Tag Archives: биология

Где сердце спрута и есть ли у спрута сердце

Other Minds: The Octopus and the Evolution of Intelligent Life

Синяя кровь, видящая кожа, способная менять цвет, восемь полуавтономных конечностей – и большой мозг (500 миллионов нейронов, почти как у собаки). Это осьминог, самое умное животное из бесповозвоночных, самое чужое нам животное из сколько-нибудь умных. Осьминоги страшно далеки от людей, собак и птиц с точки зрения эволюционного развития: последним общим предком был беспозвоночный червяк, живущий в океане, потом пути наши разошлись совершенно, чтобы через миллионы лет не то что бы сойтись, но обрести что-то общее: интерес к интересным, заведомом несъедобным, предметам.

Действия осьминога, его способности – учиться, запоминать, играть – похожи на то, что делают, скажем, птицы или даже крысы. Но устройство осьминога принципиально другое, вообще не сравнимо ни с какой крысой ни в чем. И это гипнотически увлекательный факт. Мозг человека – сложный, конечно, орган – можно рассматривать как мозг рыбы + слой от мозга рептилии + слой от мозга простого млекопитающего + мощная кора полушарий. Что-то в процессе эволюции приняло на себя новые функции, но, в общем, понятна картинка преемственности.

У осьминога от динозавра нет ничего. У него вообще пищевод прямо через мозг проходит, а в щупальцах нейронов больше, чем в головном мозгу. Каждое щупальце соединяется с мозгом довольно тонким нервным каналом – и, похоже, действует с изрядной долей автономии от центра. Возможно, даже имеет собственную небольшую память. Умножьте все это на малопредставимую для нас среду обитания осьминога – мир, где гравитация имеет совсем другое значение, где все окружающее пространство заполнено чем-то живым, мир воды, от которая мало чем отличается от крови. Осьминоги – практически инопланетяне для нас. В гавайском мифе осьминоги – последние живые существа, оставшиеся с прошлого цикла сотворения и разрушения мира, что даже похоже на правду.

Насколько умны осьминоги с их 500 миллионами нейронов? Стандартные лабораторные тесты дают умеренныей результат – можно научить осьминога проходить лабиринт, распознавать карточки и все такое. Но лабораторные тесты на интеллект это примерно так:

Осьминоги лучше проявляют себя в более свободных ситуациях. Замечательно открывают почти любые крышки и замки, прицельно вырубают свет в помещении – струей воды бьют в выключатель. Или струей же воды закорачивают проводку во всем здании. Или изводят какого-то конкретного человека, каждый раз обливая его. Используют орудия, развлекаются с любыми сложными штуками, воруют еду у рыб из соседних аквариумов, изобретательно пытаются сбежать. Один из исследователей осьминогов утверждает: “Когда вы работаете с рбыами, рыбы не представляют, что они сидят в искусственном аквариуме. Другое дело – осьминоги. Они знают, что сидят в специальном таком месте, а вы находитесь вне его. И все их поведение рефлексивно”. Когда осьминогу надоест его аквариум, он будет специально забивать сток, чтобы вода полилась через край и затопила всю лабоаторию. И еще раз, и еще раз.

Интересно, что обычно развитый мозг принадлежит социальным существам, которые живут в сообществах, имеют сложное брачное и родительское поведение. Осьминогов это не касается: обычно каждый там сам по себе, разве что самка охраняет кладку, взрослые особи могут побороться за хорошее убежище, но, в общем, они одинокие создания. Откуда тогда берется способность различать между собой людей и множество достаточно избыточных возможностей?

Что здорово в этой книжке, так это то, что автор – философ, а не биолог, поэтому его занимает самый главный вопрос: где в этом всем сознание. Осьминог смотрит в глаза человеку и совершает вполне целенаправленные действия – что важно, не всегда практичные. Но что там, за этими глазами делается, есть ли кто в домике, или это “просто” живая обучаемая нейросеть с изощренными нелинейными реакциями? Если с осьминогом случается что-то плохое, то его нервная система просто реагирует на повреждение, стремясь минимизировать вред и максимизировать вероятность выживания организма, или ему больно? Does damage feel like anything to a squid? Does it feel bad to them?, – спрашивает себя автор (про кальмаров там тоже есть).

