Эволюция

следовательно, и высокого совершенства нервной системы, стадной

организации, взаимоотношений между полами. Таким образом, количественные

изменения в приспособительных возможностях животных приводят к

качественному изменению как индивидуальных характеристик особей, их

взаимоотношений, так и экологической ситуации.

Особую значимость приобретают изменения в способах нервной деятельности.

Эффективная деятельность организма в целом требует управления им. Причем

управление, охватывает две основные сферы. Управление процессами внутри

организма, и управление взаимодействия организма с окружающей средой.

Управление процессами внутри организма может производиться многими

способами. Простейший, как и в клетке - химический, то есть посредством

химических соединений, как общих, так и специализированных. Общие - соль в

крови например. Специализированные – секреты различных желез. Преимуществом

такого способа управления, его простота в реализации, недостаток -

медленное действие и неопределенность в адресации. Такой способ реализуется

в отношении процессов типа пищеварения. Но уже управление сердечной

деятельностью, органами дыхания и тем более действиями организма по

отношению к внешней среде требует быстрой и целенаправленной передачи

информации, которая осуществляется при помощи нервной системы. В самом

примитивном виде нервная система осуществляет передачу сигнала от рецептора

до исполнительного органа. Связь здесь жесткая и однозначная. Возникает

рефлекторная дуга. Очевидно, что не всегда на данное раздражение должна

быть однозначная реакция. Могут быть условия, от которых может зависеть и

реакция. Условиями является состояние других рецепторов, которые в

совокупности определяют действительную ситуацию и предпочтительную реакцию.

Сбор и обработка совокупности сигналов предопределяет образование центров

такой обработки.

Точное и наиболее эффективное поведение требует анализа гораздо большего

количества информации, чем управляющих воздействий. Это определяет то, что

центральная нервная система располагается поблизости от основных, наиболее

значимых и порождающих наибольшее количество информации рецепторов - зрения

и слуха.

Формирование рефлекторных дуг производиться в процессе эволюции и

закрепляется на генетическом уровне. Однако эффективное поведение животного

в условиях сложной, переменчивой обстановки требует формирования временных

рефлекторных дуг в процессе жизни, то есть формирование условного рефлекса.

Такая способность в принципе заложена уже на ранних ступенях эволюции, то

есть тогда, когда сформировалась центральная нервная система. Возможность

эта заключается в том, что при формировании сложной и запутанной сети

связей между нейронами, пути прохождения сигналов становится

неопределёнными. Сигнал может прийти в одно и тоже место по параллельным

путям, или уйти в разные адреса. В связи с этим, управление нервной сетью

является важным условием эволюционного развития.

Вообще говоря, нервная система не является чисто нервной. В какой-то

степени она является и гуморальной. Действительно, передача сигнала через

синапсическую щель происходит химически, при помощи медиатора, то есть

гуморально. С другой стороны существует и механизм нейросекреции, то есть

выделение секретов самими нейронами. Да и секреторная деятельность

происходит не без участия и контроля со стороны нервных центров. В природе

нет четкого разделения функций. Создав те или иные механизмы природа широко

их применяет, разнообразя, видоизменяя, сочетая с другими механизмами. Тем

не менее, именно развитая нервная система является условием существования

высших животных, их необходимым признаком.

Характернейшим признаком саморазвивающейся материи, как мы упоминали

выше, является формирование новых принципов на базе уже созданных структур.

Что такое нейрон? Это вообще говоря та же клетка, у которой на базе ее

внутренних резервов морфологической изменчивости втуне возможные процессы

усиливаются настолько, что клетка может выполнять определенные

специфические функции. Действительно, мы уже ранее упоминали, что как

наружная, так и внутренние мембраны клетки обладают электрическим

потенциалом. Этот потенциал вообще говоря компенсируется ионами солей,

растворенными в воде. Очевидно, что если по тем или иным причинам в каком-

то месте произойдет деполяризация мембраны, то возникнут ионные сдвиги,

которые приводят к появлению токов, перераспределению ионов и вообще

распространению вдоль мембраны сигнала. Это происходит во всех клетках, но

если клетка несколько видоизменится, например вытянется, то этот эффект

выразится больше. Раздражение в одном конце клетки вызовет распространение

сигнала вдоль нее до другого конца. И дело времени, что бы в процессе

естественного отбора клетка дошла до высокой степени специализации, став

нейроном.

