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

От «Супер-Я» до «Мы». Начнем с самых—самых истоков. Бактерии. Казалось бы, что тут изучать? Никаких тебе эмбрионов, никаких тебе «до рождения». Просто деление, и всё. Бактерия — это идеальный «одиночка», который сам себе и дом, и фабрика, и родитель. Она просто удваивает свой генетический материал и делится пополам.

Но даже в этой простоте есть гениальные «фишки». Когда условия становятся невыносимыми (засуха, голод, холод) некоторые бактерии не просто погибают. Они запускают «аварийный протокол» и превращаются в споры — такие «капсулы выживания». Что это такое? Представьте, что бактерия — это маленький домик с жильцом внутри. Образуя спору, она выбрасывает всю «мебель» (воду), оставляет только самое ценное (генетический код и минимум для его поддержания) и строит вокруг себя непробиваемую стену. Внутри споры бактерия как бы «замирает», её метаболизм замедляется до минимума, и она может переждать засуху, жару или радиацию. В таком виде «жилец» может спать сотни, а возможно и тысячи лет! Когда условия улучшаются, спора «просыпается» и дает начало новой активной бактерии. Это первый намек на то, что жизнь умеет ждать и приспосабливаться еще до своего полноценного «рождения».

Это пример развития эндогенного (управляемого изнутри, внутренними сигналами) процесса. Программа «спячки» запускается внутренними сигналами в ответ на плохую среду.

Миллиарды лет назад произошла революция: одноклеточные организмы решили, что вместе веселее и эффективнее. Так появилась многоклеточность. И вот тут-то и начинается настоящее эмбриональное волшебство! Когда клетки решили объединиться, программа усложнилась. Теперь нужно было не просто делиться, а создавать разные «детали» для общего «механизма». И здесь мы видим поразительную точность первых «чертежей».

Возьмем червей, например, круглых (нематод). Их эмбриональное развитие — как точные часы. Каждая клеточка знает свое место и судьбу. У Caenorhabditis elegans (крошечного круглого червя) ученые даже составили полную «карту судьбы» всех его 959 клеток. Ученые проследили путь каждой из них от оплодотворения до взрослого состояния. Будто смотришь на постройку дома, зная заранее, какой кирпичик станет частью стены, а какой частью крыши.

Судьба каждой клетки предопределена генетически с самого начала. Если клетка номер 8 должна стать нейроном, она им станет.

Это ярчайший пример доминирования эндогенного (внутреннего) программирования. Развитие идет как по рельсам, с минимальным влиянием извне.

У моллюсков, например, у улиток, мы видим другой древний «чертеж» — так называемое спиральное дробление. Клетки делятся и ложатся друг на друга не ровными стопками, а со сдвигом, образуя красивую спираль. Это очень экономный и эффективный способ «упаковки» на ранних стадиях. И снова, это жесткая, слабоизменяемая программа, передающаяся из поколения в поколение. Эволюция на этом этапе создавала надежные, но слабогибкие инструкции. Эволюция — это не безумный изобретатель, начинающий каждый раз с нуля. Скорее, это очень прагматичный инженер, который, найдя удачное решение, будет его использовать снова и снова, лишь слегка модифицируя под новые задачи. И эта экономия особенно заметна на самых ранних стадиях развития.

Насекомые и их метаморфозы. А вот у насекомых эволюция попробовала нечто совершенно новое — модульную сборку и тотальную перестройку. Я говорю о метаморфозе. Гусеница, куколка, бабочка — это три разных «Я» одного и того же существа. Внутри куколки происходит настоящая «пересборка» организма! Но как?

Внутри тела гусеницы с самого её рождения спрятаны особые группы клеток. Они называются имагинальные диски. Представьте, что это такие крошечные, сложенные в сотни раз «оригами» будущих органов бабочки. Есть диски для крыльев, диски для ног, для глаз, для хоботка. Пока гусеница ест и растет, эти диски просто ждут своего часа.

