LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 9
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

делок и вариантов, применила к оснащению подвижных скелетов.
Дело в том, что при более внимательном рассмотрении физио­
логии поперечнополосатой мышцы она оказывается не таким-то
удобным, а, главное, в целом ряде отношений просто мало под­
ходящим к своему назначению органом. Очевидно, ее принцип
обладал чем-то столь положительным, что жизнь на первых по­
рах уверовала в него слепо, как будто не замечая его очень
крупных недостатков; а позднее, когда они в полной мере обна­
ружились, точно спохватилась, что в свое время не озаботилась
сформулировать как следует необходимые «технические условия»
устройства и работы новой мышцы. (Мы и здесь выражаем
надежду, что нам будут извинены наши образные олицетворения,
которые мы снова отметим в ближайшем абзаце изложения,
но которые помогут нам правильно подчеркнуть важнейшие фак­
ты и расставить, как говорится, точки над i). Поперечнополосатая
мышца в том виде, как она вылилась из рук эволюции, оказа­
лась кое в чем очень важном до такой степени мало отвечающей
своему назначению, что пришлось поспешно и очень компромис­
сно искать способы для ее прилаживания. Другого двигателя
все равно не находилось.
Во-первых, оказалось, что манера сокращения поперечнопо-
81
лосатои мышцы, точнее сказать —
ее микроскопически малой активной,
составной частички, анизо-элемента
(см. выше), совершенно не подходит
к тому, что было бы биологически
нужно. Эта манера, как показывают
точнейшие записи на современных
приборах, — грубый и резкий рывок,
настолько внезапный и сходный со
взрывом, что возникала прямая опас­
ность искрошить скрепленные с такою
мышцей кости. Компромисс, который
Столбик из чередующихся
выработался как мера борьбы с этой
медных и серебряных мо­
никуда не пригодной резкостью, со­
нет — так выглядит под
микроскопом поперечнополо­ стоял в том, что микроскопические
сатое мышечное волокно, от­
анизо-элементы были переслоены таки­
работанное кислотой и рас­
ми же крохотными элементиками упру­
падающееся лослойно на так
гой сухожильной ткани (так называе­
называемые диски Боумена
мыми изо-элементами). Мышечное во­
локно получило вид, похожий под микроскопом на столбик из
чередующихся между собою двадцати-и трехкопеечных монет,
соответствующих размещенным там по очереди анизо- и изо-
элементам. Эти последние играют роль упругих буферов, или,
как теперь говорят, амортизаторов, для яростных рывков анизо-
двигателей: они растягиваются во время рывков и затем уже
более плавно и постепенно укорачиваются вновь, помогая мышце
совершать ее работу. Чередование в каждом волокне анизо-
и изо-элементов, обладающих разной окраской и качеством
прозрачности, и придает волокну тот поперечноисчерченный вид,
который обусловил название всей мышцы.
Во-вторых, анизо-элементы совершенно не способны к дли­
тельным сокращениям, более того — к какой бы то ни было
регулировке их длительности.
Все, что способен дать анизо-элемент, — это чрезвычайно
короткую вспышку напряжения и сокращения: в мышцах чело­
века она продолжается обычно не более одной тысячной доли
секунды. Хуже всего то, что после каждой сократительной
вспышки анизо-элемент как-то истощается, или устает, или еще
что-то с ним происходит, пока еще совершенно не объясненное
физиологией, но только вслед за каждой молниеносной вспыш­
кой анизо элементу нужно двойное или тройное время сравни­
тельно с продолжительностью самой вспышки, чтобы оправиться
от нее и возвратить себе дееспособность. В ближайшие мгнове­
ния, следующие за вспышкой возбуждения, анизо-элемент
абсолютно не возбудим ни для каких, хотя бы самых оглуши­
тельных, раздражений. Ничего подобного не наблюдалось с по­
слушной и легко управляемой гладкой мышечной клеткой древ­
него образца.

