Книга: Парнокопытные киты, четырехкрылые динозавры, бегающие черви...

Когда мозг в тягость

Когда мозг в тягость

Первое, что обычно теряют животные, подвергшиеся миниатюризации, — мозг. Скажем, на острове, в условиях ограниченных ресурсов, этот самый энергозатратный орган только мешает. Родственник серны галлогорал (Gallogoral), проникший на Мальорку и Менорку во время падения уровня Средиземного моря, после превращения этих территорий 5,3 миллиона лет назад в острова измельчал в шесть раз, а объем мозга у него уменьшился вполовину. Получившийся из него новый зверек — мио-траг (Myotragus) — внешне уподобился грызуну, и даже резцы у него росли постоянно. Дело, однако, не в том, что большому мозгу нужны просторы, а в том, что для развития этого органа требуется постоянная смена впечатлений и упражнения в решении новых задач, и, когда их нет, мозг избавляется от «балласта» — нерабочих нейронов. Ведь и у одомашненных животных мозг уменьшается: когда за тебя кто-то думает, самому размышлять уже незачем, а вскоре — и нечем. Особенно заметны различия в характере развития мозга у летучих мышей, что показал зоолог Камран Сафи из Цюрихского университета. Среди них есть такие, у которых мозг в ходе эволюции увеличивался, и наоборот: мышки с маленькими мозгами питаются растениями на открытых пространствах, а с большими — охотятся в сложных лабиринтах пещер или в лесу. Летающим динозаврам и настоящим птицам сложные мозги понадобились для полета.

Так же как и насекомым: к примеру, благодаря тому, что нейроны у них значительно короче, мухи и даже стрекозы обладают удивительной скоростью реакции и способны на лету уворачиваться от быстро движущихся птиц и тем более от человеческих рук. Еще сложнее устроены мозги насекомых, которым необходимо хорошо ориентироваться на местности в поисках источников пищи: у пчел и бабочек, собирающих пыльцу, скарабеев, озабоченных выбором различных источников питания, или паразитических ос и наездников, подыскивающих подходящие жертвы для своих личинок. Мизерные абсолютные значения размера мозга у насекомых отнюдь не являются признаком примитивного характера мышления. Майкл Шихан и Элизабет Тиббеттс из Мичиганского университета (Анн-Арбор) выяснили, например, что живущие небольшими — до нескольких десятков особей — колониями осы полисты знают всех своих соседей в «лицо»: распознают их по индивидуальным очертаниям головы и антенн. Одиночные осы полисты подобными способностями не обладают. Если одиночные насекомые способны совершить от 15 до 42 поведенческих актов, медоносные пчелы — почти 60, в том числе весьма сложных — как пчелиный «танец», а североамериканский лось — 22, и даже некоторые обезьяны — не более 44. Правда, насекомым для изменения поведенческой реакции достаточно «перестыковать» несколько нейронов — мускульная система заработает по-другому, а поскольку сама она очень сложная (например, у саранчи 296 мускулов), то возникнет и новый поведенческий акт. Млекопитающему нужна гораздо более глубокая перестройка.

Подобно тому как у человека память «расширяется» по мере роста синапсов между нейронами, появления новых извилин в коре или ее утолщения (Филип Шоу из Национального института психического здоровья в Балтиморе обнаружил такую закономерность у интеллектуально развитых детей), у насекомых, по крайней мере у медоносных пчел, то же самое происходит в грибовидных телах мозга за счет увеличения числа и ветвления дендритов 170 тысяч нейронов — клеток Кеньона. Поэтому иногда пчелы способны «осознать» череду весьма сложных событий: когда в одном эксперименте, поставленном этологом Ларсом Читткой из Лондонского университета королевы Марии, рабочих шмелей стали ловить в темные баки, чтобы взвесить, те, инстинктивно стремясь к свету, поначалу очень яростно сопротивлялись. Но после повторных опытов некоторые насекомые «поняли», что их все равно отнесут в улей, и стали садиться в баки сами — ведь так можно было сэкономить энергию, иначе растраченную бы на перелет с грузом. Даже круглые черви со своими 302 нейронами способны к обучению.