Когда приходит время, она окукливается. Внутри куколки происходит нечто невероятное: часть тела гусеницы превращается в питательный «суп»! А имагинальные диски начинают активно расти, питаясь этим «супом», и разворачиваться, как бутоны цветов, формируя тело бабочки. Это радикальный подход: не переделывать старое, а разобрать почти всё и собрать заново из готовых модулей.

Ученые пробовали пересаживать эти диски. Если взять у одной гусеницы имагинальный диск ноги и пересадить его в область головы другой гусеницы, то после окукливания у бабочки из головы вырастет… нога! Это доказывает, что программа развития ноги «зашита» в самом диске и работает почти автономно. Это все еще преимущественно эндогенный процесс.

Однако здесь мы видим и первые намеки на влияние извне (экзогенный процесс). Например, у пчел все личинки генетически одинаковы. Но та, которую кормят особым «королевским желе», становится королевой-маткой, остальные — рабочими пчелами. Здесь внешняя среда (еда) кардинально меняет программу развития! Окно во внешний мир начинает потихоньку приоткрываться.

Как ученые смогли заглянуть в метаморфозу бабочки? Возьмите куколку, микроскоп и красители, которыми разрисуйте отдельные клетки. Приложите глаз к микроскопу и наблюдайте в режиме реального времени. Внутри происходит такое сложное деление клеток, что кажется, будто там работает целая армия микроскопических строителей, разукрашенных разными цветами. Ученые фактически смотрят мультфильмы про строительство жизни.

Рыбы и Амфибии. С появлением позвоночных программа развития становится еще сложнее и гибче. Рыбы — это наши древние водные предки. Их икринки — это, по сути, «портативные инкубаторы». Внутри икринки развивается эмбрион, который питается за счет желтка. У многих рыб, например, у данио-рерио, икринки прозрачные — проще наблюдать за формированием каждого органа, каждой клеточки.

У рыб и амфибий развитие все еще происходит во внешней среде, вне тела матери — в икринке. Но эмбрион уже начинает «прислушиваться» к тому, что происходит снаружи.

Ученые заметили, что икринки некоторых древесных лягушек, отложенные на листьях над водой, могут вылупляться раньше срока. Что их заставляет? Оказалось, вибрация! Если к кладке приближается змея, её движения создают характерную вибрацию. Эмбрионы внутри икринок «чувствуют» эту угрозу и дают команду к экстренному вылуплению. Головастики выпрыгивают из икринок и падают в спасительную воду. Это уже не жесткая внутренняя программа, это реакция на внешний стимул! Это яркий пример перехода от чисто эндогенного к экзогенному (управляемому извне) поведению. Окно во внешний мир распахнулось.

Амфибии (лягушки, саламандры) — это «переходники» между водой и сушей. Их эмбриональное развитие все еще сильно привязано к воде — икра откладывается в воду, и из неё выходят головастики. Головастик — это, по сути, рыбка с хвостом и жабрами. А потом он проходит метаморфозу: теряет жабры, отращивает легкие и лапы — и выходит на сушу. То есть метафорически: из икры рождается «рыба» (головастик), а из «рыбы» уже лягушка.

Рептилии и птицы. Когда жизнь вышла на сушу, перед ней встала грандиозная задача: как защитить нежный эмбрион от высыхания? Решение было гениальным — амниотическое яйцо. Это не просто скорлупка с желтком. Это, по сути, персональный аквариум для зародыша, который можно отложить где угодно! Еще можно сравнить с автономным «космическим кораблем». Скорлупа — это корпус, прочный, но с микроскопическими порами для дыхания, а желток — это склад с провизией. А дальше — три специальные оболочки. Представьте, что эмбрион — это космонавт.

1. Амнион — это его личный «скафандр», наполненный жидкостью. Он защищает от ударов и высыхания.

2. Аллантоис — это система сбора отходов, «туалет».

