Питер Годфри-Смит
Чужой разум
Чувства
Нервная система появилась раньше, чем двусторонняя симметрия, но этот план строения тела открыл широкий спектр новых возможностей для ее использования. В кембрии отношения между животными приобрели заметный характер взаимовлияния. Поведение стало нацеленным на других животных – за ними нужно было наблюдать, хватать их или убегать от них. С начала кембрия появляются ископаемые остатки, демонстрирующие орудия этих взаимодействий: глаза, клешни, усики. Кроме того, у этих животных имеются явные признаки подвижного образа жизни – ноги и плавники. Конечно, ноги и плавники необязательно свидетельствуют о том, что животное взаимодействовало с другими. Зато клешни говорят об этом недвусмысленно.
В эдиакарский период другие животные могли окружать вас повсюду, но вам не было дела друг до друга. В кембрийский период каждое животное становится важным элементом среды обитания для других. Эта взаимосвязь жизней и ее эволюционные следствия стали возможными благодаря поведению и механизмам его контроля. Начиная с этого момента эволюция сознания стала откликом на присутствие других сознаний.
В ответ на эти мои слова вы, возможно, возразите, что термин «сознание» тут неуместен. В данной главе я не стану спорить. Пусть. Так или иначе, чувства, нервная система и поведение каждого животного стали эволюционировать, реагируя на чувства, нервную систему и поведение других животных. Действия одних животных порождали возможности для других и требования к ним. Если на вас несется аномалокарис метровой длины, стремительно плавающий, похожий на гигантского плотоядного таракана с двумя головными хватательными придатками наготове, весьма полезно хоть как-то знать о том, что это имеет место, и предпринять действия по улепетыванию.
Чувства, вероятно, сыграли в кембрийском взрыве решающую роль: организмы открылись миру и в особенности друг другу. Именно тогда, по-видимому, появились сложные глаза, способные фокусировать изображение[41]. В кембрии появились и фасеточные глаза нынешних насекомых, и камерные глаза наподобие наших. Представьте себе поведенческие и эволюционные последствия того, что вы обрели способность видеть объекты вокруг себя, а тем более отдаленные и движущиеся! Биолог Эндрю Паркер считает, что как раз «изобретение» глаз стало революционным событием кембрийского периода. Другие ученые предлагают более общие теории, но сходного направления. По выражению палеонтолога Роя Плотника и его коллег, это сенсорное прозрение вызвало «кембрийскую информационную революцию». С наплывом информации, поступающей через чувства, возникает необходимость ее комплексной внутренней обработки. Чем больше данных, тем сложнее решения, которые приходится принимать. (Догонит ли меня аномалокарис скорее, если я кинусь прятаться в эту нору – или в ту, другую?) Глаз, способный фокусировать изображение, позволяет совершать действия, которых без него и представить себе было бы нельзя.
Джим Гелинг, мой консультант по эдиакарской фауне, и британский палеонтолог Грэм Бадд предлагают объяснения, как работал процесс обратной связи, вызывавший эти изменения. Как подозревает Гелинг, на закате эдиакарского периода появились падальщики, а затем и хищники. Животные стали поедать не только бактериальные маты, но и мертвые тела, а затем принялись охотиться на живых. По мнению Бадда, само поведение животных привело к перераспределению ресурсов в эдиакарский период[42]. Вообразите мир, в котором перед вами простираются съедобные бактериальные маты, словно бесконечные заливные луга. На них пасутся медлительные животные, поедая эту довольно равномерно распределенную пищу. Другие животные питались не двигаясь. Эти животные и стали новым ресурсом – они представляют собой большие скопления питательной органики. Пища теперь не так повсеместна, как в прошлом. Она разбросана островками. Вероятно, поначалу этих животных поедали другие животные только после смерти. Но вскоре положение изменилось. Падальщики стали хищниками.