Так что «в здоровом теле — здоровый мозг» (в смысле объема) — это далеко не правило. У китов и слонов мозги намного крупнее, чем у динозавров той же или много большей размерности. У человека объем мозга — больше, чем у льва, который в два раза тяжелее, и гораздо больше, чем у антилопы сравнимой массы. Попугаи и врано-вые заметно выделяются способностью решать сложные задачи среди птиц той же величины, поскольку и мозги у них крупнее. Особенно продолжают удивлять опыты, показывающие «разумную» деятельность слонов. Психолог Джошуа Плотник из Кембриджского университета и его коллеги из Тайского центра по сохранению слонов придумали для серых исполинов задачу, которую они могли решить лишь сообща, в кооперации друг с другом, понимая, чего хочет партнер и на что он способен. Слонам предлагалось добыть приманку, которая лежала на доске, прилаженной к системе блоков и канату: приблизить ее к себе, чтобы ухватить хоботом, можно было, лишь дружно с двух концов потянув за канат. Слоны не просто догадались, что нужно сообща браться за концы каната, но и что тянуть его надо, прилагая соразмерные усилия. Если же слонов выпускали в вольер по очереди, то первый всегда дожидался появления второго. Всего в различных сочетаниях в опыте было задействовано шесть животных, и в 88–97 процентах попыток им сопутствовал успех. А некоторые, возможно, самые умные особи просто наступали на один конец и выжидали, пока партнер в одиночку сделает всю тяжелую работу. Так что в отношении слонов понятие «разум», наверное, можно употреблять без кавычек и не подменять его наукообразным термином «высокие когнитивные способности».

Изначально на развитие мозга несомненно влияет длительность беременности: 9 месяцев у людей и 22 месяца у слонов, а также длительность жизни (до 122,5 и 65,5 лет на воле соответственно). Последнее обстоятельство не менее важно, поскольку обучают детей не только родители, но и дедушки с бабушками. Семейные группы у слонов состоят из самок и слонят обоего пола («мальчики» по достижении пятнадцатилетнего возраста вынуждены покидать семьи), и особым уважением в таких группах пользуются бабушки — слонихи старше 60 лет, являющиеся настоящими матриархами. Они умеют находить кратчайшие пути к наилучшим кормовым угодьям и водопоям, что особенно важно в сухой сезон. Способность к обучению, как принято считать, с возрастом снижаются, зато приходит опыт. Именно наиболее возрастные и, следовательно, опытные слонихи могут по характеру львиного рыка определить, грозит ли семье настоящая опасность. Обычно к их сигналам прислушиваются все члены группы, и это позволяет во многих случаях избежать потерь.

Уважение к таким особям сохраняется у слонов даже после их смерти. Карен Маккомб и Люси Бейкер из Университета Сассекса, а также Синтия Мосс из Слоновьего фонда Амбосели задали африканским слонам из одноименного национального парка задачу — распознать среди различных костей те, что принадлежат их же виду. Слоны не только проводили заметно больше времени у бивней и черепов себе подобных, отличая их от черепов носорогов и буйволов, но и вьщеляли среди них те, что принадлежали матриархам, в недавнем времени возглавлявшим группы их соплеменников. В этих случаях они осторожно дотрагивались до черепа кончиком хобота или бережно касались его стопой (там у них расположены очень чувствительные механорецепторы). Повышенный интерес к бивням, возможно, объясняется тем, что только эти части скелета позволяют распознать умершую особь. Однажды ученым удалось застать удивительное событие: после смерти очень старого матриарха к ее телу пять дней приходили слоны со всей округи, даже чужие.

Интерес к покойным родственникам не является единственным проявлением разума в поведении слонов. Они— единственные млекопитающие, которые наряду с высшими приматами (включая людей) и дельфинами способны распознавать свое отражение в зеркале. Например, трогают цветную метку на своей шкуре, заметив ее в зеркале. Более того, они изготовляют орудия, подражают голосам других особей, понимают, когда один из их соплеменников попал в беду, и пытаются сообща помочь ему. Видимо, слоны осмысленно способны обучать других тому, что знают сами.

