Запасные части для коммунальной и дорожно-строительной техники

Биология

1991. Мягков Н.А., "Четвертый мозговой рубикон".


Четвертый мозговой рубикон.

Мягков Н.А.

Журнал «Химия и жизнь», 1991, № 1, стр. 47-49.

У живых существ мозг –
Указатель и мера сознания.
Пьер Тейяр де Шарден.

        Большинство древнегреческих естествоиспытателей полагало, что  центральным органом духовной жизни человека служит сердце. Нервной системе, а точнее, головному мозгу, отводилась более скромная роль. Аристотель считал мозг органом для охлаждения крови. Правда, некоторые его современники, например Алкмеон Кротонский, оценивали роль головного мозга с современных позиций.
        С тех пор минуло двадцать пять столетий, но мозг как средоточие основ жизни и эволюции по-прежнему приковывает к себе внимание ученых разных специальностей и философов. В середине нашего века французский антрополог П. Тейяр де Шарден писал: «...можно быть уверенным, что более развитому сознанию всегда будет соответствовать более содержательный и лучше устроенный остов».
        Но как определить критерии и границы возможностей мозга? Может ли, например, его размер стать показателем «размера» сознания?
    Масса головного мозга позвоночных увеличивается пропорционально квадрату длины тела животного, а масса тела, в свою очередь, - пропорционально кубу длины. Другими словами, между скоростями роста масс мозга и тела существует так называемая аллометрическая зависимость, которая выражается уравнением:
                Рм = К Рт^а ,
где Рм – масса мозга, Рт - масса тела, к – коэффициент размерности, а - коэффициент аллометрии, или показатель разницы в скоростях роста тела и головного мозга.
        Теоретически рассчитанный коэффициент аллометрии для условного, так сказать, среднего позвоночного животного равен 0,67. И фактические значения коэффициента, рассчитанные для всех классов позвоночных, близки к этой величине (см. таблицу). Исключение составляют лишь круглоротые, или самые примитивные позвоночные – миноги, и близкие их родственники миксины.
        Любопытная история приключилась с классом хрящевых рыб, который объединяет главным образом акул и скатов. В середине 70-х годов французские биологи во главе с Р. Бошо и американец Г. Норткарт рассчитали коэффициент аллометрии для акулообразных и получили его значение 0,76 и 1,04, соответственно. Иначе говоря, древнейшие жители океана оставили позади приматов. Так чуть было не родилась сенсация о мыслящих акулах и эволюции разума в океане.
        Пришлось нам повторить выкладки зарубежных коллег, и тут же выяснилась их методическая ошибка – статистический анализ явно малочисленной выборки исходных данных. Стоило расширить ассортимент видов хрящевых рыб, и они встали на свою законную ступень эволюционной лестницы позвоночных.
        Итак получается, что в ходе исторического развития позвоночных размер головного мозга действительно увеличивается (разумеется, относительно размеров тела) и достиг максимума у одного-единственного вида позвоночных – Homo sapiens. А может когда-то планету населяли ныне вымершие животные с еще большим размером головного мозга? Едва ли. По крайней мере, современная палеонтология такими данными не располагает. Зато антропологи накопили большой материал по эволюции головного мозга венца позвоночных – представителей отряда приматов.
        Все началось в 1890 году с находки Эженом Дюбуа останков питекантропа на острове Ява. Объем черепной коробки диковинного существа был гораздо больше, чем у неразумных современных обезьян, но в то же время не дотягивал до уровня человека. Дюбуа не поленился сравнить относительные размеры разных животных, в том числе и вымерших, реконструировав их, но там все проходило довольно гладко: с повышением общей организации размер мозга увеличивался, однако таких резких скачков, как у приматов (вымерших и ныне живущих), не было.
        Два поколения антропологов скрупулезно проверяли вывод Дюбуа, и в конце концов, уже в середине нашего века, англичанин А. Кейс сформулировал теорию «мозгового рубикона». Сопоставив абсолютные размеры головного мозга древнейших и древних гоминид, современных приматов и человека, он увидел, что плавные кривые увеличения объема и массы мозга в одном месте разрываются.
        Что именно, как и когда произошло в эволюции мозга приматов – на эти вопросы до сих пор нет однозначных ответов. Но факт остается фактом: на одном берегу «мозгового рубикона» остались древнейшие предки людей и человекообразные обезьяны (масса мозга до 700 г), на другой берег перешли наши ближайшие предки и мы сами (масса мозга 850 г и более).
        Казалось бы, невелика разность, но за ней – и сознательный труд, и развитое абстрактное мышление... Словом, все то, что не поддается исчерпывающему и строгому определению, но составляет суть человека.
        Можно расширить набор видов приматов, которых рассмотрел в свое время Кейс, дополнив его низшими приматами. Если мы расположим все известные данные по размерам головного мозга приматов в логарифмической системе координат, то получим четко отделенных друг от друга скопления точек. Их называют полигонами энцефализации (они обведены замкнутыми линиями и закрашены на рисунке).



























