Бернштейн Н.А. О ловкости и ее развитии
.pdfпищеварительных желез, о замечательной (изученной до тонко сти нашим великим соотечественником И. П. Павловым) при способленности их к перевариванию самой разнообразной пищи.
Вспомним о необычайно тонком и |
полном остроумия |
аппарате, |
с помощью которого регулируется |
давление крови |
в сосудах: |
о так называемых синусах недавно открытых чувствительных приборчиках, помещающихся в аорте, близ сердца, и в сонных артериях и чутко откликающихся приспособительными рефлек сами на каждое колебание сосудистого «барометра». На этом фоне грубая и крайне мало подходящая к физиологическим потребностям мышечная ткань, не подвергшаяся сама никакой переделке или перешлифовке, а только обросшая целым комом всяческих ухищрений и компромиссов, выглядит странным ис ключением. При мысли о ней приходит в голову сельскохозяйственник, выписавший себе для полевых работ молотилку и полу чивший вместо нее, по отсутствию таковых на складе, легковой автомобиль. Именно таким автомобилем (тут — с веревочным приводом, там — с приколоченным гвоздями домодельным соору жением из неструганного теса) и выглядит монтаж в нашем скелетно-двигательном аппарате поперечнополосатой мышцы.
Членистоногие в тупике
Я уже упомянул, что первые впечатления от сравнения меж ду собой двигательных аппаратов членистоногих и позвоночных говорят как будто в пользу простоты и четкости, свойственных первым. Единственный явный плюс, бросающийся в глаза у поз воночных животных, — это гибкая подвижность их туловища; второе же преимущество, гораздо менее очевидное, заслуживает краткой характеристики. Это преимущество на первый взгляд похоже скорее на недостаток. Речь идет об обязательном активном участии мускулатуры в поддержании равновесия тела,
т.е. в том, что в научной терминологии носит название
статики тела. Так, например, грудное звено тела насекомого, к которому прикреплены все его шесть ножек, имеет собствен ную панцирную прочность, для поддержания которой никакой мышечной работы не требуется. Туловище человека, тоже свя занное со всеми его конечностями и поддерживаемое двумя из них, держится прямо только благодаря непрерывному напряже нию всех мышц, «расчаливающих» позвоночный столб, подобно тому, как ванты расчаливают корабельную мачту. Зато такая, как будто более трудная для управления, система обеспечивает телу человека (или вообще позвоночного) исключительную приспособляемость и маневренность.
Если какому-нибудь принципу вообще когда-либо удавалось решить задачу о сочетании всех преимуществ, свойственных мяг котелым, с жесткорычажным сооружением, пригодным для пере
85
Королева-матка термитов, окруженная придворными
дачи больших усилий, то только принципу, положенному в ос нову строения позвоночных. Нет спора, что управление такою «жестко-нежесткою» системой труднее, но мы уже видели по дру гому поводу в предыдущем очерке, как часто более трудный инструмент, но зато обладающий большим числом степеней свободы, менее ограничивающий и сковывающий своего облада теля, ценится мастером выше всего. Облегчающие же подпорки, лады и подставки он заодно с трехколесным велосипедом без сожаления уступает сынишке.
Результат этих неброских биологических преимуществ прин ципа позвоночных не замедлил сказаться в последующей истории животного мира. Оба гигантских по своему объему класса — членистоногие и позвоночные — по праву поделили между собой первые места на нашей планете, но затем позво ночные оставили своих соперников далеко позади. Суть, конечно, не в том, что членистоногим никогда в последующем не удава лось достигать размеров тела, хоть сколько-нибудь сравнимых с размерами позвоночных (эти последние, напротив, в следую щем периоде развития побили все рекорды величины тварей, когда-либо населявших Землю). Гораздо важнее то, что в отно шении умственных способностей и теснейшим образом связан ной с ними области движений членистоногие далеко и безна дежно отстали от позвоночных. Все рассказы о замечательном якобы уме насекомых, опирающиеся на захватанную (и почти единственную на все сотни тысяч видов насекомых) пару при меров об общественной жизни пчел и муравьев, при более тщательной проверке их оказываются чистым недоразумением*.
* По свидетельству таких долголетних наблюдателей и авторитетных зна токов насекомых, как Фабр, Леббок и др.