На одном конце шкалы – физико-химическая реакция живой клетки на раздражитель. На другом – человеческое страдание. Но между ними много, много градаций восприятия. Где-то – до сознания – возникает феномен самоощущения. Еще не сознание, но уже ощущение. Дальше по шкале есть субъективное переживание, но тоже еще не сознание. Как расставить по этой линейке черепах, осьминогов, собак и людей? Есть ли у спрута сердце в этом смысле?*

Любопытно, что поиск феномена сознания идет через исследование боли. Преувлекательная часть книги, жалко, что короткая, посвящена именно этому – рождению субъективного переживания боли. Насекомые обычно, даже существенно поврежденные, продолжают заниматься тем, чем занимались. Они не пытаются залечить поврежденную ногу, поберечь раненное место. Значит ли это, что их нервные ганглии просто отфиксировали изменение в карте тела, но не стали запускать какие-то дополнительные алгоритмы действия? Или муравей “знает”, что баюкать раненную лапку бесполезно, все равно время его сочтено, поэтому “лучше” продолжить тащить гусеницу? Крабы – довольно близкие к насекомым создания – будет что-то делать с повреждением. Значит ли это, что он что-то чувствует или просто для краба целесообразно попробовать восстановиться? Осьминог будет реагировать на боль довольно многообразно – значит ли это, что он субъективно страдает, или это артефакт сложности его тела?

Это все имеет значение еще и вот почему: эволюционно позвоночные и беспозвоночные разделились в кембрийском периоде, страшно давно. Общий предок точно был совсем незатейливым созданием, лишенным субъективного восприятия (ну вот точно). Если у тех же осьминогов что-то такое есть, то они развили это совершенно самостоятельно и независимо, и это значит, что феномен субъективного восприятия в природе возникал несколько раз, что это вполне себе логичный, неслучайный и закономерный эволюционный путь, удачное решение. Значит, что такой же путь эволюция может пройти где-то еще.

Итого: хорошая, раздумчивая книжка с красивыми описаниями и фотографиями. Мне бы больше про матчасть, как там конкретно все устроено, но это, наверное, редактор у автора отбил: никто не купит книжку, где на сто страниц расписываются мозги осьминога. А я бы купила.

______________

* европейское законодательство по защите прав животных запрещает оперировать на позвоночных без анестезии, поскольку позвоночным приписывается феномен самоощущения. Беспозвоночных закон не защищает, но осьминоги признаны “почетными позвоночными” и попадают под действие.

Совершенно естественная история каннибализма

Cannibalism: A Perfectly Natural History

Многообещающая книжка о каннибализме во всех его проявлениях оказалась совсем посредственной. Как мне кажется, автор вдохновлялся успехом Мэри Роуч, прежде всего, ее отличной “Занимательной жизнью кадавров” – где она всесторонне исследует все, что происходит с человеческим телом после смерти: от детального описания стадий разложения до экспериментов с пластификацией тел, а также острой нужде учебных заведений в кадаврах для наглядных пособий. У него тоже есть эксперименты на себе – автор в ходе написания работы стал людоедом, общение с экспертами, исторические штудии, но как-то оно не очень.

Я бы не стала дочитывать – не дочитывать скучноватые книжки я считаю правильным, но там каждая глава заканчивается (в духе олдскульных приключенческих романов) небольшой зацепкой, которая заставляет надеяться, что в следующей главе все-то и пойдет. Например: “В европейской культуре отвращение к каннибализму заложено исторически. Но как обстоит дело в других культурах, где западно-европейские табу никогда не имели место? Будет ли там присутствовать такие же жесткие запреты на поедание людей?”.

И тут автор поразительно нерефлексивен: потому что в одной из глав он детально описывает, как обвинения в каннибализме стали основанием для изничтожения европейцами индейцев и жителей Карибских островов. Конкистадоры и следующие за ними миссионеры, в общем, фабриковали свидетельства о тотальной практике самого отвратительного пожирания людей людьми, что послужило хорошим поводом немедленно всех там спасти от угрозы быть съеденными. И дальше есть много примеров, когда в людоедстве обвиняли всех чужаков, всех, кого хотели сделать непонятными, гадкими недолюдьми. Пыр-пыр-пыр, еще несколько главок о живой природе – как там паучихи жрут пауков, маленькие червячки объедают утробу самки червя, а потом ее же кожу снаружи, еще глава об Отряде Доннере – крайне неудачливой партии поселенцев, следующих на Запад, но так застрявших зимой на первале, что последнему выжившему пришлось два месяца питаться только человеческим мясом.