82
Для того, чтобы преодолеть это неудобное свойство анизо-
элементов, потребовался новый компромисс. Нервная система
приладилась посылать в поперечнополосатую мышцу целые серии
импульсов возбуждения, пулеметно мчащихся друг за другом
(50—200 раз в секунду). Каждая вспышка сокращения анизо-
элемента протекает все еще гораздо быстрее промежутка между
двумя последовательными импульсами, но тут помогают прежде
всего упругие изопрокладки, замедляющие в несколько раз каж­
дое сокращение, а затем и ряд других вспомогательных при­
способлений. Слиянию пулеметной дроби сокращений анизо-
элементов в плавные движения помогает и вязкость той студе­
нистой полужидкости (так называемой саркоплазмы), которая
наполняет «капоты» мышечных волоконец, и упругость сухожи­
лий и связок, и, наконец, инерция самих органов движения,
играющих здесь роль махового колеса.
Описанные частые ряды возбуждений (так называемые те­
танусы,— единственный способ длительно сокращать поперечно­
полосатое мышечное волокно или держать его сокращенным
дольше пары сотых долей секунды. Можно было бы мысленно
уподобить тетаническую серию возбуждений переменному элект­
рическому току, вполне пригодному, несмотря на его прерывис­
тость, и для приведения в действие электрических звонков, и для
очень многих значительно более важных работ. То, что и в дей­
ствительности напряженная скелетная мышца гудит, как «зум­
мер», применяемые в радиотелеграфии (это можно услышать,
приложив ухо к напряженному бицепсу товарища или просто
крепко сжав зубы, чтобы над самым ухом загудела собственная
височная жевательная мышца), еще не могло бы являться серь­
езным недостатком в ее работе. Гораздо хуже то, что при каждой
очередной вспышке сокращения поперечнополосатая мышца
освобождает какую-то порцию своей химической энергии и эта
энергия уже больше не может возвратиться обратно в мышцу,
все равно, используется она для механической работы или нет.
Если мышца должна не поднимать кверху груз, а только
держать его на весу на определенной высоте, то это возможно
не иначе как только посредством тетануса, т. е. ценою сотни
сократительных вспышек каждую секунду. Каждая вспышка ос­
вобождает ровно столько же энергии, сколько было бы нужно,
чтобы с большой быстротой поднимать поддерживаемый груз
кверху, а так как при держании механическая работа вовсе не
потребляется, то, значит, вся освобождаемая мышцей огромная
мощность уходит ни на что — превращается целиком в бесполез­
ный нагрев.
Но и это еще не все. Анизо-элементы так же мало способны
к регулировке силы своих сокращений, как и к регулировке их
длительности. Если раздражать поперечнополосатое мышечное
волокно электрическим током, то нужно довести этот ток до ка­
кой-то определенной силы для того, чтобы волокно вообще могло
83
его почувствовать и отозваться на него. Но когда мы уже пере­
шагнули этот порог, то дальше мы можем усиливать раздража­
ющий ток до какой угодно величины, не выигрывая этим ни
одного лишнего процента в силе ответного сокращения мышеч­
ного волокна: она все время будет оставаться той же самой.
Этот закон действия поперечнополосатого волокна носит очень
выразительное образное название: закон «все или ничего». Очень
сходное с этим явление имеет место, например, при выстреле
из винтовки. Для того, чтобы спусковой крючок соскочил, произ­
ведя выстрел, нужно потянуть его не меньше, чем с некоторой
определенной силой; но дальше, если мы будем дергать его все
сильнее и сильнее, мы все равно не добьемся этим никакого
увеличения ни в силе, ни в дальности выстрела.
Таким образом, сила того короткого рывка, которым исчер­
пываются все возможности анизо-элемента и поперечнополоса­
того волокна, тоже не поддается регулировке, и необходим
новый приспособительный компромисс, чтобы добиться в этом
отношении какой-то управляемости. Каждое волоконце двига­
тельного нерва врощено своими разветвлениями в пачку из
10—100 мышечных волокон, которые, очевидно, под действием
его импульсов могут двигаться не иначе, как все разом и все
одинаково. Такая пачка мышечных волокон носит название
миона*. Каждая мышца нашего тела состоит в зависимости от
своей величины из нескольких десятков или сотен мионов. Спо­
соб регулировать силу ее сокращения заключается в том, что
в работу включается в разных случаях разный процент состав­
ляющих ее мионов. Именно этим путем, включая и выключая
мион за мионом, нервная система и умудряется достигать той
замечательной плавности и тонкости в изменениях мышечных
усилий, которою мы любуемся в нежной и ловкой работе сестры,
бинтующей мучительную рану, или в точных, верных движениях
резчика. Надо, впрочем, сказать, что центральная нервная систе­
ма выработала и другой, более тонкий вспомогательный путь
регулирования силы мышечных сокращений, о чем будет сказано
ниже, в очерке V.
Таковы были те немалочисленные вспомогательные и попра­
вочные приспособления, которыми обросла со всех сторон попе­
речнополосатая мышца, чтобы стало возможным реально исполь­
зовать ее преимущества. Если вдуматься, то весь случай в целом
выглядит до чрезвычайности нетипичным. Как обычное правило,
отбор и весь естественный ход эволюции мало-помалу шлифуют
и шлифуют вновь вырабатывающийся орган, пока он не окажет­
ся на своем месте с абсолютной точностью, как влитой. Поду­
маем, например, об изумительном устройстве обширной системы

* Само волокно двигательного нерва вместе с начинающей его «пуско­
вой» нервной клеткой в спинном мозгу называется мотоневрон; весь микро­
скопически малый агрегат в целом, мотоневрон + мион, обозначается нами как
мотон.

84
пищеварительных 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 сельскохозяйст-
венник, 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
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
Пути блуждания шести муравьев, приучен­
равьев тянут в сторону
ных проходить от отправного барьера (на­
гнезда, а остальные четы­
верху) к кормушке С, после того, как по­
ре — прочь от него, и со­
следняя была переставлена к пункту D. До­
ломинка влечется только
рогу нашел в конце концов только один (из
Леббока) 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
для ловкости — наход­
признак
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 физико-
химическими 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

<< Пред. стр.

страница 9
(всего 33)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign