От амёбы до гориллы, или Как мозг учился думать - Борис Сергеев

Среднее образование

В ноябре даже на юге становится прохладно. Днем, если светит солнце, на Кубани бывает тепло, но чуть стемнеет, температура быстро падает, поднимается холодный ветер, а ночью случаются даже заморозки. В ноябре погода неустойчива. Ясные солнечные дни внезапно сменяются пасмурными и туманными. Теплый морской воздух приносит тучи, начинаются нудные затяжные дожди. В один из осенних дней после особенно сильных дождей на берегах Кубанских лиманов иногда удается подсмотреть удивительные события. Вдруг ни с того ни с сего то тут то там начинает шевелиться почва и из земли на поверхность начинают выбираться крохотные черепашки. Сначала они появляются изредка, по одной, потом все чаще и чаще и, как крупные тараканы, ни на секунду не задерживаясь, споро бегут к воде. Скоро весь берег покрывается этими забавными малышами. Они пробираются сквозь разбросанные тут и там кустики травы, обходят камни и крупные коряги… Некоторым, чтобы добраться до воды, приходится форсировать невысокие, но довольно крутые холмики и кочки, небольшие ложбинки и канавки. Никакие препятствия их не останавливают: черепашата бегут прямо к воде. Откуда узнают только что выклюнувшиеся из яиц молодые черепашки, что им пора выбираться на поверхность? Как они определяют, в каком направлении им следует бежать, чтобы поскорее скрыться в воде. И вообще, как узнают малыши, что им следует делать, где добывать корм, как и от кого прятаться? Мать их этому научить не могла. В начале лета она закопала в чуть влажный песок свои пятнадцать — двадцать яиц и, не оглядываясь, поспешила назад в водоем. Дальнейшая судьба детей ее не волновала. Она даже не пришла удостовериться, что развитие яиц идет нормально, что кладку не раскопала лисица или вечно голодный нахальный шакал. Мир животных, с нашей человеческой точки зрения, устроен удивительно. Все низшие существа: медузы и морские звезды, всевозможные черви, моллюски, насекомые, раки и рыбы, лягушки, черепахи, крокодилы, слоны, дельфины и даже обезьяны — рождаются на свет с набором готовых знаний, необходимых им в жизни. Знания передаются по наследству от родителей точно так же, как размер и форма тела, цвет шерсти или рисунок на крыльях бабочек. В крохотном мозгу насекомых и раков заложены десятки сложных программ поведения на все случаи жизни. Все эти знания и умения закодированы в клетках их нервной системы. Много, удивительно много сведений получают животные в наследство. Объем информации, загодя заложенный в их мозг, порою весьма значителен. Недаром раньше ученые предполагали, что большинству животных просто нечему учиться. Это, конечно, было ошибкой. Чем совершеннее нервная система животных, чем больше и сложнее устроен их мозг, тем больше сведений приходится им приобретать в течение жизни, тем прилежнее приходится учиться. Низшие животные отличаются от высших не только объемом знаний, которыми им приходится овладевать, но, что очень важно, способом обучения. У низших животных редко бывают настоящие учителя. Все, чему они учатся, им приходится усваивать самостоятельно. Дело в том, что примитивные животные обычно не живут семьями. Взрослые «опытные» животные просто не имеют возможности передавать накопленные знания молодому поколению. Это обстоятельство очень своеобразно отразилось на эволюции животных нашей планеты.

Л. Г. Воронин (1908–1983)

Член-корреспондент АН СССР и АПН СССР Леонид Григорьевич Воронин, — советский физиолог, ученик Л. А. Орбели, был директором Сухумской медико-биологической станции, директором Института высшей нервной деятельности АН СССР, а затем многие годы возглавлял кафедру физиологии высшей нервной деятельности МГУ. Внес существенный вклад в развитие эволюционной физиологии высшей нервной деятельности.