3. Хорион — это система жизнеобеспечения, прилегающая к скорлупе и отвечающая за «вдох» (кислород) и «выдох» (углекислый газ). Эмбрион дышит сквозь скорлупу. Это настоящий инженерный шедевр природы!

Эта сложная система позволила животным откладывать яйца на суше. Но самое удивительное, что внутри этого закрытого мира начался… диалог! Возникает коммуникации плода с родителем еще до рождения.

Ученые, изучавшие зебровых амадин (маленьких австралийских птичек), заметили, что родители издают особые звуки, когда насиживают яйца в жаркую погоду. Они записали эти «жаркие» трели и проигрывали их одной группе яиц, а другой — обычные родительские крики. Результат был ошеломляющим: птенцы, которые «слышали» предупреждение о жаре еще в яйце, вылуплялись меньшего размера. Меньше площадь тела — больше шанса выжить. Эмбрион не просто слышал, он использовал эту информацию, чтобы скорректировать свою программу развития!

Более того, эмбрионы могут общаться и друг с другом! У перепелок птенцы в яйцах перед вылуплением начинают попискивать. Писки служат сигналом для синхронизации — они «договариваются» вылупиться все вместе, что повышает шансы на выживание.

На этом этапе мы также видим расцвет стратегии зрелорожденности. Детеныши черепах, крокодилов, а также многих птиц (утята, цыплята) вылупляются из яйца почти полностью готовыми к жизни. Они могут ходить, видеть, питаться самостоятельно. Все равно что купить электрокар Tesla, который выезжает из салона самостоятельно, уже заправленный и готовой к гонке.

Млекопитающие и приматы. И вот добрались до млекопитающих. Мы отказались от «космического корабля» в пользу еще более совершенной системы — внутреннего вынашивания. Эмбрион развивается не в яйце, а внутри материнского организма, получая всё необходимое через плаценту. Плаценту можно сравнить с системой «умный дом»: столовая, система вентиляции, службой безопасности, и даже телефоном для связи с мамой — все в одном.

Развивается максимальная открытость внешнему миру. Развитие человека — это результат сильного внешнего влияния. Среда внутри матки — это уже не просто «инкубатор», а информационное поле. Коммуникация выходит на новый уровень. Диалог между матерью и плодом становится невероятно сложным. Плод не просто пассивный пассажир. Он выделяет гормоны, которые влияют на организм матери, «сообщая» о своих потребностях. Мать, в свою очередь, передает плоду не только питательные вещества, но и информацию. Если мать испытывает хронический стресс, её гормон кортизол проникает через плаценту и «сообщает» плоду: «мир, в который ты попадешь, опасен и непредсказуем». В ответ мозг плода настраивается на повышенную тревожность и быструю реакцию. Это удивительный механизм адаптации еще до рождения. Плод также слышит и запоминает голос матери, её сердцебиение, что помогает ему успокоиться и наладить связь с ней сразу после рождения.

Классическое исследование «Голландской голодной зимы» 1944 года показало, что дети, чьи матери голодали во время беременности, во взрослой жизни имели повышенный риск ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Их организмы, «настроившись» в утробе на режим тотальной экономии, не смогли потом адаптироваться к нормальному питанию. Это доказывает, что внешний мир «программирует» нас еще до рождения.

В экспериментах у беременных самок крыс периодически вызывали состояния беспокойства. Сразу после рождения их отдали другим самкам на вскармливание, не подвергаемых стрессу. Эти детеныши все равно были более пугливые и возбудимые, чем в норме.

Идет переход от зрелорожденности к незрелорожденности. Если утенок — образец самостоятельности, то человеческий младенец — это эталон беспомощности. Этот тренд называется переходом к незрелорожденности. Это эволюционный компромисс. Главное достояние приматов и особенно человека — огромный, сложный мозг. Он настолько велик, что, если бы он полностью созревал в утробе, ребенок просто не смог бы пройти через родовые пути. Поэтому эволюция пошла на хитрость: «Давайте родим его пораньше, а дозревать мозг будет уже снаружи!» Первые годы жизни человека — это, по сути, «внешняя беременность». Мозг продолжает бурно расти и, что самое важное, настраивается под конкретную среду, язык, культуру. Беспомощность — это плата за невероятную гибкость и интеллект.

