LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 8
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

ничтожные на вид причины ведут подчас к огромным по значе­
нию последствиям. В этом, несомненно, отчасти таится объясне­
ние того, почему даже очень высокоразвитой науке трудно точно
предсказывать будущее, и исключения из этого правила (на­
пример, астрономия с ее предсказаниями затмений) редки и узки.
Расположите на одной прямой три биллиардных шара по 25 мм
72
Нарастание ошибки (углового отклонения) при соударении биллиардных шаров
(подробности см. в тексте)



радиусом на расстоянии метра один от другого и затем ударьте
первый шар так, чтобы он, стукнув «в лоб» второй шар, послал
его точно так же «в лоб» третьему. Расчет показывает, что если
первый шар отклонится от идеального направления на одну ты­
сячную, или на 3,5 угловой минуты, то второй даст ошибку уже в
одну пятидесятую, или больше градуса, а третий отклонится от
прямого направления уже на целых 25 градусов, т. е. более чем
на четверть прямого угла. Подобное же лавинообразное нараста­
ние последствий как будто ничтожного обстоятельства имело
место и на том этапе истории движений, о котором я собираюсь
теперь рассказать.
Таким маловажным на вид обстоятельством оказалось по­
явление на Земле продолговатых, колбасовидных животных
форм. Те классы животных (2-й и 3-й по нашей табличке), кото­
рые были описываемы до сих пор, имели округло-симметричные
формы, с ротовым отверстием посередине. Очертания тела низ­
ших из них, кишечнополостных, менее определенны; это по сути
дела, мешки с одним отверстием, что понуждает их заменять
естественные отправления тела рвотой. Более подвинутые в своем
развитии (сквозной пищеварительный канал) иглокожие имеют
лучистое строение и кругом центрального рта обладают пятью,
симметричными отростками (лучами у морских звезд, лимонооб-
разными дольками и у морского ежа и т . д . ) .
На смену им начинают появляться продолговатые животные
(в последующем — черви и моллюски) с пищеварительной труб­
кой, тянущейся во всю длину их тела, с ротовым отверстием
на одном и заднепроходным — на другом конце. В ротовом кон­
це-то и было все дело.
Ясно, что ротовой конец тела — это активный конец его. Он
ищет питания, он первым сталкивается с добычей, первым зато —
и с опасностью. Он, как правило, движется впереди.
По вполне понятным причинам чувствительность покровов
тела на этом конце увеличивается (мы, как уже обусловлено,
не будем повторять того, каким путем случайные благоприятные
изменения закреплялись посредством отбора). Переднему концу
тела важнее, чем какой-либо другой его точке, тонко и своевре­
менно ощутить свойства того, с чем он соприкоснулся, к чему он
подполз. Но кроме обострения древних видов чувствительности
(осязательная, температурная, вкусовая, химическая), которые
можно объединить под общим названием контактной чувстви-
73
тельности или чувствительности непосредственного соприкосно­
вения, на переднем, ротовом, конце начинают развиваться ка­
чественно новые, более совершенные виды органов чувств, или
рецепторов, как мы их уже однажды назвали. Новым рецеп­
торам удобно присвоить, воспользовавшись широко привившейся
у нас в техническом языке приставкой, имя телерецепторов.
По аналогии этого слова с такими терминами, как телефон,
телеграф, телевидение, телемеханика и т. п., легко понять его
смысл: речь идет о дальнодействующих или дальнобойных ре­
цепторах. Каждый из древних видов контактных рецепторов,
видоизменяясь, породил один из высокоусовершенствованных
дальнодействующих. Орган химической чувствительности —
вкус — дал начало химическому телерецептору — органу обоня­
ния. Осязательная чувствительность переднего конца, утончаясь,
обратилась в чувствительность к частым и мелким сотрясениям,
или вибрациям, передаваемым издали через окружающую среду:
в орган слуха, слышания звуков, которые и есть не что иное,
как колебания, или вибрации, воды или воздуха. Наконец, тем­
пературная контактная чувствительность преобразовалась сперва
в восприимчивость к лучистой теплоте, а затем и к лучистой
энергии самого мощного отдела солнечного спектра — световой
