Метазоа. Зарождение разума в животном мире - Питер Годфри-Смит

мы изучаем механизмы восприятия, механизмы раздражимости. Я пишу и каждый раз сомневаюсь: не стереть ли его? Несомненно, в широком смысле слова потенциал-зависимые ионные каналы – это детали механизма; то же самое можно сказать как о нервах, так и о мозге. Отрицая этот постулат, мы уклоняемся в сторону дуалистических (душа плюс тело) или виталистических (жизненная сила) взглядов. Поэтому я разрешил себе его использовать. Однако нельзя упускать из виду и отличия машин от живых систем. Жизненные процессы клетки подразумевают укрощение молекулярного шторма и хаотичного движения ионов. Это совершенно не похоже на то, что происходит в любой спроектированной человеком машине. Собирая машины, мы стремимся сделать их предсказуемыми, хотим, чтобы они выполняли строго определенные функции, пусть даже потом мы используем их для симуляции хаотических событий. Ссылаться на хитроумное устройство клетки как на «механизм» в каких-то случаях уместно, а в каких-то нет.

В арсенале свойств тех форм жизни, что существовали до появления животных, есть одно, которое мне хотелось бы выделить особо. Я его уже касался, но теперь хочу поместить в центр внимания. Это свойство – двустороннее сообщение между живыми системами и средой. Здесь имеется в виду и уже упоминавшийся поток ионов, и поглощение органических веществ, и удаление отходов. Клетки обособлены, но не изолированы от мира. Клеточные формы жизни сообщаются с внешней средой, и это крайне важно.

У этого двустороннего обмена есть как метаболическая сторона – клетка получает энергию и использует ее для поддержания жизни, – так и информационная. Какие-то поступления извне важны сами по себе (прежде всего пища), зато другие могут предостеречь, подсказать или сообщить некую важную информацию. Метаболическая сторона этого двустороннего обмена – непременное условие продолжения жизни. Жизнедеятельность организма невозможна в отрыве от энергетического потока, который начинается и заканчивается вовне{31}. Моя коллега Маурин О'Мэлли великолепно сформулировала эту мысль; соединив химический термин с образом из совершенно другой области, она сказала: чтобы жить, нужно научиться существовать «на окислительно-восстановительных американских горках, постоянно отдавая и получая»{32}. (В процессе окислительно-восстановительной реакции молекулы обмениваются электронами.) О'Мэлли хотела подчеркнуть, что чувствительность к событиям и изменениям во внешней среде – неотъемлемая характеристика живых организмов. У них нет возможности задраить все люки, они открыты миру в силу своей потребности в энергии. Открывшись миру, живые системы неизбежно будут испытывать на себе его влияние. А так как происходящее снаружи влияет на живую систему, эволюция обязательно попытается как-то эту чувствительность использовать: организмам часто удается отыскать способ реагировать на происходящее так, чтобы поставить его на службу своим целям, какими бы примитивными они ни были. Все известные клеточные формы жизни, не исключая и крошечных бактерий, обладают способностью ощущать мир и реагировать на него. Ощущение, как минимум в самых его базовых формах, старо как мир и встречается повсеместно{33}.

Многоклеточные

Перечисленные идеи составляют одну из двух основных тем второй главы. Живые клетки – физические объекты, но они не похожи ни на один другой знакомый нам объект. Они окружают себя мембраной, чтобы сдержать шторм активности и придать ему форму. Они заключены внутри своих границ, но вся их жизнь зависит от того, что проникает сквозь эти границы. Самоопределяющаяся и самоподдерживающаяся клетка – это самость. Следующий поворот истории подводит нас к новой разновидности объектов и к новому виду самости, а именно к животным.

Думая о животных, мы первым делом вспоминаем тех, что похожи на нас: других млекопитающих, кошек и собак, может быть, птиц. Но животный мир простирается гораздо дальше. Животные – метазоа (многоклеточные) – формируют единую массивную ветвь на общем древе жизни, генеалогической системе, объединяющей все живое на Земле. Термин «метазоа» в конце XIX века ввел в оборот Эрнст Геккель, немецкий биолог, с которым мы познакомились в первой главе{34}. Он противопоставлял многоклеточных животных (Metazoa) одноклеточным существам (Protozoa). Корень zoa здесь тот же, что в словах зоология и зоопарк. Греческая приставка «мета» первоначально означала нечто вроде «после» или «рядом», затем приобрела смысл «выше», а сегодня часто употребляется в значении «над» – этакий взгляд сверху. Геккель, вероятно, вкладывал в свое определение такие смыслы, как «высший» и «последующий». Но одноклеточных сегодня больше не причисляют к животным, поэтому zoa в слове Protozoa может запутать. Сегодня животные – это исключительно Metazoa.

Тело животного состоит из множества клеток, существующих как единое целое{35}; более того, образ жизни различных животных может кардинально различаться. К животным относятся кораллы и жирафы, крохотные осы, которые меньше некоторых одноклеточных организмов, а также киты массой в пятьдесят тонн. Есть животные, внешне неотличимые от растений. Сегодня в биологии словом «животное» называют любой организм, располагающийся на определенной ветви генеалогического древа, независимо от того, какую жизнь он ведет и как выглядит. Коралл – не менее животное, чем волк. Это не единственный способ дать определение слову «животное», но он, в отличие от всех прочих, недвусмысленный и однозначный.

Животных не разместишь на шкале от «низших» к «высшим», хотя от привычки рассуждать о них в подобном ключе избавиться непросто. На генеалогическом древе некоторые животные расположены ниже, потому что появились раньше, но насекомые, например, которые здравствуют и поныне, не ниже нас; все, что живет сегодня, – это верхушка дерева. Поэтому нет смысла рассуждать об эволюционной «шкале» или «лестнице»: животный мир устроен иначе. Есть животные, которые в самых разных отношениях сложнее других (больше органов и конечностей, шире спектр поведения, более сложный жизненный цикл), но в биологии нет места для общей шкалы от низших к высшим – такой, которая казалась естественной до открытий Дарвина.

Генеалогическая система, частью которой оказываются животные, – «древо жизни» – не всегда похожа на дерево; на множестве ее участков не все так однозначно{36}. Но для простоты я продолжу говорить о ней как о дереве. Это дерево связывает все известные формы жизни на Земле в цепь предков и потомков. Оно уже очень старое, но все еще растет – благодаря эволюционному процессу, действующему на огромных промежутках времени. Какой-то вид однажды делится на два. Каждый из них идет по своему пути развития и приобретает свои особенности. Какие-то виды вымирают, но каждое звено – новый вид – если уж не вымерло, то может в дальнейшем опять разделиться на два. От изначальной развилки отделятся еще несколько веток, и на каждой будет представлен не один вид, а целое семейство.

Много лет назад, когда дерево было моложе и меньше, проклюнулась почка, давшая начало новой ветви. Ветвь уцелела, постоянно давая новые побеги, и стала особенно раскидистой и разнообразной. Организмы, помещающиеся на этой части генеалогического древа, называются животными. Эволюция бесконечна, и никто не знает, как далеко протянутся ветви древа – и ветвь животных, и все остальные. Но, хотя способы существования животных чрезвычайно разнообразны, всех их объединяет нечто общее, своего рода стиль, присущий исключительно животным, – образ жизни, изобретенный на нашей ветви дерева.

Животные произошли от одноклеточных организмов, которые превосходят бактерий по размерам и сложности внутреннего устройства. У этих клеток, эукариотов, есть особые приспособления для управления энергией – митохондрии – и развитый внутренний скелет (цитоскелет). Это сеть ниточек[6] и микротрубочек, которые движутся в согласии друг с другом, помогая клетке сохранять форму и контролировать движение.

Задолго до появления животных цитоскелет помог одноклеточным организмам выйти на новый уровень мобильности, в том числе начать активно охотиться{37}. Эта внутриклеточная структура позволила перейти от существования, которое, как у бактерий, поддерживается в основном химическими процессами, к существованию, основанному в первую очередь на поведении – движении и действии. Все это уже звучит очень похоже на свойства животных, но мы все еще говорим об одноклеточных организмах – протистах. Некоторые из них вырастают до довольно больших размеров. Амебы рода Chaos, например, охотятся не только на бактерий, но даже на мелких беспозвоночных.

Растения – это другая ветвь генеалогического древа, другой длительный многоклеточный эксперимент, они тоже состоят из эукариотических клеток. То же самое касается грибов. Эволюция постоянно создает