Двусторонняя связь между чувством и действием характерна для всех известных живых организмов, включая одноклеточных. При переходе к первым животным, обладающим нервной системой, механизм внешнего восприятия и обмена сигналами обратился вовнутрь, обеспечив координацию внутри новых укрупнившихся живых единиц. Какова бы ни была первоначальная функция нервной системы, на границе эдиакарского и кембрийского периодов возникли новый режим поведения животных и такое строение тела, которое позволяет его. Между организмами возникли новые взаимосвязи, в первую очередь «хищник — жертва». Древо продолжало ветвиться, в ряде случаев увеличился мозг и осуществилось два эксперимента по созданию крупных нервных систем — один в ветви позвоночных, другой в ветви головоногих.
Напомнив эти общие контуры, я обращусь к некоторым особенностям древа жизни, которые обретают новое значение, если заново взглянуть на них теперь. Речь идет о тех частях древа, которые становятся заметны, если ближе рассмотреть те ветви, которые в начальных главах обозревались лишь издали. Например, рассматривая позвоночных, мы обнаруживаем среди них себя и других млекопитающих. Но млекопитающие — не единственные позвоночные с высокоразвитым интеллектом. Рыбы и рептилии способны вытворять удивительные вещи, но главный пример, который приходит мне на ум, — птицы, такие как попугаи и врановые. Мозг всех позвоночных являет собой «вариации на тему», он имеет много общего, но и расхождения достаточно глубоки. Общий предок птиц и человека — пресмыкающееся, жившее, вероятно, около 320 миллионов лет назад, еще до эры динозавров[202]. С того времени у позвоночных несколько раз независимо эволюционировал большой мозг. В главе 3 я писал, что история увеличения мозга имеет в общих чертах форму рогатки, одна ветвь которой ведет к позвоночным, вторая — к головоногим, но это было упрощение. При ближайшем рассмотрении ветвь позвоночных сама обнаруживает значимые внутренние развилки.
В главе 3 я осветил начальную эволюцию головоногих, затем следуют главы об осьминогах и каракатицах. Те и другие — головоногие, но между ними множество различий. Как развивалась история их ветви? В эволюционной линии головоногих явно произошло заметное расхождение. Насколько оно глубоко?
Когда-то считалось — на основании палеонтологических данных, — что группа головоногих, включающая осьминогов, каракатиц и кальмаров (их общее название колеоиды), появилась в эру динозавров, около 170 миллионов лет назад. В конце динозавровой эры и позже они развили знакомое нам многообразие форм.
В знаменитой статье 1972 года Эндрю Паккард доказывал, что эволюция этой группы головоногих происходила параллельно с эволюцией определенных рыб[203]. Примерно 170 миллионов лет назад некоторые рыбы начали принимать «современный» облик. Древние головоногие прежде играли роль главных морских хищников. Среди рыб появились новые формы, способные конкурировать с ними, и головоногие откликнулись новым витком эволюции. Гонка вооружений включала развитие сложного поведения.
Представление, что современные головоногие возникли в результате однократного, сравнительно недавнего скачка, как будто поддерживает точку зрения, что крупные нервные системы головоногих появились вследствие разовой эволюционной случайности, за которой последовала позднейшая диверсификация. Гипотезу «случайности» интеллекта у этих животных нередко принимают всерьез. Безусловно, был и остается соблазн думать, что у головоногих, в особенности у осьминогов, «многовато» мозга для животных, проживающих столь краткую и антиобщественную жизнь. Случайность это или нет, история событий в изложении Паккарда и других ученых насаждала представление, что это был единый процесс: развитие большого мозга у головоногих как таковых, с небольшими поздними вариациями.
Но потом историю пришлось переписать. Паккард основывался на палеонтологических данных, которые для мягкотелых животных всегда фрагментарны. Позже на сцену вышли данные генетики, и картина изменилась. Согласно новейшим представлениям, последний общий предок осьминогов, каракатиц и кальмаров жил не 170, а 270 миллионов лет назад[204]. В это время разделились эволюционные линии «восьминогих», куда входят осьминоги (т. е. «восьминоги») и глубоководные Vampyromorpha, и «десятиногих», куда входят каракатицы и кальмары.
То, что время разделения отодвинулось назад на 100 миллионов лет, совершенно меняет эволюционный сценарий. Расхождение теперь помещается в пермский период, до появления динозавров. Условия жизни в океанах тогда были совсем иными. Это не отменяет возможной конкуренции между головоногими и рыбами, но удревнение даты с гораздо большей вероятностью означает, что головоногие развили сложную нервную систему по меньшей мере дважды, один раз у предков осьминогов и один раз у предков каракатиц и кальмаров[205].