энергии. Отсюда, таким образом, возникло зрение.
Значение, какое имели для развития организмов и их дви­
жений телерецепторы, невозможно даже охватить сразу. Прежде
всего, они обусловили огромный рост объема того мира, который
был доступен восприятию животного. Контактные рецепторы от­
крывают животному мир самое большее на несколько сантимет­
ров во все стороны; телерецепторы расширяют его до многих
сотен метров. Животное, обладающее одной только рецепторикой
непосредственного соприкосновения, слепое, глухое и лишенное
обоняния, не чует добычи, если только случайно не наткнется
на нее, и не подозревает об опасности, находящейся от него на
расстоянии вершка. Преимущества особи, способной обнаружить
то и другое за сотню метров, настолько очевидны, что не требуют
пояснений.
Отсюда проистекает вот что. Если животному приходится
жить только в мире тех раздражителей, которые непосредственно
соприкасаются с ним, то и его двигательные нужды более чем
ограничены. Ощутит оно какою-нибудь точкой тела болезненное,
неприятное раздражение — оно отодвинет непосредственно по­
страдавшую часть тела местным сокращением мышц, и только.
Пищу оно почует не раньше, чем она окажется около самого
рта, и когда опять-таки достаточно будет небольшой перемены
позы, чтобы захватить ее в рот. Тела животных продолговатых
классов построены из члеников, или сегментов, очень хорошо за­
метных, например, у дождевого червя или пиявки. Каждое из
раздражений описываемой категории, падая на один из члени­
ков-сегментов их тела, вызовет чисто местное смещение — в пре-
74
делах либо одного лишь затронутого членика, либо, самое боль­
шее, еще нескольких соседних.
Представим себе теперь животное из той же низко развитой
группы, но уже наделенное телерецепторикой. Если добыча или
опасность, которую оно уже способно завидеть или почуять, от­
стоит от него на десятки метров, то, разумеется, все точки его
тела находятся от нее практически на одном и том же расстоя­
нии. Какие бы то ни было местные шевеления или изменения по­
зы в этом случае бесполезны. Необходимо устремиться всем те­
лом или к замеченному предмету, если он привлекателен, или
прочь от него, если вид его не сулит ничего доброго: Следова­
тельно, восприятия, обеспечиваемые дальнодействующей рецеп­
торикой, обусловливают уже не члениковые, или сегментарные,
телодвижения; а переместительные движения всего тела как це­
лого в пространстве — то, что в науке о движениях называется
локомоциями*.
Нетрудно понять дальше, насколько изменяются те требова­
ния, которые новый класс движений предъявляет к нервной сис­
теме. Если для древних сегментарных смещений тела достаточно
было чисто местных реакций, в лучшем случае вовлекавших еще
два-три смежных членика, то для целостного локомоторного
передвижения всего тела по пространству необходима уже согла­
сованная, объединенная деятельность мышц всего организма, пе­
ремещающая его как целое в едином требуемом направлении.
Значит, нужны центры, способные обеспечить такой совместный,
согласный хор всей мускулатуры тела. Естественно, что этим
центрам всего более подходит помещаться на переднем конце,
так сказать, на капитанском мостике всего тела, там, где нахо­
дятся все телерецепторы, и там, откуда наиболее открытый вид
для наблюдения. Эти центры и объединяют работу всей муску­
латуры тела, как говорят, интегрируют ее, в едином ритме и в об­
щем смысловом содержании всего движения; эти же центры и
возглавляют движение, т. е. берут на себя и инициативу того,
когда и какое движение следует предпринять, и решения обо
всех последующих изменениях в их ходе.
Нельзя умолчать еще об одном качественном сдвиге, причи­
ной которого явились телерецепторы. Заманчивый или угрожаю­
щий предмет, завиденный на далеком расстоянии, дает животно­
му срок для целой цепочки планомерных действий. То, что заме­
чено издали, замечено загодя. При этих условиях животное мо­
жет успеть спрятаться, может выбрать подходящую засаду и за­
таиться в ней, может развить целую более или менее сложную
тактику нападения или самообороны. А это ведет (опять-таки
уже описанным порядком естественного отбора) к развитию:


