Мозг как инадаптация. Колонка в КомпьютерреOnline #33

Усякий вид має характерний для нього комплекс адаптацій - пристосувань до свого способу життя. Ці пристосування відрізняються і за масштабом, і за віком. Наприклад, наявність у нас очей - давніша адаптація, ніж наявність внутрішнього скелета; скелет з'явився раніше за щелепи та зуби; щелепи та зуби «старші» за здатність до вигодовування дитинчат молоком, молочне вигодовування - загальніша ознака, ніж бінокулярний зір, а він, у свою чергу, старший за стрибкоподібне збільшення розміру нашого мозку, «заточеного» під культурне успадкування.

Знаєте цю гру словами: інші види - молодші наші брати («і звірів, як братів наших менших...») чи старші? Насправді всі види мають історію однієї тривалості: від LUCA до сьогодні.

Треба пояснити? Останнього універсального спільного предка (last universal common ancestor) називають просто LUCA. LUCA - організм або, імовірніше, сукупність організмів, спільнота бактерій, що обмінюються генами, від якого походять усі земні види. Вік LUCA - предмет суперечок, але ясно, що він старший за 3,5 мільярда років (часу надійних знахідок організмів, що належать до сучасних груп) і молодший за 4,5 мільярда років (часу існування Землі). Так чи інакше, вік LUCA близький до чотирьох мільярдів років. Пішовши в минуле на таку «відстань», ми побачимо, що всі земні генеалогії зійшлися в один вузол.

То чому види суцільно й поруч поділяють на молоді та старі? У деяких серйозні еволюційні перебудови відбувалися нещодавно, а інші вже давно існують без значних змін - ось і вся різниця. А цікаво, «старі» та «молоді» пристосування якось відрізняються за важливими для нас особливостями?

Для відповіді на це питання корисне поняття інадаптації, яке ввів Володимир Онуфрійович Ковалевський (1842-1883), творець еволюційної палеонтології. Ковалевський вивчав еволюцію копитних (і найбільше відомий описом походження коней). Пристосування до швидкісного бігу супроводжувалося в копитних подовженням кінцівки та зменшенням числа пальців. Кінцівка сучасного коня - вінець такої еволюції, довга та міцна конструкція, яка закінчується одним-єдиним пальцем. Ніготь цього пальця перетворився на копито, що півколом охоплює кінець останньої фаланги. Але перебудови торкнулися і всіх інших відділів кінцівок, включно із зап'ястям (на передніх ногах) та заплесном (на задніх). Не менш досконала і будова найкращих бігунів серед парнокопитних - газелей, наприклад, хоча в них два копита, а не одне.

Еволюція копитних ішла паралельними гілками. У деяких з них, наприклад у споріднених свиням ентелодонів, скорочення числа опорних пальців ішло швидше, ніж перебудова зап'ястя та заплесна. Виникала недостатньо міцна (порівняно із сучасними кіньми чи свинями) конструкція. Однак не факт, що, стоячи поряд з ентелодоном (як дівчина на картинці), ми б відчули, що він приречений. Розглядаючи копитних, подібних до ентелодона, з нинішнього часу, ми знаємо, що з часом вони були витіснені представниками гармонійніше перетворених груп, але це апостеріорне, а не апріорне знання. Але, імовірно, Ковалевському здавалося, що він міг би передбачити такий результат.

Пошукав картинку з ентелодоном у мережі і не зміг утриматися. Поставлю цю, з ЖЖ одного казахстанського блогера. Тут один із видів ентелодонів показаний поряд із сучасним кабаном та людиною. Судячи з пози дівчини, вона трохи збентежена таким сусідством.

Із цим-то пов'язана етимологія терміна «інадаптація», запропонованого Ковалевським. Префікс in- означає тут заперечення, ну а adaptare - пристосовувати. Один із наймудріших сучасних еволюціоністів, Олександр Павлович Расніцин, припустив, що інадаптація є стадією процесу вироблення адаптацій. Він виділяє три етапи адаптаціогенезу:

• інадаптація - освоєння нового життя групами, пристосування яких страждають на однобічність, що заплатили за посилення одних функцій неузгодженістю інших;
• евадаптація - піонерів витісняють якісь інші, споріднені їм групи, які змінювалися повільніше, але гармонійніше;
• стазис - евадаптовані групи відточують напрочуд тонку відповідність між вимогами оптимізації різних життєвих функцій, але платять за це тим, що їхні подальші зміни виявляються ускладнені.

Пройде час, відкриються нові можливості, якісь групи частково скинуть тягар своєї спеціалізації та сформують нових першопрохідців - спочатку, звісно, інадаптивних.

Палеонтологія дає масу прикладів, що добре підтверджують описану закономірність. Узагалі кажучи, такої динаміки вироблення пристосувань можна було б очікувати і із загальносистемних уявлень. Але давайте спробуємо прикласти цю схему до еволюції людини.

Наш вид - результат тривалої еволюції, що розширює здатність до культурного успадкування. Ми вже розглядали різні механізми керування поведінкою; якщо цікаво, пограйте ще з цією флеш-моделлю. Головний висновок такий: наша здатність до навчання - дуже дорога адаптація, що дозволяє швидко перебудовувати свою поведінку в складному мінливому середовищі. Вона зажадала різкого збільшення об'єму мозку (якщо потрібно, поверніться до схеми, показаної в цій колонці). Величезний мозок потребує значних енергетичних витрат на свій розвиток та функціонування, надзвичайно ускладнює пологи. Наддовге дитинство, позамежна «вартість» потомства, реорганізація репродуктивного циклу та шлюбних відносин - частина ціни, яку доводиться платити за розвиток нашого мозку.

