Кое-что о кефализации

Кефализация - модный нынче термин науки об эволюции. Не нужно, правда, думать, что кефализация - это неуклонное превращение всех рыб в одну - в кефаль. Кефализацией (или цефализацией) ученые называют один из направленных процессов эволюционного прогресса, выражающийся во все увеличивающейся "башковитости" ("цефалос" - по-гречески голова) детей природы, во все возрастающей роли, усложнении процессов управления в организмах. Процесс этот трудный и мучительный, не всегда очевидный на тех или иных отрезках чьего-либо родового древа, но в общем несомненный. Человек - его высший результат. Что за причина управляет этим процессом? Биохимики и биофизики, те, что призваны смотреть в корень всего живого, пока бессильны раскрыть даже детали процесса кефализации.

В основе систем управления, нервных систем животных, лежит ячейка, имеющая функцию передачи (и, видимо, какой-то интерпретации сигнала-импульса), - синапс. Синапсы - одни для всех уровней животных, вообще имеющих нервную систему. Они как будто не менялись, не эволюционировали с древнейших времен. "Если природа нашла удачное химическое решение биологической задачи, - пишет академик Е. Крепе, - то она сохраняет его в дальнейшей эволюции". "Клетки нашего мозга, - пишет другой большой современный биолог, Эрнст Флори, - производят те же медиаторы, что и нервные клетки низших червей". Значит, дело только в сложности, в объеме мозга, в количестве элементов? Это спорный вопрос, он уходит в философские высоты и биохимические глубины, которых здесь лучше не касаться.

Но гипотеза (хочется сказать: теория) В. Яковлева наводит на кое-какие размышления о путях кефализации... Первый путь избрали хрящевые рыбы: высокая специализация. У акул - скорость, у скатов - маневренность. Им было нелегко. На их глазах их "догоняли и обходили": появились костистые рыбы с подвижными рулями-плавниками, способные передвигаться как угодно: вверх, вниз, назад. А потом появился плавательный пузырь - простейшее компактное антигравитационное приспособление, годное, правда, лишь для воды. А акулы остались тяжелыми, с неподвижными плавниками; нечто подобное произошло бы в том случае, если бы были изобретены "гравилеты", прекрасно управляемые, абсолютно маневренные, способные сесть на любое место, развить любую скорость, а рядом еще существовали бы и успешно конкурировали с этими чудесами техники обычные реактивные самолеты, которые требуют чудовищных аэродромов, гремят, отравляют воздух.

Поразительны достижения хрящевых рыб в отведенном для них эволюцией узком коридоре развития. Как наземные ящерицы и птицы, они научились не метать лакомую для всех и уязвимую икру, а нести яйца! В бронированной скорлупе! Некоторые научились живорождению и приобрели своего рода плаценту - то, до чего до сих пор "не додумались" даже некоторые млекопитающие! Они рождают готовых, прожорливых и вполне способных себя защитить детенышей. А самки иных скатов придерживают у себя в брюхе подрастающих детенышей и вскармливают их... молоком! Во всяком случае эта питательная жидкость очень похожа на молоко.

Головной мозг акул и скатов на первый взгляд внушителен.

Но усложнение мозга шло по линии "наименьшего сопротивления": управление плаванием, полетом, новыми органами внутренней секреции. Сами акулы производят впечатление туповатых созданий, не только по сравнению с рептилиями и млекопитающими, которым они кое в чем как бы подражают, но и по сравнению со своими собратьями, обычными, мечущими икру костистыми рыбами. Ну что ж, зато акулам не грозят "поломки управления"-нервные заболевания. В смысле кефализации акулы в давнем и безысходном тупике.

Предрыбы-агнаты вымерли. Но не полностью. Некоторые из них, избавившись от панциря, приспособившись к экономичному змееобразному способу передвижения и паразитическому способу питания, дожили до наших дней и дали возможность ученым взглянуть, какой вклад внес первый этап "рыбьего самолетостроения" - от крыла до рулей - в процесс кефализации. Мозг у современных миксин и миног, этих живых свидетелей далекого прошлого, конечно, весьма примитивен, но это первый мозг (или близкая копия первого мозга) позвоночного! Он в основных чертах предвосхищает мозг всех последующих колен эволюции позвоночных, в том числе и человеческий. Это прямой результат первоначального развития систем управления (В. Яковлев приводит аналогию: первый планер Лилиенталя вообще не имел никаких систем управления, а современный набит всякими проводами, реле, серво-, пневмо- и гидроприводами, вычислительными устройствами). По "самолетному" пути пошли акулы, скаты и некоторые из народившегося нового подкласса костистых рыб (осетры). Но тогда же одна из конкурирующих фирм природы изобрела другое техническое решение - плавательный пузырь, лишающий веса, и подвижные рули, независимо и с большой степенью свободы управляемые из одного центра. Главная ветвь костистых рыб совершенствовалась именно в этом направлении. И здесь уже трудно подбирать аналогии из авиации: гравилетов, средств свободного обитания в воздухе, пока не создано (дирижабли и вертолеты - явно не то и по скорости, и по экономичности). Но и эта ветвь в смысле кефализации ограниченна...

Самой интересной (для нас) была "идея" использовать "авиационные технические достижения" для выхода в другую среду. Подвижные независимые лопасти-плавники могли стать конечностями, плавательный пузырь (еще, возможно, недоразвитый, в зачатке) мог стать... легким! А нервная система и мозг, система управления, изощренная на путях рыбьего "авиационного" технического прогресса, были готовы справиться со всеми новыми задачами, были готовы к новому развитию. Впереди был прямой, главный путь кефализации. Кистеперые и их близкие родичи - двоякодышащие рыбы сделали первые шаги по суше.