Удивительная биология
Шрифт:
Иногда необходимо ограничить вылет пчел из улья (например, при обработке полей ядохимикатами). Закрывать леток сеткой нежелательно, так как стремящиеся выйти пчелы закупоривают его своими телами и создают в улье неблагоприятные микроклиматические условия. Оказалось, удержать пчел в улье удается, воздействуя на них определенными звуками.
Медоносные пчелы воспринимают и звуки летящих насекомых. Пчелы-сторожа, которые стоят у входа в улей, не обращают внимания на прилетающих рабочих пчел. Но они очень чувствительны к тону звука, идущего от пчел-воришек, даже если эти пчелы находятся достаточно далеко. Наблюдая летом за пчелами, можно по звуку отличить прилетевшую к цветку рабочую пчелу от трутня, хотя у него такие же окраска, формы и размеры тела. Несмотря на их поразительное сходство даже в поведении, маскирующийся
Пчелиный улей – совершенно неприступная крепость. Только медведь решается вступить с пчелами в открытый бой, но и его нередко обращает в бегство дружная семья. У летка постоянно дежурит охрана, всегда готовая дать отпор любому обидчику. Мимо недремлющей стражи трудно пройти незамеченным. Как ни заманчив мед, как ни много желающих им полакомиться, пробраться в улей никто не может.
Вот почему ученых долго удивляло, что это удается крупной бабочке-бражнику «мертвая голова». Крылья и брюшко этой бабочки окрашены в черный и желтый цвета, а на спинке есть группа желтовато-белых пятнышек, очень напоминающих по форме череп и скрещенные кости, из-за чего она и получила свое название. Проникнув в улей, «мертвая голова» выпивает огромное количество меда и, отяжелевшая, почти неспособная лететь, безнаказанно убирается восвояси.
Бражник умеет издавать довольно резкие звуки и может подражать «голосу» молодой пчелиной матки. Выяснилось, что эти его «песни» и завораживают стражу. На пчел они действуют так же неотразимо, как песни сладкоголосых сирен на древних мореходов.
Пчелы без матки чувствуют себя сиротами. Когда в начале лета некоторые из них вместе со старой маткой покидают отчий дом, улей погружается в уныние. Но вот из кокона вылупилась молодая матка, и в притихшей на несколько дней пчелиной семье все изменилось. Почти сразу же молодая матка начинает знакомиться с ульем, оживленно бегает по сотам и при этом «тюкает» (поет), объявляя рою о своем появлении на свет. Тюканью только что вышедшей из кокона молодой матки и подражает бабочка «мертвая голова», торопливо высасывающая мед, пока обескураженное население улья не пришло в себя.
Зачем мозгу извилины?
Человеческий мозг – самое удивительное из созданного природой на нашей планете. Перед его невообразимой сложностью наука пасовала вплоть до XX в. Первые серьезные достижения в изучении работы мозга принадлежат великому русскому ученому Ивану Петровичу Павлову (1849—1936) и его многочисленным ученикам.
Успех объясняется тем, что с самого начала изучалось явление, которое, с одной стороны, можно было рассматривать как простой физиологический акт и, значит, исследовать его с помощью привычных физиологических методов, а с другой стороны, оно же было и психологическим явлением. Причем, как это выяснилось в дальнейшем, это явление и есть тот элементарный психический акт, тот «кирпичик», из которых, по выражению И. П. Павлова, строится все грандиозное здание мыслительной деятельности. Явление это было названо условным рефлексом.
Нельзя сказать, что учение об условно-рефлекторной деятельности мозга сразу получило всеобщее признание. Ученые старшего поколения еще помнят время, когда мало кто верил в возможность разобраться в чрезвычайно сложной работе человеческого мозга. С тех пор положение изменилось. Безусловно, мозг наш обладает многими пока еще не познанными механизмами, обеспечивающими мыслительную деятельность, но стержень ее – это все-таки системы и иерархии рефлексов.