Следующая глава – вжух – о вполне себе принятом каннибализме в Древнем Китае. Поваренная книга с рецептами из человечины. Красивые истории о почтительных сыновьях, которые в трудное время отрезали от себя мясистые кусочки, чтобы накормить голодающих отцов. Романтическая легенда о любовнице генерала, которая сама предложила себя в пищу голодающему отряду, и вдохновившая на такой же подвиг юного оруженосца. Тысячи жертв каннибализма в ходе Великого Поворота. Кажется, автор готов предложить на роль новых опасных чужаков китайцев.

Дальше довольно занимательно описывает, как искали причины смертельной болезни куру у жителей Новой Гвинеи – когда сначала человек начинает неконтролируемо хохотать, а потом его парализует всего, следующий этап – ритуальный погребальный пир, где главное блюдо – он сам. Приписывали стрессу, наследственности и инфекциям. Оказалось, что, скорее всего, болезнь родственна коровьему бешенству и аналогичными заболеваниями овец и норок – у всех жертв мозг становится, как старая губка для мытья посуды. У людей тоже. В Великобритании 177 человек умерло, поев мяса зараженной коровы, которая при жизни поела пищевой добавки из мяса зараженной коровы, которая – далее рекурсия. Возможно, табу на каннибализм имеет смысл. Здесь же интересно, насколько коротка общественная память – нереально же страшная штука – умереть не от экзотической лихорадки Эбола, а просто съев хороший бургер в одной из самых благополучных стран мира, и эта участь постигла сотни людей, а еще сотни, возможно, находятся в инкубационном периоде – а все и забыли.

Книжка плавно закругляется общей мыслью автора, что человечеству, возможно, грозит голод из-за перенаселения, голод и перенаселение запросто ведет за собой каннибализм даже у кроликов и хомяков, а у людей и подавно, за голодом и каннибализмом придет какая-нибудь особо ужасная разновидность куру (а вдруг это все-таки не прион, а вирус? Вирусы здорово мутируют). В общем, слабых съедят, а сильные умрут в мучениях от разижения мозга.

И о том, как сам автор стал людоедом. В ходе изучения медицинского каннибализма – ну там порошок из мумии от эпилепсии и растертый череп от чахотки – он дошел до нью-эйджевского повертрия есть плаценту после родов. Почти все млекопитающие, кроме людей и верблюдовых, едят. Некоторые люди теперь тоже, и некоторые даже сделали на этом бизнес – готовят для клиентов таблетки, смузи, пирожки из их же плаценты. Автор набрался смелости, поехал к основательнице такого бизнеса и съел кусок ее плаценты под соусом. По вкусу, пишет, примерно, как куриный пупок.

Я не понимаю, как книжка с таким содержанием может быть скучной, но она скучная. Возможно, дело в том, что я читала ее в районе озера Гарда – между поездками по итальянским Альпам. В Италии все скучно, кроме Италии.

Их жало

Venomous: How Earth's Deadliest Creatures Mastered Biochemistry

Venomous: How Earth’s Deadliest Creatures Mastered Biochemistry by Christie Wilcox

Я не так давно жаловалась вам на книжку о паразитах, которая была недостаточно глубокой в своих описаниях механизмов воздействия. “Ядовитые”  Кристин Вилкокс приближаются к тому, что я хотела. Она не просто рассказывает, что есть вот такие и такие ядовитые создания, а объясняет биохимию воздействия ядов – что именно происходит, как именно действует яд.

Не возьмусь пересказывать, потому что боюсь наврать. Но это очень, очень увлекательно. Оказывается, нейролептические яды действуют непосредственно на ионные каналы нейронов – либо блокируют их активность, либо перегружают так, что сигнал становится избыточным. Вау. То есть, это не ядовитость по типу девяти граммов свинца – грубое разрушение тканей, а тончайшее взаимодействие. У некоторых животных, использующих яды для защиты, а не для добычи еды, воздействие на ионные каналы отстроено так, чтобы передавать в нейроны болевой сигнал без причинения, собственно вреда организму жертвы: у животного нет задачи убить, есть задача как можно быстрее и как можно сильнее отпугнуть.

