Анатомия рационального поведения

Предисловие

Успешная адаптация организмов какого-либо биологического вида к условиям среды обитания и преодоление благодаря этому естественного отбора свидетельствуют о соответствии поведения организмов их анатомии и условиям среды. Такое соответствие выражает биологическую рациональность поведения. Поведение организмов формируется в итоге проявления свойств их генотипов в условиях среды обитания. И во время контактов с объектами и явлениями внешней среды определяется, рационально ли поведение. В эволюции организмов все биологические виды, способные преодолевать естественный отбор, – равны. Рациональное поведение позволяет организмам участвовать в эволюционных преобразованиях. Результат такого участия зависит от закономерностей эволюционного процесса и выражается в образовании новых видов организмов. Человек как биологический вид не является исключением, и люди наблюдают образование нового вида и участвуют в нём.

Формирование и проявления рационального поведения происходят на разных уровнях: на уровне нервных систем, на уровне организмов, на уровне объединений организмов. В настоящей работе последовательно рассматриваются процессы, протекающие на этих уровнях. Нервная система, по мнению автора, есть объединение разнотипных клеток – сообщество микроорганизмов. Жизнедеятельность нервных клеток в составе сообщества вызывает поведенческие акты организма. Поведение каждого организма с нервной системой основывается на биологической цели нейронов – освободиться от возбуждения. Работа дополняет содержание изданной ранее книги автора «Антропология: от организмов к техносфере», в т. ч. уточняет его в части образования потребностей организмов и происхождения познавательной потребности.

ГЛАВА 1
Уровень сообществ нервных клеток

1.1. Нервная система – сообщество микроорганизмов

Эволюционные предшественники нервных клеток – одноклеточные организмы, как прокариоты, так и эукариоты, со времени своего появления жили группами – колониями. Микроорганизмы одного биологического вида, находясь рядом, всегда образуют между собой связи. Количество связей у каждого организма и их назначение различаются у разных биологических видов и внутри видов у колоний с разной численностью организмов. Уже у прокариот существует распознавание «своего» и «чужого» через систему рецепторов при контактах для передачи генетического материала. В таком распознавании участвуют молекулярные комплексы внутри микроорганизмов^[1].

Колонии бактерий – прокариот представляют собой объединения «общающихся» между собой микроорганизмов. Между цианобактериями возникают иерархические отношения. В бактериальной колонии имеется сложная иерархия, которая определяет в т. ч. и расположение клеток внутри колонии^[2]. Общение между одноклеточными организмами происходит на основе внутриклеточных химических сигнальных систем. Такие системы имеются и у прокариот, и у эукариот. Одноклеточные объединяются благодаря своим свойствам или, лучше сказать, в результате проявления свойств организмов. Каждая колония одноклеточных – это своеобразное «социальное» образование организмов одного биологического вида, с присущими только ему иерархической структурой, численностью членов, количеством и назначением связей между ними.

Клетки нервных систем организмов всех биологических видов – нейроны разных типов – микроорганизмы-эукариоты, и каждая нервная система (НС) представляет собой объединение – «социальное» образование – таких организмов. Поскольку в это объединение входят клетки, различающиеся и формой тела, и проявляемыми в контактах друг с другом качествами, то его можно назвать сообществом нервных клеток. Все явления – ощущения, эмоции, чувства, мышление, реакции, движения, – через которые обнаруживается жизнь, возникают как результат совместной жизнедеятельности нервных клеток, т. е. в итоге проявления свойств сообщества нейронов. Каждый нейрон может существовать до тех пор, пока может удовлетворять потребности собственного метаболизма, а такое удовлетворение возможно только в составе сообщества нейронов. Совместное удовлетворение потребностей нейронов создаёт у организма ощущение жизни.

НС существует в окружающей среде – внутриорганизменной и внешней, из которой она получает вещества для поддержания метаболизма нейронов. Внутриорганизменная среда состоит из органов, тканей и систем организма, окружающих НС и функционирующих под влиянием воздействий из НС. Организм любого вида, обладающий НС, обитает в природной среде, которая является внешней средой для НС и для организма в целом. Внешняя среда включает в себя и социальную среду – организмы того же вида. В процессе эволюции для НС некоторых биологических видов, в т. ч. для НС человека, внешняя среда изменяется в результате создания и присоединения к ней техносферы. НС не формировалась и не действует в качестве функциональной, подчинённой целям извне системы организма. Наоборот, все составные части организма обеспечивают существование НС. При этом сама НС регулирует функционирование всех систем организма для такого обеспечения. Используя ткани и системы организма, НС способствует преобразованию веществ, поступающих из внешней среды, в формы, пригодные для метаболизма нейронов. Находясь в большей своей части в окружении тканей организма, НС защищена, за исключением рецепторов, от непосредственных воздействий из внешней среды.

