LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 7
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

50 000 000. В этом масштабе столетие почти в точности равно
одной минуте. Продолжительность человеческой жизни — 40—
45 секунд.
Итак, прежде всего на нашем чертеже Земле 40 «лет».
На ее лице немало морщин — великих горных цепей и седин бе­
лоснежной Арктики или Антарктиды. Их, может быть, больше,
чем следовало бы иметь к 40 «годам», но надо признать, что
жизнь выпала ей не из легких: вся история великих геологиче­
ских переворотов, смены гор и морей, вулканической деятельнос­
ти и т. д. хорошо подтверждает это. В пору же зачатия первых
проблесков жизни мы рисуем себе Землю на нашей карте двад­
цатилетней женщиной — в лучшем возрасте для деторождения.
Если теперь сделать набросок последовательности развития
наиболее близких к нам животных — позвоночных — в выбран-
ном нами масштабе, то окажется, что древнейшие представители
позвоночных — ископаемые рыбы — появились на Земле в сере­
дине общего срока жизни животного мира — около 10 «лет» на-
62
Кое-какие масштабы

зад. Два-четыре «года» назад на земном шаре господствовали
пресмыкающиеся — гигантские ящеры, о которых еще будет речь
дальше.
Самые древние из млекопитающих возникли не более 2—3
«лет» назад; Земля родила их уже очень пожилой женщиной,
проняньчив все самое цветущее десятилетие своей жизни одних
только беспозвоночных, червей и моллюсков. Высшие млекопи­
тающие — хищные, хоботные, высокоразвитые копытные и
т. п. — существуют всего едва лишь несколько «месяцев». «Неде­
ли» две назад появились высшие обезьяны. Древнейшим предста­
вителем человека, достойным этого имени, не более «недели»
от роду. Как ничтожны все эти последние сроки по сравнению
с общим возрастом жизни на земле! «Вчера» или «позавчера»
(150 000 — 300 000 лет назад) на Земле случилась плохая пого­
да: похолодало, обширные равнины оковались льдом, прошла
волна того, что наука называет «ледниковыми периодами». И
тогда же — «день» или два назад — объявился и пещерный че­
ловек древнекаменного века, сражавшийся каменными топорами
и бережно хранивший в своих пещерах случайно найденный
где-либо огонь. Древнейшие из исторических документов в пря­
мом смысле этого слова — египетские и ассирийские надписи,
великие пирамиды, истоки истории китайцев — создались «час»
63
а — губка, в — морская лилия (триас), с — морская звезда, d — кольчатый
червь

с небольшим назад. Христианской эре — около 20 «минут», от­
крытию Америки и возрождению наук после страшного средне­
векового застоя — 4—5 «минут». Наша мысль вникает в сущест­
во вещей и в историю 40 «лет» бытия Земли не долее этих 5 «ми­
нут». Можно ли требовать, чтобы за этот срок она могла успеть
очень уж многое сделать?
Вторая сводка, на которую мы должны будем опереться, -
это табличка крупных классов, на которые наука подразделяет
животное царство, от древнейших и простейших до самых
высших по своему развитию животных. Перечислим эти классы
по порядку, с тем чтобы далее задержаться на них более обстоя­
тельно.
1. Простейшие — одноклеточные, микроскопически малые
животные.
2. Кишечнополостные (например, коралловые полипы, голо­
турии, губки, морские лилии).
3. Иглокожие (например, морская звезда).




Улитка
64
Каракатица-кальмар Гигантский кальмар

Классы 2-й и 3-й — округло-симметричные, малоподвижные
существа.
Из класса 2-го многие ведут полностью образ жизни расте­
ний, всю жизнь произрастая на одном месте. У класса 2-го
пищеварительная полость имеет еще вид мешка, и они пользуют­
ся как для питания, так и для испражнения одним и тем
же отверстием. Класс 3-й имеет уже сквозной пищеварительный
канал.
4. Черви (например, дождевой червь, пиявка, ленточная
глиста).
5. Мягкотелые, или моллюски (например, улитка, каракати­
ца, устрица).