Вы могли бы возразить: возможно, общий предок всех головоногих уже достиг значительной сложности поведения и был самым умным животным в пермских морях. Дата расхождения не исключает такого варианта. Но другие новые данные свидетельствуют против него. В 2015 году был впервые секвенирован геном осьминога[206]. Из генов можно извлечь кое-какую новую информацию о том, как формируется нервная система в ходе развития отдельной особи. У нас в этом участвует класс молекул, называемых протокадгеринами. Оказывается, тот же класс молекул используется при формировании нервной системы осьминога.
Интересно, что в обоих случаях используются сходные инструменты. Но выяснилось и другое. Эти молекулы, задействованные в формировании нервной системы, диверсифицировались и у кальмаров, и у осьминогов, причем, по-видимому, независимо, после расхождения двух групп. В эволюционной линии осьминогов присутствует рост разнообразия этого класса молекул, и у кальмаров такое же увеличение разнообразия произошло независимо. Следовательно, молекулы, отвечающие за формирование мозга, диверсифицировались по крайней мере трижды — неоднократно у головоногих и один раз у животных вроде нас.
Значимость этого открытия зависит от того, насколько каракатицы и/или кальмары наделены интеллектом в истинном смысле слова. (В рамках этого вопроса каракатиц и кальмаров можно объединить в одну группу.) По части когнитивных способностей о каракатицах мы знаем гораздо меньше, чем об осьминогах, и еще меньше известно о кальмарах. Но накапливающиеся в наше время данные указывают на то, что загадочные каракатицы тоже обладают немалыми мозговыми способностями.
Один из примеров — недавний эксперимент по изучению памяти, который провели Кристель Жозе-Альв и ее коллеги в Нормандии (Франция) на каракатицах, принадлежащих к более мелкому виду, чем гиганты, о которых я писал в предыдущих главах[207]. У животных имеется несколько видов памяти. Для человеческого опыта важна эпизодическая память — память о конкретных событиях, отличная от памяти о фактах и навыках. (Ваши воспоминания о прошлом дне рождения относятся к эпизодической памяти; ваша память о том, как надо плавать, — это процедурная память, а ваша память о том, где находится Франция, — это семантическая память.) Жозе-Альв и ее команда положили в основу своего опыта с каракатицами знаменитую серию экспериментов, продемонстрировавших наличие чего-то подобного эпизодической памяти у птиц; в команду привлекли ведущую специалистку по птицам — Николу Клейтон. В исследованиях как птиц, так и каракатиц говорится о «квазиэпизодической» памяти, поскольку у людей эпизодическая память содержит ярчайший элемент субъективного переживания, и ученые не уверены, что то же самое можно сказать о других животных.
Квазиэпизодическая память в этих экспериментах определялась как память о том, где и когда можно найти определенный вид пищи; это память типа «что-где-когда». Опыты с каракатицами проводились так. Сначала исследователи определяли, какой из двух видов пищи (крабов или креветок) предпочитает каждая особь, а затем каракатицам создавали ситуацию, в которой каждый из видов пищи ассоциировался со своей визуальной подсказкой в аквариуме. Порции их любимой пищи (это оказались креветки) возобновлялись медленнее, чем другой; если они съедали креветок, то новая порция поступала на то же место только через три часа, тогда как добавка краба выдавалась через час. Каракатицы запомнили, что, если их выпускают в аквариум всего через час после того, как они поели креветок, не имеет смысла возвращаться в то место, куда кладут креветок, — там будет пусто. После часовой паузы они направлялись туда, куда клали крабов. Но если пауза составляла три часа, они отправлялись за креветками.
Существование эпизодической или квазиэпизодической памяти во всех этих группах — млекопитающих наподобие нас, птиц и каракатиц — впечатляющий пример почти наверняка независимой эволюции параллельно в различных линиях. Не знаю, пробовал ли кто-нибудь проводить такие опыты с осьминогами, и не знаю, как бы они справились с этим заданием. Работа Жозе-Альв демонстрирует достаточно сложные когнитивные навыки у десятиногих, мозг которых эволюционировал достаточно независимо от мозга осьминогов. Иными словами, это свидетельство параллельной эволюции интеллекта внутри линии головоногих. Это подкрепляет гипотезу о том, что возникновение сложной нервной системы у головоногих было не случайностью. Она не была разовым «изобретением», которое затем сохранилось с некоторыми вариациями в двух различных линиях. Скорее одно усложнение нервной системы имело место в линии осьминогов, а второе — параллельно, у других головоногих.
Соотношение между осьминогом и каракатицей напоминает соотношение между млекопитающими и птицами. В линии позвоночных расхождение около 320 миллионов лет назад привело к млекопитающим и птицам, и в обеих ветвях возник большой мозг при несколько различном строении тела. В линии головоногих и осьминог, и каракатица имеют план строения тела моллюска, но расхождение между ними почти такой же исторической глубины, и у них тоже параллельно развился большой мозг.