Новорожденный кенгуру появляется на свет на столь незрелой стадии, что его можно сравнить с эмбрионом. Он совершенно самостоятельно перебирается в сумку матери, проявляя невероятные двигательные способности! Оказавшись вне родовых путей, эмбрион, цепляясь за шерсть, поднимается по сухим участкам к сумке, находит вход, вползает, нащупывает сосок, крепко присасывается и еще долгое время висит на нем. Окончательное созревание происходит уже в сумке.

С другой стороны, утята у домашних уток уже вскоре после вылупления умеют плавать, искать пищу и избегать опасностей. Если сразу после родов запечатлеть гусенка (импринтинг) на воздушный шарик, он будет за ним бегать как за мамой. Жеребята практически сразу после рождения встают и делают первые шаги. Оленята, рожденные в дикой природе, тут же поднимаются и следуют за матерью, что снижает риск хищнических атак.

Зрелорождённые выходят из утробы как кувшин из печи: попробуешь изменить форму, и он поломается. Незрелорожденным свойственно более пластичное, поисковое поведение — приходится самостоятельно приспособляться (а не надеяться на инстинкты и гены) к изменениям во внешней среде. Человеческое же дитя вообще подобно варению стекла — много лет можешь крутить, вертеть, вытягивать пока оно не остынет. В итоге ребенок может принять любую форму: стать капиталистом или социалистом, строить ракеты или писать картины, быть христианином или мусульманином, террористом или святым.

Повторяется чертеж более древних животных. Все триллионы наших, человеческих клеток начинаются с одной-единственной оплодотворенной яйцеклетки. Эта стадия — прямой отголосок того времени, более 3 миллиардов лет назад, когда вся жизнь на Земле была одноклеточной. Примерно на 4—5 неделе развития человеческий эмбрион похож на эмбрион рыбы, саламандры или курицы. И в нем проявляются черты, которые напрямую связывают нас с нашими водными предками. На шее у эмбриона появляются заметные складки, очень похожие на те, из которых у рыб развиваются жабры. У нас их 4—5 пар. У эмбриона рыбы эти дуги действительно превращаются в жабры и челюсти. Из этих же самых структур у человека развиваются: челюсти, части среднего уха, хрящи гортани, части щитовидной железы.

Примерно до 8—й недели у человеческого эмбриона есть вполне отчетливый хвост, который даже содержит несколько позвонков и составляет около 1/6 длины всего тела. Это прямое наследие от наших хвостатых предков — от древних млекопитающих и приматов. Генетическая программа «вырастить хвост» все еще работает на ранних стадиях. Но затем включается другая программа, которая приказывает клеткам хвоста «рассосаться». От этого некогда важного органа у нас остался лишь копчик.

Чтобы выйти на сушу, нашим предкам-рептилиям пришлось изобрести нечто революционное — яйцо, позволяющее эмбриону развиваться в собственном «микро-водоеме». Мы, млекопитающие, сохранили все ключевые элементы этого изобретения. У эмбрионов птиц и рептилий есть огромный желточный мешок — это их «пакет с едой» на все время развития. У человеческого эмбриона тоже формируется желточный мешок! Это поразительный «призрак» прошлого. Наш желточный мешок практически пуст, ведь мы получаем питание от матери через плаценту. Но генетическая программа по его созданию настолько древняя и фундаментальная, что она все равно запускается. На ранних стадиях он выполняет важную функцию — производит первые клетки крови, но затем исчезает.

Плод в матке плавает в околоплодных водах, заключенных в специальный мешок — амнион, прямой потомок той самой водной оболочки, которая находится внутри яйца черепахи или крокодила. Мы просто «перенесли» этот личный «аквариум» из внешней скорлупы внутрь материнского организма.