a — остатки насекомого каменноугольной эпохи, в — насекомое — сучок (Prosko­
pia scabra), с — краб песочный, d—микроскопическое насекомое (Campodea)
65
Классы 4-й и 5-й имеют продолговатую форму тела, с рото­
вым (головным) и хворостовым концом. Тела их обнаруживают
члениковое (сегментарное) строение, особенно четко выраженное
у червей. Как показывает само название мягкотелых, они лише­
ны каких-либо скелетов, и все что есть жесткого в их теле — это
только переносные домики-раковины. Медлительность их вошла
в поговорку.
6. Членистоногие (насекомые, раки, пауки, сороконожки).
7. Позвоночные (рыбы, лягушки, ящерицы, птицы, звери).
Два последних класса очень резко отличаются от всех пре­
дыдущих.
Они имеют суставчатые, подвижные скелеты, настоящие ко­
нечности; они способны к быстрым и сильным движениям; нако­
нец, одни они (если не считать только еще некоторых моллюс­
ков) могут" считаться обладателями настоящей центральной
нервной системы — головного мозга.

Возникновение жизни и возбудимости

Теперь, вооруженные основной классификацией и масшта­
бом, обратимся к самой истории движений в животном царстве.
Попытаемся восстановить перед глазами бесконечно удаленное
прошлое, как говорят, сделать его реконструкцию, подобно тому,
как археологи воссоздают в виде макетов и рисунков древние,
давно сметенные с земли города или здания. Если даже в подоб­
ной реконструкции какого-нибудь старинного храма в Перу или
усыпальницы в Вавилоне больше воображения, чем докумен­
тальных фактов, мы готовы простить это ученому за убедитель­
ность и правдоподобие. За нашу реконструкцию мы гораздо бо­
лее спокойны: она надежно покоится на фактическом материале.




Ихтиозавр (реконструкция); вверху — летающий ящер рамфоринх на лету (ре­
конструкция)
66
Пройдем мимо тех беспредельно давних времен, когда зем­
ной шар медленно стыл, окутанный тучами и налитый до краев
горячим соляным бульоном океанов. В их водах повсюду бродили
всяческие молекулы и их обломки, сталкиваясь между собою,
соединяясь во всевозможных комбинациях и разъединяясь вновь.
Молодая земная химия как будто пробовала свои силы: раньше,
пока Земля еще была раскалена, какие бы то ни были химиче­
ские соединения были так же невозможны на ней, как в электри­
ческой печи.
И вот где-то, в каком-то пункте великого океана Земли, мо­
жет быть, даже всего один-единственный раз за все время ее
существования, столкновение обломков создало длинную цепо­
чечную молекулу, коренным образом не похожую на все, что
образовывалось до этих пор. Пусть образование подобной моле­
кулы было так же маловероятно, как то, чтобы карты тасуемой
колоды сто раз подряд расположились в правильном порядке, —
времени и места для перепробования разных комбинаций было
достаточно*.
Эта удивительная молекула впервые на Земле оказалась бо­
лее устойчивой, чем остальные молекулы. Она не только имела
свойство ограждать себя от распада благодаря особым соотно­
шениям и формам связи своих частей. Она обнаружила
свойство содействовать образованию около себя новых молекул,
во всем подобных ей самой. От одного ее присутствия другие
химические обломки, содержавшие, как и она сама, углерод, кисло­
род, водород и азот, временно соединяясь с нею, проходя сквозь ее
химическое нутро, сами сцеплялись в такие же точно новые моле­
кулы. Если бы мы жили в то время, мы, может быть, назвали бы
ее «молекула-самоумножитель».
Так возникли на Земле понятия самосохранения и размноже­
ния и появилась первая живая частица. Раз случайно возникнув
в водах юной Земли, она уже не могла исчезнуть.
Пройдем мимо бесчисленных веков, потраченных неопытной
Землей на развитие одноклеточных или простейших животных
(инфузорий, корненожек, парамеций), у которых единственная
их клетка сама пробивала себе дорогу в жизнь, шевеля своими
жгутиками или ложноножками и работая «за одну» в отношении
и питания, и движения, и самосохранения, и размножения. Пово­
рачиваем установочный винт нашей исторической подзорной тру-