Если доверять свидетельствам ископаемой летописи, то похоже, что темп задавала одна группа: членистоногие. Ныне в нее входят такие животные, как насекомые, крабы и пауки. В начале кембрийского периода наблюдается распространение трилобитов – типовых членистоногих с панцирем, суставчатыми ногами и фасеточными глазами. На снимке отпечатка дикинсонии (с. 34) можно разглядеть два отпечатка намного меньшего размера, повыше букв A и В. Эти животные всего несколько миллиметров в длину, и Гелинг считает, что они могли быть предками трилобитов – пока еще мягкотелыми, но в них уже угадывалось характерное для трилобитов строение. На этом снимке дикинсония предстает в классическом облике эдиакарского животного – без признаков ног, головы или защитного панциря, в то время как целеустремленные козявки притаились снизу. Этот образ напоминает мне картинку в книжке, которая была у меня в детстве, – о динозаврах и их вымирании. Огромный динозавр возвышался над кучкой мелких, зловредного вида млекопитающих – зверушек вроде землероек, копошившихся у него под ногами. Наверное, они целились на гнездо с динозавровыми яйцами. Предки трилобитов как будто выбрали аналогичную мишень – безучастную, как лист кувшинки или банный коврик, дикинсонию наверху.
Еще один философ, Майкл Трестман, предлагает любопытный угол зрения, под которым можно взглянуть на животных[43]. Рассмотрим, говорит он, категорию животных, у которых имеются сложные активные тела. Это животные, которые умеют быстро передвигаться, хватать предметы и манипулировать ими. У них есть конечности с множеством степеней свободы и органы чувств, например глаза, воспринимающие отдаленные объекты. Трестман указывает, что только в трех из основных групп животных появились виды со сложным активным телом (САТ). Это членистоногие, хордовые (животные с нервной трубкой вдоль спины, к которым относимся и мы) и одна группа моллюсков – головоногие. Эта троица на первый взгляд составляет обширную категорию, потому что это как раз те животные, о которых мы чаще вспоминаем, но во многих отношениях это немногочисленная кучка. Существует 34 типа животных, то есть 34 базовых плана строения их тела. Лишь три из них включают животных с САТ, а в одном из них, среди моллюсков, этим могут похвастаться лишь головоногие.
Расставив по местам эти этапы древней истории, я вернусь к различию между двумя воззрениями на нервную систему и ее эволюцию – сенсомоторной теорией и теорией порождения действия. Выше я ввел это разграничение, исходя из двух ролей, которые может играть сигнал в социальной жизни (Ревир с церковным сторожем – либо лодка с гребцами), и отметил, что, хотя эти роли различны, они совместимы. Каково же историческое значение этого различия? Обнаруживается ли оно естественным путем где-то на многовековом пути эволюции между эдиакарием и кембрием или позже? Представляется возможным, что произошло перераспределение ролей, которые выполняла нервная система. Хотя следить за событиями внешнего мира в какой-то мере всегда полезно, в кембрийский период важность этого аспекта жизни резко возрастает. Требуется больше бдительности и больше действий в ответ на происходящее. Невнимательность отныне означает, что вас сожрет стремительный аномалокарис. Возможно, древнейшие нервные системы служили в основном для координации действий – сначала давали подвижность телу древней медузы, затем помогали организовать действия эдиакарским организмам. Но если такая эпоха существовала, в кембрии ей настал конец.
Однако это лишь одна из множества возможностей, и наше воображение, кругозор которого ограничен жизнью в современном теле, недооценивает спектр этих возможностей. Вариантов куча. Вот какой, например, выдвигают биолог Детлеф Арендт и его коллеги[44]. По их мнению, нервная система возникала дважды. Но они не подразумевают, что это произошло в двух группах животных – скорее в одной и той же группе животных, но в разных частях тела. Представим себе медузоподобное животное в форме купола, со ртом внизу. Одна нервная система формируется на макушке и служит для восприятия света, но не для руководства к действию. Свет она использует для того, чтобы управлять ритмами тела и регуляцией гормонов. Другая нервная система возникает для управления движениями, поначалу – только движением рта. На определенном этапе обе системы начинают смещаться внутри тела и вступать друг с другом в новые отношения. С точки зрения Арендта, это одно из решающих событий, которые способствовали прогрессу билатерий в кембрийский период. Система управления телом частично сдвинулась в верхний конец животного, где уже располагалась светочувствительная система. Напомним, эта светочувствительная система управляла только химическими переключениями и циклами, а не поведением. Но при слиянии двух нервных систем у них появилась новая роль.
Удивительная картина: в ходе длительного эволюционного процесса мозг, управляющий движениями, поднимается у вас вверх по голове и встречается со светочувствительными органами, которым суждено стать глазами.