Примерно на шестом месяце беременности тело плода покрывается тонким слоем мягких волосков — лануго. Это рудиментарный волосяной покров, наша первая «шерсть». Он является прямым напоминанием о наших пушистых предках-млекопитающих, для которых шерсть была жизненно необходима для терморегуляции. У человека лануго обычно выпадает незадолго до или сразу после рождения.

Эволюция не может просто «стереть» старый код и написать новый. Развитие — это сложнейшая цепная реакция, где каждый предыдущий шаг запускает следующий. Жаберные дуги, например, не только строят жабры, но и выделяют химические сигналы, которые запускают развитие сердца и головы. Если просто убрать эту стадию, весь последующий процесс развалится.

Поэтому эволюция действует как мудрый реставратор: она сохраняет древний и надежный фундамент, но изменяет то, что необходимо для адаптации. Она берет древнюю программу «построй жаберную дугу» и добавляет к ней новую подпрограмму: «а теперь из этой дуги сделай слуховую косточку».

Итак, какие тренды можно выделить?

От простоты к сложности. От одной клетки до триллионов, от примитивной трубки до сложнейшего мозга. Это базовый тренд на усложнение «конструкции». Практически всегда сначала возникает одна клетка (зигота), которая потом делится на миллионы других, пока не образуется эмбрион, а затем и младенец.

В доме появляется окно. Развитие начиналось как сильно запрограммированный внутренний процесс (червь). Постепенно эмбрион научился реагировать на внешние сигналы (икринки лягушек, спасающиеся от змей), коммуницировать между собой (эмбрионы перепелок попискивают, чтобы синхронизироваться и вместе вылупляться) и с родителями (амадины передают информацию яйцу о состоянии «погоды за окном»), и, наконец, у человека «перенимать» состояние матери.

Дозревание во внешнем мире. Эволюция начинала со стратегии «выпустить готовый продукт» (утенок, гусята). Но для создания самого сложного существа — человека, она выбрала гениальную стратегию «выпустить полуфабрикат и дособрать на месте». Эта незрелость при рождении и есть залог нашей невероятной способности к обучению и адаптации.

Повторение истории. В каждом эмбрионе мы видим отголоски наших древних предков. Это как живой учебник по эволюции, разворачивающийся прямо у нас на глазах. Эволюция — это не просто древо жизни, а огромная многотомная сага. А развитие эмбриона — это краткое содержание этой саги, которое природа «перечитывает» при создании каждого нового существа. Эмбрион человека никогда не является точной копией взрослой рыбы или ящерицы, но имеет поразительное сходство. Оно максимально на средних стадиях, затем развитие расходится: видоспецифичные черты формируются позже.

Рождение

Мы с вами уже подсмотрели, как эволюция творит свои шедевры в тишине и покое — в икринке, в яйце, в утробе матери. Но вот раздается первый писк, скорлупа трескается, и на свет появляется… чудо. И тут-то начинается самое интересное! Период после рождения, или постнатальный, — это как первый день на новой работе. У тебя вроде есть какие-то базовые инструкции, но как всё работает на самом деле, приходится разбираться на ходу. Как животные проходят эту «стажировку»? Эволюция придумала два гениальных, но совершенно разных подхода: одним она выдает подробнейшую инструкцию «сделай так, и выживешь», а другим — лишь тоненькую брошюрку и отправляет в «школу жизни».

Чтобы понять, как это происходит, сначала нужно познакомиться с двумя ключевыми типами обучения: облигатным (обязательным) и факультативным (необязательным). Между ними не всегда можно провести границу, часто поведение сочетает их.

— Облигатное научение (от лат. obligatus — обязательный) — это «обязательная школьная программа» от природы. Это обучение, которое должно произойти в строго определенный, короткий период жизни, иначе огромный риск недоразвитости. Оно жизненно необходимо для выживания вида. Это как выучить родной язык в детстве: если упустить момент, потом почти невозможно освоить (дети Маугли с возрастом резко теряют шансы хоть как-то заговорить на человеческом языке).