* Не следует, конечно, думать, что живая белковая молекула, а тем более
живая клетка, с ее сложнейшим, и по сию пору далеко не доизученным строе­
нием, могла возникнуть сразу, в результате какого-то одного исключительного
случая. То возникновение молекулярной белковой цепочки, о котором сказано
в тексте, представляло собой, несомненно, только один эпизод в длительной цепи
событий, являвшихся последовательными ступенями роста организации живого
вещества. Такими ступенями были: возникновение и постепенное усложнение
содержащих азот, серу, фосфор и железо органических коллоидов («коацерва-
тов»), образование первобытных ферментов или биологических реактивов, сфор­
мирование первоначальной клеточной протоплазмы и т. д.

67
бы на пару миллионов столетий вперед, к многоклеточным орга­
низмам, сформировавшимся за эти 3—4 «года» нашего условного
масштаба времени.
У организма, состоящего из многих тысяч клеток, эти клетки
уже потому не могут остаться равными друг другу, что одни из
них находятся в глубинах тела, а другие — на поверхности. Мы
присутствуем при специализации клеток: одни, лежащие на по­
кровах тела, приспосабливаются к несению службы раздражи­
мости и чувствительности, другие, глубинные, — преимуществен­
но к изменениям формы, к сократительности, к обеспечению пер­
вобытных движений. Будем называть первые рецептивными, вто­
рые контрактильными элементами тела*.
Перед нами во все еще теплых водах первобытного океана —
одни только представители 2-го и 3-го классов нашей таблички
(стр. 64): полурастения-полуживотные с медленными, неохотны­
ми движениями, как движения потягивающегося после сна. По-
видимому, первые движения были самопроизвольными, исходив­
шими из самых клеток-мышц: движения ни на что не нацелен­
ные, развившиеся просто потому, что шевелившиеся особи имели
лучшие шансы в борьбе за жизнь, чем совершенно неподвижные.
Каждый физиологический процесс связан с какими-нибудь
химическими превращениями в клетке. Рецептивные клетки по­
верхности тела, приобретшие повышенную раздражимость и
взявшие на себя обслуживание чувствительности, тоже выделяли
из себя во время своей деятельности — во время воздействия на
них внешних раздражений, толчков, тепла или холода и т. п. —
какие-то химические продукты обмена веществ. Случалось так,
что эти продукты, выделяясь из рецептивных клеток и блуждая
вместе с общим потоком внутренностной жидкости по межткане­
вым щелям тела, попадали и в окрестности контрактильных,
мышечных клеток. Понятно, что те особи, у которых, может быть
чисто случайно, мышечные клетки оказались возбудимыми от
действия проникавших в них рецептивных веществ (назовем их
пока так), получили серьезное, почти решающее, биологическое
преимущество перед другими. В то время, как эти последние
были способны только на самопроизвольные шевеления, иногда
бывшие просто ни к чему, а иногда бывшие и прямо невпопад,
особи новой «марки» могли реагировать на внешние раздраже­
ния (например, поворачиваться лицом к добыче или спиной к
опасности). Это новое явление на Земле — реактивность — по
началу было огульным, неизбирательным, расплывчатым, как
говорят в физиологии, диффузным. Мы и сейчас можем наблю­
дать у различных низших организмов подобную диффузную