* К локомоциям, или перемещениям всего тела по пространству, у чело­
века причисляются: ходьба, бег, плавание, лазание и локомоторные движения
с орудиями, как ходьба на лыжах, бег на коньках и т. п.
75
1) зачатков памяти, способной удержать всю цепочку заплани­
рованных действий и не перепутать их порядок; 2) зачатков
соображения, пригодного для изобретения подходящей цепочки
действий и, наконец, 3) зачатков ловкости, позволяющей животно­
му найти реальный, действенный выход из положения. И то,
и другое, и третье качества предполагают уже какой-то более
или менее работоспособный мозг.
Таким путем ротовой конец оказался сперва, по неминуе­
мой логике вещей, передним концом тела, а затем, оснастив­
шись в качестве переднего высокопробными телерецепторами, стал
головным концом тела и, наконец, его главным концом. Так
получилось, что рот создал телерецепторы, а эти последние —
головной мозг.


Оборона или наступление?
Мы приближаемся к событию, имевшему исключительное
значение в истории развития движений.
Мы уже видели, что в древнейшие времена, когда еще
мысль не зародилась на Земле, ведущий командный пост в эво­
люции животных занимали как раз движения: для них развива­
лись и уточняли свою работу телерецепторы, во имя их успешно­
сти воздвигался первобытный головной мозг. Поэтому то крупное
изменение в двигательных средствах (ресурсах) животного,
к описанию которого мы переходим, оказало могущественное
влияние на все органы животного, на все системы его отправ­
лений. Можно даже сказать, что вся последующая судьба выс­
ших представителей животного мира в немалой мере определи­
лась из последствий переворота, совершившегося в ту пору.
Условия борьбы за существование, конкуренция между жи­
выми тварями постепенно становились все жестче и злее. Жизнь
уже не могла мириться с медлительными, мягкотелыми организ­
мами, рыхлыми, как студень, и подвижными вроде часовой
стрелки.
Борьба и отбор требовали новых исканий.
Как и в военной технике, тут шло чередование: то вперед
выдвигался принцип пассивной обороны — принцип бронезащи-
ты, то искания природы обращались к принципам активной
борьбы, к усилению средств наступательной техники.
Сперва как будто на некоторое время возобладал первый
принцип: у высших мягкотелых — моллюсков — стали возникать
прочные панцири-раковины, в которые животное могло в случае
нужды укрываться целиком. Очевидно, это помогло мало и нена­
долго, так как на ближайшем следующем этапе эволюции мы
наблюдаем уже ярко выраженное торжество активного принци­
па — в виде того самого события, к которому вплотную подхо­
дит теперь наше повествование. Это событие (делаем о нем по-
76
следнее вступительное примечание) представляет собой огром­
ный диалектический скачок к совершенно новому оснащению
двигательных аппаратов животных. Несмотря на глубокую про­
пасть между старыми и новыми органами движения, перекрытую
этим скачком, и на полное отсутствие каких-либо переходных
форм между теми и другими, этот скачок, разумеется, не был
мгновенным по времени. Эволюция всегда протекает крайне мед­
ленно с точки зрения наших человеческих понятий, и, несомнен­
но, победа новых органов потребовала не одного десятка тыся­
челетий*.
Тем не менее этот долгий срок потребовался не на посте­
пенную, со всеми переходами, выработку новых двигательных
органов — мы уже подчеркнули, что таких переходных форм сов­
сем не было, — а только на то, чтобы эти новые органы, которые
в какой-то момент эволюции имелись как полуслучайное измене­
ние у двух-трех особей, сто тысяч веков спустя стали достоянием
всего соответственного многомиллионного поголовья.


Освоение поперечнополосатой мышцы
Основой события, предрешившей весь последовавший пере­
ворот, было возникновение поперечнополосатой мышцы — точнее
говоря, поперечнополосатого мышечного волокна, еще точнее —
микроскопически малой круглой пластиночки (величиной с крас­
ное кровяное тельце, т. е. меньше одной сотой миллиметра в по­
перечнике). Из огромного количества таких пластиночек, нани­
занных одна за другой, как бусы на нитку, состоит каждое
мышечное волокно; из многих тысяч параллельно идущих воло­
кон составлена каждая мышца нашего скелетно-двигательного
аппарата. Пластиночки называются анизотропными дисками;
сократив это название, мы будем именовать их дальше анизо-
элементами мышцы.
Поперечнополосатая мышца (несколько ниже мы увидим,
чем объясняется такое ее название) полностью решила проблему
быстроты и мощности — того, чего так жестоко не хватало древ­
ним мягкотелым всех видов. Мышца нового типа способна сокра­
щаться с молниеносной быстротой (вспомним хотя бы движения
крыльев мухи или комара, совершаемые с частотою нескольких
сотен в секунду). При этом, сокращаясь, она легко развивает
высокую мощность, в тысячи раз превосходящую, при том же
весе, то, что в состоянии были давать древние мышечные клетки
(так называемые гладкие мышцы).
Очень похоже на то, что на принцип поперечнополосатой
мышцы эволюция набрела случайно: об этом говорит уже упоми-