По объему мозга (в среднем 4800 см³) слоны входят в число лидеров, а отношение массы этого органа к общей массе тела составляет 0,27 процента, причем у самок он заметно выше. В ходе эволюции хоботных данный показатель вырос в десять раз, и таким образом слоны уступают по темпам развития этого органа только дельфину-бутылконосу и современному человеку, а по сложности организации мозга сравнимы лишь с людьми.

Но человек в ходе эволюции обманул природу: изначально его бесшовная черепная коробка не предназначалась для слишком большого мозга. Эта «хитрость» была замечена при переизучении ископаемого черепа, открытого 90 лет назад. А ведь его чуть не потеряли… В середине 1920-х весь мир был потрясен открытием первого ископаемого предка человека, даже, можно сказать, всего человеческого рода — австралопитека африканского в каменоломнях южноафриканского Таунга. Его остатки пожелал лицезреть принц Уэльский, в мюзик-холлах звучали шутки о «бэби из Таунга», а депутаты парламента Южно-Африканского Союза обзывали друг друга «почетными членами Таунга». Удивительным было не только открытие, совершенное профессором Реймондом Дартом из Университета Витватерсранда, но и обстоятельства, этому сопутствующие: интересная находка чуть не затерялась в Лондоне, когда расстроенный Дарт возвращался с антропологической конференции, где его доклад был встречен весьма холодно. А водитель кеба, в котором профессор оставил драгоценный череп, сдал находку в полицейский участок, и против ученого хотели возбудить дело об убийстве…

На данный факт редко обращают внимание, а ведь это означает, что человека в австралопитеке признали даже полицейские. Череп трех- или четырехлетнего ребенка из Таунга, который Дарт два с лишним месяца терпеливо препарировал вязальной спицей, по-прежнему служит важным источником знаний о происхождении человека. Так, антрополог Дин Фалк из Университета штата Флорида и его коллеги обнаружили, что на естественном слепке мозга, образовавшемся при заполнении этого черепа пещерным осадком 3,8 миллиона лет назад, сохранился отпечаток лобного шва. Этот шов у нас, современных людей, соединяет две половинки лобной кости и нередко остается на всю жизнь. Раннее его зарастание ведет к задержке умственного развития. У наших ближайших выживших родственников — шимпанзе и боно-бо — шов закрывается вскоре после рождения. По мнению Дина Фалка, появление такого шва могло облегчить роды большеголовых детей у прямоходящих самок и тем самым способствовать дальнейшему росту мозга. Кроме того, данный признак свидетельствует о перестройке лобной доли коры головного мозга, отвечающей за мышление. Эти предположения подтверждаются и исследованиями другого характера: антрополог Джереми ДеСилва из Бостонского университета рассчитал, что масса новорожденных у людей составляет в среднем 6 процентов массы взрослого, а у шимпанзе — всего 3 процента. Новорожденные австралопитеки уже были достаточно тяжелыми — 5 процентов массы взрослой особи. Эти данные тоже прямо указывают на прогрессивное увеличение массы мозга в человеческом роду.

Выходит, если нам еще подрасти, то и наш мозг увеличится? Увы, в изображениях скелетов гигантских людей, которыми любит развлекаться интернет-сообщество, сразу можно распознать подделку: гигантов размером от четырех до девяти метров показывают с соблюдением пропорций обычных людей. У реальных же великанов череп (и мозг) оказался бы непропорционально маленьким, а нижняя часть позвоночного столба, кости таза и ног — толще, чем у мамонтов. Страдали бы они от гипертонии, одышки и дистрофии (недостаточно объемные для такого тела легкие и кишечник), проблем с суставами, которые не выдерживали бы нагрузки, а жили бы недолго и глупо, поскольку мозги бы у них были не крупнее, чем у зав-ропод, — с грецкий орех, или — при больших размерах — «взрывались» бы от кровяного давления, стоило бедняге нагнуться. А полностью распрямившись, он лишился бы легких: под давлением разорвало бы легочные артерии.

^{Каменноугольные наземные животные и растения Лавруссии (340–300 миллионов лет). Растения: древовидные плауны лепидодендрон и сигиллярия, хвощ; растительноядные: насекомое диктионеврида, таракан; хищники: стрекоза, лепоспондильное земноводное диплокаул, артроплеврида, паук, скорпион. Художник Анастасия Беседина}