Сергей Савельев - Церебральный сортинг

В рамках теории эволюции является общепризнанным фактом то, что любой вид постепенно изменяется со временем. Преобразования организма происходят в результате коррелятивных изменений органов, повышающих приспособительные возможности животного. Критерием эволюционного успеха любого вида является численность размножающихся потомков. Если их много, то в данный момент времени искомый биологический успех достигнут. Если их меньше, чем родителей, то наступает вымирание или эволюционный проигрыш. В соответствии с этим примитивным критерием все животные и растения уничтожают друг друга в борьбе за ресурсы репродуктивной экспансии.

Вполне понятно, что в рамках этих моделей эволюция нервной системы как одного из органов целостного организма ничем уникальным не отличается. На неё действуют общие принципы изменчивости и адаптивного отбора — те же, что и для лёгких, печени, почек, кишечника и других внутренних органов. Нервная система отягощена только более медленной структурной перестройкой и консервативностью однажды возникших центров. Для мозга безразлично, как использовать уже существующие нейральные комплексы. При редкой смене функций архаичные центры мозга включаются в обслуживание уже существующих сетей без редукции или структурной перестройки. Консервативность нервной системы базируется на универсальности её компонентов и способности к пожизненной адаптации. Она получает, хранит и перерабатывает информацию внешнего мира, реализует программы инстинктивногормональной регуляции поведения и интегрирует работу всех систем организма. Эта особенность морфофункциональных изменений центральной нервной системы хорошо известна, как и последовательность эволюционных изменений существ, обладающих нервной системой. В самом общем виде и кратком изложении она выглядит следующим образом.

Если условия обитания начинают меняться, то первым значимым событием можно назвать адаптивную смену поведения животного. У каждого владельца нервной системы есть небольшая возможность приспособить видовой набор инстинктивно-гормональных алгоритмов поведения к изменяющимся условиям. Если этого неврологического ресурса достаточно, то никаких видимых трансформаций, кроме поведенческих, мы не обнаружим. При более радикальном изменении окружающей среды адаптация поведения не справится с проблемой выживания и на эволюционную арену выходят соматические перемены. В этом случае накопление значимых для отбора перестроек скелета, мускулатуры, внутренних органов и метаболизма меняет внешность выживших животных. Соматические изменения накапливаются десятками поколений, что зависит от жёсткости отбора и масштабов изменчивости эволюционирующего признака. Специализация мозга в такой ситуации всегда вторична и продиктована новыми соматическими возможностями организма.

По этому незатейливому алгоритму осуществляется вялотекущая эволюция организмов на этой планете. В предложенной последовательности событий изменения мозга становятся неотъемлемым этапом совершенствования конкретного вида. Он всегда эволюционирует как сцепленная система контроля и управления новыми соматическими адаптациями организма. Никакой особой автономией мозг не обладает, а его структура полностью отражает эволюцию конкретного организма.

Процесс совершенствования способов уничтожения друг друга и выработки общих и частных приспособлений для получения пищевых и репродуктивных преимуществ легко понятен на простейшем примере. Если в позднем эоцене появляется один из древнейших представителей отряда хоботных (Moer/therium), то вместе с увеличением подвижного носа формируются специальная система кровообращения и особый нервный аппарат. Уже к моменту становления африканских Gomphotherium, а затем и крупного миоценового Stegodon в головном мозге предков слонов полностью сложилась система управления хоботом. Огромные сенсомоторные поля в коре мозга этих гигантов возникли как специализированные центры обслуживания около 100 тыс. мелких мышц и механорецепторов хобота. На всю эту историю с увеличением размеров тела и появлением длинного вертлявого носа понадобилось около 45 млн лет неспешных адаптивных изменений.

Из примера понятно, что столь неторопливый и славный путь накопления полезнейших изменений для объяснения метаморфозов человека не пригоден. Наши предки в 10 раз быстрее сформировали парные манипуляторы и гигантский затейливый мозг с обилием сомнительных свойств и возможностей. Это очевидное различие в скорости изменений сравниваемых органов предполагает существование иного варианта эволюционного развития.

Представим себе иной сценарий последовательности событий, немного изменив начальные параметры. Допустим, условия обитания некоего вида изменились, что потребовало адаптивной перестройки организма. При этом в нашем умозрительном эксперименте исходная изменчивость головного мозга равна соматической или больше неё. В такой ситуации амплитуда поведенческих изменений будет намного шире, чем при невысокой индивидуальной вариабельности головного мозга. Это значит, что быстрые компенсаторные изменения поведения смогут возместить глубокие экологические перестройки, неожиданную смену источников пищи или направления миграций. Если изменчивости нервной системы оказывается достаточно для решения возникших проблем, то соматические изменения откладываются до новых катаклизмов окружающей среды. Не исключено, что по этому пути происходили наиболее значимые перестройки нервной системы, положившие начало формированию крупных систематических таксонов позвоночных.

Попробуем применить этот подход к человеку как наиболее выраженному модельному виду церебральной эволюции. Существует описанный ранее парадокс несоответствия организации головного мозга и тела человека (Савельев, 201 б). Между этими частями нашего организма существуют очень важные различия, обусловленные масштабами изменчивости.

Головной мозг современного человека может обладать массой от 800-900 до 2300 г, что считается нормальным (Савельев, 2005а). Изменчивость современных человекообразных обезьян немного меньше, но в целом соответствует полиморфизму австралопитеков (Савельев, 2015а). Масштабы изменчивости современного мозга вполне соответствуют вариабельности роста, который может составлять в норме от 100 до 250 см. Примерно та же изменчивость размеров и массы обнаружена при количественной оценке внутренних органов человека. Следовательно, наша внутривидовая вариабельность, касающаяся как размеров тела, так и внутренних органов, в норме составляет около 250%.

В патологических ситуациях различия могут быть несколько больше, особенно по массе тела. Однако случаи аномальных изменений отдельных органов обычно уникальны и для эволюции популяций особого значения не имеют. Нормальные масштабы изменчивости тела человека весьма значительны, но особого удивления не вызывают.