        Рис. Соотношение масс тела и головного мозга приматов:
        1 – низшие приматы; 2 – человекообразные обезьяны и представители тупиковых
        ветвей в эволюции человека; 3 – вымершие (древние) и современные люди.
        Черные точки – вымершие виды, светлые – ныне живущие виды.

        Разрыв между верхним полигоном энцефализации и средним на рисунке – это «мозговой рубикон» Кейса. Но оказывается, что  существует еще один рубикон, разделяющий низших и высших приматов. (Кстати, обратите внимание: их разделяют те же 150 г массы мозга, что и в случае «рубикона Кейса».) Значит эволюция мозга внутри отряда животных, давших начало человеку мыслящему, шла в два приема, испытала два одинаковых скачка на фоне плавного развития.
        А теперь вернемся к коэффициенту аллометрии – показателю, которым не пользовались ни Дюбуа, ни Кейс, и который в данном случае более информативен, нежели простое сравнение относительных размеров мозга. Обратите внимание, что коэффициент аллометрии близок к нулю у современных человекообразных обезьян и вымерших гоминид, представителей тупиковых ветвей человеческого рода. Так наглядно можно объяснить феномен избыточно высокой массы головного мозга у животных и «полулюдей», по своему духовному развитию явно не заслуживающих этого излишества. Кстати, некоторые антропологи употребляют по отношению к ним термин "«ненормально высокая масса мозга».
        Шагая вниз по ступенькам эволюционной лестницы позвоночных животных, мы будем вынуждены перепрыгнуть еще через один разрыв, пересечь еще один мозговой рубикон, разделяющий круглоротых (или бесчелюстных) и их потомков – челюстноротых, или всех остальных позвоночных.
        Подведем итог. В истории развития головного мозга позвоночных мы обнаружили по крайней мере три крупных скачка. Первый – от бесчелюстных к челюстноротым. Второй – от низших к высшим приматам. И третий – от высших приматов к человеку мыслящему.
        Будет ли форсирован четвертый мозговой рубикон?

Справка:

Мягков Николай Александрович, ихтиолог и нейробиолог, кандидат биологических наук (1988), тема диссертации «Морфоэкологические особенности головного мозга акул Атлантического океана». Автор десятка книг и 300 научных публикаций, почетный член нескольких зарубежных университетов. Как специалист по акулам он имел отношение к разработке знаменитого (хотя и спорного) противоракового средства "Катрекс" и других биопрепаратов.
О судьбе Н.А. Мягкова можно прочитать на сайте
http://www.businesspress.ru/newspaper/article_mId_37_aId_35393.html

Дюбуа (Dubois) Эжен (1858-1940), голландский антрополог. По образованию военный врач. В 1890-92 обнаружил и исследовал на острове Ява скелетные остатки ископаемого гоминида, назвав его "Pithecanthropus erectus" ("обезьяночеловек прямостоящий"). Это открытие сыграло важную роль в развитии эволюционной теории и вопросов антропогенеза.
Основное научное сочинение: "Pithecanthropus erectus" (1894).