4F: Биология личности. Как древние инстинкты управляют нашими решениями — и как мы можем ими управлять

Чтобы по-настоящему оценить ум животных, мы должны перестать быть высокомерными экзаменаторами, заставляющие их сдавать «человеческий ЕГЭ». Каково быть жуком? Чтобы осознать, надо побыть в «шкуре» жука. Только поняв, какие задачи ставит перед животным его умвельт, мы сможем понять, насколько умные решения оно находит.

Человек устроен хитрее, но принцип тот же. Культурный умвельт — это не только сенсорные ощущения, но и целое награмождение абстрактных конструкций: язык, культура, мировоззрение, мифология и т. д. Франциско Варела называл это «разыгрываемый мир» — искусственная реальность, создающаяся в процессе взаимодействия со средой. Мы не обнаруживаем объективную реальность, мы её разыгрываем, как пьесу, где каждый актёр является одновременно автором сценария7.

У разных культур — разные реальности. Не разные взгляды на одну реальность, а именно разные реальности. Для средневекового христианина демоны были не метафорой, а фактом. Он «знал», что они существуют. В культурном умвельте средневекового христианина демоны — это субъекты, которых нет в нашем восприятии. Кто ошибается? Точка зрения зависит от кочки зрения.

Традиционный нарратив о культурном контакте выглядит как рациональное сотрудничество (взаимный обмен): ты мне шёлк, я тебе стекло и вместе движемся вперёд. Этот нарратив — вежливая ложь, придуманная победителями задним числом, чтобы не чувствовать себя мародёрами. В действительности культурный контакт включает в себя еще 3 аспекта: конкуренцию (американцы истребили индейцев), эмоциональное сотрудничество (те же индейцы помогали переселенцам выжить в первые годы) и обмен абстракциями (мифы, легенды, идеи).

Чем наш человеческий умвельт шире (не «другой по качеству», а шире по количеству и пластичнее), тем заметнее тренды:

Удлинение детства → длинная калибровка очков. Человеческий ребёнок долго учится «настраивать эквалайзер» — язык, социальные сигналы, символы. Это инвестиция: «дорогие очки» требуют длительной настройки.

Коммуникация как усилитель восприятия. Пчела «танцует» — десятки глаз становятся одним «суперглазом улья»; люди разговаривают — тысячи глаз/датчиков мира сшиваются в единый суперорганизм.

Специализация модальностей. Собака — «нюховой чемпион»; птица — «магнитный штурман»; человек — «символический сборщик данных», создающий искусственные датчики.

Накопление опыта. У бактерии — «память секунд». У пчелы — «память часов/суток». У человека — память тысячелетних поколений.

И когда мы спорим «кто умнее», правильнее спорить о ширине и настройке «очков». Человек — это пользователь, научившийся менять линзы и делиться ими.

Бактерии

Вернемся на недолгое время к микроорганизмам. Сначала вся «нервная жизнь» — это был обмен химическими записками между клетками. Затем появляются отдельные клетки, занимающиеся только передачей информации. Клетки объединяются в простейшие сети, где сигнал может пройти от точки А к точке Б — как первые телефонные линии. У организмов, лишенных нервной системы, поведение напоминает обучение:

Сенсибилизация. Это когда после одного-единственного, но очень сильного и неприятного стимула, организм начинает реагировать гораздо острее на любые другие, даже самые слабые раздражители. К примеру, если на вас в темном переулке кто—то напал, то в следующий раз вы будете вздрагивать от каждого шороха, скрипа ветки или пролетевшей мимо мухи. Рассмотрим инфузорию—туфельку. В обычных условиях она передвигаются в воде как бы хаотичными толчками. Если же ее перенести в другую среду, то поведение панически резко изменится, но научения не будет. Она не просто наступает на одни и те же грабли, она «пляшет» на них, пока не утомится от перерасхода энергии.