Но нервная система это не одна клетка, это система взаимодействующих

клеток-нейронов между собой и другими клетками. Здесь тоже должен быть

использован механизм уже в клетках существующий. Жизнедеятельность клетки,

как мы рассматривали выше, есть взаимодействие со средой. Это

взаимодействие происходит через мембраны путем прохождения через нее в

клетку и из клетки химических веществ. Очевидно, что и взаимодействие между

клетками должно происходить путем химического взаимодействия при котором

через мембрану одной клетки должны выбрасываться вещества, приводящие к

изменению потенциала другой клетки на ее конце и вызывающее появление

распространяющегося ионного потенциала действия. Таким образом, возник и

развился синапсический механизм. Мы описали простейший - униполярный

нейрон. Такие нейроны встречаются в нервной системе беспозвоночных или в

период эмбрионального развития позвоночных, то есть они являются наиболее

древними, но дело времени, чтобы появились биполярные и мультиполярные

нейроны. Итак нам в целом ясна сущность нейрона.

Однако один нейрон это не нервная система. Мало того, для организации

хотя бы одной рефлекторной дуги должно быть привлечено масса нейронов.

Действительно, если рефлекс имеет жизненно важное значение и

пространственно должен охватить расстояние в десятки сантиметров, то должна

быть обеспечена очень высокая надежность, точность и достоверность

информации. Это с одной стороны достигается дублированием, то есть

запараллеливанием нейронов. С другой стороны, учитывая возможность в силу

случайных причин возникновения самопроизвольного возбуждения нейрона,

должен сигнал представлять собой сумму большого числа сигналов отдельных

нейронов, что достигается тем, что рефлекторная цепь включает в себя

большое количество связанных между собой нейронов.

Но при этом становится еще более высокой вероятность самопроизвольного

возбуждения нервной цепи. И она действительно имеет место в виде фоновой

импульсной активности. И это очень хорошо. Действительно, сигнал

распространяется вдоль аксонов в виде перезаряда мембранного потенциала, то

есть в виде импульса. Но скажем положение конечности не может быть

двухпозиционным, соответствующим наличию или отсутствию импульса. Она

должна принимать и промежуточные положения. При этом сила воздействия

сигнала должна зависеть от единственно возможной в данном случае

характеристики - числа импульсов. Некоторое число импульсов ниже некоторого

порогового значения не вызывает действия. Это и есть фоновая активность.

И она полезна хотя бы по двум обстоятельствам. Она как бы тренирует нервные

цепи, создает определенный тонус исполнительных органов и создаёт

возможность для реагирования отдельного нейрона и нервной системы в целом в

двух направлениях, а именно как в сторону усиления возбуждения, так и в

сторону торможения.

Такая оценка позволяет увязать фоновую импульсную активность с состоянием

возбудимости центральной нервной системы и тонуса ее нервных центров. Но

более, наверное, важным является то, что создаются условия для гибкости

нервной системы. Ведь фоновая импульсная активность делает состояние

нервной системы динамичным, подвижным. Скажем, реакция на повторяющийся

раздражитель становится все более быстрой и мощной. Появляется возможность

для формирования условных рефлексов.

Этому же способствует то, что сеть из нейронов неминуемо должна

формировать замкнутые цепи (зачастую они же являются источником и фоновой

активности) в которых возникает триггерный эффект. Это уже дает основу для

формирования элементов памяти. Эти механизмы становятся исходной базой для

формирования развитой нервной системы высших животных состоящей из нервных

центров, высокого уровня централизации, иерархии и специализации их. Такая

структура позволяет обеспечить гибкость нервной системы, обучаемость и

приспособляемость животного. С усложнением организма, мутации в генном

аппарате все с меньшей вероятностью могут привести к появлению

прогрессивных изменений. В подавляющем случае они приводят к снижению

жизнестойкости организма. В связи с этим сохраняемость видовых признаков

становится одним из важнейших условий его выживания.

В процессе эволюции создаются необходимые способы защиты от межвидового

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8