Мозг принято считать центром управления организмом. Он отвечает за восприятие, поведение, мышление и выживание. Но как насчёт тех существ, у которых его вовсе нет? Могут ли организмы существовать, питаться, обучаться и даже принимать решения без мозга?..
Древние организмы без мозга: морские губки
Вы когда-нибудь задумывались о морской губке? Эти существа — одни из самых древних и долго живущих на планете. Самой старой из известных губок как минимум 4500 лет. А существует этот вид уже около 750 миллионов лет. Очевидно, они что-то делают правильно — и делают это без мозга.
Морские губки — одни из самых простых организмов на Земле. У них нет никаких органов, даже нейронов. Однако если проследить эволюцию достаточно далеко назад, то окажется, что для формирования губки понадобилось всего 18 типов клеток. У неё было достаточно генов, чтобы развить мозг, но это оказалось ненужным.
Несмотря на свою простоту, губка ведёт активную биологическую жизнь. Она прикрепляется к поверхности и питается микроорганизмами, которые задерживаются внутри её пор. До появления морских губок почти вся жизнь на Земле состояла из одноклеточных организмов. Это было нормой на протяжении миллиардов лет. Но затем начался качественный скачок в развитии жизни.
Появилось несколько многоклеточных форм, сначала гребневики, а затем — губки. По современным данным, морские губки стали, вероятно, вторым по счёту многоклеточным организмом в истории. Гребневики не дали эволюционного продолжения, а вот от губок пошло всё остальное, включая нас с вами.
Позже, уже в процессе дальнейшей эволюции, у живых существ стали появляться нервные системы и мозг. Возможно, некоторые предки губок обладали зачатками этих структур. Но даже без них губки показали — и продолжают демонстрировать — что жизнь может успешно существовать без мозга и сложной нервной системы. Возникает вопрос: как это возможно?
Какие организмы не имеют мозга
Как ни удивительно, большинство существ, лишённых мозга, обитают в море. Как уже упоминалось, многоклеточная жизнь возникла именно в океане. Многие виды остались там навсегда и просто не нуждались в развитии мозга. Большинство из них либо очень медлительны, либо вовсе неподвижны.
Помимо губок и гребневиков, к таким организмам относятся морские звёзды, медузы, морские огурцы, кораллы и моллюски. Все они живут, питаются и размножаются без участия мозга. Кроме них, безмозглыми являются актинии, нематоды, устрицы, ленточные черви и другие паразиты. Конечно, растения и грибы также не имеют мозга.
Как организмы выживают без мозга
Но как же живое существо может выживать в сложном мире без мозга? Как оно находит пищу, избегает хищников и экстремальных условий, если у него нет того, что у человека считается жизненно необходимым?
Ответ — в простоте. Все перечисленные организмы очень просты по устройству. Их потребности ограничены: они питаются, размножаются, иногда просто существуют. Мозг — энергозатратный орган, и для таких существ его наличие было бы обузой. Им проще жить без него.
Часто у таких организмов есть нечто вроде примитивной нервной системы. Например, у морской звезды имеется децентрализованная сеть нервов. Вместо единого мозга у неё есть нервное кольцо и лучевые нервы в каждом луче. Они могут работать автономно.
Когда одно из крошечных «ножек» на нижней стороне звезды начинает движение, другие тоже улавливают импульс и подстраиваются. Никто не «принимает решение» — движения координируются импульсами между участками тела. Так организм может передвигаться, есть и реагировать на среду.
Таким образом, чтобы выжить, организму вовсе не обязательно иметь мозг. Главное — иметь систему, способную передавать сигналы между частями тела. Такая жизнь не будет наполнена искусством, музыкой или эмоциями, но её достаточно, чтобы выживать и питаться.
Что умеют существа без мозга
Медузы, к примеру, обладают нервной сетью, называемой нервным кольцом. Она не сконцентрирована в одной точке, как мозг, но способна выполнять схожие функции. Эта сеть улавливает изменения температуры, солёности, вибрации и движения воды. Именно она позволяет медузе ориентироваться в пространстве, избегать опасностей и искать пищу.
Особые скопления нервных клеток — ропалии — позволяют медузе воспринимать свет и сохранять вертикальное положение, чтобы не плыть вниз головой.
Более того, медузы могут обучаться. Ранее считалось, что существа без мозга могут только привыкать к раздражителям или реагировать на них всё сильнее. Однако недавние исследования показали, что медузы способны к ассоциативному обучению — форме памяти, при которой одно явление связывается с другим.
Так, карибские коробчатые медузы в лаборатории были помещены в аквариум, оформленный под мангровые заросли. Сначала медузы плыли к тёмным пятнам, считая их корнями, и сталкивались со стеклом. Но вскоре они научились избегать этих «корней», связав их с дискомфортом. Это и есть ассоциативное обучение.
Актинии также способны учиться. Когда их обучали ассоциировать свет с электрическим разрядом, некоторые научились избегать света, даже если разряда не следовало. Более того, враждебные актинии могут со временем узнавать родственные клоны и прекращать атаковать их.
Некоторые медузы, такие как кассиопея, даже спят. Кажется странным, что существо без мозга нуждается в сне. Но учёные считают, что сон может возникать даже без мозга — как древний биологический механизм, существовавший сотни миллионов лет назад.
Удивительные способности слизевиков
Слизевики — ещё один странный, но удивительный организм. Они могут существовать как отдельные клетки или объединяться в крупные структуры. У них нет мозга, и, судя по внешнему виду, в это легко поверить. Однако эти слизистые организмы умеют решать лабиринты.
Когда перед ними ставят задачу — найти пищу в конце лабиринта, они заполняют все пути, в том числе тупики. Потом они убирают отростки, ведущие в тупики, оставляя только самый короткий путь к еде. Это тоже форма памяти и обучения.
Более того, если обученный слизевик объединяется с другим, не обученным, тот сразу перенимает опыт и избегает негативных воздействий. Слизевики также смогли справиться с задачей, известной как «проблема однорукого бандита», которая считалась доступной только существам с мозгом.
В этой задаче необходимо выбрать между двумя вариантами, основываясь на вероятности выгоды. Слизевик сначала пробует оба пути, но затем всегда выбирает тот, где еда ценнее. Это форма адаптивного поведения, основанного на опыте.
Может ли человек выжить без мозга?
Мы знаем, что некоторые существа обходятся без мозга или имеют его в очень примитивной форме. Но как насчёт людей? Можно ли жить с почти полным отсутствием мозга?
Известен случай, когда 44-летний мужчина обратился к неврологу во Франции. Его мозг занимал всего около 5% от объёма черепа, остальное пространство было заполнено спинномозговой жидкостью. При этом мужчина работал госслужащим и вёл обычную жизнь. Его IQ был ниже среднего, но он справлялся со всеми повседневными задачами.
Причиной состояния стал врождённый гидроцефал — избыток жидкости в черепе, который сдавливает мозг. Обычно его лечат с помощью дренажа, но в некоторых случаях даже при минимальном объёме мозга человек может жить нормально.
Есть примеры людей с IQ выше среднего, у которых осталась лишь тонкая прослойка мозга. Например, один студент с почти полностью заполненным жидкостью черепом окончил университет с отличием. А женщина по имени Мишель Мак родилась без левого полушария мозга — и её правое полушарие взяло на себя все функции.
Хотя такие случаи редки и необычны, они доказывают, что человеческий организм может адаптироваться даже к экстремальным условиям. Главное — чтобы был сохранён ствол мозга, контролирующий жизненно важные функции.