* Диалектические скачки в эволюции — это всегда обязательно скачки
по качеству, но отнюдь не скачки в смысле внезапности.
77
навшееся нами полное отсутствие переходных или
промежуточных форм, которые указывали бы на
какое-либо систематическое развитие в этом на­
правлении. Единственным исключением является
поперечнополосатая мышца сердца позвоночных
животных, несколько более древняя, чем их
скелетные мышцы. Но отличия сердечной мышцы
от скелетных так незначительны и, главное, все
основные, принципиальные новшества, присущие
поперечнополосатой мышце, уже настолько полно
представлены в ней, что ее нельзя расценить как
переходную форму. Очевидно, уж очень велики
были биологические преимущества поперечно­
полосатой мышечной ткани, потому что она при­
Элементы попе­
вилась сразу и без колебаний и победоносно
речнополосатого
распространилась на сотни тысяч видов разных
мышечного во­
животных, несмотря, как увидим ниже, на свои
локна под мик­
большие недостатки и неудобства.
роскопом при
сильном увели­
Появление долгожданного быстрого и мощ­
чении: а — в ра­
ного двигателя пробудило очень горячую и дале­
стянутом, в — в
ко зашедшую приспособительную работу в жи­
сокращенном
состоянии вотных организмах. Вялые и слабые «гладкие»
мышечные клетки хорошо уживались с мягкими
и рыхлыми телами их носителей. Не то получилось, когда на
сцену появились сокращения, быстрые и могучие, как выстрел.
Поместить такую мышцу в тело червя или медузы — это почти
все равно, что пытаться зарядить современным артиллерийским
снарядом вместо пушки колбасную кожицу. Теперь срочно
потребовались жесткие и прочные рычажные устройства, которые
обладали бы хорошей подвижностью и вместе с тем обеспечи­
вали бы новой мышце солидные точки приложения сил для
ее мощных, резких сокращений.
Эволюционная работа по созданию таких жестких рычажных
устройств протекала настолько своеобразно, что рассказать о
ней хочется в виде небольшого уподобления. Мы надеемся, что
после всего сказанного выше о принципах эволюции и отбора
такое уподобление не сможет повести к недоразумениям, а в то
же время оно способно придать изложению более образную
и яркую форму.
Дело пошло так, как будто бы на великом конкурсе, объяв­
ленном жизнью на наилучшее оснащение для поперечнополоса­
той мышцы, первую премию поделили между собой два разных
проекта. Оба они по первоначальному рассмотрению как будто
одинаково хорошо и остроумно решали поставленную конкурсом
задачу, хотя решали ее глубоко различными между собой спо­
собами. Один из проектов шел под девизом Arthropoda (члени­
стоногие), другой — под девизом Vertebrata (позвоночные). Оба
проекта исходили из поперечнополосатой мышцы как чего-то

78
а — последовательные членики панциря членистоногого (слева — в растянутом,
с п р а в а — в стянутом состоянии); в—схема ноги глубоководного водолазного
костюма (скафандра) для сопоставления устройства ее с конечностями члени­
стоногого (а), с — часть лапки домашней пчелы (сильно увеличено)


«уже данного и оба объединяли ее с жесткими, суставчато-
подвижными скелетами; то и другое входило, очевидно, в «техни­
ческие условия» конкурса.
Проект под девизом Arthropoda, осуществившийся на соро­
коножках, ракообразных, пауках и на всех насекомых, состоял
в применении в качестве скелетов прочных, полых внутри,
панцирей, похожих на суставчатые рыцарские латы. Мышцы
размещались внутри этих шарнирных панцирей, перекидываясь
из одного их членика в другой и изнутри же приводя их в движе­
ние. Латы, облекавшие все тело животного (яркий пример —
р а к ) , прекрасно решали задачу брони, остроумно объединяя ее
с задачей рычажной подвижности, требовавшейся новым мыш­
цам. С другой стороны наружные панцирные скелеты насекомых
и ракообразных прекрасно решали и задачу устойчивости, не
нуждаясь для нее ни в какой помощи со стороны мышц. Это
хорошо подтверждается простым опытом. Если осторожно усы­
пить насекомое или ракообразное, например поднеся к их голове
ватку с эфиром или бензином, то усыпленное или даже убитое
этим способом животное полностью
сохраняет свою устойчивость: про­
должает стоять, как и стояло. Для
сравнения напомним, что усыплен­
ное или умерщвленное с любой
осторожностью позвоночное живот­
ное неминуемо падает. Таким обра­
зом, у членистоногих мышца пол­
ностью разгружена от каких бы то
ни было побочных обязанностей,
вроде только что упомянутых опор- Краб-манильщик (Gelasimus)
79
Мачта с вантовыми растяжками для Схема расположения волокон спин­
сравнения с оснащением позвоночника ных мышц позвоночника по прин­
(см. рисунок справа) ципу вантовых растяжек (сравнить
с рисунком слева). Группы волокон
по типу отмеченных стрелками в
действительности помещаются на
ных, и занимается только сво­
уровне каждого позвонка и изобра­
им основным делом, к которому жены здесь всего при двух позвон­
она лучше всего приноровле­ ках только в целях ясности
на, — активными сокращения­
ми. Это кладет известный от­
печаток и на ее микроскопическое строение, заметно упрощая
его в подробностях сравнительно с мышцами у позвоночных.
То, что мы в нашем сделанном выше уподоблении назвали
проектом под девизом Vertebrata и что представляет собою
скелетно-мышечное устройство позвоночных, решает возникшую
задачу принципиально другим, почти обратным путем. Жесткие
звенья — кости, сочлененные между собою в цепочки, — помеща­
ются у этих животных в самой середине каждого звена тела,
по его продольной оси. Мышцы облегают его снаружи, со всех
тех сторон, где они по условиям подвижности могут понадобиться.
Если у суставов имеются стороны, в которые они не могут дви­
гаться (например, локтевой сустав человека — сгибаться в сто­
роны, а не вперед и назад), то с этих сторон вместо более
дорогой и нежной мышечной ткани размещается более грубая
связочно-сухожильная. Так или иначе, но каждый сустав закреп­
лен со всех сторон гибкими растяжками — мышцами или связ­
ками, так сказать расчален ими, очень похож на то, как рас­
чаливают высокие мачты судов или радиопередаточных станций.
80
Такой принцип мышечного монтажа выглядит поначалу менее
удобным и ясным, чем тот, который имеет место у насекомых,
и загружает мышцу кроме ее прямых функций двигателя еще
добавочной опорной (так называемой статической) работой,
к которой к тому же поперечнополосатая мышца не слишком
хорошо приспособлена. Зато получается явный выигрыш по
части гибкости — и пассивной, и активной. Сравните речного
рака в его неуклюжих доспехах с рыбкой или змейкой, гибкими,
как их бесскелетные предшественники — мягкотелые. Вспомним,
что самые древние из позвоночных, рыбы, первыми появившиеся
на свет во времена описываемого нами «великого конкурса»,
в сущности, еще не имели настоящих конечностей. Эти органы
выработались у позвоночных позже; в начале же их бытия на
Земле они состояли почти целиком из одного позвоночного стол­
ба, несшего на себе многокостный, еще не сросшийся череп
и гибкую грудную клетку. Позвоночник же, составленный из
множества подвижно соединенных члеников, обеспечивал им воз­
можность самых богатых и свободных изгибаний.


Пороки поперечнополосатой мышцы
Еще одно обстоятельство подкрепляет наше заключение о
том, что принцип поперечнополосатой мышцы был найден как-то
разом и почти случайно, хотя биологическая потребность в нем
уже давно назрела в высшей степени. Набредя на этот принцип,
жизнь как будто ухватилась за него и сразу, без всяких пере­

<< Пред. стр.

страница 8
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign