От рыбы человек получил и слух

Одним из условий успешного регулирования температуры является теплоизоляция. У человека, как и у большинства животных, имеется подкожный жировой слой — изоляционная прокладка, которая возникла у пресмыкающихся на очень ранних этапах их развития. Человек, вероятно, когда-то обладал и внешней изолирующей оболочкой: у него все еще сохраняются волосы на теле, а его близкие родственники, человекообразные обезьяны, покрыты шерстью. В настоящее время считается, что впервые волосяной покров появился у пресмыкающихся — у очень подвижных рептилий, так называемых млекопитающеподобных. У млекопитающих волосяной покров стал прекрасной защитой от холода. Они способны усиливать его теплоизолирующие свойства, поднимая волосы дыбом. Человеческий «мех» для этого, конечно, не годится, однако его редкие волоски дисциплинированно поднимаются, образуя так называемую «гусиную кожу», едва крохотные мышцы у их корней получают сигнал, что телу требуется дополнительная защита от холода.

Второй и, по-видимому, очень древний механизм регулирования температуры — это дрожь. Она создает теплоту за счет

[smszamok]

мышечной активности, причем автоматически, без сознательных усилий, каких требует нормальная мышечная деятельность. Дрожь обычна у млекопитающих и наблюдалась у пресмыкающихся и насекомых. Некоторые змеи дрожат, чтобы согреть свои яйца. В нью-йоркском зоопарке питоны, когда температура их помещения понизилась, свертывались кольцами вокруг своей кладки и начинали судорожно сокращать мышцы, что несколько напоминало человеческую дрожь. Такое сокращение мышц способствует поддержанию внутренней температуры, когда внешняя падает ниже 25° С. Дрожат даже насекомые вроде бабочек, которые в прохладный день сокращают мышцы крыльев, чтобы разогреть их перед полетом.

Один из механизмов, регулирующих температуру тела, способен и согревать его и охлаждать — это система кровообращения. Кровь несет теплоту от внутренних органов к капиллярам под кожей, которая отдает ее избыток более прохладному воздуху. Но если тело уже охладилось, доступ крови в капилляры ограничивается, чтобы уменьшить потерю тепла. Для защиты от переохлаждения человеческие руки и ноги снабжены хитроумным приспособлением, которое напоминает промышленный теплообменник, построенный на принципе противотока. Конечности теряют тепло быстрее остального тела: наши руки и ноги всегда замерзают первыми. Они относительно тонки, и рассеивающая тепло поверхность у них сравнительно с их объемом очень велика. Для снижения теплоотдачи артерии, несущие кровь к пальцам, расположены глубоко внутри них, и параллельно каждой тянутся две вены. Кровь, возвращающаяся в туловище по венам, получает теплоту от крови, которую артерия несет к пальцам, так что капилляры отдают окружающему воздуху лишь часть теплоты. Однако этот «теплообменник» в человеческом теле действует, только когда телу нужно сохранять теплоту. Когда же требуется охлаждение, ток возвращающейся крови переключается на вены, пролегающие под кожей, в стороне от артерий, несущих теплую кровь. Это переключение можно даже увидеть воочию: в жаркую погоду вены под кожей на руках набухают заметно больше, чем в холодную.

Как развилась эта система регулирования температуры с помощью противотока, неизвестно. Она появилась (по-видимому, независимо) у многих животных: у человека, у его дальних млекопитающих родичей китов, и у таких птиц, как гуси, которые много времени проводят в холодной воде. По меньшей мере одна рыба, тунец, также обзавелась подобным приспособлением, чтобы снизить отдачу тепла воде, проходя-

щей сквозь ее жабры, а потому ей удается поддерживать более высокую внутреннюю температуру, чем температура внешней среды. В результате тунцы гораздо энергичнее других рыб и способны быстро плыть более продолжительное время.

Хотя все млекопитающие используют кровообращение для того, чтобы и согревать и охлаждать свои тела, они, кроме того, обладают специальными механизмами, служащими только для охлаждения. Человек потеет. Влага, выделяющаяся из пор в коже, испаряется, отнимая у тела избыточную теплоту. Потеют и некоторые другие млекопитающие, например, лошади, однако очень многие — ив том числе собаки — добиваются той же цели, усиленно и глубоко дыша. Почему такое пыхтение помогает собакам охлаждать тело, стало известно совсем недавно. Они быстро втягивают воздух в легкие через влажные ноздри, в которых он охлаждается, после чего, в свою очередь, отнимает теплоту у внутренней поверхности глотки и легких. А некоторые млекопитающие охлаждают тело с помощью испарения еще одним способом — они вылизывают свой мех и тем самым увлажняют его.