А вот один из морских слизней, тоже использующий нейролептический яд, мгновенно парализует рыбу, но, поскольку человек – не совсем рыба, то в человеческих нейронных каналах яд глухо блокирует именно передачу болевого сигнала – намного резче и эффективней чем, опиаты.

А вот еще интересно про создание сывороток. Я всегда думала, как это возможно в принципе, в чем механизм. История такая: поскольку яды действуют за счет белков разных типов, имунная система млекопитающих может для части из них учиться вырабатывать антитела – клетки, способные поглощать и разрушать конкретно эти белки. Поэтому выверенные дозы яда вводятся лошадям или овцам (крупные выносливые млекопитающие), через определенное время кровь животных обрабатывают и выделяют из нее соответствующие имунные клетки. Антидот хранится недолго, но действует хорошо. Поэтому индустрия требует постоянного обновления запасов сывороток.

И про знаменитого таракана, зазомбированного осой, в книжке рассказывается несколько более подробно. Область тараканьего мозга – да что там мозга, ганглии, конечно, которую нужно отключить, оса находить на ощупь и по химическим маркерам. Если дать осе таракана с уже удаленной этой частью мозга, она будет долго-долго шуровать у него в голове, да так и не найдет, куда выпустить яд. Отношения осы и таракана – это сначала паралич, потом много допамина (вау, круто, надо привести себя в порядок, думает такаракан), потом никакого допамина, откушенные антеннки и темное убежище. Яд осы замедляет его общий метаболизм, чтобы таракан продержался без воды, пока из яйца, прикрепленного к его ножке, выводится личинка.

Осы могут паразитировать на тараканах, гусеницах и жуках. Также осы могут паразитировать на личинках других ос, которые паразитируют на тараканах или ком-то еще. И на личинках ос, паразитирующих на личинках других ос. Все они изощренно манипулируют сознанием друг друга. Я хочу прочитать отдельную книжку об осах-паразитах.

Хайли рекомендед, даже если лично вам глубоко безразличны ядовитые слизни. Потому что в конечном итоге книжка не про слизней и гусениц (кстати, есть гусеница, укус которой вызывает полную несворчиваемость крови и жертва…), а о том, как поразительно и тонко устроен наш мир. Как все сложно. Вот это чувство: “Все так восхитительно сложно устроено” кажется мне очень важным, его стоит в себе поддерживать.

Иногда же загонишься какими-то рабочими и нерабочими историями, чувствуешь себя слегка как этот несчастный таракан: темно, антеннки обкусаны, грумминг весь выполнен, а не радует, делать ничего не хочется, хочется просто стоять – что это в темноте, кстати, шевелится? И только удержание активности вот этой части мозга, которая про свободу воли и необязательное, про сложный мир вокруг, не дает так и пропасть совсем.

Four things greater than all things are

Книжка про лошадей

The Horse: The Epic History of Our Noble Companion

Эволюция древних лошадей наиболее интенсивно проходила в Северной Америке примерно 56 миллионов лет назад, откуда они распространились в Азию и Европу, потом вымерли в Новом Свете всего 11 – 10 000 лет назад примерно одновременно с переселением на континент людей.

Если вспомнить незабвенные Пушки-микробы-сталь, то становится интересно: чтобы было, если бы совокупность досадных обстоятельств не уничтожили лошадей, и у индейцев, атцеков и других native americans было животное-компаньон, который позволяет пахать, перевозить людей и грузы на большие расстояния, поддерживать пехоту кавалерией? Еще неизвестно, кто кому бы устроил конкисту.

Это хорошо устроенная книжка, написанная по всем правилам креативного нон-фикшена: большая арка повествования описывает эволюцию лошадей от животинки размером с кошку и без копыт до современной лошади и процесс одомашнивания и завершается обратным процессом: возвращением в дикую природу лошади Пржевальского. Под большой аркой есть личный сюжет с воспоминаниями о хитром и учтивом жеребце Виспере, который жил у автора когда-то, и решением автора взять себе трудного коня несчастной судьбы Лукаса. Диалоги хорошие. В общем, не книжка, а учебник по композиции нон-фикшена.