На якому етапі тричленної схеми адаптаціогенезу за Расніциним ми перебуваємо? На першому, інадаптивному. Чи означає це, що наш мозок збільшився надмірно? Імовірно, так. Нагадаю, що пізні неандертальці мали ще більший мозок, ніж сучасні люди, і це не врятувало їх від вимирання. Можливо, інадаптованими були якраз неандертальці, а ми вже евадаптовані? Навряд чи. Здається, оптимальний розмір мозку менший за наш. І річ не лише в тому, що приблизно 10 000 років тому наш мозок почав зменшуватися!

Говорячи про розмір мозку сучасних людей, заведено згадувати Івана Тургенєва та Анатоля Франса. За середньої ваги мозку, що становить 1300-1400 г., Франс мав мозок масою 1017 г., а Тургенєв - 2012 г. Ясно, що Франс не був удвічі дурніший за Тургенєва. Олександр Марков у своїй новій книзі спеціально підкреслює, що Франс не доводить незалежність інтелекту від розміру мозку. Чим більший (у межах норми) мозок, тим імовірніше, що його власник буде високоінтелектуальним. Але все ж Франс доводить, що високий інтелект можливий і з невеликим мозком.

Ще один розхожий аргумент - казка, що людина використовує лише частину свого мозку (у різних версіях цієї байки називаються різні величини, порядку 3-10 відсотків). Щоб зрозуміти, як до них ставитися, розглянемо аналогії. На скільки відсотків Ви використовуєте деталі свого автомобіля? Чи можна вважати, що ті частини сидіння, які не контактують з Вашою сідницею, залишаються невикористовуваними? Чи можна вважати, що ті ділянки Вашої квартири, де нікого немає, не використовуються? Чи можна вважати, що молочні залози жінки, яка не годує дитину, взагалі не використовуються?

Коли ми говоримо про ціле, яке складається із взаємопов'язаних частин, оцінки відсотка використання безглузді. Це ціле може бути організоване краще або гірше, але використовується, строго кажучи, цілком.

Натяки на те, що наш мозок міг би бути меншим, дають й інші види. Пам'ятаєте про карликових людей острова Флорес? Сценарії їх появи та еволюції дискутуються досі, але досить імовірним виглядає такий. Найуспішніший (з точки зору тривалості свого існування) вид людей, Homo erectus, людина прямоходяча (колись названа пітекантропом), свого часу широко розселився Азією та навіть, освоївши мореплавство, проник в Індонезію. Хоч би як він розширював свій ареал, він зберігав характерні способи виготовлення кам'яних знарядь, що виникли ще в Африці. На невеликому індонезійському острові Флорес у результаті 700 тисяч років еволюції «пітекантропи» здрібніли та породили карликовий вид людей - Homo floresiensis. Метрові на зріст люди острова Флорес зберегли технології виробництва знарядь, характерні для їхніх предків, підтримували вогонь та колективно полювали на карликових слонів. Мозок типових Homo erectus перевершував такий в Анатоля Франса, а в Homo floresiensis став навіть меншим, ніж мозок шимпанзе!

Отже, флоресієнцям вистачало і такого мозку... Знати б, як змінилися механізми керування їхньою поведінкою, якщо вони дозволили так радикально зменшити об'єм мозку! Колись, у паперовій «Комп'ютеррі», цей парадокс дав мені підставу порівнювати флоресієнських людей з морлоками Уеллса.

Що флоресієнці! Експерименти з папугою жако Алексом показали, що істота з розміром мозку з грецький горіх здатна сконструювати поняття нуля та розмовляти з експериментатором на відсторонені теми.

Чи можемо ми застосувати до власної ситуації тричленну схему адаптаціогенезу Расніцина? Чи означає сказане, що нас, інадаптованих, витіснить з часом хтось евадаптований?

Не думаю, що емпіричні правила, що описують характер еволюції, спрямованої загальними механізмами, будуть описувати події, що відбуваються після фазового переходу, після серйозної зміни характеру еволюції нашого виду. І родичів-конкурентів у нас не залишилося (вийшовши на новий рівень пристосованості, ми старанно «зачистили» все навколо себе), і біологічна еволюція в нашого виду сильно модифікована нашим культурним середовищем.

Але все ж виходить, що гігантський розмір нашого мозку надмірний. Еволюціонуй ми повільніше, ми могли б досягти тієї ж ефективності за менших розмірів «процесора». На жаль, перший вид, що освоїв технологічну еволюцію завдяки здатності до навчання, і мав заплатити таку ціну. Про те, яким буде наше еволюційне майбутнє, судити за аналогією з іншими видами не доводиться: ми еволюціонуємо інакше, ніж інші.

...Але все-таки як вам сюжет для фантастичного оповідання: після закономірної загибелі людства роль глобального виду, що створює зрештою справжню ноосферу, переходить до наших затятих конкурентів, які еволюціонували повільніше, але досягли більшої гармонійності. До сірих щурів.