Любой клетке тела, тем более одноклеточным организмам, в какой-то мере свойственно сохранять следы прежних раздражений и изменять свои реакции в соответствии с предшествующими воздействиями, то есть вырабатывать временные связи. Эта функция ярче выражена у нервных клеток и с их появлением становится прерогативой нервного аппарата.
Временные связи образуются при совпадении во времени двух событий – важного для организма и не важного. Если собака перед тем как получить еду всякий раз слышит характерное постукивание половника по миске, у нее естественным образом очень скоро вырабатывается условный рефлекс, и эти звуки начинают вызывать слюноотделение и другие реакции, которые раньше могла дать только пища.
Условные рефлексы – это набор элементарных знаний об окружающей действительности. В условных рефлексах отражаются основные закономерности, характерные для среды, в которой находится животное. Когда после нескольких повторений постукивания по миске и кормления у животного вырабатывается условный рефлекс, это значит, что оно «заметило» взаимосвязь обоих явлений, и теперь условный раздражитель (стук по миске) становится как бы сигналом второго раздражителя и поэтому может вызывать все те реакции организма, которые раньше вызывала сама пища.
Сигнальная деятельность (образование временных связей) – явление всеобщее, свойственное всем животным нашей планеты. Мало того, можно думать, что этот принцип носит еще более универсальный характер, одинаково приложимый к любым организмам, и мы встретимся с временными связями у любых животных с любой планеты из любой звездной системы.
Животные нашей планеты обладают одним удивительным приспособлением, которое помогает им изучать окружающий мир и всю жизнь накапливать новые и новые знания. Это приспособление отчасти связано с работой органов чувств. Они устроены таким образом, что быстро «привыкают» к длительно действующим раздражителям и перестают на них реагировать, зато на все новое отзываются очень живо.
С этим явлением, вероятно, каждый знаком. Войдя с улицы в помещение, мы можем почувствовать довольно резкий и даже неприятный запах, но через несколько минут он перестанет нас беспокоить. Наш нос привык и перестал посылать мозгу соответствующую информацию. Однако стоит нам ненадолго покинуть помещение и потом вернуться, как все повторится. Благодаря этой особенности работы органов чувств мозг всегда получает информацию обо всех новых событиях в окружающей среде. Каждый новый раздражитель вызывает к тому же ориентировочный рефлекс, что помогает организму подготовиться к любым неожиданностям. Если же вслед за новым раздражителем, не имеющим для животного существенного значения, последуют важные события, образуется условный рефлекс, и новый раздражитель станет сигналом наступления более значительного события.
Безусловно, образованием простых временных связей работа головного мозга человека не исчерпывается.
Появление многочисленных временных связей между отдельными раздражителями или их комплексами создает у нас образы окружающего мира. Именно эти, обычно ничем во внешних реакциях не проявляющиеся, системы временных связей и стали основным фондом мыслительной деятельности человека. Любой раздражитель, входящий в такие комплексы, способен оживить длинные цепи взаимосвязанных временных связей.
В чем же феномен человека?
Рассмотрим, как на высшем этапе конкретно материализуется та многоуровневая информационная структура, к которой пришло все живое после миллионнолетней эволюции. Речь пойдет об асимметрии больших полушарий человеческого мозга, а также о многочисленных последствиях этой асимметрии.
В процессе эволюции над одним уровнем переработки информации надстраивается другой, над ним – следующий уровень и т. д. И каждый раз такое «надстраивание» природа обеспечивает морфологически – в виде тех или иных «конструкций» (устройств). Самый высокий из надстраиваемых уровней – так называемый рефлективный уровень. Выяснилось, что процессы данного уровня сосредоточены в левом полушарии человеческого мозга. Между тем подавляющее большинство других процессов (например, переработка зрительной информации) подобной локализации не имеют: они протекают симметрично в правом и левом полушариях. А процессы, связанные с речью, с восприятием человеком слов других людей и с его собственными высказываниями (речепорождением), как было установлено еще в конце XX в., сосредоточены преимущественно в левом полушарии. Таким образом, в левом полушарии сосредоточены по крайней мере два вида психической деятельности: рефлексивная и речевая. С чем может быть связана такая локализация?