «вдох» (кислород) и «выдох» (углекислый газ). Эмбрион дышит сквозь скорлупу. Это настоящий инженерный шедевр природы!

Эта сложная система позволила животным откладывать яйца на суше. Но самое удивительное, что внутри этого закрытого мира начался… диалог! Возникает коммуникации плода с родителем еще до рождения.

Ученые, изучавшие зебровых амадин (маленьких австралийских птичек), заметили, что родители издают особые звуки, когда насиживают яйца в жаркую погоду. Они записали эти «жаркие» трели и проигрывали их одной группе яиц, а другой — обычные родительские крики. Результат был ошеломляющим: птенцы, которые «слышали» предупреждение о жаре еще в яйце, вылуплялись меньшего размера. Меньше площадь тела — больше шанса выжить. Эмбрион не просто слышал, он использовал эту информацию, чтобы скорректировать свою программу развития!

Более того, эмбрионы могут общаться и друг с другом! У перепелок птенцы в яйцах перед вылуплением начинают попискивать. Писки служат сигналом для синхронизации — они «договариваются» вылупиться все вместе, что повышает шансы на выживание.

На этом этапе мы также видим расцвет стратегии зрелорожденности. Детеныши черепах, крокодилов, а также многих птиц (утята, цыплята) вылупляются из яйца почти полностью готовыми к жизни. Они могут ходить, видеть, питаться самостоятельно. Все равно что купить электрокар Tesla, который выезжает из салона самостоятельно, уже заправленный и готовой к гонке.

Млекопитающие и приматы. И вот добрались до млекопитающих. Мы отказались от «космического корабля» в пользу еще более совершенной системы — внутреннего вынашивания. Эмбрион развивается не в яйце, а внутри материнского организма, получая всё необходимое через плаценту. Плаценту можно сравнить с системой «умный дом»: столовая, система вентиляции, службой безопасности, и даже телефоном для связи с мамой — все в одном.

Развивается максимальная открытость внешнему миру. Развитие человека — это результат сильного внешнего влияния. Среда внутри матки — это уже не просто «инкубатор», а информационное поле. Коммуникация выходит на новый уровень. Диалог между матерью и плодом становится невероятно сложным. Плод не просто пассивный пассажир. Он выделяет гормоны, которые влияют на организм матери, «сообщая» о своих потребностях. Мать, в свою очередь, передает плоду не только питательные вещества, но и информацию. Если мать испытывает хронический стресс, её гормон кортизол проникает через плаценту и «сообщает» плоду: «мир, в который ты попадешь, опасен и непредсказуем». В ответ мозг плода настраивается на повышенную тревожность и быструю реакцию. Это удивительный механизм адаптации еще до рождения. Плод также слышит и запоминает голос матери, её сердцебиение, что помогает ему успокоиться и наладить связь с ней сразу после рождения.

Классическое исследование «Голландской голодной зимы» 1944 года показало, что дети, чьи матери голодали во время беременности, во взрослой жизни имели повышенный риск ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Их организмы, «настроившись» в утробе на режим тотальной экономии, не смогли потом адаптироваться к нормальному питанию. Это доказывает, что внешний мир «программирует» нас еще до рождения.

В экспериментах у беременных самок крыс периодически вызывали состояния беспокойства. Сразу после рождения их отдали другим самкам на вскармливание, не подвергаемых стрессу. Эти детеныши все равно были более пугливые и возбудимые, чем в норме.

Идет переход от зрелорожденности к незрелорожденности. Если утенок — образец самостоятельности, то человеческий младенец — это эталон беспомощности. Этот тренд называется переходом к незрелорожденности. Это эволюционный компромисс. Главное достояние приматов и особенно человека — огромный, сложный мозг. Он настолько велик, что, если бы он полностью созревал в утробе, ребенок просто не смог бы пройти через родовые пути. Поэтому эволюция пошла на хитрость: «Давайте родим его пораньше, а дозревать мозг будет уже снаружи!» Первые годы жизни человека — это, по сути, «внешняя беременность». Мозг продолжает бурно расти и, что самое важное, настраивается под конкретную среду, язык, культуру. Беспомощность — это плата за невероятную гибкость и интеллект.

Новорожденный кенгуру появляется на свет на столь незрелой стадии, что его можно сравнить с эмбрионом. Он совершенно самостоятельно перебирается в сумку матери, проявляя невероятные двигательные способности! Оказавшись вне родовых путей, эмбрион, цепляясь за шерсть, поднимается по сухим участкам к сумке, находит вход, вползает, нащупывает сосок, крепко присасывается и еще долгое время висит на нем. Окончательное созревание происходит уже в сумке.

С другой стороны, утята у домашних уток уже вскоре после вылупления умеют плавать, искать пищу и избегать опасностей. Если сразу после родов запечатлеть гусенка (импринтинг) на воздушный шарик, он будет за ним бегать как за мамой. Жеребята практически сразу после рождения встают и делают первые шаги. Оленята, рожденные в дикой природе, тут же поднимаются и следуют за матерью, что снижает риск хищнических атак.

Зрелорождённые выходят из утробы как кувшин из печи: попробуешь изменить форму, и он поломается. Незрелорожденным свойственно более пластичное, поисковое поведение — приходится самостоятельно приспособляться (а не надеяться на инстинкты и гены) к изменениям во внешней среде. Человеческое же дитя вообще подобно варению стекла — много лет можешь крутить, вертеть, вытягивать пока оно не остынет. В итоге ребенок может принять любую форму: стать капиталистом или социалистом, строить ракеты или писать картины, быть христианином или мусульманином, террористом или святым.

Повторяется чертеж более древних животных. Все триллионы наших, человеческих клеток начинаются с одной-единственной оплодотворенной яйцеклетки. Эта стадия — прямой отголосок того времени, более 3 миллиардов лет назад, когда вся жизнь на Земле была одноклеточной. Примерно на 4—5 неделе развития человеческий эмбрион похож на эмбрион рыбы, саламандры или курицы. И в нем проявляются черты, которые напрямую связывают нас с нашими водными предками. На шее у эмбриона появляются заметные складки, очень похожие на те, из которых у рыб развиваются жабры. У нас их 4—5 пар. У эмбриона рыбы эти дуги действительно превращаются в жабры и челюсти. Из этих же самых структур у человека развиваются: челюсти, части среднего уха, хрящи гортани, части щитовидной железы.

Примерно до 8–й недели у человеческого эмбриона есть вполне отчетливый хвост, который даже содержит несколько позвонков и составляет около 1/6 длины всего тела. Это прямое наследие от наших хвостатых предков — от древних млекопитающих и приматов. Генетическая программа «вырастить хвост» все еще работает на ранних стадиях. Но затем включается другая программа, которая приказывает клеткам хвоста «рассосаться». От этого некогда важного органа у нас остался лишь копчик.

Чтобы выйти на сушу, нашим предкам-рептилиям пришлось изобрести нечто революционное — яйцо, позволяющее эмбриону развиваться в собственном «микро-водоеме». Мы, млекопитающие, сохранили все ключевые элементы этого изобретения. У эмбрионов птиц и рептилий есть огромный желточный мешок — это их «пакет с едой» на все время развития. У человеческого эмбриона тоже формируется желточный мешок! Это поразительный «призрак» прошлого. Наш желточный мешок практически пуст, ведь мы получаем питание от матери через плаценту. Но генетическая программа по его созданию настолько древняя и фундаментальная, что она все равно запускается. На ранних стадиях он выполняет важную функцию — производит первые клетки крови, но затем исчезает.

Плод в матке плавает в околоплодных водах, заключенных в специальный мешок — амнион, прямой потомок той самой водной оболочки, которая находится внутри яйца черепахи или крокодила. Мы просто «перенесли» этот личный «аквариум» из внешней скорлупы внутрь материнского организма.

Примерно на шестом месяце беременности тело плода покрывается тонким слоем мягких волосков — лануго. Это рудиментарный волосяной покров, наша первая «шерсть». Он является прямым напоминанием о наших пушистых предках-млекопитающих, для которых шерсть была жизненно необходима для терморегуляции. У человека лануго обычно выпадает незадолго до или сразу после рождения.

Эволюция не может просто «стереть» старый код и написать новый. Развитие — это сложнейшая цепная реакция, где каждый предыдущий шаг запускает следующий. Жаберные дуги, например, не только строят жабры, но и выделяют химические сигналы, которые запускают развитие сердца и головы. Если просто убрать эту стадию, весь последующий процесс развалится.

Поэтому эволюция действует как мудрый реставратор: она сохраняет древний и надежный фундамент, но изменяет то, что необходимо для адаптации. Она берет древнюю программу «построй жаберную дугу» и добавляет к ней новую подпрограмму: «а теперь из этой дуги сделай слуховую косточку».

Итак, какие тренды можно выделить?

От простоты к сложности. От одной клетки до триллионов, от примитивной трубки до сложнейшего мозга. Это базовый тренд на усложнение «конструкции». Практически всегда сначала возникает одна клетка (зигота), которая потом делится на миллионы других, пока не образуется эмбрион, а затем и младенец.

В доме появляется окно. Развитие начиналось как сильно запрограммированный внутренний процесс (червь). Постепенно эмбрион научился реагировать на внешние сигналы (икринки лягушек, спасающиеся от змей), коммуницировать между собой (эмбрионы перепелок попискивают, чтобы синхронизироваться и вместе вылупляться) и с родителями (амадины передают информацию яйцу о состоянии «погоды за окном»), и, наконец, у человека «перенимать» состояние матери.

Дозревание во внешнем мире. Эволюция начинала со стратегии «выпустить готовый продукт» (утенок, гусята). Но для создания самого сложного существа — человека, она выбрала гениальную стратегию «выпустить полуфабрикат и дособрать на месте». Эта незрелость при рождении и есть залог нашей невероятной способности к обучению и адаптации.

Повторение истории. В каждом эмбрионе мы видим отголоски наших древних предков. Это как живой учебник по эволюции, разворачивающийся прямо у нас на глазах. Эволюция — это не просто древо жизни, а огромная многотомная сага. А развитие эмбриона — это краткое содержание этой саги, которое природа «перечитывает» при создании каждого нового существа. Эмбрион человека никогда не является точной копией взрослой рыбы или ящерицы, но имеет поразительное сходство. Оно максимально на средних стадиях, затем развитие расходится: видоспецифичные черты формируются позже.

Рождение

Мы с вами уже подсмотрели, как эволюция творит свои шедевры в тишине и покое — в икринке, в яйце, в утробе матери. Но вот раздается первый писк, скорлупа трескается, и на свет появляется… чудо. И тут-то начинается самое интересное! Период после рождения, или постнатальный, — это как первый день на новой работе. У тебя вроде есть какие-то базовые инструкции, но как всё работает на самом деле, приходится разбираться на ходу. Как животные проходят эту «стажировку»? Эволюция придумала два гениальных, но совершенно разных подхода: одним она выдает подробнейшую инструкцию «сделай так, и выживешь», а другим — лишь тоненькую брошюрку и отправляет в «школу жизни».

Чтобы понять, как это происходит, сначала нужно познакомиться с двумя ключевыми типами обучения: облигатным (обязательным) и факультативным (необязательным). Между ними не всегда можно провести границу, часто поведение сочетает их.

— Облигатное научение (от лат. obligatus — обязательный) — это «обязательная школьная программа» от природы. Это обучение, которое должно произойти в строго определенный, короткий период жизни, иначе огромный риск недоразвитости. Оно жизненно необходимо для выживания вида. Это как выучить родной язык в детстве: если упустить момент, потом почти невозможно освоить (дети Маугли с возрастом резко теряют шансы хоть как-то заговорить на человеческом языке).

— Факультативное научение (от лат. facultas — возможный) — это «кружки по интересам» или обучение на протяжении всей жизни. Оно не привязано к жестким срокам и позволяет особи адаптироваться к уникальным условиям ее среды. Это как научиться готовить новое блюдо из старых ингредиентов или обновить приложение в телефоне.

Бактерии. Представьте себе новорожденную бактерию. У нее нет мамы, которая бы ее обняла и сказала: «ну, здравствуй, мир!». Она просто появляется в результате деления и… сразу начинает работать: искать еду, размножаться — всё по заложенной программе. Из клетки выходит крошечная, но уже полностью функциональная копия взрослого. У них нет времени на глупости. Их «детство» — просто период роста, как постепенное увеличение громкости на колонке.

Членистоногие. У них всё немного хитрее, но принцип тот же. Возьмем муравья. Он вылупляется из яйца, проходит стадии личинки и куколки, а потом «рождается» взрослым муравьем. И что дальше? А дальше он сразу знает, что делать! Никто не водит его на курсы «Как быть правильным муравьем». Он инстинктивно знает, как ухаживать за королевой, как строить муравейник, как искать еду.

Это как купить телефон, в котором уже установлены все приложения, и они работают идеально с первой секунды. Тебе не нужно ничего скачивать и настраивать. Включил — и пользуйся. Весь их постнатальный период — это выполнение жестко прописанного инстинктивного кода со слабыми элементами пластичности.

Пауки же не сразу становятся «взрослыми». Они проходят этапами через линьку — длительностью от нескольких месяцев до нескольких лет. Их взросление похоже на подъем по лестнице — вместо резкого метаморфоза, маленькие изменения. По мере прохождения через серию линек их морфология совершенствуется: развиваются более мощные конечности и зрительные системы. Это приводит к постепенным изменениям тактики охоты — от простых преследовательных движений к более тонким стратегиям, где используются укрытия и засады.

Насекомые если и заботятся о потомстве, то пассивно. Осы парализуют других насекомых, прячут в заведомо вырытых норках, откладывают яйца в них и просто уходят. Потомство дальше само разберется: еда у них есть — этого достаточно.

Рыбы, амфибии, рептилии. У большинства этих ребят та же история. Малёк рыбы, вылупившись из икринки, сразу знает, как плавать и искать планктон. Головастик лягушки — тоже самостоятельный парень. А новорожденная черепашка? Это же просто гимн автономности!

Морские черепахи откладывают яйца в песок и уплывают. Когда черепашки вылупляются, обычно ночью, у них есть одна-единственная, но сверхважная задача: добраться до океана. Никто им не показывает дорогу. Они инстинктивно ползут к самому светлому горизонту (лунная дорожка на воде) и на звук прибоя. Это встроенный в мозг GPS–навигатор. У них нет права на ошибку, нет времени на обучение. Их первый и главный экзамен в жизни — спринт по пляжу, кишащему хищниками. Кто не справился — тот проиграл в эволюционной лотерее.

Эволюция сделала ставку на «жесткий диск» с предустановленными программами (инстинктами). Это выгодно, когда у тебя сотни и тысячи детенышей — за всеми не уследишь, так что пусть лучше они сразу всё умеют сами. Инстинкты — это надежный, но негибкий «стартовый капитал». Он идеален для тех, кто рождается в очень предсказуемой среде.

Мальки рыб первоначально уплывают от любого крупного объекта или тени, надвигающихся на них. Но со временем научаются различать события. Они перестают реагировать на безопасные случаи и распознают опасные. А помогает им в этом наблюдения за своей стаей.

Птицы. Появившись на свет, животное должно сразу ориентироваться. Для этого есть врожденная узнаваемость — избирательное отношение ко внешнему миру.

Птенцы дроздов, слепые, уже в первый день узнают о прилете родителей по легкому сотрясению гнезда. Птенцы ряда птиц реагируют на движение над головой припаданием к земле — защита от хищников. Домашние крольчата в первый же день ориентируются по прикосновениям и находят соски матери.

Однако, вскоре они научаются распознавать безопасные объекты (листья, ветки, свет и тд) и перестают бояться каждого шороха. Они привыкают к частым объектам и успокаиваются, но реакция на редкие неизвестные события (к примеру, потенциальные хищники) — остается.

У птиц эволюция попробовала нечто совершенно новое. Она оставила базовую «прошивку», но добавила один критически важный пункт: «найди маму и скопируй всё, что она делает». Этот механизм облигатного научения называется импринтинг (запечатление). Они бывают двух видов: следования и половое.

Новорожденный гусенок инстинктивно готов следовать за кем–то, но за кем именно, он должен узнать в первые часы жизни. Это и есть импринтинг.

Конрад Лоренц стал «мамой» для стаи серых гусей. Он просто присутствовал при их вылуплении. И всё! Гусята повсюду ходили за ним гуськом, плавали с ним в реке, спали у его ног. Когда Лоренц пытался «познакомить» их с настоящей гусыней, они в панике убегали от нее и прятались за своего «бородатого папу».

Если бы гусята могли вести соцсети, у них в профиле стояло бы: «В активном поиске… высокого австрийского ученого. Остальных просьба не беспокоить».

Инстинкт дает «шаблон» («ищи движущийся объект»), а импринтинг вписывает в этот шаблон конкретный образ («бородатый ученый Конрад Лоренц»). Импринтинг запускает сложнейший двигательный комплекс — реакцию следования. Гусята вылупляются из яйца, и первое, что видят движущееся и издающее звуки автоматически принимают за маму. Навсегда. Они не просто идут за «мамой», а синхронизируют с ней свои движения, копируют ее походку. Это не просто узнавание, это глубочайшая эмоциональная связь. Гусенок рождается с готовыми инстинктами (умеет плавать, клевать), но он не знает, как выглядит его вид, где искать правильную еду и кого бояться. Эту информацию он «скачивает» у родителей в первые часы жизни. Это быстрая установка критически важных обновлений для базовой программы.

У кур времени для запечатления следования — это пик 12–24 часов и до трех дней после рождения. У гусей пик 12–17 часов и до двух дней после. Утята имеют пик 13–16 часов и до 1.5 дней. У императорских пингвинов пик — первые 1–2 суток и до конца третьих суток.

Птенец в раннем детстве запечатлевает образ своих родителей не только как «опекунов», но и как… будущих половых партнеров. Он учится тому, как должен выглядеть представитель его вида. Половое запечатление в основном наблюдается у самцов. Запоминают они отличительные признаки их матерей в качестве «образцов» самок своего вида. Инстинкт размножения есть у всех, но на кого он будет направлен, решает облигатное научение в детстве.

Орнитологи, выкармливавшие птенцов редких журавлей, сталкивались с проблемой: вырастая, эти журавли начинали ухаживать за людьми, полностью игнорируя сородичей. Ученым пришлось надевать на себя костюмы журавлей и кормить птенцов куклой, имитирующей голову взрослой птицы.

Вот так незнание способно создать ворох ненужных проблем и усилить головную боль.

Запечатление может ослабевать к моменту распада связи мать-ребенок. Для возрождения связи уже нужно факультативное научение.

Наиболее активные цыплята перестают следовать за объектом, если прекращать ежедневные тренировки. Чем больше они бегают за мамой, тем дольше длится запечатление следования. Когда навык затух, ученые начали подкреплять его пищей. И он возродился как феникс из пепла!

Кроме запечатления у птиц возникает подражание. У многих певчих птиц птенец не рождается с готовой песней, но со способностью и непреодолимым желанием ее выучить. В определенный период он должен слышать песню своего отца. Он запоминает ее, а позже начинает «лепетать», подгоняя собственное исполнение под запечатленный в памяти эталон. Если птенца изолировать, то он будет петь очень упрощенную, примитивную мелодию — ту самую инстинктивную «базу». Это точнейшая аналогия того, как человеческий ребенок учится говорить. Мы рождаемся со способностью овладеть любым языком, но если до 5—7 лет ребенок растет в изоляции (дети Маугли), он уже вряд ли сможет полноценно освоить речь. Инстинктивная база есть, но «обязательная программа» провалена.

Облигатное научение — это гениальный механизм, который позволяет инстинктивной «прошивке» адаптироваться к конкретной среде. Он продолжает тренд на незрелорожденность: мозг рождается не с готовыми ответами, а с «открытыми окнами» для записи ключевой информации. У птиц уже виден тренд на появление связи «родитель-ребенок», «ребенок-ребенок» и передачу информации не только через гены, но и обучение.

Млекопитающие. У птиц и млекопитающих облигатное научение начинается с эмбрионального периода (птенцы в яйце «общаются» с родителями и другими птенцами). Оно идет внахлест с инстинктами.

У белки уже есть врожденные движения по вскрытию орехов. Однако она учится делать это наиболее эффективно. Детеныши карликовой мангусты к моменту выхода из гнезда уже способны ловить добычу, но они оттачивают навыки укуса, облизывания и обсасывания убитых животных, принесенных родителями. Облигатное научение — это заточка несовершенной, грубой инстинктивной болванки.

В некотором смысле эволюция занимается искусством.

У млекопитающих четко выражено «обратное запечатление» — импринтинг детенышей у родителей. Овцы, козы и чернохвостые олени запоминают запах своих детей и после этого уже не подпускают чужих.

У овец пик 0.5–1 часов и до 6 часов после рождения. У козы пик 1–2 часа и до 6 часов после. Корова имеет пик 4–6 часов после отела и до 24 часов. Домашние кролики — пик первые 0.5 часа и до 4 часов. После этого времени мать уже не примет детеныша и не подпустит к себе.

У хищников и приматов существуют уже более длительные чувствительные окна. Импринтинг «размягчается». У сук пик — первые 2–3 недели и до конца 7 недели. Для волчицы пик наступает в первые 2–6 недель и до конца 8 недели. Макака-резус принимает детенышей на пике в первые 2–3 недели и до конца третьего месяца. У человека пик с полугода и до конца года — именно в это время формируется базовая привязанность.

Возникает расцвет тренда на незрелорожденность. Детеныши рождаются беспомощными (котята, щенки, человеческие младенцы). Происходит «дозревание» большинства систем в контакте с внешней средой. Это позволяет организму максимально точно «настроиться» под конкретные условия.

У зрелорожденных взрывное развитие локомоторных действий (перемещение в пространстве). Вся энергия эволюции была брошена на то, чтобы новорожденный мог немедленно следовать за матерью и спасаться от хищников. Манипуляционная активность (взаимодействие с предметами) у копытных вторична. Их «руки» — это их ноги, и главная задача — бежать.

Жеребенок не учится бегать, он уже «умеет» это делать; ему нужно лишь научиться не врезаться в деревья и вовремя останавливаться. Буквально через пару минут он делает первые шаги. Еще через 2 часа уже бегает. Верблюжонок уже через 15 минут после рождения делает первые попытки подняться на ноги, а еще через 1.5 часа может свободно стоять. Им обоим без разницы какая «погода за окном». Леса, поля, горы, пески — не важно, они не подстроятся (при смене рельефа) так быстро, как незрелорожденные.

Детёныши тюленей рождаются очень крупными — до половины тела матери (по длине). Уже через 30 минут после рождения тюлененок в состоянии ползать как взрослый тюлень. При удалении матери, он немедленно двигается вслед за ней. Периодически она приглашает дитя идти за ней, уткнувшись мордой в него или обрызгав водой передними ластами.

У незрелорожденных все наоборот. Локомоторные действия вторичны. Сначала развиваются движения, связанные с питанием (сосательные, жевательные и т.д.). Затем, по мере созревания нервной системы, появляются первые локомоторные акты — от неуклюжего ползания до ходьбы. Потом расцветает манипуляционная активность. Эти процессы у разных видов могут параллелиться. Котенок учится ходить и одновременно виртуозно играть с мышкой, используя лапы как сложнейшие инструменты. У приматов эта фаза манипуляции становится доминирующей и определяет их дальнейшее развитие.

У высших млекопитающих детство становится долгим, сложным и невероятно важным. И ключевое слово здесь — привязанность. Для приматов (и нас с вами) в основе любви лежит не потребность в еде, а потребность в «контактном комфорте»: тепле, нежности, ощущении безопасности. Человеческий младенец успокаивается на руках у мамы, даже если он голоден. Ему жизненно необходимо это тепло и объятие.

Приматы. Постнатальный период превращается в настоящий «университет». Детство длится годами, и всё это время идет интенсивное обучение. Детеныш обезьяны учится не только по врожденным инструкциям, но и просто наблюдая за матерью и сородичами. Он смотрит, какие листья можно есть, а какие ядовиты; как раскалывать орехи камнем; как строить сложные отношения в стае.

Человеческий ребенок — самое обучаемое существо на планете. Наш постнатальный период — один из самых длинных. Наши врожденные рефлексы (хватательный, сосательный) — это лишь стартовый набор для выживания в первые месяцы. Всё остальное (речь, ходьба, использование инструментов, социальные нормы) мы приобретаем в процессе воспитания и обучения. Наше детство — это время, когда мозг «прошивается» культурой, в которой мы родились.

Давайте сведем все воедино. Эволюция развития после рождения — это история постепенного «освобождения» от диктатуры генов и переход к гибкому партнерству с окружающим миром. Связь между типами поведения: инстинкт → облигатное научение → факультативное научение — не три разных пути, а три слоя одного «пирога»:

— Инстинкт дает базу: «Ешь!», «Размножайся!», «Следуй за мамой!».

— Облигатное научение конкретизирует эту базу: «Ешь вот эти ягоды!», «Размножайся с представителями своего вида!», «Следуй вот за этой гусыней!».

— Факультативное научение уточняет: «А вот эти ягоды лучше есть, когда они покраснели, и доставать их с ветки лучше вот таким хитрым движением!».

Какие тренды можно выделить?

От реального к виртуальному. Эволюция начинала со ставки на врожденные программы. Но чем сложнее становился мир, тем выгоднее было иметь не жесткий набор инструкций, а способность быстро учиться и адаптироваться. Детство стало временем «скачивания» актуальной информации из «облака» — то есть от родителей и социума. Если развитие эмбриона червя — это закрытая программа, то развитие мозга примата — это «открытый API», который позволяет подключать бесчисленное количество внешних «модулей» (навыков, знаний, культурных традиций).

Усиливается облигатное обучение и развивается факультативное. Облигатное обучение «включается» инстинктивными механизмами в строго определенные, чувствительные периоды жизни. Оно критично для выживания вида. Его можно разбить на 3 этапа:

— Пренатальное, эмбриональное обучение. Как мы уже знаем, это «нулевой уровень», создающий базовые настройки еще до рождения.

— Запечатление: половое и следования. Инстинкт говорит гусенку «следуй», а импринтинг «записывает» в этот инстинкт образ конкретного объекта. Инстинкт может быть запущен только при наличии ключевого стимула извне в строго определенное время.

— Подражание. Это более сложная форма, стоящая на границе между облигатным и факультативным научением. Способность к подражанию врожденная, но его содержание часто определяется средой. Птенцу необходимо слышать песню отца, чтобы выучить ее (облигатный компонент), но он будет копировать именно ту уникальную песню, которую слышит (факультативый компонент). У приматов подражание становится главным инструментом передачи культурных навыков (как мытье батата у японских макак).

Факультативное научение — на основе индивидуального опыта (пробы и ошибки, наблюдение), которое позволяет животному адаптироваться к уникальным ситуациям. Эта система работает как единое целое. Инстинкт запускает поведение, облигатное научение его направляет и конкретизирует, а факультативное — оттачивает и совершенствует.

Котенок инстинктивно реагирует на движущийся объект и пытается его схватить. Это его «заводская прошивка» (инстинкт). Он наблюдает за матерью-кошкой. Он видит, как она подкрадывается, как делает финальный бросок. Он не просто играет, а копирует программу охоты. Это его «обязательная школьная программа» (облигатное научение). В процессе собственной охоты он сталкивается с тем, что мыши прячутся под диваном. Мать ему этого не показывала. Путем проб и ошибок он вырабатывает собственную тактику: поджидать мышь у определенной ножки дивана. Это его личное «изобретение» (факультативное научение).

Удлинение детства. Чем выше животное на эволюционной лестнице, тем дольше длится его детство. У мухи его практически нет. У крысы — несколько недель. У обезьяны — несколько лет. У человека — почти два десятилетия. Этот тренд напрямую связан с предыдущими: чтобы успешно учиться, нужно много времени на созревание.

От простого к сложному. Усложнение идет лавинообразно. Развивается целостное восприятие. Новорожденный щенок сначала реагирует на тепло и запах матери. Через несколько недель он начинает узнавать ее визуально, отличать от других собак. Его мозг учится синтезировать информацию от разных органов чувств в единый «образ мира».

Коммуникация. Усиливается обратная связь внутри «семьи».

— Родитель ↔ Детеныш. Врожденный крик детеныша («мне плохо») — это инстинктивный сигнал. Но со временем он модулируется. Мать-обезьяна по оттенкам крика своего младенца уже может понять, голоден он, замерз или просто требует внимания.

— Детеныш ↔ Детеныш. В помете или выводке общение — это не просто конкуренция, но и кооперация. Щенки, сбиваясь в кучу, используют тактильную коммуникацию для терморегуляции. Их первые «потасовки» — это не агрессия, а калибровка социальных сигналов: они учатся силе укуса, языку тела, устанавливают первые иерархические связи.

Постнатальный период — это не просто засечки на дверном проёме. Это сложнейший процесс, в котором генетическая программа развития разворачивается в диалоге с окружающей средой. Эволюция, пройдя долгий путь от создания «готовых солдат» к «вечным студентам», сделала ставку на пластичность. Она поняла, что в сложном и непредсказуемом мире побеждает не тот, кто все знает с рождения, а тот, кто способен учиться всю жизнь.

Игровой период

Давайте наденем акваланги и болотные сапоги и отправимся в мир, где детство — это не уютная колыбель, а суровая школа выживания, которую проходим в полном одиночестве.

Мы поговорим о ювенальном, игровом периоде рыб, моллюсков, амфибий и рептилий. На первый взгляд кажется, что здесь и говорить-то не о чем. Какое «детство»? Родился — и крутись как можешь. Но если присмотреться повнимательнее, то мы увидим не инстинктивных автоматов, а «скрытых гениев», чьи способности к адаптации и обучению могут посрамить многих «теплокровных умников». И мы зададимся главным вопросом: есть ли в этом холодном, прагматичном мире место для… игры?