Главный центр, контролирующий механизмы, которые регулируют температуру тела, называется гипоталамусом и расположен у основания головного мозга. Действует он как термостат и очень чувствителен. Когда температура начинает повышаться или понижаться, гипоталамус дает сигнал увеличить или уменьшить ток крови. Если человек раздет, а его внешняя температура опускается ниже 27° С, кровь перестает компенсировать потерю теплоты, и гипоталамус для поддержания внутренней температуры «включает» дрожь. При температуре 31° С кровь уже не может обеспечить раздетому человеку достаточное охлаждение, и он начинает потеть.

Постоянная температура тела, по-видимому, в какой-то мере является условием развития умственных способностей. Вопрос этот слишком сложен, чтобы разбирать его здесь, но, во всяком случае, более или менее развитым головным мозгом обладают только млекопитающие и птицы, то есть теплокровные животные. Далее, только теплокровным животным свойственны сложные поведенческие реакции, которые играют такую большую роль в их выживании. Например, они гораздо лучше заботятся о своем потомстве, чем холоднокровные рептилии с более примитивным мозгом. Лишь очень немногие пресмыкающиеся охраняют свои кладки, еще реже они (в отличие от подавляющего большинства птиц) кормят и охраняют своих детенышей, когда те появляются на свет, и ни одно из них не следит и не ухаживает за своим потомством в течение продолжительного времени, как это делает человек да и почти все другие млекопитающие.

Можно с уверенностью утверждать, что без постоянной и высокой температуры внутри тела, обеспечивавшей высокую активность и развитие сообразительности, первые млекопитающие, маленькие, похожие на землеройку зверюшки, которые вышли на сцену еще в царствование динозавров, не смогли бы положить начало линии приматов, в конце концов завершившейся человеком. Именно благодаря своей активности они сумели приспособиться к обитанию на деревьях. Такая жизнь не для тех, кто неуклюж и туп. Чтобы бегать по упругим веткам и прыгать с дерева на дерево, острого зрения и хорошего чувства равновесия еще мало,— тут требуется сообразительность. И еще конечности, способные крепко держаться за ветки.

Поразительно умелыми руками, острым стереоскопическим зрением и несравненным мозгом человек, бесспорно, обязан своим ловким предкам, обитавшим на деревьях. И, вероятно, конечности, которые можно считать своего рода эскизом человеческой руки, впервые появились у животного, напоминавшего лемуров, примитивных приматов, которые все еще обитают в тропических лесах Мадагаскара. Современные лемуры живут на деревьях, как белки, но в отличие от белок карабкаются по веткам они не с помощью цепких коготков, а хватаются за них пальцами передних и задних конечностей. Большие пальцы у них несколько отделены от остальных, что обеспечивает более надежную хватку и позволяет лемурам подбирать и держать в лапе различные предметы. У современных же обезьян, чьи предки — приматы, были заметно более развиты, чем лемуры, руки по разнообразию движений и по ловкости вполне сравнимы с человеческими.

Жизнь на деревьях явилась одним из главных факторов в развитии стереоскопического человеческого зрения. Глаза большинства млекопитающих расположены почти по бокам головы, так что Животное видит одновременно две разные картины, причем лишенные глубины. Сходное с человеческим зрение восходит к древнему примату, который, возможно, напоминал долгопята — обитающего в Южной Азии ночного зверька, который цепляется за вертикальные ветки длинными ТОНКИМИ пальцами и смотрит на мир огромными глазами. Эти глаза помещаются уже не по сторонам головы, а спереди мордочки, и смотрят прямо вперед, как у человека и других высших приматов. В результате поля их зрения налагаются друг на друга, и долгопят видит мир объемным. Вдобавок к этому глаза всех высших приматов обычно имеют в сетчатке ямку — маленькую область резкого цветового видения в центре гораздо более широкой, но более смутной и тусклой картины, создаваемой остальной сетчаткой.

Это заметное улучшение зрения, которое принесла жизнь на деревьях, также стимулировало рост мозга. Собственно говоря, на протяжении миллиардов лет мозг, по-видимому, развивался главным образом для обслуживания органов чувств, так как сенсорные сигналы должны вызывать реакцию через какой-то единый контролирующий центр. Глаза воспринимают зрительный образ, но видит его мозг. Первым из чувств было осязание: еще примитивные одноклеточные организмы находили с его помощью пищу, «проглатывая» съедобные частички, с которыми соприкасались. И можно даже сказать, что самое появление жизни на Земле зависело от химической реакции, возникавшей при соприкосновении еще неживых модекул в водах первозданного океана. Осязание, высокоразвитое и утонченное, остается для человека весьма важным чувством. Однако осязание действует только при соприкосновении, когда между осязаемым предметом и осязающим расстояние равно нулю. Как инструмент для поисков пищи и распознавания врагов и друзей, осязание далеко уступает обонянию.