Развилка
Двусторонне-симметричный план строения возник в докембрийскую эпоху, у какого-то небольшого и невзрачного существа, но он стал физической базой, на которой основывалась длинная череда возрастаний сложности поведения. Древним билатериям отведена еще одна роль в этой книге. Вскоре после их появления, возможно еще в эдиакарский период, произошло разделение эволюционных линий – одна из бесчисленных развилок, которые случаются на тысячелетнем пути. Популяция животных раскалывается надвое. Животные, которые изначально разошлись по двум тропинкам, вероятно, походили на маленьких плоских червей. У них были нейроны и, возможно, очень примитивные глаза, но мало что предвещало грядущую сложность. Размеры их, вероятно, измерялись миллиметрами.
После этого малозаметного расхождения животные с обеих сторон, в свою очередь, дивергировали, и каждая сторона дала начало огромной, живой по сей день ветви эволюционного древа. Одна из тропинок привела к группе, включающей и позвоночных, наряду с такими неожиданными собратьями, как морские звезды, а вторая – к великому разнообразию беспозвоночных. Точка прямо перед этой развилкой – последняя в нашей общей эволюционной истории с обширной группой беспозвоночных, куда входят жуки, раки, слизни, муравьи и бабочки.
Вот схема этой части эволюционного древа[45]. На рисунке показаны далеко не все группы, как внутри изображенных ветвей, так и за пределами их. Момент, о котором идет речь, отмечен как «развилка».
На каждом из путей вперед от развилки случались новые разветвления. На одном пути впоследствии возникнут рыбы, затем динозавры и млекопитающие. Это наша дорога. На другом пути последующие развилки дают начало членистоногим, моллюскам и прочим. И на обоих путях, тянущихся от эдиакарского периода в кембрийский и дальше, жизни становятся взаимосвязанными, чувства открываются, а нервные системы усложняются. И вот в конце концов – маленький пример этой взаимосвязи в чувствах и поведении – обтянутое резиной млекопитающее и переливающееся красками головоногое взирают друг на друга в Тихом океане.
3. Зловредность и хитроумие
Зловредность и хитроумие – очевидные черты натуры этого существа.
– Клавдий Элиан об осьминоге[46]
В саду губок
На вас кто-то смотрит, пристально, но вы не видите кто. Потом вы его замечаете – обладателя глаз, привлекающих ваше внимание.
Вы находитесь посреди сада губок – морское дно усыпано их ярко-оранжевыми кустиками. На одной из таких губок, обвившись вокруг нее и серо-зеленых водорослей рядом, устроилось животное размером с кошку. Его тело как будто везде и нигде. По большей части животное словно вообще не имеет отчетливой формы. Внимание сосредоточить удается лишь на головке и глазах. Вы плывете вокруг губки, и взгляд этих глаз следует за вами, сохраняя дистанцию, прячась от вас за губкой. Цвет этого создания точно, идеально совпадает с водорослями, кроме той части кожи, которая собралась в маленькие выступающие шипики, – кончики шипиков окрашены в оранжевый цвет, который так же идеально совпадает с окраской губки. Вы оказываетесь с ним по одну сторону губки, и в конце концов оно поднимает голову, взмывает и уносится на своей реактивной струе.
Вторая встреча с осьминогом – на этот раз он сидит в домике. Перед ним разбросаны ракушки вперемешку с осколками стекла. Вы замираете перед его домиком; вы с ним оба смотрите друг на друга. Этот совсем маленький, не больше теннисного мяча. Вы протягиваете руку, чтобы дотронуться до него пальцем, и щупальце осьминога медленно разворачивается и вытягивается, чтобы дотронуться до вас. Вашу кожу охватывают присоски, и хватка неожиданно крепкая. Присосавшись, оно тянет вас за палец, осторожно затаскивает в домик. На щупальце несчетное множество сенсоров – сотни в каждой из десятков присосок. Оно пробует ваш палец на вкус, подтаскивая его к себе. Само это щупальце кишит нейронами – средоточие нервной активности. Из-за щупальца за вами непрерывно наблюдают большие круглые глаза. Вот где очутилась эволюция животных через сотни миллионов лет после событий, описанных в главе 2.
Эволюция головоногих
Осьминоги и другие головоногие – моллюски, они принадлежат к обширной группе животных, куда входят также съедобные ракушки, устрицы и улитки[47]. История осьминогов, следовательно, включает в себя эволюционную историю моллюсков. В предыдущей главе мы дошли до кембрия, периода, когда в ископаемой летописи появляется огромное разнообразие планов строения тела животных. Многие из этих групп животных, в том числе моллюски, должно быть, возникли в докембрийское время, но в кембрии моллюски становятся заметными – благодаря раковинам.