У головоногих моллюсков (осьминогов, каракатиц, кальмаров) мы видим нечто поразительное. Это аристократы, «приматы» мира беспозвоночных. Молодые осьминоги обожают манипулировать предметами. Они будут часами возиться с пустой ракушкой, перетаскивать ее с места на место, засовывать в нее щупальца, подбрасывать струей воды. Они не пытаются ее съесть или построить из нее дом. Зачем они это делают? Многие считают это игрой. Осьминог исследует мир, удовлетворяя любопытство.

В аквариумах осьминогам давали разные игрушки. Одной из любимых забав стала такая: осьминог брал пластиковую бутылку, подплывал к струе фильтра и отпускал ее. Бутылку отбрасывало в другой конец аквариума. Осьминог плыл за ней, приносил обратно и «запускал» снова. И так десятки раз! Это не охота, не защита, не строительство. Это игроподобное развлечение, оттачивающее его моторику.

У рыб игривое поведение — редкость, но оно есть! Особенно у цихлид — очень умных и социально сложных рыб. Молодые цихлиды часто хватают ртом песчинки или маленькие веточки, носят их, бросают и ловят снова. Они могут подолгу «бодаться» с термометром в аквариуме. Это поведение не приносит им никакой очевидной пользы, кроме одной — оно помогает им оттачивать координацию и исследовать окружающую среду. Это и есть игра в ее простейшей, но самой важной форме.

Молодые комодские вараны, содержащиеся в зоопарках, часто «играют» с предметами: таскают ведра, гоняют мячи. Молодая самка нильского крокодила в неволе подолгу «каталась» на струях воды, как дети в аквапарке. А молодые черепахи могут часами толкать носом мячик для пинг-понга. Возможно, мы просто были недостаточно внимательны и не хотели видеть игру там, где, по нашему мнению, ее быть не должно.

У птиц и млекопитающих разнообразие игр в бессчетном количестве.

Что развивает игра? До сих пор была «азбука» выживания. Но вот «школа» закончилась, пора в «университет». Игра — это не пустое развлечение. Это тренажерный зал, социальная сеть и научная лаборатория в одном флаконе. Именно здесь, в кувырках, догонялках и забавных потасовках, эволюция оттачивает свои самые сложные и совершенные творения. Давайте заглянем в «учебный план» университета и посмотрим, какие «факультеты» в нем есть.

1. Факультет Физической Культуры. Здесь детёныши учатся владеть своим телом как совершенным инструментом. Игра — это бесконечная тренировка. Животное — это летчик-испытатель, проводящий тысячи часов на авиатренажере (играет), прежде чем сесть за штурвал настоящего истребителя (стать взрослым).

Посмотрите на двух котят, носящихся по комнате. Это не просто беготня. Это отработка сложнейших охотничьих приемов: бесшумное подкрадывание, молниеносный бросок, точный укус, уворот от «ответной атаки». Классические эксперименты показали, что котята, лишенные возможности играть в детстве, вырастают в неуклюжих и крайне неэффективных охотников. Они не могут правильно рассчитать прыжок и силу укуса. Игра для них — это «симулятор охоты» с бесконечным количеством жизней.

2. Факультет Социальных Наук. Для стайных животных умение драться и дружить одинаково важны. Именно в игре детеныши осваивают сложнейший «социальный кодекс».

Волчата или щенки обожают бороться. Но это не настоящая драка. У них есть специальные сигналы, которые кричат: «Всё, что сейчас произойдет, — понарошку!». Самый известный — это «игровой поклон», когда щенок припадает на передние лапы, но оставляет задранным хвост. В этой борьбе они учатся главному: дозированию агрессии. Они кусают друг друга, но не больно. Это называется «торможение укуса». Если один щенок укусит другого слишком сильно, тот взвизгнет и выйдет из игры. Обидчик быстро понимает: «Хочешь, чтобы с тобой играли, — контролируй себя».

Примерно также ведут себя человеческие дети на школьной перемене! Они тоже борются, падают, смеются, учатся понимать, где проходит грань между веселой игрой и настоящей обидой. Они осваивают язык тела, учатся доверять и договариваться.

3. Факультет Инженерного Дела. Игра — это главный двигатель любопытства и интеллекта. Это работа ученого в лаборатории. Он берет неизвестный объект и начинает его всесторонне изучать: «А что будет, если его нагреть? А если ударить? А если смешать с чем-то другим?».

Молодой ворон находит на земле шишку. Что он с ней делает? Он ее подбрасывает, катает, прячет, пытается расклевать. Он не ест ее. Он ее исследует. Он изучает ее свойства: форму, вес, текстуру. Это объектная игра. У приматов она выходит на новый уровень. Шимпанзе-подросток может часами сидеть с палочкой, пытаясь достать мед из дупла. Он не просто решает конкретную задачу, он экспериментирует, исследует.

4. Факультет Философии. Игра — это также место, где рождается символическое мышление. Это способность видеть в одном предмете — другой. Котенок, который дерет клубок ниток, играет с ним не как с клубком. Он играет с ним, КАК БУДТО это мышь. Клубок становится символом мыши. Молодая обезьянка, которая баюкает палку, КАК БУДТО это младенец, совершает величайший интеллектуальный скачок. Она отделяет действие (баюкать) от конкретного объекта (младенец) и переносит его на символ (палка).

Это возможная предпосылка наших человеческих способностей! Детская игра «в дочки-матери», «в магазин», «в космонавтов» — это мощнейшая тренировка абстрактного мышления. Ребенок учится создавать в своей голове воображаемые миры, следовать правилам, смотреть на ситуацию с чужой точки зрения. Без способности играть «понарошку» у нас возможно не появилось бы ни математики, ни искусства, ни науки.

Для чего нужна игра? Это тренировка перед взрослой жизнью. В игре происходит завершение созревания животного. Накапливается индивидуальный опыт, причем в ряде случаев «впрок», «на всякий случай». «Избыточный» опыт может пригодиться позже, в экстренных случаях. Игра — развивающая деятельность. Что же она развила?

1. Освобождение рук. В игре расширяются и усиливаются функции рта и передних конечностей. Изначально передние конечности были только «передними ногами», опорой для передвижения. Но постепенно, шаг за шагом, они превращались из простых «подпорок» в универсальный «швейцарский нож».

У копытных (лошадей, антилоп) передние конечности превратились в совершенные механизмы для бега. Вся их анатомия подчинена одной цели: максимальная эффективность и амортизация при движении. Они почти полностью «потеряли» способность к манипуляции. Их ротовой аппарат (челюсти, губы, язык) — это главный и практически единственный инструмент для взаимодействия с пищей.

У медведя, енота или кошки лапы все еще выполняют опорную функцию, но при этом они уже являются мощными инструментами для манипуляции. Мир лисенка начинается со рта: один из немногих доступный ему навыков — сосание. Но вот он прозревает, и учится новым операциям: лакать, облизывать, кусать, удерживать добычу. Передние конечности из простых опор превращаются в активных помощников. Лисенок начинает лапами отталкивать братьев и сестер от соска, придерживать пищу. Это важный момент — ротовой аппарат и передние конечности работают синхронно, усиливая друг друга.

У барсуков и енотов взаимодействие рта и передних лап достигает высокого уровня: они роют сложные норы, переносят грунт, сгребают подстилочный материал, моют пищу, вскрывают раковины. Их лапа — это уже не просто опора, а многозадачный инструмент.

У приматов сильнее освобождаются руки — почти полностью перестают быть опорой и становятся органами тонкой манипуляции. Задачи, которые раньше решал мощный челюстной аппарат, передаются рукам. Взял камень, расколол им орех, выковырял содержимое пальцами и съел. Этапы расколоть и выковырять были переданы рукам, а пережевать содержимое осталось за челюстями.

Шимпанзе, который сначала камнем раскалывает орех, а затем пальцами аккуратно извлекает ядрышко и отправляет его в рот, демонстрирует нам эту новую, невероятно эффективную схему. Руки выполняют первичную, «инженерную» работу, а рот — завершающую.

Мозг и рука — великий дуэт. Освобожденная рука становится «внешним мозгом». Она постоянно «ощупывает» мир, исследует его, манипулирует им. Большие потоки информации развивают мозг. Возникла обратная связь — «диалог», усиливающий связь между ними. Руки взяли на себя подготовительную и манипуляционную работу, освободив рот для его основной задачи — жевания и глотания. Это скорее похоже на то, как шеф-повар нанимает су-шефа, который чистит и нарезает овощи, пока шеф занимается уже финальной, самой ответственной частью — готовкой. Развивая руки, наши предки развивали и интеллект.

2. Культурный умвельт. Путем игры котенок научается узнавать, «что такое» мышь. Во время игр с братьями и сестрами котята устраивают «погружения» и схватки, где один котенок имитирует движения мыши, а другой пытается поймать его. Здесь молодой охотник учится, что добыча может сопротивляться, быстро уворачиваться и даже «отбиваться» при попытке захвата. В каком–то смысле котёнок пробует БЫТЬ мышью, познает мышиное содержание, внутренний мир. Второй котенок учиться ВЗАИМОДЕЙСТВОВАТЬ с мышью, познает ее форму, внешний мир: цвет, размер, тактильные ощущения. Насколько быстрая мышь? Как долго сопротивляется? Как сильно может укусить? Нет мышей, есть лишь их образ. Отсутствие мыши не является помехой, мозг всё равно учится: котенок понимает, с какой силой нужно кусать, как быстро бежать, как предугадывать траекторию движения «жертвы».

3. Обогащение опыта. Усиливаются отношения с матерью и собратьями. Это изменяет и обогащает его информацией об окружающей среде. С выходом из гнезда/норы детёныш получает доступ к земле, листьям, деревьям, жучкам и паучкам. Новые связи усиливают поток информации — развивается мозг.

Что произойдет, если игры не будет? Ну просто взять и не давать ребенку играть, что произойдёт? Он начнет деградировать. Ослабевает координация движений, теряется чувствительность к прикосновениям, нарушается социализация. Без игры невозможно развитие нормального общения и коллективного поведения в целом.

Щенки койота, выращенные без игрового общения, повышено агрессивны. Самцы норок научаются спариванию благодаря сексуальным играм. Молодые обезьяны учатся общаться друг с другом в «игровых группах». Сексуальные игры шимпанзе являются важным условием способности к спариванию во взрослой жизни. Если детеныша обезьяны лишить возможность играть с предметами, не ограничивая движения рук, то впоследствии нарушается координация движений. Она резко отстает от сверстников по способности хватать, щупать, ощущать, просить еду, обыскивать. Ее движения становятся неуклюжи.

Функцию партнера по игре успешно может осуществлять другое животное или даже человек. Детеныши обезьян, медвежат или волчат, играющих с людьми, не имели каких-либо отклонений. «Чужие» (люди или животные других видов) заменяют «своих».

Дарите детям игрушки, собачек и кошечек.

Тренды

Если посмотреть на ювенальный период с высоты птичьего полета, мы увидим несколько грандиозных эволюционных трендов.

1. От простоты к сложности. Нельзя построить небоскреб на песке. Любая сложность должна опираться на простую и надежную основу.

Вспомните, с чего все начинается. С одной клетки. Она делится, затем впячивается, формируя «двухслойный мешочек» с будущим ртом и кишечником. Эти первые шаги — самые консервативные, самые неизменные во всей эволюции. Почему? Потому что это фундамент. Если на этом этапе что-то пойдет не так, все последующее строительство просто не будет иметь смысла.

Этот принцип мы видим повсюду. Человеческий младенец не может научиться ходить, пока не научится держать голову. Он не сможет писать, пока не научится координировать простые хватательные движения. Каждое новое, сложное движение надстраивается над простым и хорошо освоенным предыдущим.

Ребенок не может понять абстрактную идею «справедливости», пока не освоит на практике через тысячи взаимодействий базовые понятия «мое», «твое», «мы поменялись». Его сложное мышление вырастает из простого сенсорного опыта: «это твердое», «это горячее», «это сладкое».

В наш век раннего развития мы часто пытаемся «перепрыгнуть» через этапы. Мы хотим, чтобы ребенок в три года читал, в пять программировал, а в 13 уже получал диплом МГУ. Но мудрость эволюции напоминает: не торопитесь строить крышу, пока не залит фундамент. Дайте ребенку вдоволь наползаться, наощупываться, напробоваться мира на вкус. Именно в этих простых, «скучных» действиях закладывается та нейронная основа, на которой потом вырастет и абстрактное мышление, и сложные навыки.

2. Усложнение Игры. Игра эволюционирует вместе с ее носителями. У птиц игра часто сводится к отработке полета, погоне, имитации атаки и манипуляциям с предметами. Молодые орлы выполняют сложные полётные акробатические движения — резкие повороты и пикирования, оттачивая координацию и манёвренность в движении. Игра с родниками (братьями и сестрами) включает в себя воздушные погружения, преследование и даже имитацию схваток. Молодые орлы могут обращаться с ветками, камнями или другими найденными предметами, словно «играя» с потенциальной добычей.

У млекопитающих расцветает социальная игра-борьба и охотничьи игры. У куньих преобладают охотничьи игры, где преследователь и преследуемый часто меняются ролями. Медвежата толкают и кусают друг друга, обхватившись передними лапами, или наносят удары. Они бегают и плавают наперегонки, играют в прятки. Львята учатся подкрадываться, нападать, преследовать и бороться друг с другом, меняясь ролями.

В одном эксперименте как-то раз три хорька случайно уронили консервную банку в таз умывальника. Им так понравился шум, что начали неоднократно ее поднимать и сбрасывать обратно. Когда ученые отобрали консервы и дали резиновый мячик, они было «поникли», но быстро нашли фаянсовую затычку и возобновили все ту же шумовую игру.

Дикие поросята играли с монетой: нюхали, придавливали пятачком, подталкивали, хватали зубами и подбрасывали вверх, резко вскидывая голову. В игре участвовали несколько поросят, старающиеся овладеть монетой и самим поиграть с ней.

У приматов игра становится невероятно сложной: появляются элементы кооперации, обмана, сложные манипуляции с предметами и ролевые игры. Они практически не двигаются сами, редко меняя свое положение, но подолгу и сосредоточенно манипулирует с предметом (орех, ветка, корм и тд). Приматы не просто играют, они исследуют внутреннее строение предметов (к примеру, орех).

У человека игра достигает вершины: мы создаем игры с правилами (футбол, шахматы), воображаемыми мирами (компьютерные, словесные), требующие высочайшего уровня абстракции. Что тут говорить: создаются МетаВселенные, виртуальная реальность, альтернативная жизнь.

3. Усложнение коммуникации. Ювенальный период — это не просто время роста, а критическое «окно возможностей» для социального обучения. В этот момент мозг обладает максимальной нейропластичностью: он подобен губке, жадно впитывающей информацию из окружающего мира, что позволяет ему «скачивать» культурный опыт поколений.

В знаменитой популяции японских макак молодая гениальная самка Имо научилась не только мыть батат, но и отделять зерна пшеницы от песка, бросая смесь в воду (песок тонул, а зерна всплывали). Эту сложнейшую технологию у нее переняли другие молодые обезьяны, а от них — их детеныши. Так рождается культурная традиция.

Этот феномен не уникален для макак. Дельфины передают друг другу техники охоты с использованием морских губок (для защиты чувствительного рыла и носа дельфина при поиске пищи на морском дне). Каждый дельфин может обладать уникальным свистом, который его идентифицирует. Они используют щелчки для навигации, охоты и коммуникации в условиях различной видимости. Возможно, дельфины могут комбинировать различные типы звуков.

Но только у человека есть полноценный язык с развитой грамматикой, семантикой и синтаксисом.

В коммуникации участвует работа зеркальных нейронов — клеток мозга, активирующихся как при выполнении действия, так и при наблюдении за действием другого. Ювенальный период — это «окно», когда мозг максимально открыт для копирования и обучения у старших.

4. Усложнение зрелости. Игра — это «безопасная зона» для репетиции взрослой жизни. В игре детеныш может «охотиться» на своего брата, не рискуя получить сдачи от настоящего кабана. Он может «сражаться» за лидерство с ровесником, не рискуя быть изгнанным из стаи взрослым вожаком. Игра позволяет плавно перейти от полной родительской опеки к самостоятельной жизни, вооружившись всеми необходимыми навыками. Чем дольше период незрелости у детеныша, тем обычно дольше игровой период. Незрелорождённые более зависимы от матери, но зато в этот период могут взять лучшие стратегии не только у нее, но и у всего стада: отработать навыки с родниками, выдохнуть, перекреститься, открыть дверь и войти во взрослую жизнь.

Этот принцип согласуется с современной психологией развития и теорией привязанности. Родительская любовь, забота, предсказуемость и надежность — это не «баловство», которое делает ребенка изнеженным. Это та самая «мягкая мама», та самая «безопасная гавань», от которой ребенок, как кораблик, отплывает, чтобы исследовать мир, и куда он всегда может вернуться во время «шторма». Надежная привязанность в детстве — это не тяжелая цепь, а стартовая площадка для будущей автономии, уверенности в себе и смелости.

В хаосе детской игры разворачивается история эволюции поведения. Каждый новый «слой» не отменяет предыдущий, а надстраивается над ним, делая поведение все более сложным, гибким и, в конечном счете, разумным. Игра — это не просто подготовка к жизни. Это и есть жизнь. Доверяйте мудрости жизни, которая оттачивалась миллиарды лет. Любите, защищайте, создавайте прочный фундамент и безопасную гавань, открывайте окна возможностей… а потом просто отойдите в сторону и не мешайте ребенку играть. Эволюция сама знает, что делать.

Литература

— Де Вааль Ф. Биполярная обезьяна: эмоции и эмпатия у животных и людей. — М.: Альпина нон-фикшн, 2020. — 352 с.

— Де Вааль Ф. Достаточно ли мы умны, чтобы судить об уме животных? — М.: Альпина нон-фикшн, 2017. — 384 с.

— Де Вааль Ф. Истоки морали. В поисках человеческого у приматов. — М.: Альпина нон-фикшн, 2014. — 384 с.

— Де Вааль Ф. Политика у шимпанзе. Власть и секс у приматов. — М.: Издательский дом Высшей школы экономики, 2016. — 320 с.

— Докинз Р. Эгоистичный ген. — М.: Corpus (АСТ), 2014. — 592 с.

— З. И. Резникова. Интеллект и язык животных и человека. Основы когнитивной этологии. — М.: Академкнига, 2005. — 316 с.

— Марков А. В. Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий / Александр Марков, Елена Наймарк; — Москва: АСТ: CORPUS, 2014. — 656 с.

— Марков А. В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы / А. В. Марков — «Corpus (АСТ)», 2015 — (Династия (Corpus))

— Сапольски Р. Почему у зебр не бывает инфаркта. Психология стресса. — СПб.: Питер, 2020. — 480 с., ил. — (Серия «Сам себе психолог»).

— Тинберген Н. Социальное поведение животных. — М.: Мир, 1993. — 152 с.

— Фабри К. Э. Основы зоопсихологии: Учебник для студентов высших учебных заведений. — М.: Российское психологическое общество, 2001. — 464 с.

Глава 3. Общая теория эволюции

Мы уже прошли огромный и увлекательный путь, путешествуя по разным эпохам и заглядывая в самые потаенные уголки древа жизни. Теперь пришло время сделать шаг назад от витрин и заглянуть в саму «мастерскую» Природы. В этой главе поговорим не столько о том, что эволюция создала, сколько о том, как она это делала. Мы попытаемся понять ее логику, «правила игры», фундаментальные принципы. Мы зададимся самыми главными вопросами: есть ли у эволюции цель? Действует ли она хаотично или по строгим законам?

Чтобы разобраться в этом, мы совершим путешествие по трем большим «залам» этой мастерской, каждый из которых откроет нам тайны эволюции с новой, неожиданной стороны. Сначала мы заглянем в «зал великих идей», где познакомимся с гениальными, но совершенно разными теориями о том, как работает жизнь. Затем мы спустимся в «инженерный отдел», чтобы понять, что любое творение природы — это результат сложнейших компромиссов. И в завершение мы поднимемся на «смотровую площадку», откуда увидим всю грандиозную картину в единой, величественной метафоре.

Основные направления эволюционной мысли

Представьте себе огромную киностудию. На воротах золотыми буквами написано: «Фильм: жизнь». Продолжительность около 4 миллиарда лет. Вокруг гигантские декорации: вулканы, океаны, динозавры, мамонты, человечьи города. В роли актёров — все живые существа, от бактерий до людей. Но есть проблема: у студии четыре режиссёра, и у каждого — своё видение того, как снимать эту бесконечную картину.

Режиссёр №1. Жан–Батист Ламарк. Ламарк поправляет шарф, смотрит на актёров и говорит:

— «Главное — труд! Вот жираф тянется к листьям, вытягивает шею, и со временем у него рождаются дети с более длинными шеями. Актёры сами тренируются, и их усилия переходят в наследство. У них есть внутренняя тяга, желание совершенствоваться».

Режиссёр №2. Чарльз Дарвин. Дарвин поднимает руку и строго возражает:

— «Да, господа. Тренировка необходима. Но этого недостаточно! Актёры выходят на площадку случайно: с длинными шеями и короткими, одни с широкими костюмами, другие с узкими, со счастливыми улыбками и без. Они „случайно“ меняют свой внешний вид, подстраиваются по ходу спектакля под аплодисменты зала. И только зритель, то есть природа, решает, кого оставить в кадре. И только те актёры, кто лучше приспособились под зрителя, продолжают играть роль».

Режиссёр №3. Жоффруа Сент–Илер. Жоффруа поправляет очки, раскладывает чертежи:

— «Не забывайте: у всех актёров один общий план строения. Что рука человека, что крыло летучей мыши, что плавник дельфина — всё это вариации одного и того же замысла. Мой фильм — про гармонию и симметрию».

Режиссёр №4. Лев Семёнович Берг. Берг достаёт партитуру и кладёт на стол:

— «А я утверждаю: в фильме нет хаоса. Музыка подбирается не случайно и не произвольно. Она подчиняется законам — семи нотам, ритму, развитию сюжета. Так и эволюция: она идёт по внутренним правилам и закономерностям».

Четыре режиссёра спорят до хрипоты:

— Ламарк — за труд и тренировку,

— Дарвин — за случайность и отбор,

— Жоффруа — за гармонию и общий план,

— Берг — за внутренние законы.

А мы, зрители, сидим в кинозале и наблюдаем, как из этого спора постепенно рождается понимание того, как действительно работает эволюция.

Ламаркизм. Жан-Батист Ламарк жил на рубеже XVIII–XIX веков, и именно он впервые всерьёз сказал: «Природа меняется. Виды не вечны». Для его времени это звучало революционно! Но как же, по мнению Ламарка, идёт этот процесс? Он представлял эволюцию как огромный фитнес-зал, где все живые существа неустанно тренируются.

Ламарк смотрел на жирафов и говорил:

— Вот они тянутся к листьям высоких акаций, вытягивают шею, и с каждым поколением эта шея становится длиннее. Упражнения → результат → наследство. То есть если папа жираф вытянул шею, то и у его деток она будет чуть длиннее.

Ламарк любил примеры из ремёсел:

— Если кузнец накачал себе огромные руки, то его сын родится с более крепкими руками.

Сегодня мы понимаем, что Ламарк ошибался в простом варианте: мышцы не наследуются напрямую. Но… сюрприз: частично он был прав! На данный момент известны некоторые механизмы наследования «напрямую».

Горизонтальный обмен генами — приобретённые извне гены становятся своими внутренними. Вот ползет бактерия по своим делам. Хопа! Кусок ДНК бесхозный валяется. Хвать его к себе. Ключами да гайками побрынчав, привинтила его к своему геному, и довольная поползла дальше. Так, к примеру, муха отбирает кусочки ДНК бактерии вольбахия к себе.

Некоторые бактерии «нарезают» геном атакующего вируса, встраивают в свой, а когда вирус повторно атакует — даёт люлей. Она уже знает как с ним бороться. То есть опыт «встречи с вирусом» прямо записывается в геном и становится наследуемым.

У японцев встречается ген, позволяющий усваивать морскую водоросль. Всё благодаря горизонтальному переносу от бактерий, живущих на съедаемых водорослях. Когда японцы ели сырые морские водоросли, бактерии из водорослей попадали в кишечник. Там они «поделились» своими генами с местными. В результате кишечные бактерии японцев научились расщеплять морскую клетчатку и закрепили этот навык.

Симбиоз — чужие организмы становятся частью наследственности. У тлей есть бактерия Buchnera, которая обеспечивает их незаменимыми аминокислотами. Симбиоз настолько стабилен, что бактерия передаётся через яйца от матери к потомству. То есть… наследуется!

Эпигенетическое наследование — среда оставляет метки, которые переходят потомкам.

Ученые обучали мышей-самцов бояться запаха вишни, ударяя их током при его появлении. Затем они брали у этих напуганных самцов сперму и искусственно оплодотворяли ею самок. Их дети, которые никогда не видели отца и не нюхали этот запах, рождались с врожденной, повышенной чувствительностью и страхом именно перед запахом вишни! Они унаследовали не сам страх, а эпигенетическую «настройку», которая передалась через половые клетки. Это доказывает, что опыт родителей все-таки может влиять на врожденные качества детей.

В другом исследовании ученые изучали устойчивость растений к засухе. Растения подвергались стрессу (например, недостатку воды). При последующих поколениях наблюдалась повышенная устойчивость к засухе. Если растения росли в условиях нехватки воды, они могут передать своим семенам информацию о том, как лучше выживать в таких условиях, даже если семена не испытывали стресса.

Родительские эффекты — опыт родителей влияет на старт детей. Не только гены, но и условия, которые родители создают для потомков, могут наследоваться. Это вещества в утробе, стиль заботы и даже социальное поведение.

К примеру, у птиц размер и состав яиц зависят от питания матери, что напрямую влияет на жизнеспособность птенцов. У крыс, если мать часто вылизывает детёнышей, формируется более устойчивая к стрессу нервная система. Недоедание у беременных женщин (например, во время «Голодной зимы» в Голландии 1944–45 гг.) сказалось на здоровье детей и даже внуков — чаще встречались диабет и сердечно-сосудистые заболевания. Потомки переживших голод людей иногда имели изменения в обмене веществ, как будто организм передал сигнал: «береги калории!»

Простейший пример родительского эффекта — самка, плохо питавшаяся в течение своей жизни, откладывает яйца с меньшим количеством питательных веществ, из которых развивается (даже при «хороших» генах) сравнительно чахлое потомство. Чем не наследование «приобретенного признака»?

Культурное наследование — опыт жизни прямо передаётся через обучение. У шимпанзе разные группы используют разные «традиции»: одни раскалывают орехи камнями, другие — палками. Эти традиции передаются от поколения к поколению. У китов и дельфинов передаются «диалекты» песен. У человека культурное наследование стало доминирующим механизмом: язык, технологии, знания. Оно способно распространяться быстрее, чем генетика, и иногда даже менять генетическую эволюцию.

7500 лет назад способность усваивать свежее молоко у взрослых в Европе практически отсутствовала, даже среди популяций, занимавшихся скотоводством. Люди одомашнили скот и начали использовать молоко в пищу (культурная инновация). В условиях голода или неурожая способность пить свежее молоко без побочных эффектов (диареи, обезвоживания) давала огромное преимущество в выживании и оставлении потомства.

Случайная мутация, которая до этого была нейтральной или даже редкой, внезапно стала чрезвычайно полезной. Носители выживали чаще и имели больше детей, передавая ген дальше. За несколько тысячелетий (что по эволюционным меркам — мгновение) частота этого гена резко возросла в популяциях с развитым молочным скотоводством.

Культурная практика «изменила» механизм естественного отбора. Не гены определили появление молочного скотоводства, а наоборот — практика скотоводства изменила генофонд человеческих популяций.

Культурное наследование — это «вторая линия эволюции», которая накладывается на биологическую и радикально ускоряет изменения.

То есть сама «прокачка мышц» не наследуется, но опыт среды действительно может влиять на потомков. Фильм Ламарка — это спортивная драма. Герои тянутся, стараются, закаляются, и их потомки продолжают с того места, где остановились родители. Ламарк сделал главный шаг — впервые объяснил, что виды меняются под воздействием среды. Его теория оказалась несовершенной, но без неё не было бы дальнейших открытий.

Дарвинизм. На съёмочной площадке выходит новый режиссёр — Чарльз Дарвин. Он смотрит на Ламарка и качает головой:

— «Да, господа, актёры могут прокачиваться сами. Но они выходят на сцену разными. У кого-то шея длиннее, у кого-то короче. У кого-то костюм лучше, у кого-то хуже. Но не они решают, кто останется в кадре. Решает зритель — природа. Кто нравится зрителю, тот продолжает играть. Остальные уходят за кулисы навсегда».

Представьте себе мастерскую, заваленную тысячами случайных обломков мрамора. Скульптор Чарльз Дарвин — слеп. Он не видит, что делает. Он просто берет случайный обломок и наугад лепит его к своей статуе. Чаще всего получается уродство, и статуя разваливается. Но время от времени мимо мастерской проходит суровый и беспристрастный арт-критик по имени Естественный Отбор. Он смотрит на статую и выносит вердикт. Если случайный обломок сделал статую устойчивее или красивее, критик говорит: «Одобряю! Делай еще таких». И Дарвин делает еще копий этой удачной версии. Если же деталь неудачная и статуя шатается, критик безжалостно сметает ее в мусорную корзину.

Дарвин создает шедевр не силой своего гения, а через отсев миллионов неудач. Его двигатель — это дуэт случайной изменчивости и неслучайного отбора. Эволюция по Дарвину не имеет цели, она просто идет туда, куда ее толкает сиюминутная выгода. И это был поворотный момент в науке. Дарвин предложил простую, но мощную идею:

— В каждом поколении рождаются разные варианты (вариации).

— Жизнь проверяет их на прочность.

— Те, кто лучше приспособился к условиям, доживают и дают потомство.

В XIX веке в Англии фабрики покрыли деревья копотью. Светлых бабочек стало видно хищникам, а тёмные выживали лучше. Через пару десятилетий лес «потемнел» от тёмных бабочек. А когда воздух очистился — снова победили светлые. Это и есть отбор в действии: не усилия бабочек, а зритель-природа решает, кому аплодировать.

Учёный Ричард Ленски с 1988 года выращивает бактерий E. coli в пробирках. Сегодня это уже более 75 000 поколений — настоящий эволюционный сериал в реальном времени. И что выяснилось? В некоторых линиях бактерии научились питаться новыми веществами (например, цитратом). В других они ускорили рост или стали более устойчивыми. Каждое изменение возникало случайно, но оставались только те варианты, что оказались полезны.

Наш вид тоже прошёл через жёсткий кастинг. Например, в Африке выживали те, кто лучше переносил жару и умел бегать на длинные дистанции. В Европе закрепились мутации, позволявшие усваивать молоко взрослых коров. Это не тренировка, а отбор — случайные мутации + польза = закрепление.

Дарвин сделал фильм похожей не на фитнес-зал (как у Ламарка), а на реалити-шоу. В итоге остаются только те герои, которые лучше всего подходят к декорациям окружающего мира. Дарвин дал нам мощное объяснение: эволюция — это не усилие особи, а отбор природы.

Жоффруизм. На площадке появляется новый режиссёр — Этьен Жоффруа Сент-Илер. В руках у него не сценарий, а стопка чертежей, похожих на архитектурные планы. Он улыбается и говорит:

— «Господа, вы всё усложняете. Посмотрите: у всех позвоночных актёров — один и тот же план тела. Будь то рука человека, крыло летучей мыши или плавник дельфина — в основе лежит одна и та же схема. Я снимаю фильм о гармонии и симметрии природы».

Жоффруа Сент-Илер слабо интересовался мнением критика-отбора. Он был инженером, конструктором. Он пришел на конкурс с одним-единственным «типовым проектом» — единым планом строения. Жоффруа утверждал, что все статуи позвоночных — это лишь вариации на одну и ту же тему. В основе лежит общий «чертеж» (скелет). Он может взять этот чертеж и немного изменить пропорции: сделать кости пальцев безумно длинными — получится крыло летучей мыши. Укоротить и уплостить кости руки — выйдет ласт кита. Превратить чешую в перья — будет птица. Но он никогда не сможет приделать к статуе шестую конечность или вторую голову, потому что этого нет в базовом проекте. Его двигатель эволюции — это не отбор и не упражнение, а прямое влияние среды, которое, как талантливый аранжировщик, по-разному «исполняет» одну и ту же великую мелодию, заложенную в плане строения.

Жоффруа видел эволюцию не как хаос случайностей, а как воплощение общего архитектурного замысла. У каждого организма есть вариации, но фундамент — один. Это как если бы разные декорации строились на одной и той же сцене: сегодня тут дворец, завтра рынок, но каркас сцены остаётся неизменным.

У человека — рука с пятью пальцами. У летучей мыши — крыло, но пальцы вытянуты, как спицы. У кита — плавник, но кости расположены так же, как в нашей ладони. Эта повторяемость формы — классический аргумент в пользу жоффруизма.

У жука грудь и брюшко состоят из повторяющихся сегментов. У гусеницы тоже сегменты, только мягкие. У пчелы сегменты более специализированные. Разные герои — одна архитектурная сетка.

У растений лепестки, чашелистики и тычинки — это вариации одного и того же органа (листа), преобразованного по-разному.

Фильм Жоффруа напоминает артхаус: кадры симметричны, линии гармоничны, всё построено по архитектурным законам. Это кино о красоте и повторяющихся мотивах. Жоффруизм сделал акцент на том, что эволюция не только отбирает (Дарвин) и не только тренирует (Ламарк), но и строит по универсальному плану, который виден сквозь всё разнообразие живого.

Номогенез. На площадку выходит Лев Семёнович Берг. В руках у него не сценарий и не чертежи, а толстая тетрадь с нотами. Он усаживается за пианино и начинает тихо играть.

«Эволюция — это не хаос. Это музыка. Она может быть разной: быстрой, медленной, мажорной или минорной. Но всё равно подчиняется законам — семи нотам, ритму, гармонии. Так и живые организмы: они меняются, но в пределах внутренних правил. Нельзя сыграть то, чего нет в нотах.

Вы все возитесь с материей: сценариями, актерами, зрителями, костями, мышцами. А я работаю с перенасыщенным раствором, который кристаллизуется. Я не создаю форму снежинки, я просто понижаю температуру, а раствор сам, по своим внутренним законам, вырастает в предсказуемые, заранее определенные шестиугольные узоры».

Для Берга эволюция — это не случайный поиск и не стремление к совершенству. Это закономерное развертывание внутренних свойств, заложенных в самой живой материи. Эволюция идёт по внутренним закономерностям, а не по случайным мутациям и отбору.

В 1920 году была открыта таблица Вавилова для растений. Это аналог таблицы Менделеева, только в ячейках не химические элементы, а разновидности злаков. Это упорядоченная изменчивость. Более того, некоторые биологи утверждают о наличии скрытого закона, так как подобные ряды есть не только у растений, но и в строении кристаллов и органических молекул! Так, у различных насекомых нашли вполне «Вавиловские» ряды мутаций. Вполне возможно, что к таблице Менделеева (химия) и Вавилова (растения) в скором времени добавится и таблица пока неизвестного героя уже для животных.

Дельфин, кит и ихтиозавр — три разных «актёра» (млекопитающее, млекопитающее и рептилия), но все сыграли почти одинаковую роль — обтекаемое тело с плавниками. Почему? Законы гидродинамики! В воде выгодна именно такая форма, и природа снова и снова выбирает её.

Почему насекомые не могут вырасти до размеров лошади? Потому что их дыхательная система — система тонких трубочек (трахей), снабжающие кислородом клетки. Она работает только при маленьких размерах. Закон внутреннего строения накладывает предел.

Растения могут иметь миллионы форм листьев, но все они подчиняются законам развития: жилки расходятся по определённым схемам, симметрия сохраняется. Это не хаос, а закономерность роста.

Фильм Берга — это симфония. Камера движется плавно, сцены складываются в ритм, музыка усиливает сюжет. Герои не могут делать что угодно: у них есть сценарные и музыкальные рамки. Даже случайные события (буря, падение декорации) вплетаются в симфонию, подчиняясь общему закону.

Что лежит в основе Жоффруизма, Номогенеза и Ламаркизма? Ощущение направленности эволюции.

— Наличие мотивов. У эволюции есть «мотивы» — повторяющиеся направления развития. Например, разные группы независимо пришли к похожим решениям: крылья у насекомых, птиц и летучих мышей; обтекаемое тело у рыб, дельфинов и ихтиозавров. Эволюция не бродит по бесконечному пространству возможностей. Она идёт по тропинкам, которые диктует как физиология, так и экология.

— Параллелизация. Разные ветви жизни развиваются в одном и том же направлении. Например, параллельное развитие глаз у головоногих моллюсков и позвоночных, или появление теплокровности у млекопитающих и птиц. Параллелизация — свидетельство того, что эволюция предсказуема в общих чертах: если условия одинаковые, то и результат часто будет схожим.

— Адаптивный компромисс. Любое приспособление стоит цены. Природа постоянно ищет баланс: быстрый хищник → менее выносливый; умный мозг → дорогой по энергии. Эволюция идёт не к идеалу, а к балансу. Это не гонка к совершенству, а поиск «достаточно хорошего» решения.

— Увеличение сложности. Со временем появляются всё более сложные системы: клетка → многоклеточный организм → нервная система → мозг → культура. У эволюции есть тенденция: сложные формы могут использовать больше ресурсов и занимать перспективные ниши. Это создаёт «общее направление» роста сложности.

— Возникновений «идей». В эволюции повторно возникают одни и те же «идеи»: птицы, млекопитающие, кораллы. Словно в природе есть «репертуар» решений. Эволюция действует как «библиотека идей»: у неё ограниченный набор возможных решений, и они всплывают снова и снова.

— Мозаичное распределение признаков. Организмы часто комбинируют черты, которые по отдельности встречаются в разных линиях. Например, утконос — млекопитающее с чертами птицы и рептилий. Эволюция работает как конструктор LEGO: из ограниченного числа деталей она собирает разные модели, иногда неожиданные.

— Канализированность молекулярной эволюции. Даже на уровне генов изменения не хаотичны. Есть «каналы» допустимых мутаций: белки могут изменяться лишь так, чтобы сохранять функцию. Эволюция «канализирована» — как вода, которая может течь только по руслу реки. Возможностей бесконечно много, но реально используются лишь немногие пути.

Направленность эволюции показывает, что она не в полной мере хаотична. У неё есть:

— Ограничения (строение тела, экология, генетика).

— Повторяющиеся мотивы (параллелизация, «идеи»).

— Закономерные пути (канализированность, рост сложности).

— Баланс (неслучайность процессов, компромисс между выгодой и ценой): не лучшее, но «достаточно хорошее» решение.

Обычный географический ландшафт определяет русла рек — течение от истока к устью. Какие-либо изменения ландшафта (например, вызванные землетрясениями или оползнями) меняют картину рельефа местности и направления пути движения рек. Развитие животного от оплодотворения (исток) до зрелости (устье) идет по рельефу местности (окружение). Его формирует состав семьи, конфликты, взаимоотношения с одноклассниками, сокурсниками и коллегами и т. д.

Великий спор четырёх режиссёров. На площадке стоит декорация: зелёная саванна, жирафы щиплют листья. Вокруг — камеры, свет, суета. И вот четверо режиссёров сходятся лицом к лицу.

Ламарк (подпрыгивает и показывает вверх на жирафа):

— «Видите? Жираф тянет шею к листьям. Он старается, тренируется. Его дети унаследуют этот прогресс. Жизнь — это упорство и труд!»

Дарвин (строго поправляет бороду).

— «Мы ничего не знаем о причинах изменчивости. Да, тренировка имеет значение. Но этого недостаточно. Те жирафы, которые дотянутся до листьев, выживают и дают потомство. Остальные выбывают из шоу. Жизнь — это кастинг, и зритель-природа решает, кто играет дальше».

Жоффруа Сент–Илер (раскладывает на столе чертежи скелетов)

— «Господа, взгляните внимательнее! У всех этих жирафов, львов, даже у человека — одна и та же схема костей. Это не хаос, а архитектура. Жизнь — это общий план, по которому строятся разные герои».

Берг (садится за пианино и берёт аккорд)

— «И всё это подчинено законам. Музыка фильма не случайна. Гидродинамика делает дельфина похожим на кита, дыхание ограничивает размеры насекомых. Жизнь — это симфония, где импровизация возможна только в пределах нот».

Перебранка. Ламарк стучит кулаком по столу:

— «Без труда не вынешь и рыбку из пруда!»

Дарвин кивает на зрителей:

— «Да, тренироваться надо, но если зрителю не понравилось — вон из кадра!»

Жоффруа разводит руками:

— «А вы слепы к гармонии! Видите лишь усилия и отбор, но не красоту общего плана».

Берг тихо играет на рояле:

— «Все вы правы, но ни один не объясняет всего. Музыка объединяет ваши подходы: есть и тренировка, и отбор, и план, и закон».

Четыре режиссёра спорят и не могут договориться, кто прав. Но зритель видит, что правда не у одного, а в оркестре идей, где каждая добавляет свою ноту в симфонию эволюции.

Тренды. Когда спор четырёх режиссёров утихает, мы выходим из павильона и смотрим на весь фильм «Жизнь» сверху. Итак, четыре гения, четыре метода. Кто же победил в конкурсе? На протяжении ста лет казалось, что ответ очевиден.

Весь XX век прошел под знаменем Дарвина. Практически 100% университетских учебников были написаны с его позиций. Идеи Ламарка, Жоффруа и Берга были объявлены «ересью» и отправлены на свалку истории. Казалось, что слепой отбор — единственный и всемогущий творец.

Но в конце XX века ученые, вооруженные новыми инструментами, заглянули в «генетические чертежи» и ахнули. Оказалось, что отбор не всесилен! Он может выбирать только из того «меню», которое ему предлагают. А это меню строго ограничено внутренними правилами сборки организма.

Почему у всех насекомых шесть ног? Не потому, что семь ног — это неэффективно. А потому что их «типовой проект» просто не имеет инструкции «построй седьмую ногу». Это мощнейшее ограничение развития. Жоффруа и Берг были во многом правы: эволюцией правят не только внешние критики, но и внутренние законы.

Самое удивительное произошло с Ламарком. Его главная идея — наследование приобретенных признаков, казалась полностью разгромленной. Какая ерунда, чепуха — кричали все вокруг (пожалуй, кроме Дарвина). Но тут появилась эпигенетика и Ламарка частично реабилитировали.

Сегодня мы понимаем, что истина, как всегда, оказалась посередине. История не выявила одного победителя. Современная теория эволюции — это синтез всех четырех идей. Внутренние «чертежи» и «законы кристаллизации» (Жоффруа и Берг) определяют, какие формы в принципе возможны. Случайные мутации (Дарвин) создают разнообразные «обломки мрамора» в рамках этих возможностей. Опыт жизни иногда оставляет на «мраморе» передаваемые по наследству «насечки» или «шрамы» (призрак Ламарка). А внешний критик — естественный отбор (Дарвин), решает, какая из получившихся статуй достойна остаться в вечности. Так рождается скульптура жизни.

Компромисс

Представьте себе огромный рынок. Там шумно, колоритно, каждый кричит о своём товаре. Вот бабочка предлагает новые крылья — лёгкие, как лепестки. Вон ящерица рекламирует хвост, который можно откинуть, если схватил враг. Человек хвастается мозгом, но тихо признаётся, что он слишком дорогой в обслуживании.

Эта картина — не фантазия. Это и есть эволюция. Но в отличие от обычного рынка, здесь нет денег. Здесь действует правило: «любое улучшение надо чем-то оплачивать». Два выдающихся учёных помогли понять, как именно жизнь «оплачивает» свои инновации:

— Александр Расницын — предложил идею адаптивного компромисса: улучшение всегда сопровождается потерями.

— Александр Марков — ввёл понятие регуляторного компромисса: сложность требует всё больше ресурсов на управление.

Можно сказать, что у эволюции два бухгалтера. Один считает расходы в теле, «железе», другой — расходы на управление этим телом, в «программном обеспечении».

И вот именно эти два компромисса задают тон всей истории жизни. От бактерии до человека. И как любой разработчик, эволюция постоянно сталкивается с ограничениями и вынуждена идти на компромиссы. Каждый организм, от амебы до человека, — это результат бесконечных «сделок с совестью». И сегодня мы, как настоящие «гейм-дизайнеры», разберем два главных типа компромиссов, которые и создали наш мир. Это «компромисс железа» и «компромисс программного обеспечения».

Адаптивный компромисс. Представьте, вы создаете персонажа новой игры. У вас есть 100 очков навыков, которые нужно распределить. Вы можете вложить 80 очков в «силу» и 20 в «интеллект» — получится могучий, но туповатый варвар. Или 90 в «ловкость» и 10 в «здоровье» — выйдет смертоносный, но хрупкий ассасин. Но вы не можете создать персонажа, у которого все характеристики будут на максимуме. Вам придется выбирать. Более того, разные части тела должны соответствовать не только внешним требованиям, но и друг другу. Руки и ноги, тело и голова должны быть взаимно приспособлены, чтобы организм работал как единое целое.

Это и есть «компромисс железа». Это конфликт между разными задачами, которые должна выполнять одна и та же часть тела. Нельзя создать ногу, которая будет одновременно идеальной для бега, плавания, лазанья по деревьям и рытья нор. Придется чем-то жертвовать. Если нога развивается для лазания по деревьям, то и мозги, тело, внутренние органы развиваются под эту задачу синхронно.

Страусы когда-то имели летающих предков. Но со временем ставка была сделана на скорость бега. Крылья стали ненужным балластом — они уменьшились. Зато ноги превратились в настоящие «спортивные болиды». Компромисс: + скорость бега, но — (минус) полёт.

Человеческий мозг — это чудо. Он большой, умный, он позволил нам строить города, писать книги и делать смартфоны. Но есть плата. Чем больше мозг, тем больше голова. А у женщин родовые пути ограничены. В древности роды были смертельно опасны: многие женщины и младенцы погибали. Компромисс: + интеллект, — безопасность размножения.

Возьмём ленточного червя. У него нет ни желудка, ни сложных органов чувств. Всё тело — это фабрика по производству яиц. Зато он экономит силы: питание поступает прямо через поверхность тела из кишечника хозяина. Компромисс: + экономия энергии, — полная зависимость от хозяина.

Итак, адаптивный компромисс Расницына — это закон: невозможно выиграть везде и сразу. За каждую эволюционную «находку» организм платит чем-то другим. Давайте посмотрим на тренды, рождающиеся из этого вечного выбора.

Тренд 1. Рост многофункциональности. Вместо того чтобы создавать узких специалистов, эволюция часто шла по пути «универсального солдата», создавая органы, которые умеют делать многое, но ничего — идеально.

Наша рука — это гимн адаптивному компромиссу. Она проиграет в честном бою когтю тигра. Она уступает в скорости копыту лошади. Она не может сравниться в силе с лапой медведя. Но зато она способна делать то, на что не способна ни одна из них, — и сотни других дел в придачу. Она может наносить мощный удар и ласкать младенца, бросать копье и вдевать нитку в иголку.

Если бы мы могли измерить количество принципиально разных задач, выполняемых одним органом, мы бы увидели, что у плавника рыбы их 2—3 (грести, рулить), а у руки человека — практически бесконечное множество. Цена этой универсальности — потеря максимальной эффективности в каждой отдельной задаче.

Тренд 2. Поиск оптимального («проклятие великанов и лилипутов»). Размер тела — это вечный компромисс между «быть съеденным» и «найти достаточно еды». Быть большим — хорошо: тебя боятся хищники. Но плохо: тебе нужно очень много пищи, и ты заметен. Быть маленьким — хорошо: можно спрятаться и прокормиться крошками. Но плохо: тебя может съесть кто угодно.

Этот компромисс идеально виден на островах. Когда животные попадают на изолированный остров, с ними начинают происходить чудеса.

Крупные мельчают. На острове Врангеля жили карликовые мамонты ростом с корову. На островах Средиземноморья — карликовые слоны. Почему? На острове нет крупных хищников, и гигантский размер как защита становится ненужной роскошью. Зато еды мало, и огромная туша превращается в обузу. Эволюция смещает «бегунок» в сторону экономии.

Мелкие гигантеют. А вот грызуны на островах, наоборот, часто становятся гигантами (как гигантские крысы, жившие на Мадейре). Почему? С них снимается главный ограничитель — пресс хищников. Теперь можно стать больше, чтобы эффективнее конкурировать за ресурсы.

Регуляторный компромисс. А теперь давайте спустимся с уровня «пользователя» на уровень «программиста». Регуляторный компромисс — это компромисс не «железа», а «программного обеспечения». Это выбор, который стоит перед разработчиком игрового движка «Жизнь». Представьте, что вы пишете код для игры. Перед вами дилемма:

— Сделать код суперстабильным, без единой ошибки («бага»)? Тогда все персонажи в игре будут рождаться идеальными, точь-в-точь как задумано. Но в вашей игре никогда не появится ничего нового. Она будет идеальной, но мертвой, неспособной к обновлениям.

— Или сделать код слишком гибким и «дырявым», разрешив любые «баги»? Тогда игра станет хаосом. Большинство персонажей будут рождаться нежизнеспособными уродцами, а игра будет постоянно «вылетать».

Эволюция должна была найти гениальный баланс: создать «код жизни» (геном), который был бы достаточно надежным, чтобы организмы могли нормально развиваться, но достаточно пластичным, чтобы самые интересные «баги» (полезные мутации) могли иногда проскакивать и становиться крутыми «фичами» в следующем «патче».

Если Расницын говорил: «ничего не даётся бесплатно, за всё платишь», то Марков добавил: «а чем сложнее система, тем дороже её обслуживание». В процессе эволюции должен достигаться компромисс между требования адаптивности к внешней среде и целостности системы.

Представьте себе город. Вначале это маленькая деревня: несколько домов, один колодец, староста. Всё просто. Но вот город растёт: дороги, водопровод, электричество. Появляются школы, больницы, полиция. Теперь нужен целый штаб управленцев. Город стал сложнее — но и расходов на управление стало в разы больше.

Как можно реализовать компромисс между внешним давлением и внутренней целостностью?

— Формирование верхнеуровневых «менеджеров». Для управления деревней достаточно старосты, а города — уже нужен мэр.

— Увеличения независимости организма от внешних условий. К примеру, когда появились теплокровные, то функция поддержания оптимальной температуры перешла к организму. Уже не надо постоянно бегать как ящерица то на свет, то в тень по 55 раз на день, чтобы регулировать температуру. Теплокровные стали относительно независимы от температуры «за окном».

— Искусственно создать условия — свить гнездо, термитник, укрытия; преобразовать среду; мигрировать в другие места.

Усложнение системы ведет к конфликту, снятие которого возможно только путем дальнейшего усложнения. Так же в живых организмах. Чем они сложнее, тем больше энергии уходит не на мышцы или кости, а на «менеджеров» — системы контроля, связи и регулировки.

Наш мозг весит всего 2% от массы тела, но потребляет около 20% всей энергии организма. Это колоссально! Если бы ваш холодильник ел столько же, то пришлось ставить возле него отдельную электростанцию. Мозг дал нам язык, культуру и технологии. Но за него приходится платить огромными энергетическими затратами.

Муравьиная колония — это словно один большой организм, где муравьи — клетки. Координация достигается через химические сигналы — феромоны. Но чем больше колония, тем сложнее управление: тысячи запахов, маршрутов, ролей. Компромисс: + эффективность как суперорганизма, — гигантские расходы на «связь» и риск сбоев.

Иммунитет — как ультрасовременная сигнализация. Он распознаёт «своё» и «чужое», реагирует на бактерии, вирусы, раковые клетки. Но такая система может «сбиться» и начать атаковать собственные ткани. Это аутоиммунные болезни (например, диабет 1 типа, ревматоидный артрит). Компромисс: + защита, — риск ошибок и избыточных затрат энергии.

Как сделать код одновременно и стабильным, и гибким? Эволюция нашла несколько гениальных выходов.

Изобретение «резервного копирования». Дупликация генов. Она научилась создавать «резервные копии» важных участков кода.

Как это работает? Представьте, что у вас есть критически важный ген, отвечающий, например, за дыхание. Любой «баг» (ошибка) в нем — смертелен. Но если система создает его точную копию, то получается волшебство. Оригинал продолжает выполнять свою жизненно важную функцию, обеспечивая стабильность. А вот копия-дубликат освобождается от жесткого контроля! Она может свободно «баговать» (мутировать), не рискуя обрушить всю систему. Большинство этих «багов» будут бесполезны, но однажды один из них может оказаться гениальной «фичей».

К примеру, у наших далеких предков был всего один ген белка-опсина, позволявший видеть мир в оттенках сине-зеленого. Но в какой-то момент, около 30–40 миллионов лет назад, у предков обезьян Старого Света этот ген дуплицировался. Одна копия продолжила исправно работать в «зеленом» диапазоне, а вторая в результате мутаций немного изменилась и «научилась» реагировать на красный цвет. Так, благодаря «багу» в резервной копии, наши предки получили полноцветное зрение, которое позволяло им издалека замечать спелые фрукты на фоне зеленой листвы.

У сложных организмов геном буквально набит такими «копиями». Это наш эволюционный «полигон для испытаний», наша «песочница» для безопасных экспериментов с кодом.

Появление «главных рубильников». Второй способ решить дилемму стабильности и гибкости — создать в коде иерархию. Вместо того чтобы переписывать миллионы строк для каждого изменения, эволюция «изобрела» регуляторные гены — главные «рубильники», управляющие работой тысяч других генов.

Как это работает? Есть гены-«солдаты», которые кодируют белки (кирпичики). А есть гены-«генералы» (регуляторные гены), которые просто отдают приказы: «Включить здесь программу „Построй ногу“!», «А здесь — программу „Построй глаз“!». Небольшое изменение в «генерале» может кардинально изменить весь план «сражения», не меняя при этом ни одного «солдата».

Это звучит как фильм ужасов, но это классический лабораторный эксперимент. Ученые могут «сломать» один-единственный регуляторный ген у мушки-дрозофилы, и у нее вместо усиков на голове вырастут полноценные ноги. Это показывает, какой невероятной мощью обладают эти «рубильники». В реальной эволюции именно изменения в регуляторных генах привели к грандиозным «обновлениям»: появлению конечностей у рыб, возникновению сегментов у насекомых, формированию плана тела всех позвоночных. Это позволило создавать колоссальное разнообразие форм, не разрушая базовую стабильность «игрового движка».

Живой организм с точки зрения Маркова похож на смартфон. Чем больше приложений и функций, тем быстрее садится батарейка, тем чаще случаются глюки. Но мы всё равно не отказываемся от смартфона — его возможности окупают расходы. Так и с эволюцией.

Регуляторный компромисс показывает: рост сложности всегда оборачивается ростом затрат на контроль и управление. Соотношение регуляторных («генералов») и структурных («солдат») генов меняется. Чем сложнее организм, тем выше в его геноме доля «управляющего софта». Эволюция все больше переходила от прямого управления к иерархическому.

Итак, теперь мы видим более полную картину. Эволюция — это разработчик, который одновременно работает на двух уровнях. На уровне адаптивного компромисса она, как гейм-дизайнер, постоянно «балансирует» характеристики готовых персонажей, подгоняя их под меняющиеся правила игры. А на уровне регуляторного компромисса она, как гениальный программист, постоянно совершенствует сам «игровой движок», ища идеальный баланс между надежностью старой версии и возможностями для будущих обновлений.

Давайте представим эволюцию как гигантскую корпорацию «Жизнь Инкорпорейтед». У неё два главных бухгалтера:

— Расницын — суровый экономист. Он следит за балансом: «Добавил себе длинные ноги? Отлично, но теперь забудь о крыльях. Всё должно сходиться».

— Марков — главный айтишник и менеджер. Его заботит другое: «Хочешь сложную систему управления? Хорошо, но тогда плати за её обслуживание. И будь готов к сбоям».

Или другой пример. Представьте циркового артиста, который жонглирует.

— Расницын говорит: «Можешь взять ещё один мячик, но тогда руки будут заняты — потеряешь скорость».

— Марков добавляет: «А чем больше мячиков, тем сложнее их координировать, тем больше внимания и сил тратится на управление».

Оба правы. Но вместе они показывают главную суть: развитие жизни — это не прямой путь к «идеальности», а бесконечный поиск баланса между возможностями и ценой. Расницын смотрит на тело и функции. Марков — на системы управления этими функциями. Вместе их идеи объясняют, почему не все птицы летают, не все животные умные, и почему даже самые «совершенные» организмы, вроде человека, далеки от идеала.

Тренды. Если взглянуть на всю историю жизни с высоты Международной Космическй Станции (консервная банка, летящая на высоте около 400 км над Землей), то мы увидим не прямую дорогу, а извилистую реку. Эта река течёт миллиарды лет, делает повороты, петли, иногда даже заходит в тупик. Но общий рисунок всё равно проступает — это линии, повторяющиеся снова и снова.

Усложнение всегда идёт через жертвы. Каждый новый орган, каждый навык — это не бесплатный бонус, а результат компромисса. Рыбы, выбравшие скорость, потеряли броню. Птицы, сделавшие ставку на полёт, потеряли зубы. Мы, люди, получившие большой мозг, заплатили трудными родами и «дорогой» нервной системой.

Эволюция напоминает шахматную партию: фигуры двигаются вперёд, но всегда приходится чем-то жертвовать.

Рост мультифункциональности. Посмотрите на щенка, что он может делать передними лапами? Немного, из самого сложного — дать пятюню. А человек? По клавишам бить, на гитаре брынчать, крестиком вышивать.

Сложность = растущая цена управления. Живые системы как города. Чем больше они разрастаются, тем сложнее становится их координировать. Здесь проявляется регуляторный компромисс: развитие превращается в игру «а хватит ли сил управлять тем, что построено?».

Увеличение независимости от внешнего мира. Животные адаптируются под изменение погоды, ландшафта, других животных. Человек адаптирует под себя: строит дома, города, создает климатические пушки, травит сорняки и вредных жуков. Теперь мы можем сконцентрироваться на управлении и координацией внутреннего мира — психикой.

История жизни — это история бухгалтерии. Не в скучном смысле цифр, а в смысле вечного баланса. Именно эти два «закона бухгалтерии» объясняют, почему мир так разнообразен, почему нет «идеальных» существ, и почему у каждого организма — свои слабости и сила.

Эволюция как метафора планеты Земля

Давайте представим, что эволюция — это не битва и не соревнование, а медленное, величественное и порой катастрофическое развитие целой планеты. А все живые существа, от амебы до человека, — это не отдельные игроки, а элементы ее постоянно меняющегося ландшафта: горы, реки, леса и пустыни.

Этот ландшафт, эта поверхность (мир живых организмов), никогда не находится в покое. Она формируется в вечном диалоге двух могучих, противоборствующих сил.

Сила №1. Внешнее давление — молот космоса. Наша планета не летит в пустоте. На нее постоянно воздействует Космос. Это внешние силы, которые лепят и меняют ее поверхность. В нашей метафоре — это идеи Дарвина и Ламарка.

Астероиды и кометы (Дарвиновский отбор). Время от времени на Землю обрушиваются катастрофы. Падает гигантский астероид. Начинается ледниковый период. Эти события — безжалостный и слепой естественный отбор. Астероиду, упавшему 66 миллионов лет назад, было все равно, насколько «совершенными» были динозавры. Он просто изменил правила игры. В новом, холодном и темном мире гигантский размер и сила динозавров превратились из преимущества в смертельный недостаток. А крошечные, теплокровные, прячущиеся в норах млекопитающие, которые раньше были на задворках жизни, внезапно получили главный приз. Внешняя среда не создавала их, она лишь отсеяла тех, кто не вписался в новые условия. Это и есть молот Дарвина — безжалостное внешнее давление, которое формирует ландшафт путем уничтожения всего лишнего.

Солнце и Луна (Ламарковское влияние). Помимо катастроф, есть и постоянное, мягкое внешнее влияние. Солнце светит, и растения (элементы ландшафта) тянутся к нему, меняя свою форму. Луна создает приливы и отливы, и жизнь в прибрежной зоне вынуждена к этому напрямую приспосабливаться. Это идея Ламарка о прямом влиянии среды. Это тонкое, постоянное «гравитационное поле» среды, которое медленно, но верно формирует облик жизни.

Сила №2. Внутреннее давление — наковальня недр. Но поверхность Земли меняется не только под ударами из космоса. Главные силы скрыты в ее недрах. Это внутренние законы, которые толкают ее к изменениям изнутри. В нашей метафоре — это идеи Жоффруа и Берга.

Движение литосферных плит (Жоффруа и единый план строения). Под тонкой земной корой движутся гигантские плиты. Их движение создает горы, океаны, континенты. Но это движение подчиняется строгим внутренним законам геологии. Нельзя создать гору из воды или океан из гранита. Существуют фундаментальные «правила», которые определяют, какие ландшафты в принципе возможны. Это и есть «единый план строения» Жоффруа. У всех позвоночных есть позвоночник, череп и четыре конечности. Эволюция может превратить эти конечности в крылья, ласты или руки, но не может создать шестиногого коня. Она работает с тем «геологическим материалом» и по тем «тектоническим правилам», которые заложены в самой основе жизни.

Вулканы и гейзеры (Берг и закономерности развития). Время от времени внутренний огонь прорывается на поверхность. Извергаются вулканы, появляются новые острова, бьют гейзеры. Эти события непредсказуемы в конкретный момент, но они закономерны. Они — результат внутренних процессов, идущих в недрах. Это и есть номогенез Берга и случайные мутации в современной теории. Мутации — это «вулканические извержения» в геноме. Они псевдослучайны, подчиняются законам химии и физики. Мутации создают «новые острова» — новые признаки, новые возможности, которых раньше не было. Они — главный источник новизны, идущей изнутри.

Граница давления — биосфера (компромиссы Расницына и Маркова). Где же происходит эволюция живого? На поверхности: на тонкой земной коре, верхние слои океанов, в нижних слоях атмосферы — в местах, где встречаются молот космоса и наковальня недр. Эта биосфера является местом вечного компромисса. Идеи Расницына и Маркова идеально описывают законы жизни на этой границе.

Ландшафт как адаптивный компромисс (Расницын). Посмотрите на любой ландшафт. Он воплощение компромисса. Высокая гора — это крепость, защищенная от врагов, но на ее вершине холодно и нет еды. Плодородная долина у реки — это рай с изобилием пищи, но она беззащитна перед наводнениями. Нельзя быть одновременно и неприступной горой, и плодородной долиной. Точно так же устроен и любой организм. Рука человека — это гениальный компромисс между копытом для бега и когтем для убийства. Она не идеальна ни для того, ни для другого, но адаптивна.

Стабильность коры как регуляторный компромисс (Марков). А теперь представьте, что могло бы быть с нашей «корой».

— Сценарий 1. Кора как на Марсе. Если бы земная кора была слишком толстой, жесткой и стабильной, внутренний огонь никогда бы не прорывался наружу. Не было бы ни вулканов, ни гор. Планета была бы геологически мертвой. В мире жизни это соответствует слишком надежной системе развития, где нет места «багам» — мутациям. Такая система не способна к эволюции живого, она мертва.

— Сценарий 2. Кора как на спутнике Юпитера — Ио. Это самый вулканически активный объект в Солнечной системе. Вулканы извергаются с такой силой, что потоки лавы могут достигать высоты небоскрёбов, а серные пары выбрасываются на сотни километров в космос. Температура поверхности держится в среднем на уровне –163° C, но в местах извержений поднимается до +1227° C. Такой контраст делает климат Ио одним из самых экстремальных в Солнечной системе. Если бы кора Земли была такой же слишком тонкой, она бы не выдерживала давления изнутри. Вся поверхность была бы покрыта вечно извергающимися вулканами. Хаос. Ничего стабильного не могло бы сформироваться. В мире жизни это соответствует слишком «дырявой» системе развития, которая производит в основном нежизнеспособных мутантов.

Земля — идеальный баланс. Наша земная кора — это гениальный компромисс. Она достаточно стабильна, чтобы на ней могли существовать континенты и океаны, но и достаточно пластична, чтобы тектонические процессы и вулканы могли создавать новые формы рельефа. Это регуляторный компромисс — система развития живых организмов достаточно надежна, чтобы производить здоровое потомство, но достаточно гибка, чтобы допускать редкие полезные мутации, двигающие эволюцию вперед.

Итак, теперь мы видим более полную картину. Эволюция — это не просто одна сила, а грандиозный, вечный диалог. Это и есть эта тонкая, вибрирующая, живая земная кора, рожденная в вечном споре и сотрудничестве между безжалостным холодом космоса и неукротимым жаром недр.

Каждый из нас, со своим уникальным окружением (наковальня) и неповторимой историей жизни (молот), — это крошечный элемент вечно меняющегося ландшафта. И осознание масштабов сопричастности к грандиозному «геологическому» процессу под названием Жизнь, лично меня чарует.

Послесловие

Мы собрали множество удивительных фактов, разобрали несколько мощных теорий, и, возможно, у вас сложилось ощущение, что теперь мы знаем, «как все работает». Но я скажу кое-что очень важное: современная биология — это даже не лоскутное одеяло, скорее, это стремительно растущий ворох лоскутков. В этом ворохе будущее «одеяло» только начинает угадываться — да и то никогда не знаешь наперед, что угадалось правильно, а что потом придется перешивать.

Научные теории очень похожи на сбор огромного, бесконечного паззла. Когда-то давно, великие умы (такие как Ламарк, Жоффруа, Берг) находили свои первые, уникальные элементы паззла и пытались собрать из них цельную картину. Их «карты» были неполными, но они первыми увидели, что на столе лежит не просто хаос, а что-то, что можно собрать.

Затем пришел Дарвин и принес нам, казалось бы, самый большой и универсальный кусок паззла — естественный отбор. Он идеально подходил к множеству других деталей, и на его основе была собрана огромная часть картины. Долгое время казалось, что это и есть весь паззл.

Но наука не стоит на месте. Порою находятся новые элементы паззла (новые факты), которые пытаются встроить в общую картину. Когда были открыты гены, ДНК, когда появились эпигенетика (оказалось, что «призрак Ламарка» не совсем призрак!) и Эво-Дево (подтвердившие правоту Жоффруа и Берга о внутренних ограничениях), мы вдруг поняли: наш паззл гораздо сложнее, чем думали. Некоторые уже собранные части пришлось разбирать и пересобирать, потому что новые кусочки не подходили, а старые идеально вставали на другие места.

А совсем редко возникают ситуации, когда паззл, казалось бы, собран, он прекрасно работает, но затем вдруг выясняется, что он сам оказывается частью какого-то еще более большого паззла. Помните, как физика Ньютона с ее четкими законами и предсказуемым миром казалась завершенной?

В конце XIX века, примерно в 1890–х годах, физика как наука достигла значительных успехов. Классическая механика Ньютона, электродинамика Максвелла и термодинамика описывали большинство наблюдаемых явлений. Мир казался почти полностью разгаданным, словно сложный, но уже решённый механизм. В университетских аудиториях и научных обществах витало ощущение завершённости, будто природа раскрыла свои главные тайны. Именно в это время, около 1900 года, по легенде, лорд Кельвин, выступая перед Королевским институтом, произнёс слова, которые позже станут символом научной самоуверенности:

«В физике больше нечего открывать. Осталось лишь всё точнее измерять». По одной из версий, он даже посоветовал молодому студенту не тратить жизнь на физику — дескать, всё уже известно, и лучше заняться прикладными науками, где ещё остались нерешённые задачи.

Но в это же самое время, словно из глубин самой природы, уже начали подниматься волны, взорвущие вскоре научный мир.

Появились общая теория относительности и квантовая механика.

Так началась новая эра в физике, которая продлилась до 1970х годов. С тех пор (уже около 50 лет!) физика находится в относительной стагнации.

Эйнштейн показал, что вся физика Ньютона — это лишь частный случай гораздо более грандиозной и сложной картины. Так и с эволюцией. Наши нынешние теории — это блестяще собранный паззл, который отлично объясняет, как жизнь пришла к своему разнообразию. Но что, если наш «паззл» сам окажется лишь деталью в гораздо большей картине? Что, если все эти компромиссы, эти взаимодействия внешних и внутренних сил — это лишь проявления еще более глубоких, космических законов, о которых мы пока даже не догадываемся?

Это не значит, что наши знания неверны. Это значит, что они неполны. И в этом и заключается захватывающее приключение в науке. Наша задача — не останавливаться, продолжать искать новые «лоскутки», новые «элементы паззла», и всегда быть готовыми пересобрать всю картину заново. Ведь это и есть жизнь — вечный поиск, вечное движение, вечное стремление к чему-то большему, чего мы пока даже не можем себе представить.

Литература

— Марков А. В. Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий / Александр Марков, Елена Наймарк; — Москва: АСТ: CORPUS, 2014. — 656 с.

— Марков А. В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы / А. В. Марков — «Corpus (АСТ)», 2015 — (Династия (Corpus))

— Расницын А. П. Темпы эволюции и эволюционная теория (гипотеза адаптивного компромисса) // Эволюция и биоценотические кризисы / отв. ред. А. А. Захаров. — М.: Наука, 1987. — С. 4–23.

Глава 4. Квадральность нервной системы

Биологические реакции на стресс

Заглянем в самый древний и самый темный «подвал» нашей психики. Туда, где практически нет места логике, рассуждениям и планам. Там сидит древний, как сама жизнь, сторож, и у него на столе лежит Аварийный пульт управления стрессом. Когда в наш мир врывается её величество Угроза (неважно, бегущий носорог ли это или разборки на работе), то сторож, не раздумывая, со всего размаха бьет кулаком по одной из четырех больших красных кнопок.

Эти кнопки — Бей, Беги, Замри, Подстройся (модель 4F: Fight, Flight, Freeze, Fawn). Это четыре стратегии выживания. Но самое интересное, что главный инженер, Эволюция, устанавливала эти кнопки не все сразу. Она добавляла их постепенно, как обновления в приложении, на протяжении сотен миллионов лет. Давайте же проследим, как эволюционировал этот «аварийный софт» на разных «устройствах» — от простейшей бактерии до человека.

Коротко о самих стратегиях:

— Бей (fight) — активная атака против угрозы. Например, животное атакует хищника или даёт отпор конкурентам (ответь ударом).

— Беги (flight) — быстрый уход, уклонение или спасительный рывок (убегай — и у тебя больше шансов выжить).

— Замри (freeze/feign immobility/diapause) — притвориться мёртвым, замедлиться или войти в спячку; у простейших — переключиться в «состояние низкой активности» (подожди — может он уйдёт сам).

— Подстройся (fawn/appease/appeasement/social calming) — смягчение поведения через сигналы, ритуалы или ласку, чтобы снизить агрессию у нападающего или соседа («я твой друг, не ешь меня!»).

Первая пара: «бей или беги» (1915). В начале XX века физиолог Уолтер Кэннон впервые описал реакции «бей или беги». Он заметил, что при страхе или боли организм выбрасывает адреналин: сердце ускоряется, мышцы напрягаются, кровь отливает от желудка — тело готовится к действию. Это не выбор, а автоматическая программа: атаковать или спасаться.

Третья реакция: «замри» (конец 1960-х). Позже, в 1960-х, учёные-поведенцы Роджер и Каролина Бланчард заметили, что животные в ситуации неизбежной угрозы замирают. Когда убежать нельзя и драться бессмысленно, тело отключается, как будто нажав паузу. Человек тоже способен на это: тело становится ватным, дыхание замирает, сознание «отключается». Это не слабость, а древний способ пережить непереносимое.

Четвёртая реакция: «подстройся» или «умилостиви» (2000-е). Уже в 2000-х, психолог Шелли Тейлор описала ещё один вариант — tend-and-befriend, то есть «заботься и сближайся». Это поведение, при котором мы стараемся умиротворить угрозу: улыбнуться, согласиться, «не злить», угодить. Такое поведение особенно свойственно людям, пережившим травму или выросшим в непредсказуемой среде. Это способ сохранить безопасность — через подстройку, а не через силу.

Но эта модель считается устаревшей. Почему? Традиционная «квадральная» модель 4F была, как популярный мем 2000-х — простой, запоминающийся, но не отражающий реальность. Современная наука подчеркивает: защитные реакции — это не «кнопки», а сложная динамическая система, зависящая от контекста, предыстории и физиологических особенностей организма. Давайте разберёмся, почему:

Реакции не линейны. Например, если видите в лесу медведя, вы не просто «нажимаете бегство»: сначала вы оцениваете угрозу («Это медведь?»), параллельно замираете (чтобы не привлечь внимание), и одновременно готовитесь к бегству (если медведь приблизится).

Стадии пересекаются. Ученые наблюдали, как у животных (например, встреча полёвки и змеи) замирание + борьба происходят параллельно.

Нет центра управления. Раньше думали: «Все управляет гипоталамусом!». Но теперь знаем: это сложная сеть нейронов (гиппокамп, миндалевидное тело, гипоталамус), где каждая структура «голосует» за свою стратегию.

Сегодня признанной стала каскадная модель защиты. Она описывает этапы, где реакции — не «кнопки», а динамический каскад, как вода, текущая и преодолевающая пороги водопада.

Стадии не следуют строго по порядку. Например, человек может одновременно замирать и готовиться к бегству, когда угроза резко возрастает. Стадии могут пересекаться (например, замирание + борьба при нападении), а реакции регулируются не одним «центром» (как считалось ранее), а сложной сетью нейронных структур. Встаёт вопрос: как это всё упростить? Сложные модели — как космические корабли: они точны, но не каждый может их понять. Поэтому я предлагаю атомизировать процесс: найти базовые «кирпичики», из которых строятся реакции.

Что это за «кирпичики»? Это всё те же четыре стратегии выживания, которые эволюция «закрепила» в нашей психике. Я предлагаю к ним вернуться. Почему эти четыре? Потому что:

1. Они очень древние. У простейших организмов (например, у бактерий) уже есть аналоги: «атака», «уход», «умиротворение» или «снижение активности».

2. Они могут комбинироваться. Например, когда вы бежите от собаки, вы одновременно «замираете» (чтобы не привлечь внимание) и «бежите» (когда угроза близко).

3. Магия цифры 4. Как я постараюсь показать позже, многое можно разложить на эти 4 элемента. Это, видимо, фундаментальная вещь.

4. Это переходный мост к пониманию сложных реакций. Даже если в реальности у вас 100500 вариантов, вы можете разложить их на эти 4 базовые стратегии.

Представьте, что вы — инженер, который пытается понять, как работает смартфон. Вы не начнете с «всех 1000 функций» — наверняка сначала изучите основные кирпичики: камеру, GPS, Wi-Fi, дизайн… Точно так же можно проанализировать поведение бактерии, рыб и человека, разложив его по «кирпичикам».

Если вы хотите понять, как работает телевизор, вам не нужно изучать отдельный пиксель — достаточно знать, что из базовых элементов (цвет, яркость, контраст) создается картинка. Если хотите скопировать картину Ван Гога, вам достаточно только 3 цвета: красный, синий, зелёный. Из них можно скомбинировать любой другой цвет. Точно так же из комбинаций 4х стратегий выживания возможно сформировать даже самые сложные поведенческие реакции на стресс.

Итак, приступаем! В этой главе мы отправимся в путешествие от древнейших существ до человека. Представим, что сторож имеет много конечностей, как у осьминога. Он может хаотично бить по «кнопкам» аварийного пульта управления: очень быстро, в любом порядке, по нескольким даже одновременно. В общем-то он может быть начинающим пианистом или опытным маэстро. Всё зависит от его опыта и контекста ситуации.

Но помни: защитные реакции — это не «кнопки», а динамическая система, где каждая стратегия — это часть сложной игры.

Филогенез

Кишечнополостные. БЕЙ — укол, жалящая клетка и молниеносный удар. Кишечнополостные «бьют» не лапой, а миллионами стреляющих стрекательных клеток — нематоцист.

Нематоцисты — специализированные капсулы, выбрасывающие тонкую, часто зазубренную нить (подобно гарпуну) со скоростью и силой, достаточной, чтобы поразить жертву или отпугнуть врага. Процесс выброса занимает микросекунды.

Учёные подводили к щупальцу скользящую палочку-стимул и снимали процесс на сверхбыструю камеру. Камера «поймала» момент выстрела: нить выстреливает так быстро, что создаёт молниеностный удар для крошечной добычи.

БЕГИ. Медузы могут резко горизонтально или вертикально перемещаться — это помогает избежать угрозы. Она может резко увеличить силу толчка и уйти из опасной зоны — включается «режим бегства». Другой вариант «бега» — отрыв полипа и дрейф на течении в более безопасное место.

Например, в эксперименте помещали медуз Aurelia aurita в прозрачный резервуар и создавали резкое затемнение или поток воды, имитирующий приближение хищника. В ответ медузы увеличивали частоту и силу сокращений зонтика и за 1–2 секунды смещались на несколько десятков сантиметров в сторону от источника раздражения, демонстрируя «режим бегства».

ЗАМРИ — втянуться в себя и переждать бурю. Актиния или коралловый полип складываются, сжимают щупальца, закрывают рот, и мир перестанет замечать их на время. Полипы способны резко уменьшить свою активность, втянуться в скопление тканей и снизить взаимодействие с окружающей средой. Это снижает вероятность быть съеденным и уменьшает контакт с вредными факторами.

Учёные помещали актинию в воду с раздражителем (например, слишком высокой концентрацией соли) и записывали поведение: животное втягивает щупальца, закрывает рот, сохраняет форму «комка» — и остаётся менее заметным.

ПОДСТРОЙСЯ — дипломатия на уровне симбиоза и иммунитета. Когда среда меняется (температура, свет, химия воды), коралл может «пересмотреть» отношения: либо отпустить симбионта, либо попытаться сменить партнёра. Кишечнополостные управляют своей микробной средой и иммунными реакциями: полипы могут менять контакты с микроорганизмами и симбионтами (хозяин и микроорганизмы ведут диалог и подстраиваются друг под друга).

В экспериментах с кораллом Acropora millepora колонии подвергали тепловому стрессу: кораллы теряли чувствительных симбионтов Symbiodinium типа C, но затем заселялись более термоустойчивыми симбионтами типа D. После «смены партнёра» кораллы демонстрировали повышенную устойчивость к повторному нагреву, что показало активное управление симбиозом со стороны хозяина.

Черви. БЕЙ особенно активна у хищных нематод и полихет. Они кусают, захватывают и иногда выделяют ферменты, чтобы парализовать добычу. У некоторых развиваются зубы и агрессивное поведение, позволяющие «охотиться» на других нематод.

БЕГИ — быстрый побег и уклонение. Дотронулся до тела и червяк делает резкий оборот, мчится назад или делает «петлю», чтобы скрыться. Как если бы вам хлопнули по плечу, и вы сразу отпрыгнули прочь.

ЗАМРИ, притвориться, что тебя нет (или войти в режим экономии). У червей проявляется в двух формах: кратковременная неподвижность и длительная «спячка» развития:

— У червя Caenorhabditis elegans есть стадия dauer — это вариант развития под воздействием стресса (например, нехватки пищи). Dauer-личинки значительно замедляют метаболизм и могут ждать лучших времён на протяжении несколько месяцев или даже лет.

— Состояние «соноподобной» дремоты в определённые фазы и покоя, когда животное временно замирает и снижает активность.

ПОДСТРОЙСЯ. Чаще это набор хитрых приёмов: маскировка, подавление активности или изменение физиологии. Не драка и не бег, а дипломатия: маленький червяк учится «играть по правилам» того, кто сильнее, или перестраивает своё внутреннее состояние, чтобы ужиться с миром.

Паразитические черви (гельминты) могут изменять иммунную систему хозяина: выделяют молекулы, которые снижают агрессию и «успокаивают» защиту организма, делая своё пребывание менее болезненным для обеих сторон. То есть паразит как бы «подстраивается» под хозяина, чтобы избежать жесткой атаки иммунитета.

Членистоногие. БЕЙ. Жук-ренегат: поднял клешню, развернул мантию и готов вступить в бой за территорию, самку или кусочек пищи. У многих членистоногих агрессия выражается в открытой атаке, хватании клешней, укусах, уколе жала.

Демонстрация размера и клешней у крабов часто заставляет соперника отступить, даже если не наносится реального ущерба — это «страшилка», работающая без драки. Пауки при приближении птицы сначала угрожают (поднимают переднюю пару ног, показывают яркую окраску хелицер), и хищник иногда отступает.

Исследователи вводили насекомым вещества, повышающие уровень серотонина и фиксировали: животные становились более настойчивыми, увеличивалась вероятность начала стычки и длительность проявления агрессии. Химический «газ» в мозге делает животное более боевым.

БЕГИ — молниеносный старт. У насекомых это может быть мгновенный скачок (блохи), быстрый взлёт (бабочки), разворот и ускользание (червеобразные раки), или мгновенный рывок и сокрытие (таракан). Причиной может быть что угодно: прикосновение, воздушный поток, тревожный звук, приближение предмета. К примеру, таракан, как маленький болид, почувствовав запах тревоги, миг — и тут же исчез в щели. Крылатая бабочка делает резкий петлевой взлёт от нападения птицы.

Членистоногие стартуют за сотые доли секунды. В экспериментах физического прикосновения учёные снимали поведение тараканов и кузнечиков на высокоскоростную камеру. Между стимулом и движением проходит очень мало времени — это настоящая «кнопка бегства».

ЗАМРИ. Часто используется против хищников, ориентированных на движение. Животное принимает позу, иногда выделяет запахи или закрывает крылья, чтобы выглядеть мёртвым. У пауков, жуков и некоторых насекомых подобная тактика уменьшает интерес хищника. Жук застывает, как мёртвый — лапки сложены, дыхание едва слышно; паук перестаёт двигать члениками, и птица пролетает мимо, не заметив добычу.

Это снижает интерес хищника, который ищет живую добычу (далеко не все питаются падалью). Не всегда полезно бежать, иногда лучше сыграть мёртвого — и сохранить жизнь.

ПОДСТРОЙСЯ — это широкий набор тактик: поведенческая маскировка (движения, позы, имитация веточки), мимикрия (поведение, походка, имитация запаха или звуков в сочетании с поведением), интеграция в общество другого вида (влезть в муравейник, вести «тихую» жизнь внутри колонии) или переход в другой фазовый образ (например, одиночный → стадный у саранчи), акклиматизация и даже подстройка микробиома. Здесь ключ — изменить поведение так, чтобы снизить агрессию со стороны врага или улучшить доступ к ресурсам.

Гусеницы бабочек, попав в муравейник, ведут себя так, что муравьи кормят их как своих. При высокой плотности саранчи меняется поведение личинок. Они из одиночек становятся стайными, активно следуют друг за другом, меняют траекторию движений и объединяются в группы. Или вот муравей-гость, выдающий себя за своего, потому что научился пахнуть как домочадец. У некоторых тенетных пауков самец посещает самку на ее паутине. В данном случае он должен ее умиротворить, чтобы она не приняла его за добычу.

Моллюски. БЕЙ — активное нападение: укус, хватка, отталкивание. У крупных головоногих (осьминоги, кальмары) есть мощный клюв и сильные щупальца: они способны захватить, прижать и укусить. В стремительных столкновениях осьминог сначала демонстрирует агрессию (раскрывает мантию, поднимает щупальца), затем, при необходимости, атакует. Поведение «бей» у моллюсков чаще всего связано с мобилизацией тела и активным контактом с угрозой.

Описаны случаи, когда осьминоги защищались от хищных рыб именно активной атакой или хватанием вплоть до того, что отпугивали нападавшего. Животное сначала угрожающе расправляет щупальца, а затем — если угроза продолжалась — захватывает и бьёт клювом.

Осьминог атакует и разрывает крупных крабов и раков своими щупальцами, а затем вскрывает их клювом.

БЕГИ. У головоногих есть эффективный «двигатель»: реактивное движение — джет. Некоторые двустворчатые резко сокращают мантию для выброса воды и отката от поверхности. Морские улитки резко скользяще отрываются с поверхности.

При стимуле животное резко увеличивает частоту сокращений и изменяет курс, ускоряясь в сторону безопасности. Двустворчатые мгновенное закрывают створки. Каракатицы выбрасывают чернила и убегают.

ЗАМРИ. Мощный неожиданный звук и двустворчатый моллюск щёлкнул створками и молча стал «камнем»; улитка подтянула ногу и спрятала рога.

Множество моллюсков сокращают тело, втягивают мантию и щупальца, закрывают створки (у двустворчатых) или прячутся в домике (где это возможно) и ждут. Это снижает заметность, уменьшает поверхность для захвата хищником и даёт время виду переждать опасность. Виды, живущие на волновом берегу, дольше держатся «замкнутыми», чем виды с более спокойных.

ПОДСТРОЙСЯ. Это адаптационное стремление гармонично вписаться в окружающую среду. Выбор и перенос укрытия, тактическая мимикрия под других животных, выбор времени активности и изменения поведения в зависимости от хищников. Демонстрация сложной позы и походки, имитирующие змей, рыбу-ангела и других опасных или невкусных животных.

Рыбы. БЕЙ. У рыб это может быть резкая подача тела, выпячивание жабр, демонстрация зубов, стремительная контратака. У скумбриевых, барракуды немедленный бросок в сторону противника и удар мордой или попытка укусить.

Выражен четкий шаблон: демонстрация — угроза — атака. Различные рыбы друг друга кусают. У самца лосося в сезон размножения развиваются впечатляющие челюсти. Драки многих рыб заключаются в направлении на противника сильного потока воды мощными боковыми ударами хвоста. Это бьет по их высокочувствительным органам боковой линии. У самцов горчака весной на голове развиваются роговые выросты, и они стараются боднуть друг друга.

Обычно самцы корюшки поворачиваются друг к другу широкой стороной и оттопыривают один или оба брюшных шипа. При столкновении самцы яростно кусают песок. Эти укусы напоминают настоящую атаку на соперника: рыба как бы показывает, что она способна сделать с другой, если «соберется с духом»

БЕГИ. Быстрый старт: мгновенный рывок, уклонение, уход в укрытие или стремительное перемещение ко дну. При приближении птицы, хищной рыбы или резком всплеске многие рыбы совершают «старты» — короткие мощные толчки, которые переводят их на безопасный отрезок. В стаях это может быть синхронный манёвр: волна уклонений проходит через косяк и снижает вероятный успех хищника.

ЗАМРИ. Бычок оседает на дно, зарывается в песок и становится частью морского дна: хищник пролетает мимо, не замечая. Камбалы при угрозе замирают и полагаются на камуфляж. У пресноводных видов наблюдается замирание при приближении хищника: стояние на месте делает их менее заметными.

Рыба словно учится танцу рифа: она меняет позу, держит себя под определённым углом к свету, прячется рядом с анемоном — и становится частью декораций.

Многие выбирают субстраты и ориентацию тела так, чтобы снизить заметность; скалярии меняют положение относительно света и тени; молодь укрывается среди коралла, подстраиваясь под структуру среды.

ПОДСТРОЙСЯ. Социальная подстройка проявляется, когда индивидуум присоединяется к стае или меняет дистанцию до соседей для лучшей защиты.

Исследователи предлагали рыбам различные типы убежищ. Рыбы предпочитают те участки, где их визуальная заметность ниже. Когда один член стаи уходит в укрытие, то другие подстраиваются и следуют, увеличивая коллективную выживаемость. Рыбы регулируют расстояние до соседей в стае в ответ на уровень угрозы и плотность хищников.

Если самец-чужак либо спасается, либо хорохорится и угрожает в ответ, самка ничего такого не делает. В ответ на первую атаку она либо спокойно отступает, либо избегает столкновения, проплывая под самцом. Видимо, после этого самец уже не способен напасть на нее, спустя некоторое время полностью утрачивает агрессивность и начинает ухаживание.

В других случаях самка демонстрирует инфантильное поведение (к примеру, клянчит еду, как и ее детишки), возможно, стимулируя тем самым у самца родительские побуждения. Поэтому часто самцы при ухаживании кормят самок.

Пресмыкающиеся. БЕЙ. Ящерица расправляет тело, выдвигает шею, делает «отжимания», показывает яркую глоточную складку — и соперник замолкает. У змеи — расширение шеи (кобра), шипение, выпад; у варана — резкий бросок головой и укус. Это открытая агрессия или угрожающее поведение: демонстрации размера, раздувание горла (у агам и игуан), поднятие тела, выпады и укусы. Это способ либо отпугнуть хищника, либо выиграть спор за ресурс.

БЕГИ. Варану достаточно секунды — и он уже на безопасной скале; маленький сцинк делает рывок, втискивается в трещину, и мир опять кажется спокойным.

Это мгновенный рывок, зачастую по заранее выработанным «маршрутам» к ближайшей норе, щели или воде. У многих видов есть чётко выраженная дистанция, при нарушении которой животное решает убежать.

ЗАМРИ. Игуана, будто застыв на ветке, делает себя бессмысленным «кусочком дерева». У змеи — внезапное раскладывание тела в неподвижную фигуру, у хохлатого ужa притворная смерть. Некоторые змеи при угрозе вытягивают язык, переворачиваются на спину, выделяют запах и остаются неподвижными.

ПОДСТРОЙСЯ. Хамелеон переливает оттенки своего камуфляжа; ящерица меняет время активности с дневного на ночное, чтобы не встретиться с хищниками; молодая змея выбирает другую нору.

Это широкий класс поведенческих изменений: смена хронотипa (время активности), выбор другой микросреды, изменение позы и окраски (фоновая маскировка), использование декорирования убежища, ритуальные сигналы подчинения или избегания эскалации. Это адаптивное изменение поведения в ответ на постоянный или предсказуемый стресс.