Основные функции живых организмов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Какие же внешние факторы воздействуют на наше по­ведение? Как минимум, на человека должны распростра­няться все те законы, которым подчиняются другие формы жизни. Чтобы поддерживать свое существование, все живые организмы должны размножаться, для этого им необходимы энергия и способность избежать преждевре­менной гибели. Способы получения энергии и средства самозащиты определяются информацией, которой распо­лагают эти организмы. Таковы правила игры. Следова­тельно, все формы жизни обладают четырьмя основными функциями:

— получение энергии, т. е. пищи,

— самозащита,

— информационное развитие,

— воспроизведение себе подобных.

Если вдуматься, то именно эти основные функции поз­волили живым организмам, в том числе людям, взаимо-

36


действовать между собой и развиваться на протяжении многих веков. Они дают возможность понять • ключевые особенности поведения всех животных и, следовательно, человека. Каждая из этих функций — необходимое усло­вие продолжения жизни на Земле. Конечно, жизнь чело­века во всем ее многообразии нельзя сводить только к размножению, получению энергии, самозащите и инфор­мационному развитию, но этого достаточно для объясне­ния наиболее важных точек соприкосновения человека с природой. Эти же моменты положены в основу прове­денного в данной книге анализа, цель которого — иссле­довать прогресс человека как существа, чьи предки были животными и чье развитие само было явлением природы.

Четыре упомянутых выше фактора я называю «основ­ными функциями», поскольку они характеризуют сущест­вование человека внутри экологической системы. Зоологи обсуждают проблемы, связанные с выживанием. Социоло­ги и психологи исследуют основные потребности человека. Важно понимать, что независимо от конкретных формули­ровок речь идет об одном и том же — об основных формах поведения, общих для всех животных.

(Под информационным развитием подразумевается процесс получения сигналов из окружающей среды, их отбора, обработки и использования в качестве руководст­ва для поведения.)

Добывание пищи

Важнейшим видом жизнедеятельности всех живот­ных — от одноклеточных организмов до слона — является добывание пищи. Первичным источником энергии для всего живого на Земле служит излучение Солнца. Мы все­цело зависим от энергии Солнца, поступающей в виде све­та, и, как бы ни были велики наши успехи в покорении природы, все мы так или иначе остаемся «детьми солнца».

Однако животные могут потреблять энергию только в виде химических веществ: они нуждаются в предвари­тельном преобразовании световой энергии в химическую. Такой процесс, происходящий в зеленых хлорофиллсо-держащих растениях и называемый фотосинтезом, заклю­чается в использовании солнечной энергии для синтеза Сахаров. Его можно уподобить строительству, где строи­тельным материалом служат вода и атмосферная двуокись углерода, а результатом — сахар и другие углеводы. До­бавляя к сахарам азот, растения производят аминокис­лоты — кирпичики, из которых потом строятся белки.

37


Сахар является первичным источником химической энергии, основным топливом для всех клеток и организ­мов — животных и растительных. Но процесс фотосинте­за, помимо аккумуляции солнечной энергии в виде саха-ров, имеет и другой аспект — высвобождение кислорода в атмосферу. Почти все живые организмы нуждаются в кислороде, и потому зеленые растения по праву счи­таются основой всех экосистем. Питание животных пол­ностью зависит от зеленых растений. Животные, полу­чающие энергию, поедая растения, называются травояд­ными, а получающие энергию в виде мяса других жи­вотных, главным образом травоядных,— плотоядными, или хищниками. Человек, как и некоторые другие животные, является одновременно и травоядным, и плотоядным.

В экологических системах растения составляют льви­ную долю биомассы, т. е. общей массы живого органи­ческого вещества. Это и понятно — пищи должно быть больше, чем едоков. В целом потребление пищи в преде­лах экосистемы определяется главным образом величиной прироста биомассы растений. Если она снижается, в ре­зультате сокращается и общая масса животных.

Потребление пищи происходит в рамках относительно стабильной структуры — экологической пирамиды, или пирамиды питания, построенной из пищевых цепей раз­личной длины. Основание пирамиды составляют зеленые растения, следующий уровень занимают травоядные жи­вотные. На третьем уровне расположены хищники первого порядка (питающиеся травоядными), на четвертом — поедающие их хищники второго порядка.

В принципе особенности питания' каждого вида по­стоянны, и незначительные отклонения — это результат адаптации к сезонным изменениям. Естественно, каждый вид стремится иметь возможность питаться в соответст­вии с сезонными потребностями. Поэтому животные оби­тают в границах сравнительно небольших жизненных зон — в своих экологических нишах, где они в нужное время имеют нужную пищу. Когда условия меняются, животные вынуждены переселяться на другие территории и заново создавать себе экологическую нишу. Таким об­разом, добывание пищи — это фактор группирования и миграции животных. В прошлом эта сила оказывала мощ­ное воздействие на жизнь и перемещения человека. Она продолжает играть свою роль и поныне. Экосистемы пред­ставляют собой целостные циклы воспроизводства собст­венных ресурсов, где все взаимосвязано и части зависят

38


от целого. Человек преуспевал в добывании пищи, но в результате он стал возмутителем спокойствия и постоян­ной угрозой для кормящей его экосистемы.

Самозащита

Способность к самозащите — обязательный элемент поведения всех животных. Даже вирусы снабжены белко­вой оболочкой, а простейшие клетки покрыты защитной мембраной. Млекопитающие — животные, состоящие из множества клеток,— создают для них подобие защитной среды. Внутри тела животного клетки обеспечены пос­тоянными концентрациями воды, кислорода, солей, Саха­ров и других необходимых химических веществ, они защи­щены от превратностей внешнего мира. Животное сохра­няет эту защитную среду с помощью различных форм поведения и таким образом противостоит факторам, угро­жающим его существованию. Оно избегает неблагоприят­ных местообитаний и стремится жить там, где имеется достаточно пищи. Кроме того, у млекопитающих для са­мозащиты существуют специализированные структуры — кожа и шерсть, а также поведенческие приемы — мигра­ции, поиски укрытий, устройство логовищ, гнезд, нор и т. д.

Животному приходится защищаться и от других орга­низмов. На микроскопическом уровне оно располагает системами, помогающими противостоять инфекциям и бо­лезням, на макроуровне — широким набором защитных приспособлений, к которым относятся, например, панцири, оперение, окраска. Целям защиты служат и разнообразные приемы поведения — выделение неприятных запахов, уг­рожающие позы и звуки и, конечно, уклонение от схватки. Бегство или отступление — наиболее распространенные способы защиты от нападения.

По сравнению с человеком защитное поведение живот­ных имеет массу любопытных особенностей. Когда жи­вотные объединяются в группы — рыбы в косяки, птицы в стаи, обезьяны в семьи,— то делают они это прежде всего для защиты от врагов. Косяк обеспечивает боль­шую безопасность от хищных рыб, стая дроздов реши­тельно нападает на ястреба, семейство бабуинов отгоняет любого, кто угрожает их детенышам. Таким образом, у животных групповое существование создает защиту для отдельных особей, причем надежность этой защиты повы­шается с ростом организации внутри сообщества. В ее основе обычно лежит строгая иерархия. На птичьем дворе

39


решающим фактором иерархической структуры является физическая сила; это относится и ко многим млекопи­тающим. Но у приматов, в частности бабуинов, вожак группы наряду с физической силой и агрессивностью обя­зан обладать и определенными социальными качествами.

Какова же роль агрессивности (т. е. борьбы внутри сообщества) и альтруизма (т. е. заботы о благе других даже в ущерб себе) в моделях поведения, используемых животными в целях защиты?

В борьбе за пищу внутривидовая агрессивность — обычное явление среди позвоночных как хищных, так и травоядных. Животные защищаются от агрессивности своих собратьев, расселяясь и занимая все большее жиз­ненное пространство. Агрессивность и территориальное поведение взаимосвязаны — поединки между представите­лями одного и того же вида широко распространены в животном мире, но они, как правило, не угрожают жизни отдельных особей.

Альтруизм, проявляющийся при защите молодняка, встречается уже у рыб, земноводных и пресмыкающихся. У птиц и млекопитающих он выражается также в помощи неродственных особей друг другу в опасных ситуациях. По мнению И. Эйбл-Эйбесфельдта, как агрессивность, так и альтруизм необходимы для успешного существо­вания вида, и человек, как представитель приматов, обла­дает врожденной склонностью и к агрессивному, и к соли­дарному поведению. Чтобы обеспечить необходимую за­щиту, человек, как полагает И. Эйбл-Эйбесфельдт, должен был, с одной стороны, все лучше контролировать свою агрессивность, а с другой — все больше тяготеть к объеди­нению с себе подобными.