Привыкание. Это противоположная реакция. Это умение не обращать внимания на всякую ерунду. Психика живого существа постоянно атакуется тысячами стимулов: качнулась травинка, упала капля, пробежала тень. Если реагировать на всё подряд, то в двери может постучать Кащенко. Здесь клетка постепенно привыкает к граблям и «танцы» затухают. Правда на следующий день, неосторожное движение опять приведет к пляскам, но опять с постепенным затуханием. И такая дребедень каждый день — то тюлень позвонит то олень. Вот пример: вы заходите в комнату с тикающими часами. Сначала они раздражают. Через пять минут мозг «привыкает» и «выключает» их из вашего восприятия. Вы перестаете замечать их.

Привыкание — это ослабление связи. Сенсибилизация — наоборот, ее усиление. Привыкание обнаружено у самых простых организмов. Если к поверхности крохотного аквариума прикоснуться кончиком карандаша, вызвав колебание воды, все инфузории мгновенно съежатся в комочек. Испуг от неожиданного вторжения в их маленький мир скоро пройдет, тела инфузорий вытянутся, и они как ни в чем не бывало продолжат свое движение. Притрагиваясь раз за разом к поверхности аквариума, удается приучить его обитателей меньше бояться безобидного воздействия. Скоро инфузории перестанут полностью сжиматься и будут быстрее возобновлять обычное движение. Проявив настойчивость, можно приучить не обращать внимание на сотрясение воды.

Но через час инфузории полностью отвыкают от вибрации и снова съеживаются в комочек. Хорошо, мы люди упорные, давай заново ее тренировать? Опять получилось, но через час — все пропало. Ни сутки, ни двое так и не научат ее закреплять поведение. Инфузории возможно не обучаются8, но это пока не точно.

Микробы имеют сложную социальную жизнь, коммуникации и альтруизм. Бактерия Bacillus subtilis умеет собираться в согласованные «стаи» и принимать «решения» на основе химических писем от сородичей. При этом используется особое «чувство кворума» — химического голосования, которое меняет поведение бактерий. Она в голодные времена прибегает к убийству своих сородичей и каннибализму. Самым интересным тут является даже не каннибализм бацилл-убийц, а альтруизм бацилл-жертв. Они отключают все, что можно, лишь бы помочь своим сородичам себя съесть.

Рассмотрим подробнее их социальную жизнь. Представь, что вся история жизни на Земле — это огромный кооператив. В начале на рынке стояли маленькие одноклеточные лавочки — одиночки-бактерии. Каждая занималась своим делом: одни гонялись за солнечным светом, другие ели что попало, третьи умели дышать ядом. Они лишь изредка взаимодействовали друг с другом.

Но постепенно стало ясно: в одиночку долго не протянешь. Если объединиться с соседом — можно получить выгоду. Так появились первые «сделки», «партнёрства», а затем и огромные «корпорации». Сегодня мы видим результат этих «сделок»: сложные растения, животные, человек. Но главные «акционеры» эволюции — это настоящие тайные правители нашей планеты. Это существа настолько маленькие, что их не видно глазом, и настолько древние, что помнят Землю ещё без кислорода. Без них не было бы ничего.

В жидком «супе» бактерии9 развиваются сначала как одиночки, постепенно занимая всю толщу бульона. Когда в среде становится мало кислорода, то преимущества получают бактерии—мутанты, образующие пленку на поверхности «супа». С точки зрения «эгоистов» жертвование личными интересами ради коллектива — это тупик. Однако бактерии, оказавшиеся склонные к взаимодействию, склеивались и всплывали на поверхность, пока «эгоисты» барахтались в толще бульона. Да, бактерии-мутанты потеряли автономность. Но выжили и выиграли.

Забудьте все, чему вас учили в рекламе антибактериального мыла. Бактерии — это не враги. Это величайшие архитекторы, инженеры и менеджеры в истории жизни. Вся эволюция, которую мы знаем, — это не только история борьбы «зубов и когтей», но и история грандиозного кооператива, который начался с маленьких одноклеточных «лавочек» и разросся до глобальной «корпорации» под названием «Биосфера». И в этой корпорации у бактерий всегда был и остается контрольный пакет акций.