— Факультативное научение (от лат. facultas — возможный) — это «кружки по интересам» или обучение на протяжении всей жизни. Оно не привязано к жестким срокам и позволяет особи адаптироваться к уникальным условиям ее среды. Это как научиться готовить новое блюдо из старых ингредиентов или обновить приложение в телефоне.

Бактерии. Представьте себе новорожденную бактерию. У нее нет мамы, которая бы ее обняла и сказала: «ну, здравствуй, мир!». Она просто появляется в результате деления и… сразу начинает работать: искать еду, размножаться — всё по заложенной программе. Из клетки выходит крошечная, но уже полностью функциональная копия взрослого. У них нет времени на глупости. Их «детство» — просто период роста, как постепенное увеличение громкости на колонке.

Членистоногие. У них всё немного хитрее, но принцип тот же. Возьмем муравья. Он вылупляется из яйца, проходит стадии личинки и куколки, а потом «рождается» взрослым муравьем. И что дальше? А дальше он сразу знает, что делать! Никто не водит его на курсы «Как быть правильным муравьем». Он инстинктивно знает, как ухаживать за королевой, как строить муравейник, как искать еду.

Это как купить телефон, в котором уже установлены все приложения, и они работают идеально с первой секунды. Тебе не нужно ничего скачивать и настраивать. Включил — и пользуйся. Весь их постнатальный период — это выполнение жестко прописанного инстинктивного кода со слабыми элементами пластичности.

Пауки же не сразу становятся «взрослыми». Они проходят этапами через линьку — длительностью от нескольких месяцев до нескольких лет. Их взросление похоже на подъем по лестнице — вместо резкого метаморфоза, маленькие изменения. По мере прохождения через серию линек их морфология совершенствуется: развиваются более мощные конечности и зрительные системы. Это приводит к постепенным изменениям тактики охоты — от простых преследовательных движений к более тонким стратегиям, где используются укрытия и засады.

Насекомые если и заботятся о потомстве, то пассивно. Осы парализуют других насекомых, прячут в заведомо вырытых норках, откладывают яйца в них и просто уходят14. Потомство дальше само разберется: еда у них есть — этого достаточно.

Рыбы, амфибии, рептилии. У большинства этих ребят та же история. Малёк рыбы, вылупившись из икринки, сразу знает, как плавать и искать планктон. Головастик лягушки — тоже самостоятельный парень. А новорожденная черепашка? Это же просто гимн автономности!

Морские черепахи откладывают яйца в песок и уплывают. Когда черепашки вылупляются, обычно ночью, у них есть одна-единственная, но сверхважная задача: добраться до океана. Никто им не показывает дорогу. Они инстинктивно ползут к самому светлому горизонту (лунная дорожка на воде) и на звук прибоя. Это встроенный в мозг GPS—навигатор. У них нет права на ошибку, нет времени на обучение. Их первый и главный экзамен в жизни — спринт по пляжу, кишащему хищниками. Кто не справился — тот проиграл в эволюционной лотерее.

Эволюция сделала ставку на «жесткий диск» с предустановленными программами (инстинктами). Это выгодно, когда у тебя сотни и тысячи детенышей — за всеми не уследишь, так что пусть лучше они сразу всё умеют сами. Инстинкты — это надежный, но негибкий «стартовый капитал». Он идеален для тех, кто рождается в очень предсказуемой среде.

Мальки рыб первоначально уплывают от любого крупного объекта или тени, надвигающихся на них. Но со временем научаются различать события. Они перестают реагировать на безопасные случаи и распознают опасные. А помогает им в этом наблюдения за своей стаей.

Птицы. Появившись на свет, животное должно сразу ориентироваться. Для этого есть врожденная узнаваемость — избирательное отношение ко внешнему миру.