Информационное развитие

Добывание пищи и самозащита — важнейшие условия выживания. Но каким образом животное узнает, где нуж­но искать корм или от кого необходимо защищаться? Как ему следует осуществлять взаимодействие со средой, чтобы не погибнуть?

Для этого животное нуждается в каких-то каналах связи с внешним миром, т. е. в информации. Каждый живой организм постоянно получает сигналы из окру­жающей среды и реагирует на них. У многоклеточных имеются специальные органы чувств и нервная система, позволяющие собирать, систематизировать и анализиро­вать информацию, которая в той или иной степени опре-

40


деляет все возможные формы поведения животного. Несколько упрощая, можно сказать, что именно благодаря центральной нервной системе животное выбирает формы поведения, приспосабливается к условиям существова­ния — словом, живет.

У разных видов животных усвоение информации про­исходит неодинаково — очевидно, каждый вид восприни­мает мир по-своему. Во всяком случае, представления медузы существенно отличаются от наших с вами, причем то и другое восприятие мира несовершенно. Каждое живот­ное анализирует сигналы, полученные органами чувств из окружающей среды, и строит на этой основе свое поведение: у медузы это может оказаться всего лишь движение в направлении более благоприятного местооби­тания, у человека речь может идти о выборе наилучшего решения энергетической проблемы. Вероятно, такое со­поставление покажется несколько утрированным. И тем не менее, поскольку поведением и того и другого организма управляет нервная система, разница в их поведении в принципе определяется «качеством» обрабатываемой ин­формации.

Таким образом, встает вопрос о нейронах — клетках, составляющих нервную систему. По нашему, человеческо­му, разумению, уровень развития системы нейронов — это важнейший критерий эволюционной зрелости всех представителей животного мира. Функция нейронов за­ключается в получении сигналов и преобразовании их с помощью клеточных мембран в электрохимическое воз­мущение. Распространяясь по системе нервных волокон, оно в конечном счете управляет поведением. Так что система нейронов, по сути, представляет собой систему преобразования сигналов. Эффективность ее работы за­висит прежде всего от количества нейронов и струк­туры их сети. В организме медузы они исчисляются ты­сячами, у млекопитающих — миллионами, у человека — миллиардами. Более того, сами нервные волокна разли­чаются как по числу, так и по степени сложности. Эти волокна формируют сеть нейронов, в синапсах которой фокусируются все поступающие сигналы. Синапсы — это участки, осуществляющие передачу импульса с одного нейрона на другой. Механизм этого процесса еще во мно­гом неясен, но важно подчеркнуть, что его изучение прольет свет на проблемы, связанные с обучением и па­мятью.

Развитие нервной системы и превращение ее в цент-

41


ральный орган, управляющий жизнью животного, потребо­вало совершенствования ее энергоснабжения и защиты. Например, у млекопитающих для этих целей служит прочная черепная коробка, гемато-энцефалический барьер, не пропускающий в мозг многие циркулирующие в крови химические соединения, усиленное кровоснабжение мозга и спинномозговая жидкость.

Работа высокоразвитой нервной системы ни в коей мере не сводится лишь к приему импульсов, поступаю­щих в данный момент. Напротив, в ней происходит на­копление полученных, отобранных и проанализированных электрохимических сигналов. Это хранение информации осуществляется, вероятно, в синапсах и проявляется в изменении способа передачи ими импульсов. Вопрос, какие именно синапсы будут в этом участвовать, опре­деляется генетическими факторами: информация об этом содержится в генах организма. Информация — наслед­ственная, а также полученная в результате жизненного опыта — определяет все возможные формы поведения. У низших организмов, таких, как медуза, способность нервной системы накапливать информацию, а следо­вательно, и круг возможных форм поведения очень ограниченны. На противоположном конце этой шкалы — человек, обладающий наибольшими информационными способностями и в силу этого широким диапазоном форм поведения.

Воспроизводство

Хотя все живые существа смертны и жизнь каждого индивида имеет свой предел, биологический вид продол­жает существовать. Рождение и смерть, таким образом,— неотъемлемые свойства жизни, а средством поддержания ее непрерывности служит продолжение рода.