~2.7 млрд лет назад некоторый вид бактерий — цианобактерии, начали выделять кислород и спокойному существованию пришел конец. Для всех живущих на тот момент кислород был ядом. Цианобактерии поступили крайне эгоистично — ради собственных хотелок чуть не отравили все живое на Земле. Но в итоге их эгоизм оказался полезен для планеты. Без них до сих пор только бы микробы населяли Землю. Цианобактерии производят около 50% всего кислорода на планете. Каждый второй наш вдох — их подарок.

Бактерия + бактерия. Перенесёмся на два миллиарда лет назад. На планете были только «индивидуальные предприниматели» — простые бактериальные клетки и археи. Они были успешны, но их бизнес-модель была очень простой. И вот однажды произошла грандиозная сделка в истории жизни — эндосимбиоз. «Эндо» значит «внутри». Это когда одна клетка не съедает другую, а «приглашает» ее жить внутри себя, создавая взаимовыгодный союз. Были замечены две формы сделок:

— Сделка №1: энергетическая станция животных. Одна большая клетка-хозяин «поглотила» маленькую, но очень энергичную бактерию, которая умела виртуозно использовать кислород для производства энергии. Вместо того чтобы переварить гостя, клетка—хозяин предложила ему сделку: «Ты будешь жить у меня в безопасности и сытости, а взамен станешь моей личной электростанцией». Эта бактерия-гость со временем превратилась в митохондрию — энергетическую станцию, которая есть сегодня почти в каждой нашей клетке!

— Сделка №2: солнечная панель растений. Другая клетка провернула похожую сделку, но «пригласила» в гости цианобактерию, умеющую превращать солнечный свет в еду. Эта гостья стала хлоропластом — личной «солнечной панелью» всех будущих растений.

Бактерия + грибы. Грибы — древние и могущественные существа. Но даже им для покорения мира понадобились партнеры-бактерии.

Лишайники. Что такое лишайник, который вы видите на камнях или стволах деревьев? Это не одно существо, а симбиотический союз гриба и цианобактерии (или водоросли). Гриб создает «дом» — прочное слоевище, которое защищает от солнца и собирает влагу. Бактерия, как прилежный «повар», занимается фотосинтезом и кормит гриб сахарами. Такой союз может выживать там, где другим не снилось: на голых камнях, в тундре, на крышах домов. Учёные называют их «пионерами пустынь»: они первыми заселяют мёртвые территории, а потом на их основе вырастают новые экосистемы. Это идеальное партнерство, позволяющее осваивать новые рынки.

Микориза — ещё более впечатляющий союз. Это подземный «интернет леса»: грибные нити оплетают корни растений и подключают к ним бактерий. В этой сети питательные вещества путешествуют, как деньги по банковской системе.

Дерево через фотосинтез производит сахар и «расплачивается» им с грибом. Гриб своей огромной сетью собирает из почвы воду и минералы (фосфор, азот) и поставляет их дереву. А бактерии, живущие на нитях гриба, помогают «переваривать» минералы, переводя их в доступную для растений форму, и защищают корни от болезней. Взамен микориза получает от деревьев углеводы (глюкозу, фруктозу). Это настоящий подземный «интернет», где участники обмениваются ресурсами и информацией.

Более 90% всех растений на Земле состоят в таком тройственном союзе: грибы, растения и бактерии!

Бактерия + растения. Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота. Но для растений он — как запертый сейф с едой: они видят его, но не могут «съесть». И тут на помощь приходят бактерии-взломщики.

У растений семейства бобовых (горох, фасоль) на корнях есть специальные «домики» — клубеньки. В них живут бактерии рода Rhizobium. Растение предоставляет бактериям уютный, бескислородный «офис» и поставляет им «топливо» (сахар). Бактерии, в свою очередь, делают невероятную вещь: они «взламывают» прочнейшую молекулу атмосферного азота и превращают его в аммиак — то самое удобрение, которое растение может усвоить. Они в прямом смысле слова из воздуха делают «деньги», которые меняют на комфорт и еду.

Считается, что до 70% всего азота, поступающего в природные экосистемы, проходит через такие бактериальные «фабрики». Без них поля были бы пустыми, а леса — голыми.

Бактерия + животные. Животные тоже быстро поняли, что нанимать бактерий выгодно.

Корова ест траву, но ее собственный организм не умеет переваривать целлюлозу. Зачем корова так тщательно пережевывает траву? Очень просто: она измельчает ее для инфузории. Но и инфузория не может этого сделать и перепоручает это дело своим подопечным — бактериям. Это похоже на матрешку: в корове — инфузории, в инфузориях — бактерии. У коровы не просто желудок — это настоящий бродильный чан, биореактор, где микробы расщепляют траву на питательные вещества, которые корова уже может усвоить через посредника — инфузорию. Без своих «акционеров» корова умерла бы с голоду на альпийском лугу. Стояла бы, мычала да ела, а переварить не смогла бы.

В Тихом океане живет крошечный гавайский кальмар-бобтейл. Ночью, когда он охотится, он не отбрасывает тень в лунном свете, потому что его брюшко… светится! Этот свет создают не его собственные клетки, а колония светящихся бактерий Vibrio fischeri, живущие в специальном органе кальмара. Кальмар отбрасывает всех прочих бактерий и строит орган специально под этот вид. Фактически бактерия диктует условия.

Кальмар предоставляет бактериям роскошный «дом» и кормит их деликатесами: сахаром и аминокислотами. Бактерии, в свою очередь, обеспечивают ему идеальную контрсветовую маскировку. Это высокотехнологичный военный контракт, заключенный эволюцией.

Многие животные не могут получать энергию из пищи без помощи бактерий. В экспериментах, где их лишали микрофлоры, они погибали.

Такой симбиоз доходит до того, что бактерии могут выполнять задачи питания и выделения «под ключ». Один кольчатый червь, обитающий в Средиземном море, не имеет ни рта, ни кишечника, ни ануса. Ничего. Как же он тогда живет? За счет бактерий. Они поселяются под «кожей» червя, получают из морской воды еду, которая «просачивается» к ним сквозь внешнюю оболочку тела. Бактерии размножаются, а клетки червя потихоньку их заглатывают и переваривают. Продукты выделения поглощают оставшиеся микробы. Для бактерий червь может быть хорошим «таксистом», который возит туда, где хорошо всей честной компании.

Бактерия + человек. Мы привыкли думать о себе как об индивидуумах. Но это не так. Каждый из нас — это ходячая экосистема, «суперорганизм». По числу клеток бактерий в нашем теле не меньше собственных человеческих клеток. Этот невидимый мир называется микробиотой.

Наши бактерии не просто помогают переваривать пищу. Они производят витамины, тренируют нашу иммунную систему и, что самое поразительное, влияют на наш мозг и поведение. Существует прямая связь, «горячая линия» между кишечником и мозгом. Учёные уже говорят о «психобиотиках» — пробиотиках, которые могут влиять на психическое здоровье.

Ученые брали две линии мышей: одну — спокойную, другую — тревожную и гиперактивную. Затем они выращивали «стерильных» мышат, без каких—либо бактерий. Когда стерильным мышатам из спокойной линии пересаживали микробиоту от тревожных мышей, они… становились тревожными! И наоборот. Это доказывает, что бактерии могут напрямую влиять на наше настроение и психику. Наши внутренние «акционеры» могут нашептывать нам, что съесть, будем ли мы грустить или радоваться.

По некоторым оценкам, в кишечнике взрослого человека присутствует более 1 кг микроорганизмов сотен разных видов. То, что для одних бактерий (бродильщиков) является отходами, для человека является съедобными веществами, всасывающиеся кишечным эпителием. Из этого источника мы получаем до 10% калорий! Задумайтесь! Не бактерии питаются нашими отходами, а мы едим их отходы!