* Рецептивный от латинского recipere — воспринимать (отсюда же ре­
цепт— принятое, подлежащее приему); контрактильный от латинского contra-
here — стягиватель — сократительный, стягивательный (отсюда же контракт —
скрепляющий документ).
68
раздражимость и реактивность: пока не трогаешь его, он лежит
смирно; прикоснешься — начинаются общие неупорядоченные
движения тела, тем более значительные, чем сильнее было
раздражение.
Так выявились первые в природе химические возбуждающие
мышцу вещества — первобытные посредники между рецептивной
поверхностью тела и мышцами. Эти вещества так и называются
в физиологии посредниками — медиаторами по-латыни*, и, как
увидим позже, они и по сию пору у самых высших организмов, и
у вас, читатель, и у меня, играют очень существенную роль в
наших движениях. Каждый раз, как мы при ходьбе, выполнении
гимнастических упражнений произвольно напрягаем ту или иную
мышцу, у ее нервных окончаний выделяется микроскопически
малая капелька вещества, которому 500 миллионов лет.
В последующих поколениях организмов начали мало-помалу
обособляться каналы, специально приспособленные для доставки
химических медиаторов. Однако не успели еще эти «водные пути
сообщения» как следует оформиться и обеспечить хоть какую-то
избирательную заадресовку медиаторов к тем или иным мышеч­
ным группам, произошло другое событие, биологическое значение
которого оказалось неизмеримо большим.


Зарождение нервной системы
Каждое химическое явление имеет свой электрический «от­
блеск», сопровождается теми или иными колебаниями электри­
ческого потенциала. Ведь мы знаем, что само химическое сродство
(например, стремление кислоты соединиться со щелочью или
фосфора — с кислородом) имеет электрическую природу. В своей
основе это есть общеизвестное из физики взаимное притяже­
ние разноименных электрических зарядов. Не могли обойтись без
такой электрической подкладки и явления медиаторного возбуж­
дения. Тут и возбуждение рецептивных элементов, и действие
медиатора на мышечные клетки, и само ответное сокращение
этих клеток сопровождались изначала легкими, паутинными ко­
лебаниями электрического заряда, из всей нашей современной
электротехники больше всего похожими по величине на колеба­
ния зарядов в антенне радиоприемника при приеме сигналов
откуда-нибудь из Новой Зеландии.
И здесь, где нам впервые по ходу рассказа встречаются
биоэлектрические явления, т. е. проявления электричества в жиз­
ненных процессах, введем сразу удобный масштаб для ясного
представления о их действительных величинах. Только в данном
случае, обратно с масштабом времени, нам придется применить


* Лат. mediator — посредник.
69
Сопоставление масштабов, создающее пред­
ставление о действительных значениях элект­
рических напряжений в нервах и мышцах. Ус­
ловный масштаб 65 метров — 1 вольт. В этом
масштабе Эверест соответствует 120-вольто­
вому напряжению осветительной сети, Эйфе-
левая башня — напряжению сухой батарейки
карманного фонаря, кривая под циферблатом
карманных часов — колебаниям напряжения
в передающем возбуждение нервном волокне
человека


сильные увеличения; недаром и в
лабораториях для регистрации этих
явлений пользуются мощными ра­
диоусилителями.
В предлагаемом нами масштабе
один вольт изобразится высотою в
65 метров (это приблизительно вы­
сота гостиницы «Москва» в нашей
столице). Напряжение сухой бата­
рейки для карманных фонариков
равно в этом масштабе высоте
Эйфелевой башни в Париже, напря­
жение нашей 120-вольтовой осве­
тительной сети — высоте короля гор
земного шара, Эвереста.
Так вот, в этом масштабе коле­
бание потенциала при работе нашей