Способы размножения различных растительных и жи­вотных видов исключительно многообразны. Даже у мле­копитающих репродуктивное поведение варьирует в ши­роких пределах. Мыши достигают половой зрелости в воз­расте одного месяца, беременность длится 3—4 недели, а в каждом помете бывает примерно 6 детенышей. Та­ким образом, пара новорожденных мышей теоретически может в течение года произвести на свет более 20 тыс. потомков. Слониха, напротив, за это время способна ро­дить лишь одного слоненка.

Общий закон природы таков, что каждый биологиче­ский вид размножается настолько интенсивно, насколько

42


позволяет ему окружающая среда. Следовательно, репро­дуктивное поведение вида должно соответствовать, во-первых, его индивидуальным биологическим особенностям и, во-вторых, условиям, диктуемым внешней средой. Если эти условия неблагоприятны и изменчивы, необходимо более многочисленное потомство. Для успешного сущест­вования вида нужно, чтобы рождалось и выживало по меньшей мере столько же особей, сколько погибает. Двух здоровых потомков достаточно для поддержания числен­ности вида на постоянном уровне. Но у животных обычно размножение происходит более интенсивно. Естественным результатом такого «перепроизводства» является борьба за жизненное пространство.

Если цель репродуктивного поведения — увеличение численности вида, а это ведет к обострению борьбы за жизненное пространство, как же в конечном счете регули­руется рост популяций различных видов животных? Для человечества этот вопрос имеет принципиальное значе­ние. Взрывоподобный рост численности населения застав­ляет задуматься о путях ее регулирования. Как осуще­ствляется эта регуляция у животных? Не исключено, что понимание общности происхождения человека и животных поможет найти подход к проблеме.

Судя по всему, популяции животных имеют механизм саморегуляции, позволяющий ограничивать рост числен­ности данного вида. Без сомнения, лимитирующим факто­ром является недостаток пищи и неблагоприятные усло­вия внешней среды. Но даже популяции, которым не угрожают голод, жажда, хищники, паразиты, болезни и неблагоприятные климатические изменения, увеличивают свою численность лишь до определенного предела. Каким же образом он устанавливается? При возрастании плот­ности популяции жизненное пространство каждого инди­вида сокращается, и животные реагируют на это, изменяя свое репродуктивное поведение. Увеличивается число бес­плодных самок, детенышей в пометах становится меньше. Ослабевает забота о потомстве, и в результате снижается число выживающих детенышей. В природе, таким обра­зом, неограниченный рост популяции невозможен.

Каковы же особенности репродуктивного поведения человека? Женщины, подобно самкам крупных млекопи­тающих, могут производить на свет детей не чаще, чем раз в году. Половой зрелости люди достигают позднее, чем животные: если крупные хищники приобретают способ­ность к размножению приблизительно в двух-трехлетнем

43


возрасте, крупные обезьяны — в 8—12 лет, то люди, как правило,— в 11 —17 лет. В отличие от большинства млеко­питающих человек придерживается моногамии. Среди млекопитающих моногамными являются лишь немногие — лисы, волки и некоторые другие хищники. (Правда, мо­ногамия часто встречается у птиц. Видимо, она получает распространение в тех случаях, когда для выживания потомства необходима совместная забота о нем обоих родителей.)

Что больше всего отличает людей от животных, так это отношение к сексу. В животном мире копуляция осу­ществляется лишь во время эструса у самок и целиком подчинена задаче воспроизводства потомства. Секс ради наслаждения — специфическая черта человеческого пове­дения, наложившая отпечаток на весь его образ жизни.

Несмотря на это, а может быть, и благодаря этому наше репродуктивное поведение отвечает задачам успеш­ного развития человечества как биологического вида. Хотя до достижения половой зрелости и рождения детей у человека проходит не менее 20 лет и размножение является лишь побочным результатом половых отноше­ний, население планеты растет все более высокими тем­пами. Это происходит потому, что по сравнению с дете­нышами других животных наши дети имеют предпочти­тельные шансы на выживание и воспроизводство себе подобных. Таким образом, человек представляет собой необычное создание. Он научился успешно добывать пищу, защищаться и производить потомство. Способность получать сигналы из окружающей среды, хранить и ис­пользовать информацию позволяет человеку успешнее всех других животных выбирать адекватные формы пове­дения.

Но как удалось этого добиться? И вправе ли мы счи­тать себя истинными покорителями природы, коль скоро наше вторжение в окружающую среду породило множест­во острых проблем?

Научные исследования постепенно отодвигают грани­цу знаний о происхождении человека все дальше в глубь веков. Стало возможным проследить эволюцию приматов на протяжении по меньшей мере 60 млн. лет, вплоть до того момента, когда человек в нашем сегодняшнем пони­мании еще не существовал. Благодаря великому эволю­ционному процессу человеческий род занял в природе уникальное положение, но одновременно достиг крити­ческой стадии развития. Не является ли человек — про­дукт эволюции — одновременно ее пленником? Способно ли человечество управлять собственной судьбой?

Перейдем теперь к вопросу об эволюции человека.











ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА

«Что было, то и будет, и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем». Такая ста­тическая картина мира царила в сознании людей в тече­ние многих веков. Истинность ее казалась самоочевидной во времена, когда на протяжении одной человеческой жизни существенных перемен не происходило, а наблю­даемые изменения носили циклический характер. Горы веками стояли неподвижно, реки текли, но не меняли русла; звезды двигались по небосклону, но их располо­жение определялось временем суток и временем года; люди рождались, росли и в конце концов умирали, но жизненные циклы и общественное устройство, казалось, оставались неизменными от поколения к поколению.

Согласно традиционному мышлению, достоверные све­дения можно было получить только о тех предметах, которые оставались неизменными либо менялись цикли­чески. Текущие же изменения считались непредска­зуемыми, ниспосылались богами и были недоступны пони­манию простых смертных.

Статическая картина мира была поставлена под сомне­ние древнегреческим ученым Гераклитом, но первый серьезный удар ей был нанесен гелиоцентрической тео­рией строения солнечной системы, предложенной в 1543 г. Николаем Коперником. Она революционизировала представления человека о мире, разрушив миф о Земле как неподвижном центре Вселенной.

Событие, имевшее еще более значительные последст­вия, произошло 24 октября 1859 г. В этот день вышла в свет работа Чарлза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора». Он не был ни первым, ни единственным эволюционистом; идеи биологической эво­люции уже носились в воздухе, и в книге Дарвина они наконец обрели четкую формулировку. Первые 1250 эк­земпляров были распроданы в один день, и с этого мо­мента человеческая мысль обрела новое направление.

45


Помимо вклада в биологию, работа Дарвина замечательна тем, что она доказала возможность нециклических из­менений.

Ясно, что изменениям подвержены не только живые организмы. Меняются неподвижные на вид звезды, меня­ется Земля вместе с континентами, горами и реками. В самом деле, меняется все, за исключением законов, управляющих этими изменениями. По существу, концеп­ция эволюции — это мысль о постоянном изменении, охватывающем все во Вселенной и саму Вселенную. Эта концепция приложима и к идеям, включая саму идею эволюции. За последние 120 лет теория биологической эволюции Дарвина эволюционировала и обогатилась в результате ряда новых открытий. Еше в 1870 году Грегор Мендель начал исследования, приведшие к открытию зако­нов генетики. Физическим основам наследственности впоследствии дала объяснение молекулярная биология. В 1970-х годах достижения палеонтологии и археологии позволили составить достаточно ясное представление о продолжавшемся миллионы лет эволюционном развитии человека.

Предлагаемая читателю книга едва ли могла быть написана в 1960-х годах, так как она основывается на результатах современных научных исследований разви­тия человека. Только сейчас мы получили возможность плодотворно изучать это равитие как природное явле­ние, и есть основания надеяться, что такой подход позво­лит наметить необходимые изменения в нашем поведении. Человечество весьма неохотно расстается со стати­ческим представлением о мире. За пределами научного сообщества идея эволюции получает признание очень и очень медленно. Вместе с тем становится все очевидней, что оценить место человека в современном мире можно только на основе изучения многовекового развития чело­вечества. Только поняв, что «все ново» под солнцем, мы будем в состоянии сознательно искать альтернативы на­шего поведения и выбирать из них те, которые позволят человечеству выжить.


Дата: 2019-03-05, просмотров: 206.