Симбиоз накладывает и ограничения. К примеру, тля кооперируется с бактерией Buchnera. Бухнера подверглась генетической деградации — она фактически потеряла независимость и стала частью тли. Кроме того, она ужасно капризна и не любит жару. А это мешает всему организму тли путешествовать туда, где некомфортно бактерии.

Бактерии — это шестерёнки глобальной машины. Они гоняют по кругу углерод, азот, серу. Цианобактерии и микроводоросли в океане производят почти половину кислорода планеты.

Если убрать бактерий, жизнь остановится. Как если бы из кооператива ушёл главный бухгалтер: деньги бы перестали двигаться, и фирма обанкротилась.

А теперь давайте посмотрим на все эти союзы с высоты и увидим две главные «бизнес-стратегии», которые использовали бактерии.

Стратегия 1. От «эгоистов» к «коллективам» (равноправное партнерство). Два независимых «предпринимателя» заключают взаимовыгодную «сделку». Никто никого не поглощает. Примеры: лишайник (гриб + бактерия), бобовые (бактерия + растение), кальмар + светящиеся бактерии.

Эволюция клопов и их симбионтов протекает совершенно синхронно. Появление нового вида клопа сопровождается новым видом бактерии. Если поместить бактерию на чужого клопа, то плохо кончится дело для обоих!

В результате стратегия позволяет партнерам осваивать новые, ранее недоступные «рынки» (голые скалы, бедные азотом почвы, ночной океан). Это расширение и завоевание мира через дружбу.

Стратегия 2. От «коллективов» к «эгоистам»10 (асимметричное поглощение). Один, более крупный игрок «поглощает» другого, делая его своим внутренним «подразделением». Примеры: митохондрии и хлоропласты. Это бывшие бактерии, которые стали частью клетки-хозяина и больше никогда не вернутся к свободной жизни. Человеческая микробиота похожая история: мы носим в себе сотни видов бактерий, и некоторые из них уже полностью зависят от нас. Они живут внутри нас, стали частью нашего «Я».

Гигантский моллюск, живущий у подводных вулканов, практически не имеет пищеварительную систему. Почти все получает от бактерий. Моллюск активно снабжает бактерию пищей, а взамен получает аминокислоты, витамины и утилизацию отходов. Ему не надо в туалет ходить, все делают за него микробы! Большая экономия на туалетной бумаге. Это взаимовыгодная сделка, но она неизменно идет по пути деградации бактерии. Фактически она становится частью, органом моллюска.

Или вот бактерия Карсонелла. Она живет в листоблошках — мелких, похожих на тлей насекомых. Они подружились. Первоначально скорее всего Карсонелла жила в кишечнике, но потом проникла в клетку. На следующем этапе ей остается раствориться в организме хозяина и стать его частью. Бактерия уже не может жить вне клеток хозяина. Она обречена.

По-настоящему автономных организмов-одиночек в природе сложно найти. Большинство организмов являются «сверхорганизмами». Морской моллюск Elysia viridis, к примеру, ухитряется переселять пластиды съеденных водорослей в собственные клетки и долгое время хранить их там «живыми». Так он научился фотосинтезу — как солнечная батарея получать энергию от солнца. Это уже гибрид животного и растения, без бактерий-посредников!

Существуют случаи, когда бактерии диктуют условия хозяину! Wolbachia — одна из самых ярких диктующих бактерий. Она заражает до 40—60% насекомых. Может менять пол потомства (делает самцов «лишними» или превращает их в самок). Может вызывать несовместимость при скрещивании заражённых и незаражённых особей. В итоге животное становится инструментом распространения Wolbachia. Есть даже виды ос и нематод, для которых бактерия обязательна для размножения. Они просто не выживут без Wolbachia.

Эта стратегия не просто расширяет возможности, она создает новые, более сложные формы жизни. Без поглощения не появились бы ни растения, ни животные, ни мы с вами.

Взгляните на мир вокруг. На дерево за окном, на кошку на диване, на собственное отражение в зеркале. Всё это — результат миллиардов лет бактериальной «кооперации». Мы ходячие, дышащие, мыслящие симбиотические союзы. Экосистемы на двух ногах.

Осознание этого — это не просто интересный биологический факт. Это фундаментальное изменение точки зрения. Оно учит нас смирению и уважению к невидимому миру, который нас создал. Ведь история эволюции — это не история о том, как человек покорил природу. Это история о том, как бактерии, самые мудрые и древние акционеры «корпорации Жизнь», нашли в лице человека еще одного, пусть и очень шумного, и суетливого, но весьма перспективного партнера.

Животные

Кишечнополостные: медузы, гидры и кораллы

К этому времени клетки уже научились жить вместе, создавая многоклеточные «коммуналки», но столкнулись с проблемой, знакомой любому хорошему управдому: как заставить всех жильцов действовать слаженно? Как клетке на «первом этаже» сообщить об опасности клетке на «девятом»? Химические письма были слишком медленными. Нужен был прорыв. И он случился. Эволюция изобрела нечто гениальное в своей простоте — нейрон.

Впервые в истории появились клетки, единственной задачей которых была передача информации. Нейроны не занимаются пищеварением, не отвечают за движение. Они — профессиональные связисты. Это великий принцип «разделения труда». Клетки как бы «освободились» от необходимости делать всё сразу, чтобы стать мастерами в чем-то одном.

Представьте себе первую клетку-связиста. Это был настоящий телеграфный провод, способный почти мгновенно передать электрический сигнал из одной точки организма в другую. Это изобретение изменило всё. И одними из первых, кто установил у себя эту новую технологию связи, были кишечнополостные.

Кто же эти ребята? Полупрозрачная медуза, похожая на живой абажур; крошечная гидра, притаившаяся на листе подводного растения; яркая актиния, напоминающая цветок. Кораллы и актинии внешне напоминают цветы, но внутри работают как животные: они ловят добычу щупальцами с жалящими клетками. Они умеют объединяться в колонии и формируют коралловые рифы — одни из самых сложных экосистем планеты. Что у них общего? У них впервые в истории появилась нервная система. Правда, на нашу она была похожа так же, как первый телеграфный аппарат на последний смартфон. Это была так называемая рассеянная нервная сеть11, часто неравномерно распределенная по телу.

Представьте себе рыболовную сеть или авоську, которая равномерно окутывает все тело животного. Никакого мозга, никакого спинного мозга, никаких нервных центров. Просто сеть из нейронов, где каждый соединен с каждым. Информация, появившаяся в любой точке сети, тут же распространялась во все стороны, как круги по воде. Если вы дотронетесь тонкой иголочкой до одного щупальца гидры, что произойдет? Сожмется не только это щупальце, а вся гидра целиком. Сигнал от прикосновения, как волна, пробежал по всей «авоське» нейронов и дал одну-единственную, общую команду всем мышечным клеткам: «Сокращаемся!». Ее ответ на любой стимул — тотальный. Как если бы в ответ на звонок в дверь у вас не только открывалась дверь, но и одновременно включался свет во всех комнатах, запускалась стиральная машина и смывался бачок унитаза. Не очень экономно, но зато надежно!

Это был революционный скачок. Впервые в истории планеты возникла система исключительно для ощущения мира и реакции на него. Мир перестал быть просто «хорошим» или «плохим» химическим супом. Начинается психика.

Стебельчатая гидра, как и инфузории, пугается вибрации. Однако память у нее надежнее: через час после выработки еще удается обнаружить привыкание, но через сутки никаких следов не остается. Но у гидры наблюдается ярко выраженное ускорение привыкания от опыта к опыту. Рано или поздно она запомнит вибрацию и перестанет пугаться. Гидры способны к обучению. Они перестают «танцевать на граблях».

Наблюдается определённая специализация органов и клеток, которой раньше не было или была в зачаточном состоянии. Как было?