В каждом нейроне непрерывно происходят химические превращения: синтез, разложение и изомеризация молекул. Для всех этих процессов требуется поступление в клетку извне каких-либо химических веществ после исчерпания потребных веществ внутри клетки и удаления лишних. Даже в состоянии относительного покоя, т. е. при отсутствии внешних воздействий, медленные реакции продолжаются. На основе этого формируются потребности клетки. Эти потребности меняются как под влиянием суточных ритмов нейронов, которые изменяют количество и скорость реакций метаболизма, так и в результате внешних воздействий, вызывающих ускорение и рост количества превращений. Изменения потребностей нейронов в течение суток во многом определяют свойства, проявляемые НС в разное время суток.

Все «действия» каждого нейрона в составе НС – восприятие воздействий извне, приём и передача возбуждений, обмен веществами с окружающей средой – происходят в результате его внутренних химических превращений. Совокупность одновременно реализующихся превращений в любой промежуток времени направлена на сохранение или восстановление такого соотношения сил между внутриклеточными молекулярными структурами, при котором количество и скорость этих превращений и реакций обмена веществами с окружающей средой минимальны. Такое состояние метаболизма нейрона можно назвать состоянием относительного покоя. В этом смысле можно говорить, что нейрон «стремится» к состоянию покоя. Таким образом, «действия» нейрона внутри НС постоянно направлены на удовлетворение собственных потребностей, которое позволяет ему сохранять или возвращаться в состояние относительного покоя.

1.2. Сообщество «эгоистических» микроорганизмов

Поскольку все нейроны «действуют» исходя исключительно из собственных потребностей, то всякая НС является сообществом «эгоистических» микроорганизмов. Существование НС в качестве единого целого есть результат непрерывного соперничества между нейронами за вещества и прекращение собственного возбуждения. При этом для получения преимущества в конкуренции нейроны соединяются в группы (узлы) различной численности и структуры. Нейроны соперничают друг с другом внутри групп и в составе групп. Под влиянием этого соперничества формируются иерархические отношения между нейронами. НС как сообщество функционирует в интересах своих членов – нейронов.

Ткани и системы организма защищают НС снаружи и создают условия для удовлетворения потребностей нейронов. Например, сердце и система кровообращения снабжают нервные клетки необходимыми для метаболизма веществами. Возбуждение нейронов головного мозга при умственной деятельности сопровождается быстрым повышением активности миокарда, тонуса кровеносных сосудов, показателей кровотока в сосудах головного мозга. Причём изменения количества и структуры возбуждённых нейронов, определяющие смену этапов умственной деятельности, вызывают немедленные изменения в работе сердца, состоянии сосудов и кровотока. Чем меньше тренирован организм, тем сильнее интенсификация работы сердца и кровотока^[3].

1.3. Причины изменений нервной системы

Эволюционные изменения НС каждого биологического вида организмов – это следствие изменений его генома. Геном вида изменяется в результате изменений генотипов организмов. Химические превращения, происходящие в сложных молекулах, как правило, локальны, т. е. затрагивают небольшую часть молекулы^[4]. Это относится и к молекулам ДНК. Локальные изменения ДНК определяют соответствующие изменения НС и организма в целом по сравнению с родительскими организмами. Воплощённые в новых элементах и свойствах НС изменения ДНК вначале подвергаются отбору внутри НС, а изменившиеся и новые органы и системы организма – отбору самой НС. Затем или одновременно осуществляется естественный отбор условиями внешней среды. В случае гибели организма гибнет и вариант ДНК. Однако такой же или близкий к нему вариант ДНК может через другую НС и организм приспособиться к изменившимся условиям внешней среды.

