Рис. 1.4. Длинные ноги и непропорционально длинная шея жирафа — конечный результат эволюции этого животного. Благодаря этим признакам жираф мог выжить, объедая листву с высоких веток деревьев, растущих в саванне.

Далее мы увидим, как подобным же образом можно объяснить вертикальное положение тела и развитие руки у человека — два особых признака, обеспечивших его эволюционный успех и позволивших ему заселить почти всю планету.

Дарвин затратил около двадцати лет на создание своей теории эволюции, основанной на принципе естественного отбора. Тем не менее он отказывался ее опубликовать, не желая вступать в дискуссии, которые она неизбежно должна была вызвать. Но в 1858 году другой естествоиспытатель, Альфред Генри Уоллес (Wallace), выдвинул теорию, опиравшуюся на ту же идею, и Дарвин, не желая, чтобы кто-то другой единолично пожинал все лавры за исследование, которому он отдал столько лет, опубликовал на следующий год свою работу под названием «Происхождение видов». Как он и ожидал, она вызвала ожесточенные споры, которые, впрочем, все еще не вполне затихли.

С тех пор теория эволюции обогатилась данными генетики, развившейся на рубеже XX века; были использованы, в частности, законы Менделя, приобретшие популярность в это же время. Все это позволило объяснить, с одной стороны, сохраняемые отбором вариации как результат мутаций, возникающих на уровне генов, а с другой — способ передачи признаков из поколения в поколение.

Сами неодарвинисты не всегда едины во взглядах на механизм эволюции. По мнению одних, она происходит в результате ряда последовательных мелких сдвигов с использованием случайных мутаций в соответствии с сиюминутными потребностями; другие считают, что в эволюции есть определенная внутренняя тенденция, которой следует развитие видов, подчиняющееся неким ориентирам, уже заложенным в генах; по мнению третьих, эволюция совершается скачками, начинаясь с крупных переделок, возникающих в каких-то «узлах» — избранных точках эволюционного пути, в которых происходит дифференциация видов.

Тем не менее, даже если отдельные (иногда существенные) моменты эволюционной теории подвергаются критике и переформулируются, ее основы в настоящее время принимает большинство ученых. Благодаря этой теории можно понять, как эволюционировали физические признаки организмов, а также как изменялось их поведение с момента возникновения, два или три миллиарда лет назад, жизни на Земле путем перехода от сравнительно простых движений к сложным поведенческим актам, присущим высшим животным, и в особенности человеку (см. документ 1.1).

Эволюция поведения

Согласно теории эволюции, виды животных, а внутри них особи (индивидуумы), наиболее способные к выживанию и размножению, — это, как мы убедились, те, которые обладают признаками, обеспечивающими наилучшую адаптацию к среде; это могут быть как физические особенности (например, густота шерстного покрова зимой), так и поведенческие признаки (миграции в более теплые края с приближением холодного времени года, способ устройства нор у грызунов или характер песни у птиц и т. п.)

С этой точки зрения даже самые простые среди живых организмов благодаря отбору обладают поведением, адаптированным к их образу жизни. Так, у растений можно наблюдать определенные формы поведения, называемые тропизмами; например, поворот соцветия к солнцу у подсолнечника обусловлен гелиотропизмом, а проникновение корней в почву в поисках влаги и необходимых минеральных солей — геотропизмом.

Таксисы

Одноклеточные существа, находящиеся на нижнем конце лестницы животных, обладают более сложным поведением.

Такова, например, парамеция (рис. 1.5) — крошечный организм, едва видимый невооруженным глазом (длина его 0,25 мм), обитающий в прудах и лужах почти по всему земному шару. Она состоит из одной клетки, снабженной «ртом» и примитивной пищеварительной системой, а на ее поверхности разбросаны участки, чувствительные к свету, теплу, прикосновению и к различным химическим факторам. Парамеция покрыта ресничками, благодаря волнообразному биению которых, направленному назад, клетка передвигается вперёд. Парамеция питается бактериями, которых она переваривает, извлекая из них питательные вещества и выбрасывая остальное в воду.

Рис. 1.5. Парамеция, или туфелька, — крупное одноклеточное существо. Как всякая клетка, она состоит из цитоплазмы и ядра. Парамеция передвигается по спирали за счет биения покрывающих ее ресничек.

С помощью очень простых автоматических движений парамеция направляется ко всему тому, что похоже на пищу, и удаляется от любых неприятных стимулов, в частности от слишком яркого света. Такая общая и притом механическая ориентация организма по отношению к источнику раздражения получила название таксиса.

Таксисы обычно свойственны одноклеточным организмам, лишенным нервной системы, но наблюдаются также и у некоторых видов с более высокой организацией. Например, насекомых летним вечером неудержимо влечёт к зажженной лампе — это тоже проявление таксиса.

Рефлексы

Как мы только что видели, таксисы представляют собой реакции организма в целом на определенные раздражения, исходящие от среды. Эти примитивные формы поведения исчезают по мере продвижения вверх по эволюционной лестнице. Их место занимают более локализованные и более точные реакции — рефлексы; это уже механизмы, связанные с развитием нервной системы.

За одноклеточными организмами в процессе эволюции следуют многоклеточные, у которых разные группы клеток выполняют разные функции. Хорошим примером служит медуза, тело которой состоит из студенистой массы в форме зонта. Медуз можно встретить, плавая в море (рис. 1.6). У них еще нет мозга, но уже имеется примитивная нервная система, состоящая из нервных клеток, связанных между собой наподобие рыболовной сети. Если прикоснуться к поверхности медузы в каком-то месте, то раздражение быстро распространяется по всей сети, и в результате сокращения мускулатуры животное удаляется от раздражителя. Например, когда краб пытается ухватить медузу своими клешнями, нервная сеть реагирует на это раздражение и животное уплывает в сторону от источника опасности.

Рис. 1.6. Медуза в воде имеет вид зонтика со свисающими по краям щупальцами. Выброшенная на песок, она выглядит как студенистая масса.

Такая цепь событий, когда сигналы от какого-либо органа чувств передаются с помощью нервной системы и вызывают автоматическую реакцию, называется рефлексом.

По мере специализации нервной системы у высокоорганизованных животных эти врождённые, генетически запрограммированные рефлексы постепенно все больше локализуются в определенных частях организма, а для особо важных функций заменяются более сложными формами поведения. У человека сохранилось лишь небольшое число рефлексов, полезных для выживания (отдергивание руки или ноги при воздействии, причиняющем боль, мигание, расширение зрачков в темноте, слюноотделение, чихание и т. п.).

Как мы увидим позже при обсуждении проблемы научения, некоторые ситуации могут вызывать «перепрограммирование» врождённых рефлексов, заставляя индивидуумов реагировать на привычный стимул по-новому. В таких случаях говорят о выработке условных рефлексов. Если, например, направить в лицо новорожденному младенцу струю холодного воздуха, то он заморгает. Ему не нужно учиться этой реакции: она врождённая и автоматическая. Но, если перед тем, как подуть в лицо младенцу, мы позвоним в колокольчик, и, если это повторится несколько раз, он начнет моргать при одном лишь звуке колокольчика — у него выработался условный рефлекс.