Проделав длинный путь развития от примитивных одноклеточных организмов до крокодилов и черепах, животные несчетное количество раз меняли внешний облик и приобретали всевозможные приспособления для жизни в воде и на суше. Вместе с другими органами тела менялся и их мозг. От беспорядочно разбросанной группы нервных клеток, какой является нервная система даже современных актиний, до большого и хорошо развитого мозга крокодилов — дистанция огромного размера. У каждого вида животных формировались и закладывались в мозг свои особые программы поведения. В процессе эволюции их было создано несметное количество. Лишь одна функция мозга — способность обучаться — совершенствовалась очень медленно. Она не могла серьезно отразиться на дальнейшей эволюции живых организмов. Каким бы полезнейшим навыкам ни научилось животное, вид в целом от этого мало выигрывал. Ведь, погибая в старости, низшие животные ни с кем не могут поделиться своими знаниями. Все изменилось, когда на земле появились теплокровные животные: птицы и млекопитающие. Их дети требовали систематического ухода. Малышей надо было постоянно согревать и систематически кормить. Поневоле пришлось жить семьями. Теперь дети могли учиться у пап и мам, у старших сестер и братьев, а накопленный опыт мог передаваться из поколения в поколение. Но для того чтобы успешно учиться и накапливать опыт, нужно было иметь хороший мозг. И у высших животных именно мозг стал совершенствоваться невиданно быстрыми темпами — от крохотного, плохо развитого мозга землеройки до сложно устроенного большого мозга дельфина, шимпанзе, наконец, человека. Маленькие дети многих теплокровных животных совершенно беспомощные существа. Только что родившийся лисенок или вылупившийся из яйца скворчонок еще ничего не могут и ничего не умеют. Однако постепенно малыши мужают. У них появляется немало полезных навыков, и становится хорошо заметно, что они начинают правильно ориентироваться в окружающей обстановке, то есть приобретают кое-какие знания. Невольно возникает представление, что маленькие животные в детстве старательно учатся. Это действительно так, но у совсем юных животных огромное количество особенно бросающихся в глаза знаний и навыков являются врожденными. Просто они проявляются не сразу после рождения, а лишь на определенной стадии развития детенышей, и этим создается ложное представление, что малыши стали более умелыми благодаря обучению. Некоторые навыки развиваются так постепенно, что вводят в заблуждение даже ученых. В конце мая, в июне первые выводки птенцов начинают покидать гнезда. В это время в скверах и пригородных рощах постоянно попадаются глупые воробышки, с трудом перепархивающие по низким кустикам дроздята, молоденькие скворцы. Первые дни после вылета из гнезда птенцы этих птиц летают плохо. Они с трудом перелетают расстояния в пять — десять метров, с трудом взлетают с земли, а такие фигуры высшего пилотажа, как точное «приземление» на тоненькую веточку, для них практически невыполнимы. Они обычно промахиваются или, случайно зацепившись, не могут сохранить равновесие и в конце концов падают вниз, в траву. Птенцы летают так плохо, что не представляет особого труда поймать неумелого летуна.

Во многих книгах, написанных любителями птиц, можно прочитать о том, как родители учат летать молодых. Еще недавно и ученые думали, что большинству птиц требуется хотя бы несколько дней, чтобы научиться владеть своими крыльями. Однако некоторые птицы, вроде стрижей, выпадали из общего правила. У стрижей очень длинные крылья и маленькие ножки. Даже взрослые птицы не способны взлететь с ровной поверхности земли и не умеют перепархивать с ветки на ветку. Если бы их птенцам пришлось учиться летать, вряд ли это кончилось бы для них благополучно. И действительно, стрижата свободно обходятся без предварительной подготовки. Достаточно возмужав, они в один прекрасный день выбрасываются из гнезда и, отлично владея крыльями, скрываются в бескрайнем небе. Обратно в гнездо они уже не вернутся. Курс школьного воспитания стрижи проходят в гнезде, а высшее образование им, по-видимому, не требуется. Пример стрижей не давал ученым покоя. Они решили проверить, не могут ли и другие птицы хорошо летать без предварительного обучения. Для этого они разделили голубят одного возраста на две партии. На одних натянули тесные одежки — детские чулочки, прорезав в них дырки, для головы и лапок. В таком обмундировании голубята не только что летать, крыльями двигать не могли. Других оставили свободными. Когда вольные голубята завершили курс обучения и полностью овладели летным мастерством, со второй партии молодых птиц сняли чулочки. Оказалось, что голубята обеих групп летали одинаково хорошо: и те, что жили свободно и могли с раннего детства делать попытки подняться в воздух, и те, что провели детство в тесных одежках. Правда, чтобы противостоять ветру или выполнять сложные виражи, следуя за стариками, необходимо хорошо потренироваться. Таким вещам приходится учиться, но это уже курс высшего пилотажа. Мы уже убедились, что все животные учатся, но учеба учебе рознь. Одни учатся от случая к случаю и получают поверхностные, разрозненные знания. Другим приходится проходить обязательный курс обучения. Для многих животных, как и для детей нашей страны, курс среднего образования обязателен. Каждый птенец и детеныш, где бы они ни родились, обязательно его проходят. Высшим животным, чтобы хорошо приспособиться к жизни, нужно приобрести немало знаний. В младших классах все животные учатся узнавать своих родителей. Казалось бы, такие знания выгоднее получать по наследству, чтобы дети заранее знали их голоса, чтобы они появлялись на свет прямо с «портретом» своей мамы в мозгу. Ничего необычного в этом не было бы, только такой путь рискован. Случись, что мать перепачкалась какой-нибудь грязью, получила травму, немного меняющую ее внешний вид, или «охрипла», и у нее изменился голос, — и новорожденные дети, не узнавшие в ней свою мать, обречены на гибель. Особенно важно запомнить родителей птенцам колониальных видов птиц. Если юным сорокам на первых порах достаточно уметь отличать взрослых сорок от ястребов, ворон, грачей, галок и скворцов, то птенцу чайки нужно научиться узнавать именно своих родителей среди десятков или даже сотен тысяч таких же взрослых чаек, живущих в одной колонии. Малыши американской грязной чайки уже к четвертому дню жизни запоминают голоса папы и мамы. Это позволяет им с пятого дня после вылупления отлучаться с гнездового участка, а то и вовсе его покидать. Теперь они уже не боятся потеряться. В старших классах школы птенцам придется познакомиться с членами своей стаи и запомнить, кто и каким влиянием и уважением пользуется. Уверяю вас, что научиться узнавать голос своих родителей среди многих тысяч очень похожих голосов других чаек или отличать утку-мать от десятка очень похожих на нее уток не так-то просто. Люди вряд ли справились бы с подобной задачей. Недаром природа постаралась облегчить малышам процесс обучения. Их мозг устроен так, что для многих навыков существуют определенные периоды, когда они усваиваются прямо молниеносно. В это время малыши учатся как настоящие вундеркинды. Цыплята, утята, гусята сразу после вылупления из яйца способны активно двигаться. Естественно, им, чтобы не потеряться, нужно спешно запомнить, как выглядит мать. Только что вылупившиеся малыши имеют врожденное умение бежать вслед за любым двигающимся объектом. Первый подвижный предмет, встретившийся им в жизни, они постараются запомнить и считают его своей матерью. Особенно легко запоминание происходит через десять — пятнадцать часов после вылупления, а потом эта способность постепенно утрачивается. Очень интересная особенность раннего обучения состоит в том, что, если благоприятный период упущен, если цыплят сразу после вылупления отобрать от матери и вернуть обратно через несколько дней, они теперь не признают ее своей матерью. Любая попытка приучить к матери будет бесполезна. А если цыплята уже запомнили какой-то случайный движущийся предмет и считают его своей матерью, то переучить их тем более невозможно. Заставьте их первые сутки после вылупления из яйца провести с уткой, они потом с курицей не захотят и знаться.