Локальные изменения ДНК дают возможность проявиться и поддерживают много вариантов изменений НС и организмов, потому что небольшие изменения, во-первых, более вероятны для реализации в строении и внутренних связях НС и организма; во-вторых, легче преодолевают внутриорганизменный отбор и не требуют резкой смены условий внешней среды; в-третьих, позволяют появляться большому количеству мало различающихся генотипов и, значит, НС и организмов одного вида.

Химические превращения в молекулах ДНК обусловлены в первую очередь свойствами самих молекул. Окружающая внутриклеточная среда влияет на проявление тех или иных свойств ДНК, однако не может их изменить^[5]. Изменения ДНК не направлены на какие-либо определённые трансформации строения и свойств НС и организма. Такая направленность возникает под влиянием естественного отбора изменившихся и новых элементов и свойств внутри организма и в условиях внешней среды. Эволюция генома любого биологического вида обусловлена его внутренними свойствами и является самодостаточной. Именно поэтому количество рождающихся при образовании НС нервных клеток значительно превышает то, которое может адаптироваться в составе НС, и большое число нейронов гибнет. Процесс формирования из поколения в поколение организмов направления изменений их ДНК можно назвать «самостроительством» ДНК и, соответственно, генома биологического вида. Генотип содержит всю генетическую информацию, которую унаследовал организм. Активность генов, которая выражается в свойствах НС и организма, зависит как от самих молекул ДНК, так и от окружающей их среды. Эта среда влияет на вероятность экспрессии определённых генов, что выражается в формировании конкретных свойств НС и организма в целом и проявлении этих свойств в поведении.

Изменения ДНК и генома вызывают в первую очередь изменения НС: количества и структуры нервных клеток, строения НС, состава и соотношения синтезируемых клетками нейромедиаторов и гормонов, количества и размеров нейронных узлов, количества и конфигурации межклеточных связей. Прежде адаптации НС к условиям внешней среды новые и трансформированные клетки, узлы, связи, нейромедиаторы и гормоны адаптируются внутри НС. Поскольку НС регулирует функционирование органов и систем организма исходя из собственных, клеточного сообщества, потребностей, то вызванные изменением ДНК изменения органов и систем, а также вновь образованные органы первым делом приспосабливаются НС к своим потребностям. В этом состоит их, изменившихся и новых органов и систем, адаптация внутри организма. Таким способом изменения ДНК, несущие с собой трансформацию НС, органов и систем организма, проходят первичный – внутриорганизменный – отбор и могут оказаться нежизнеспособными по его результатам. Эволюция геномов видов организмов, обладающих НС, направляется свойствами молекул ДНК и внутриорганизменным отбором, который осуществляет НС, а затем естественным отбором среды обитания организмов.

Отношения между организмами, в т. ч. одноклеточными, по сути, являются отношениями между их генотипами, а межвидовые – между геномами. У организмов, имеющих даже элементарную НС, контакты с окружающей средой осуществляются посредством НС, т. е. отношения между генотипами (геномами) опосредованы взаимодействием НС. В итоге отношения между генотипами сводятся к отношениям между НС.

Количество и структура нервных клеток и клеточных узлов, их связей, состав синтезируемых нейронами нейромедиаторов и гормонов не влияют непосредственно на вероятность будущих изменений молекул ДНК. Только структура и порождаемые ею свойства ДНК определяют вероятность и реализацию этих изменений. По этой причине трансформации НС дочерних организмов носят случайный характер относительно НС родительских организмов. Случайные изменения состава и структуры нейронов и нейромедиаторов, количества и конфигурации межклеточных связей не зависят от направления эволюции НС предшествующих поколений. Возможность влияния таких изменений на направление эволюции появляется в процессе жизнедеятельности дочерних НС и реализуется в ходе соперничества клеток и групп клеток между собой. В результате того, что молекула ДНК сама себя «строит», количество рождающихся нервных клеток и образующихся связей между ними и с органами и тканями организма значительно больше того, которое сможет существовать внутри НС. Конкурируя между собой за вещества, необходимые им для метаболизма, многие нейроны погибают в процессе и после установления связей. Существование клеток в составе сообщества ограничивает влияние случайных изменений на свойства НС. Это ограничение, а также то, что разовые изменения незначительны относительно масштабов сообщества, создают условия для постепенного изменения из поколения в поколение направления эволюции НС биологического вида.