Обоняние представляет собой специфическую форму осязания, поскольку ощущение запаха возникает от прикосновения особых плавающих в воздухе или в воде молекул к чувствительным нервным окончаниям в носу и во рту. К тому времени, когда появились рыбы, обоняние уже было высоко развито, и нервные клетки, принимающие обонятельные сигналы, образовали обонятельные луковицы на переднем конце крохотного мозга. Обоняние чрезвычайно развито, например, у современных лососей, которые с его помощью отыскивают дорогу на протяжении сотен километров вверх по реке к месту будущего нерестилища. Человеческое обоняние тоже много тоньше, чем принято считать — человек способен уловить восемь десятитысячных долей миллиардной доли грамма мускуса. (Впрочем, ему все же далеко до самца непарного шелкопряда, который способен учуять самку на расстоянии в десять километров, реагируя на одну десятитысячную долю одной миллиардной доли грамма пахучего вещества, служащего для привлечения самцов.)

От рыбы человек получил и слух. По-видимому, слуховой орган развился у древних бесчелюстных рыб первоначально как орган равновесия и представлял собой изогнутую полость в черепе, наполненную жидкостью, причем клетки в стенках полости реагировали на движение жидкости. Орган этот всего лишь помогал древним рыбам не переворачиваться. Но позднее появилась рыба с воздушным плавательным пузырем, и С его появлением прежний орган равновесия начал воспринимать звуки. Звуковые волны, ударяя в пузырь, вызывали колебания жидкости внутри тела рыбы, и эти колебания воздействовали на орган равновесия.

Такой слуховой аппарат вполне отвечал потребностям рыб, но когда земноводные выбрались на сушу, они столкнулись с проблемой, которую инженеры называют «несогласованием сопротивлений». Теперь реакцию в слуховом приспособлении, наполненном жидкостью, должны были вызывать воздушные звуковые волны (и у современного человека нервные окончания, передающие звуки в мозг, находятся в органе, наполненном жидкостью — так называемом внутреннем ухе). Разрешение этой проблемы «воздух — жидкость» привело к развитию трех самых мелких и изящных костей человеческого тела — молоточка, наковальни и стремечка, которые помещаются п среднем ухе и, взаимодействуя с относительно новым приспособлением — барабанной перепонкой,— преобразуют колеблющие ее звуковые волны в колебания внутреннего уха. Среднее ухо человека— это завершение длинного ряда эволюционных этапов: его полость развилась из жаберной щели, а молоточек, наковальня и стремечко — из костей рыбьей челюсти.

Орган равновесия рыбы, пройдя долгий и прихотливый путь эволюции, превратился в очень тонкий слуховой аппарат, и со временем слух стал для человека одним из важнейших чувств. Однако не слух и обоняние, а зрение привело к возникновению того могучего мозга, который поднял человека высоко над всеми животными.

У приматов по мере их развития обоняние притуплялось, а зрение обострялось, и их мозг приспособился к восприятию огромного потока информации, поступающей в него через глаза. Постоянное сочетание в действии хороших рук и хорошего зрения способствовало появлению у обезьян относительно крупного мозга с довольно развитыми большими полушариями, вместилищами ума. Череп расширился в верхней своей части, чтобы не стеснять мозга, и морда обезьяны приобрела то сходство с человеческим лицом, которое вызывает благожелательное любопытство у одних людей и раздражение у других.

Древние приматы, похожие на лемуров и большеглазых долгопятов, внесли чрезвычайно важный вклад в развитие человеческого тела, а близкие родственники человека, человекообразные обезьяны, продолжили этот процесс. По строению и возможностям мозг современных человекообразных обезьян, несомненно, в какой-то мере близок к человеческому. Как и человеческий мозг, он содержит в покрытой извилинами коре больших полушарий значительное количество серого вещества. С таким мозгом уже появляются зачатки памяти, похожей на человеческую, и логического мышления, Живущие в неволе шимпанзе хорошо решают задачи, которые придумывают для них зоопсихологи. Но человекообразные обезьяны, как ни похожи они на человека, в процессе своего развития не выработали той особенности, которая делает тело человека единственным в своем роде на всей Земле,— прямой осанки и способности постоянно ходить на двух ногах. Однако эта особенность выработалась у каких-то близких родичей их предков.

[/smszamok]

Прямая осанка вывела человекообезьяну на путь, непосредственно ведущий к настоящему человеку. Она освободила его руки и поставила перед зрением еще более важные задачи, А взаимодействие всех этих новых черт стимулировало дальнейший рост мозга. Никаких заметных улучшений скелета уже не потребовалось, только изменились некоторые пропорции — например, стали длиннее ноги. Физическое конструирование человеческого тела, которое началось свыше миллиарда лет тому назад, когда появилось примитивное мягкое существо с трубкой внутри тела, теперь завершилось.