Раковины у моллюсков появились в ответ на резкую перемену в жизни животных – изобретение охоты. Очутившись среди зрячих тварей, готовых вас слопать, можно прибегнуть к разным стратегиям выживания, и путь, по которому пошли моллюски, – отрастить твердую раковину и спрятаться внутри нее либо под ней. Эволюционная линия головоногих, вероятно, происходит от такого древнего моллюска, ползавшего по морскому дну под твердой раковиной конической формы, наподобие колпачка[48]. Это существо напоминало современное морское блюдечко, примитивного моллюска с чашеобразной раковинкой, который обитает на скалах в полосе прилива. В ходе эволюции колпачок рос, как нос Пиноккио, постепенно принимая форму рожка. Эти животные были невелики – «рожок» был всего пару сантиметров длиной. Снизу, как и у других моллюсков, была мускулистая нога, с помощью которой животное удерживалось на грунте и ползало по дну.
Затем, в позднем кембрии, некоторые из этих животных всплыли со дна и перешли к пелагическому образу жизни – в водной толще. На суше никакое животное не может взлететь в воздух без дополнительных затрат усилий – подобное изменение образа жизни потребует крыльев или их аналога[49]. В море же нетрудно всплывать, дрейфовать и видеть, куда плывешь.
Защитная раковина, направленная вверх, может стать поплавком, если наполнить ее газом. Очевидно, первые головоногие так и поступили. Плавучесть раковины, вероятно, поначалу была нужна, чтобы легче было ползать, и многие древнейшие головоногие, видимо, передвигались по дну, полуползая-полуплавая. Но некоторые всплыли выше и открыли для себя целый мир новых возможностей. Пузырек газа внутри раковины превращает блюдечко в дирижабль.
На плаву от ползательной ноги мало толку, и головоногие «дирижабли» изобрели реактивный способ передвижения: они стали выбрасывать воду через сифон, трубку, которую можно поворачивать в разных направлениях. Сама нога высвободилась, получив возможность хватать предметы и манипулировать ими, а на конце ее расцвел пучок щупалец. Хотя слово «расцвел», возможно, показалось бы неуместным тем животным, которых эти щупальца угрожали схватить, – поскольку на некоторых щупальцах выросли острые крючья. Вот какая возможность открылась перед головоногими, когда они воспарили над дном, – возможность питаться другими животными, самим стать хищниками. Они воспользовались ею с великим эволюционным энтузиазмом. Появилось множество форм, как с прямыми раковинами, так и со спиральными; крупнейшие достигали длины свыше пяти метров. Из мелких блюдечек головоногие стали самыми грозными хищниками морей.
Наряду с дирижаблями, по морскому дну могли рыскать головоногие экранопланы и танки – некоторые раковины этого периода выглядят слишком тяжелыми для плавания. Все эти животные в наше время вымерли, кроме одного – совсем не страшного наутилуса. Многие виды прекратили существование во время массовых вымираний, когда возникали разрывы в эволюционной истории жизни, но кроме того, хищных головоногих, скорее всего, в эволюционном состязании постепенно вытесняли рыбы, которые становились всё крупнее и совершенствовали свое вооружение. Так дирижаблям бросили вызов самолеты, в итоге победившие их.
Однако наутилус прорвался[50]. Никто не знает почему. В начале книги я упоминаю гавайский миф о сотворении мира, в котором осьминог выступает как «одинокий реликт» прежнего мира. Истинный реликт и правда головоногое, но не осьминог, а наутилус. Современные наутилусы, все еще обитающие в Тихом океане, мало изменились за последние 200 миллионов лет. Эти обладатели спиральных раковин в наши дни стали падальщиками. У них есть примитивные глаза и пучок щупалец; они то всплывают на мелководье, то погружаются в глубину, подчиняясь таинственному распорядку, который до сих пор не изучен полностью. Похоже, что ночью они держатся ближе к поверхности воды, а днем – глубже.
Эволюция строения тела головоногих на этом не закончилась – близился новый поворот. Незадолго до начала эры динозавров некоторые головоногие стали отказываться от раковин. Защитные футляры, ставшие когда-то поплавками, теперь утрачивались, редуцировались или перемещались внутрь тела. Это позволяло увеличить свободу движения, но дорогой ценой – резко возрастала уязвимость. На первый взгляд, это рискованный ход, но в истории эволюции он предпринимался не один раз. Последний общий предок «современных» головоногих неизвестен, но в какой-то момент линия разделилась на две ветви – восьминогих (осьминог и есть «восьминог») и десятиногих, куда входят каракатицы и кальмары. Раковины у них утрачивались по-разному. У каракатицы раковина сохраняется внутри и все еще служит для поддержания плавучести. У кальмара осталась мечевидная внутренняя пластинка – гладиус. Осьминоги лишились раковины совсем. Большинство головоногих стали мягкотелыми, беззащитными животными, обитающими на мелководных рифах.
Древнейший возможный ископаемый образец осьминога датируется примерно 290 миллионами лет назад[51]. Я пишу «возможный», поскольку это единственный образец и выглядит он как не особенно внятное пятно на камне. После него в палеонтологической летописи следует долгий пробел; более очевидный случай – отпечаток возрастом около 164 миллионов лет, несомненный осьминог с восемью щупальцами и в характерной осьминожьей позе. Ископаемые свидетельства эволюции осьминогов обрывочны – их ткани плохо сохраняются. Но в какой-то момент началось бурное видообразование: в настоящее время известно около 300 видов, как глубоководных, так и обитающих на рифах, размерами от нескольких сантиметров до гигантского тихоокеанского осьминога, который весит сорок килограммов, а размах его щупалец от кончика до кончика достигает шести метров.
Вот путь, который прошло строение тела головоногих – от эдиакарского ползучего пирожного к моллюску наподобие блюдечка, а от него к хищным экранопланам и дирижаблям. Внешняя раковина затем отброшена, как обуза, – она перемещается внутрь тела или, как в случае осьминога, исчезает совсем. Совершив этот шаг, осьминог становится практически бесформенным.
Полный отказ и от скелета, и от раковины – необычное эволюционное решение для такого крупного и сложноорганизованного животного. У осьминога почти нет твердых частей тела, а из тех, что есть, самые большие – глаза и клюв. Поэтому он способен протиснуться в отверстие размером с собственный глаз и почти до бесконечности менять форму тела. В осьминоге эволюция воплотила чистую потенциальность материи.[52]
Работая над черновиком этой главы, я на протяжении нескольких дней наблюдал за парой осьминогов на скалистой отмели. Однажды я видел их брачные игры, после которых они большую часть следующего дня как будто сидели на одном месте. Самка отплывала в сторону, но с закатом вернулась в нору. Самец дневал на более открытом участке, в четверти метра от ее норы. Он все еще оставался там, когда она вернулась.
Два дня я наблюдал, как они то уплывают, то возвращаются, а затем начались шторма. На побережье обрушились ветры со скоростью 60 миль в час, с юга накатывали волны. Осьминожья бухта была отчасти защищена от этой мясорубки, но недостаточно. Волны бушевали у входа в бухту, обращая воду в бурлящий белый суп. Шторм трепал побережье еще четыре дня. Куда деться осьминогам, когда волны лупят по скалам? Зайти в воду для наблюдений было невозможно. Для каракатиц это не проблема – в непогоду они уходят, и их не видно неделями. Они включают свой реактивный движок и уплывают куда-то на глубину. Возможно, осьминоги тоже уходят в открытое море, но скорее всего, они заползают в ущелье и цепляются за скалы, не отрываясь сутками, как их предки, которые присасывались к скалам из-под своих раковин-шапочек.
Эволюция головоногих. Схема не соблюдает масштаба (даже приблизительно) и не отражает реальных родственных связей между видами. Она дает лишь хронологическую последовательность форм в эволюции головоногих за полмиллиарда лет, на которой обозначен ряд ключевых развилок. Спорную кимбереллу я включаю сюда как возможную предковую стадию. Похожий на блюдечко моллюск относится к моноплакофорам. Следующее животное, с раковиной, разделенной на сегменты, могло быть чем-то вроде таннуэллы ([53] Tannuella). Дальше следует Plectronoceras, о котором спорят: перешел ли он к пелагическому образу жизни или все еще ползал по дну, но именно это животное чаще всего считается первым настоящим головоногим на основании множества характерных признаков внутреннего строения. Cameroceras – великан среди крупных хищных головоногих, его длина, по самым скромным оценкам, составляла более пяти метров. Осьминог и кальмар произошли от неизвестных головоногих, утративших раковины и в настоящее время вымерших – в отличие от наутилуса, который и сохранил раковину, и дожил до наших дней.