Меня увлекла основная мысль автора: человек десятки тысяч лет ко-эволюционировал с двумя животными-компаньонами, собакой и лошадью. Поэтому связь с лошадью и собакой может оказаться глубоко заложенной в нас потребностью, а не видоизмененным родительским инстинктом, как я всегда считала, и сильно укрепилась в этом мнении, прочитав отличную книжку (могу только порекомендовать) Some We Love, Some We Hate, Some We Eat: Why It’s So Hard to Think Straight About Animals. Она есть в русском издании: “Радость, гадость и обед. Вся правда о наших отношениях с животными”, переводила Ирина Ющенко, знакомством с которой я вообще очень горжусь. К слову она же переводит невероятно крутую и важную для меня книжку “Далеко от яблони” Эндрю Соломона. Это было небольшое SEO-отступление для менеджеров издательства: помониторят, что там читательское сообщество думает о выходе в свет книжки о калеках на шестьсот страниц.

Так вот, я всегда считала, что стремление завести кошку-собаку-лошадь-рыбку – это производная от родительского инстинкта. Все домашние животные обладают ювенальными чертами по отношению к диким собратьям (собака всегда больше похожа на щенка волка), в них есть черты, которые невольно нами распознаются как “детеныш” – большие глаза, пушистость и няшность, плюс они всегда зависимы от нас. Надо ли говорить, что у меня никогда в жизни не было личных животных.

Сейчас думаю: а вдруг и правда коэволюция, глубинная человеческая потребность и все такое?

Паразиты иногда. Да что там, почти всегда

This is your brain on parasites

Поверхностная книжка на сразу три относительно модные темы: нейропсихология, бином человека, паразиты. После многочисленных статей о насекомых-зомби, которых паразит заставляет охранять своих личинок, одновременно кормя их собственной плотью, должен был появиться науч-поп, объясняющий, как именно это устроено. Мне всегда интересно было – ведь примерно понятно, как оса с помощью яда может парализовать гусеницу, превратив ее в живые консервы для личинок, а вот как она заставляет таракана менять поведение и выполнять комплексные программы действий – непонятно.

Эпическая работа о гусеницах-зомби еще ждет своего читателя (то есть, меня). В этой книжке все-таки есть немного о механизме являения: оса прицельно уничтожает в мозгу таракана центр, ответственный за принятие решений, после чего может смело брать за обкусанный усик и вести в подготовленное логово, где он будет тихо стоять и ждать, пока личинки его не съедят. Окееей, а как другие осы заставляют гусеницу не только смирно стоять с жрущими личинками внутри, но и вить гнездо, и защищать мелких упырей, когда они вылупятся? Непонятно и вряд ли так уж хорошо объяснено.

К сожалению, от увлекательной темы зомбификации тараканов автор перешла к микробиному человека. Технически, наши кишечные бактерии – не паразиты, а симбионты, но кто отделит разведчиков от шпионов. Микробином выделяет допамина и серотонина больше, чем головной мозг и напрямую стимулируют отделы головного мозга через vagus nerve. На этом бы автору и остановиться, углубившись в детали наших отношений с кишечными палочками, но нет.

Следующая остановка – влияние паразитов на культуру. Брезгливость – универсальная для людей эмоция, выработанная эволюцией. Противное = опасное, ядовитое или зараженное паразитами, поэтому нужно немедленно выбросить или оказаться как можно дальше. И постепенно, через тысячелетия чувство омерзения по отношению к объектам перевелось сначала на отвращение к людям – грязным, калекам, больным и слабым, что тоже объяснимо, а потом, вот где интересный момент, спасительная брезгливость связалась с традиционными ценностями. Автор утверждает, что согласно экспериментам, брезгливые участники показывают большую приверженность к традиционным нормам. Кому гадко взять орешки из вазочки, откуда другие уже брали (прямо руками), тот, с большей вероятностью окажется ретроградом. Последнее интересно и коррелирует с моими наблюдениями. Чрезмерное внимание к чистоте, переходящее в боязнь абстрактной “грязи” иногда сочетается с удивительной ограниченностью. И не обязательно сочетается с чистоплотностью.

В итоге – не то что бы великая книга. Любая из трех частей в полном своем развитии могла бы стать замечательной работой. Их объединение, конечо, было богатой идеей – нарисовать мир, управляемый паразитами на всех уровнях. Можно было еще закольцевать мыслью о паразитах паразитов или о людях как паразитах чего-нибудь. Или перейти к уже не очень новому, но симпатичному тезису о том, что паразиты – это почти симбионты, и мы пропадем без них совсем, даже без, на первый взгляд, вредных типа клещиков. В итоге, не очень получилось, хотя сведения о таракане-зомби бесценны.

Бросайте на меня своих крокодильчиков!

Песни драконов

Песни драконов. Хроника семи лет изучения биологии крокодилов, аллигаторов и кайманов в 26 странах шести континентов. Приключения научные, географические… и не только. Владимир Динец.

Эй ты, мальчик-карапуз, ближе стань немножко,
Дай кусочек откусить от румяной ножки.
С. Черный

Хорошая книжка, чтобы чувствовать себя девочкой-дебилом из анекдота: “А что можно было?”. Автор пишет, как встречает в Африке рассвет, легко выбирает между Нигерией и Габоном – или не выбирает, и едет туда и туда, летит в Австралию, на Мадагаскар и в Венесуэлу. Пьет с местными, недели проводит один – с возлюбленными крокодилами. Потом вспоминаешь, что а) если бы я выбрала научную карьеру, она бы точно не завела меня на склоны вулкана, потому что математикам для исследований это не нужно б) я не могу спать в палатке, боюсь холода, люблю хорошо поесть, люблю хрустящие отельные простыни, и чтобы чай в номер. Главное в книге – вот это ощущение, что все можно, без справочки и мандата. И, если очень хочется, то даже не то чтобы страшно дорого.

Что касается многочисленных вопросов к выпадам автора в адрес нашей с вами родины слонов, то мне они тоже глаза кололи – если уж человек, повидавший самые бедные страны в мире упирает на ужасы безнадежной России, то как же должно быть худо все. Потом я дошла до того места, где “русский и хинди происходят от общего языка-предка, на котором говорили на юге современной Украины пять-шесть тысяч лет назад, так что многие слова хинди похожи на русские: агни – “огонь”, бага – “бог”, и так далее” и до меня, наконец, дошло, что общее окаянство автора, которое позволяют ему иметь основания для описания эпизодов вида:

Въезжая в третий раз в Тибет, я был арестован за отсутствие пропуска, но купил у другого заключенного каяк и сбежал, сплавившись по реке через совершенно недоступную с суши горную долину, которую, возможно, не видел ни один человек по меньшей мере с последнего ледникового периода

вот такая высокая форма буйности не может проявляться только в любви к крокодилам и спокойствию в ситуациях, когда местные военные приходят с вызовом на дуэль и предлагают выбрать оружие: автомат калашникова или мачете. Есть и другие побочные эффекты. На них лучше закрыть глаза и смириться, что отличные книжки о крокодилах пишут не самые благонравные люди. Трудно, конечно, представить себе что-нибудь такое у Бернарда Грджимека, но у того, вероятно, был еще и редактор.

Вся часть о путешествиях и крокодилах мне неимоверно понравилась. Крокодилы – это же почти птицы! Нос аллигатора чувствительней, чем ладонь человека! Половина мышечной массы крокодила находится в его хвосте, который создает тягу для плавания. Кровь крокодилов содержит сильнодействующий антибиотик под названием крокодилин (в этом месте я начала слегка сомневаться). И вовсе они не бревна с зубами, а сложные, интеллектуальные существа с развитым брачным поведением, заботой о потомстве и даже способностью к использованию предметов: доказано, что они кладут на морду палочки, чтобы привлекать цапель. В завершении работы автор пишет, что:

Всего за несколько лет наши представления о сложности поведения крокодиловых полностью изменились, и эта маленькая научная революция еще не закончена. Например, теперь мы знаем, что арсенал хитроумных методов охоты у них шире, чем у любых других животных, кроме человека.

В этом тезисе ключевыми мне кажутся слова “за несколько лет” – Динец провел с крокодилами лет пять своей аспирантуры. За это время любой наблюдаемый объект начинает казаться, если не венцом творения, то хотя бы актором сложного поведения. Вот мне за пол года начало казаться, что у офисного печатающего устройства арсенал хитроумных методов охоты шире, чем у большинства людей. Возможно, мне пора задуматься о покупке трех билетов до Эдвенчер.