86
Муравьи-портные за шитьем своих гнезд
Своеобразный и сложный инстинкт, управляющий действиями этих насекомых и в своей природе еще совершенно не разгадан ный, стоит вне сомнений, но между инстинктом и живою сооб
разительностью пропасть того же |
порядка, |
как и |
пропасть |
между жесткой головогрудью рака |
и шеей |
лебедя |
или телом |
Соты диких ос (Poiybia) |
Соты дикой осы (Polistes gallica) |
87
Пути блуждания шести муравьев, приучен ных проходить от отправного барьера (на верху) к кормушке С, после того, как по следняя была переставлена к пункту D. До рогу нашел в конце концов только один (из
Леббока)
кошки. Те же насекомые, с геометрической точ ностью строящие стенки сотов под вечно равными друг другу углами или устраивающие коллектив ные «коровники» из тра вяных тлей при своих муравейниках, будучи поставлены в чуть-чуть непредвиденные условия, мгновенно теряются до полного расстройства ко ординации. Если десяток муравьев как будто бы дружно волокут к мура вейнику соломинку, то это изумляет и поражает, од нако более тщательная проверка показывает, что при этом шестеро му равьев тянут в сторону гнезда, а остальные четы ре — прочь от него, и со ломинка влечется только по равнодействующей.
Переверните жесткокрылое насекомое на спинку, посадите муху без крыльев на конец травинки, преградите муравьям вершковою полоской воды их главную магистраль, ведущую к муравейнику, и т. п. Первою реакци ей всех их будет величайшая, сует ливая растерянность; второю — дей ствия, в которых не знаешь, чего больше: смысловой ли бестолковос ти или двигательной неуклюжести.
Мы уже говорили во вступительном очерке, что самый существенный
признак для ловкости — наход чивость, способность быстро и с че стью выйти из любого непредви денного положения. Но этого как раз и нет в поведении членистоно гих. Они могут обладать исключи тельным проворством (муха, блоха, краб в воде, паучок-охотник и т. п.), недаром все-таки их тела оснащены поперечнополосатой мускулатурой, в
придачу почти свободной от вязкой
Омар обыкновенный
88
студени — саркоплазмы, но от проворства до ловкости еще очень далеко. Так, по крайней мере, скажет всякий, кому несущийся опрометью в пылу игры мальчишка угодит головой в живот. Предпочтя панцирный принцип принципу настроечной гибкости, природа членистоногих с абсолютной последовательностью пош ла дальше по раз избранному пути. Эволюция выработала для насекомых сложные и точные инстинкты, такие же неизменяемые, как и их панцири; создала для их несложного обихода такие же формы поведения, однообразные, хорошо подогнанные и уже раз навсегда неизменяемые, точно рельсы, но зато и навсегда закры ла для них пути к личной индивидуальной приспособительности и к накоплению личного жизненного опыта. А этим шагом на всегда убила для них какие-либо перспективы умственного прогресса.
Эволюция позвоночных
Чтобы закончить этот очерк, нам остается сделать еще крат кий обзор «новой» истории движений, истории, начавшейся пос ле великого «поперечнополосатого переворота», который был об рисован на предыдущих страницах. Оставим членистоногих в том тупике, в который в конце концов завели их отрицательные черты строения двигательного аппарата, и сосредоточим теперь
все |
внимание на позвоночных. |
|
|
|
Важнейшая |
определяющая черта |
неокинетических живот |
ных* |
(как мы |
теперь будем называть |
обладателей поперечно |
полосатой мускулатуры) — центральная нервная система и го
ловной мозг начали впервые с |
известной |
четкостью опре |
деляться уже у высших моллюсков |
(например, |
у головоногих — |
осьминога, каракатицы.) Однако только у позвоночных они нашли условия для бурного и безостановочного развития, про должающегося и поныне. Это развитие, некоторые подробности которого будут освещены дальше, повело в конце концов к тому, что головной мозг, и в частности самая новая его часть, так называемая кора больших полушарий, завладел у высших поз воночных верховной диктатурой по всем решительно физиоло гическим отправлениям. Это — новая, только в последние годы
приоткрываемая страница |
науки о мозге; высокие заслуги в |
ее открытии принадлежат |
крупнейшему русскому физиологу |
К. М. Быкову. Год от года выявляется все больше и больше сторон жизнедеятельности, на которые головной мозг простира ет свое верховное влияние: обмен веществ, управление физикохимическими процессами в крови, кроветворение, борьба с зараз ными началами и т. д., и т. д. Как бесконечно далеко это от
* Неокинетический в переводе значит новодвигательный. Этот термин при меняется для обозначения новых органов движения в их общей совокупности: поперечнополосатой мускулатуры, жестких суставчатых скелетов, взрывного бур ного процесса возбуждения и т. д.
89
Воображаемый ландшафт юрской эпохи. В воде — ихтиозавр, в воздухе — археоптерикс
Реконструкция гигантского ящера — стегозавра, обитавшего на территории ны нешней Европы около 100 млн лет назад: длина животного 7,5 м, высота 3,6 м, величина головного мозга — с мужской кулак
тех невзрачных волоконец, едва начавших обособляться от окру жающей ткани, по которым пробивал себе дорогу первобытный электрохимический возбудительный импульс!
Мы начнем и эту часть обзора таблицей — сводкой, ука зывающей последовательный порядок развития классов позво ночных. Для примерной оценки давности их возникновения на Земле снова воспользуемся примененным уже однажды умень шительным масштабом времени I : 50 000 000, полезным для луч шей наглядности.
90
Эволюция |
головного мозга от низшей |
рыбы до человека. Продольные разрезы: |
1 — скат |
(Chimaera), 2 — ящерица |
(Varanus), 3—кролик (Lepus), 4 — ч е л о |
век. Равенство масштабов не соблюдено. Светлым пунктиром изображены древ нейшие части мозга, темным пунктиром — мозговые полости (желудочки), чер
ной краской — новый мозг |
(полушария) |
Таблица-классификация позвоночных |
животных |
I. Рыбы: |
|
а) |
древние, |
докостистые |
(напри |
||
мер, минога, акула, скат, осетр); |
|||||
б) |
более новые, |
с |
костными ске |
||
летами |
(окунь, |
ерш, |
щука, |
летучая |
|
рыба и др.). |
|
|
|
|
|
Древнейшие |
рыбы, |
несомненно, |
появились еще где-то в третьем «де сятилетии» нашего масштаба (стр. 62).
Рыба триасовой эпохи с жабрами и легкими
II. Амфибии или земноводные (например, лягушка, тритон, аксолотль).
Развитие аксолотля: наверху—личинка с жабрами, внизу — взрослая особь с легкими
III.Рептилии, или пресмыкающиеся.
От этого когда-то чрезвычайно обширного класса до нашего времени уце лели только немногие отряды: змеи, черепахи, ящерицы и крокодилы.
91
Рептилиями |
заканчивается |
|||||
раздел |
так |
называемых холодно |
||||
кровных |
позвоночных; точнее было |
|||||
бы определять все три перечис |
||||||
ленных |
класса (I — III) |
как |
живот |
|||
ных, обладающих |
переменной тем |
|||||
пературой окружающей |
их |
среды. |
||||
Первые |
земноводные появились |
на |
||||
Земле около 15 «лет» назад; пер |
||||||
вые рептилии — 6—8 «лет» |
назад. |
|||||
IV. |
Птицы: |
|
|
|
|
|
а) |
нижестоящие, |
выводковые |
||||
(киви, |
пингвин, |
страус, |
курица, |
|||
куропатка и др.); |
|
|
|
|
||
б) |
вышестоящие, |
птенцовые |
||||
(ласточка, |
сова, |
орел |
и |
др.). |
||
Птицы очень постепенным, |
хо |
|||||
рошо прослеженным порядком |
вы |
работались из летучих пресмыкающихся; этот процесс их формирования начался около 5 «лет» назад и продолжался 3—4 «года».
V.Млекопитающие:
1)древнейшие—однопроходные и сумчатые (утконос, кенгуру, многочис ленные австралийские виды сумчатых);
2)низшие млекопитающие (насекомоядные, грызуны и др.);
3)высшие млекопитающие (копытные, хищные, полуобезьяны и др.);
4)наивысшие млекопитающие — обезьяны:
а) нижестоящие (павиан, мартышка) и б) вышестоящие, человекообразные (в порядке возрастающей близости к
человеку: шимпанзе, орангутанг, горилла).
5) прямые предки человека и современный человек.
Древнейшие млекопитающие относятся ко времени заката царства прес мыкающихся — около 3 «лет» назад. «Год» назад млекопитающие уже гос подствуют на Земле, и их имеется боль шое количество видов. Высшие мле копитающие: хищники, слоны, ранние обезьяны — насчитывают от 3 до 6 «месяцев» со времени своего возник новения. Человекообразным обезьянам
Представитель сумчатых кенгуру
92
и древнейшему ископаемому предку человека, так называемому питекантропу, — около 2 «недель» от роду. Человеку древнекаменного века, жившему в ледниковые периоды и сражавшемуся с мамонта ми, — меньше «недели». Для сравнения этих дейст вительных промежутков времени из истории Земли
снаивными представлениями мифов и религий
небезынтересно будет упомянуть мимоходом, что в принятом нами уменьшительном масштабе вре мени «сотворение мира богом», как о нем повествует Библия, должно было иметь место 11/2 «часа» назад.
Птицы и млекопитающие составляют вместе раздел теплокровных позвоноч ных, точнее говоря — животных с посто янной температурой тела, не зависящей от температуры внешней среды. Так как скорость всякого химического процесса очень резко возрастает с повышением температуры, то все процессы в организ мах «теплокровных» животных, в част ности наиболее интересные для нас про цессы в их нервах и мышцах, протекают
во много |
раз живее |
и энергичнее, |
чем |
у «холоднокровных» животных. (Это |
при |
||
мечание |
вскоре очень |
пригодится |
нам). |
Молодой горилла
Реконструкция головы од ного из предков человека (неандертальца)
Сенсорные коррекции
Очерк истории позвоночных, из всего животного мира, как оказалось, наилучшим образом решивших задачу приспособ ления и развития, мы начнем с упоминания еще о двух новшествах, возникших и развившихся как прямое следствие появления поперечнополосатой мышцы и всего того нового дви гательного принципа, который мы только что назвали неокине тикой. Первым новшеством были сенсорные коррекции, подроб но описанные нами в предыдущем очерке. У древнейших
бесскелетных |
животных с медлительной гладкой мускулатурой |
и с большим |
преобладанием в их обиходе местных членико- |
вых телодвижений еще не было потребности в том тонком управ лении движениями, для которого нужен непрерывный контроль со стороны органов чувств. К тому же для сверки текущего
движения с тем, как оно было |
запланировано, — а |
в этом ведь |
и состоит работа сенсорных |
коррекций, — нужно |
уже, чтобы |
имелась такая предварительная планировка предпринятого дви жения, нужно, чтобы были и органы, способные его планировать. Когда еще не существует головного мозга, когда нет памяти
93
в каком угодно виде, способной выдерживать и выполнять в пра вильном порядке части сложного цепного движения или дейст вия, тогда с чем же и посредством чего сверять совершаемое движение? По какому признаку решать, течет ли оно точно так, как было намечено, или нет?
Наконец, надо добавить и то, что сам двигательный аппарат у новых, неокинетических животных быстро становился все более трудным для управления, несравнимо с теми немудреными уст ройствами, какие имелись к услугам червя или устрицы. Дальнодействующие органы чувств — телерецепторы — вызывали к жизни переместительные движения всего тела, локомоции, как об этом уже говорилось. Для локомоции потребовалась друж ная, согласованная работа мышц всего тела — синергии - оркестр, которому нужен был и дирижер в лице централь ного мозга. При всем том каждый музыкант этого большого оркестра, каждая поперечнополосатая мышца представляла собой гораздо менее послушный и удобный для управления орган, нежели древние гладкие мышечные клетки. Мы уже говорили о тех сложных ухищрениях, на которые вынуждена пускаться центральная нервная система для того, чтобы получать от этой мышцы длительные сокращения, тетанусы, или плавные измене ния силы. Здесь столкнулись между собой: и возросшая быстро та и сила движений, и их обширность и сложность, и каприз ность их главного исполнителя — мышцы, и все растущая тре бовательность животных к точности и меткости своих движений. Сведите все это воедино с теми фактами, которые были разоб раны в предшествующем очерке: с крайней непослушностью всяких вообще подвижных систем о многих степенях свободы,
сдобавочными трудностями, проистекающими из упругих
свойств мышцы, и вам не нужно будет больше доводов в пользу того, зачем именно на этом этапе развития обязательно потребовались сенсорные коррекции.
Интересно отметить, что у древних бесскелетных животных все «рефлекторное кольцо», о котором также говорилось в предыдущем очерке, работает как раз в обратную сторону, чем
унас. Пронаблюдайте червя, наползшего на какое-нибудь
препятствие, |
или |
улитку, |
добравшуюся до |
конца травинки. |
Как только |
дело |
доходит |
до какого-либо |
из затруднений в |
этом роде, начинаются беспорядочные и (сравнительно) ожив ленные ощупывания, «снующие» движения во все стороны. У высших, неокинетических животных, в том числе и у нас, движе ния идут на поводу у ощущений, управляются и направляются ими. У низших, наоборот, ощущения обслуживаются и обеспе чиваются с помощью движений. Движения, с виду бессистемно и бестолково, идут впереди ощущений, хватают и ловят их, где попало. Этот механизм активного, деятельного «ощущения» со хранился и у нас, за исключением бессистемности, в работе наших наивысших органов чувств, зрения и осязания, где кру-
94