70
произвольной скелетной мускулатуры равно нескольким санти­
метрам, а колебание потенциала в мышцах тех низших живот­
ных, о которых сейчас идет речь, и в нервных клеточках головно­
го мозга человека — не больше буквы шрифта, которым на­
печатана эта книга (примерно так, как оно изображено на нашем
рисунке). Биотоки, бегущие по нашим нервам, так же отно­
сятся к напряжению, способному засветить лампочку карман­
ного фонарика, как бугорки на озябшей, «гусиной», коже —
к башне Эйфеля. Надеемся, что такие сопоставления помогут
читателю что-то себе представить.
Значение этого, по началу совершенно побочного, факта
огромно, и мы постараемся его объяснить. В последний раз
сформулируем подробно, как именно подействовал здесь всеоб­
щий великий принцип развития в природе — естественный отбор
наиболее приспособленных экземпляров. В дальнейшем мы будем
еще не один раз встречаться с ним в той же самой форме; вы­
несем его «за скобки» так, как в математике выносят за скобки
общий сомножитель, относящийся в одинаковой мере ко всем по­
следующим членам математической формулы, и будем потом
ради краткости уже просто ссылаться на него.
Итак, получилось (в порядке случайных прирожденных из­
менений, всегда бывающих в известных пределах у различных
особей), что у некоторых экземпляров их мышечные клетки ока­
зались возбудимыми не только от прямого химического воздейст­
вия медиатора, но уже и от одного только электрического спут­
ника последнего — от того неуловимо малого электрического
колебания, которым он всегда сопровождался. Легко понять,
какие большие преимущества в борьбе за существование получи­
ли эти экземпляры с «электровозбудимыми» мышцами перед
своими не столь чуткими собратьями. Во-первых, волна электри­
ческого импульса* имеет гораздо большую скорость, нежели
раствор, медленно сочащийся по межтканевым щелям, — значит,
она дает возможность ее обладателю реагировать во много раз
быстрее. Во-вторых, электрический возбуждающий импульс
несет в себе хоть какие-то возможности для его заадресовки в
ту или другую мышечную группу, в то время как жидкость, со­
держащая медиатор, обязательно омывает весь организм. Неуди­
вительно, что вновь открытый природой электрический, так ска­
зать — телеграфный, принцип передачи возбудительных импуль­
сов начал энергично завоевывать себе командное положение.
Особи, почему-либо обделенные им, слишком уж быстро гибли,
оставляя чересчур слабое потомство, чтобы соперничать с более
совершенными формами. С электрическим сигналом возбужде­
ния, сперва только призвуком к основному — химическому воз­
будительному процессу, а потом ставшим самостоятельным фи­
зиологическим деятелем первостепенного значения, случилось


* Импульс (лат. impulsus) —толчок, побуждение.
71
нечто очень напоминающее известную и полную глубокого
смысла сказку Андерсена о профессоре и его тени. В этой сказке
тень профессора, оторвавшись в какой-то момент от его ног, су­
мела затем быстрыми шагами сделать себе большую придворную
карьеру и через год пришла к своему бывшему хозяину и носите­
лю, не столь преуспевшему в жизни, предложить ему службу
при своей особе в качестве ее собственной тени.
Вначале, несомненно, биоэлектрические импульсы распрост­
ранялись по телу животного диффузно, расплываясь. Но посте­
пенно вычленились (или, говоря биологическим языком, отдиф-
ференцировались) волокна, обнаруживавшие лучшую проводи­
мость для этих биотоков. Такие волокна, или фибриллы,
представляли собою длинные отростки клеток. В организмах во­
обще все ткани состоят из клеток и их придатков, и все их разви­
тие, питание — словом, вся жизнь, зависит от клеток, являющих­
ся, так сказать, питательными и поддерживающими жизнь депо
для тканевых элементов. Специализировавшиеся на передаче
импульсов (пора уже начать называть их нервными импульсами)
волоконца образовали внутри организма сети, там и сям содер­
жавшие в себе клетки для поддержания жизни этих волокон.
Этим скромным сетям с раскиданными по ним одиночными, никак
не специализированными клетками не могло и грезиться в то вре­
мя, что когда-нибудь, в отдаленнейшем будущем, на их долю
выпадет занять абсолютно главенствующее . положение в орга­
низме в качестве его центральной нервной системы, Пока этот
малозаметный вестовой-связист нес свою не слишком значитель­
ную службу по передаче сообщений от рецептивных клеток к
мышечным, и никто не мог бы предсказать в ту древнюю пору,
что в его ранце лежит жезл главнокомандующего. Специализа­
ция питательных клеток, передаточных, первичнонервных сетей,
превращение их в настоящие нервные клетки и образование цент­
рализованных скоплений этих клеток, так называемых нервных
узлов, или ганглиев, совершилось значительно позже.


Как ротовой конец тела стал его головным
и главным концом
Теперь мы переходим к новому перевороту, к новому диалек­
тическому скачку в истории развития движений и двигательных
аппаратов. Причины этого очередного переворота выглядят более
чем скромно и незначительно. Так часто бывает в природе:

<< Пред. стр.

страница 7
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign