Лекция 4. Мышление простейших

Вот что писал об одном из видов одноклеточных – инфузории туфельке – биолог Б.Сергеев в книге «Парадоксы мозга» (Лениздат,1985):
«Из огромной армии простейших одноклеточных организмов в лабораторию почему-то проникли одни инфузории. Наблюдая за их поведением, придумывая простые и сложные эксперименты, ученые пришли к выводу, что для таких маленьких существ, какими являются инфузории, они необыкновенно умны и обладают отличной памятью.
Инфузорию-туфельку сажали в такой узкий капилляр, что ей трудно было протиснуться. Добравшись до конца капилляра, туфелька старалась повернуться. После 4-5 минут упорного труда это ей обычно удавалось. Терпеливо наблюдая в течение часа за ее прогулками по капилляру, можно было заметить, что повороты туфельке стали даваться легче. Через 10-12 часов она настолько осваивается с ситуацией, что поворачивается всего за 1-2 секунды. Чем еще можно объяснить результаты опытов, если не способностью инфузорий обучаться совершать поворот в сильно стесненных условиях узкого капилляра?
Находясь в питательном растворе, где содержат и разводят инфузорий, туфельки передвигаются толчками, совершая хаотические движения, и беспрерывно меняют направление. Но если их пересаживают в крохотные сосуды и инфузории вынуждены постоянно наталкиваться на стенки, поведение туфелек коренным образом меняется. Вместо того, чтобы петлять по своему помещению, они начинают двигаться вдоль его стенок. Причем в круглых микроаквариумах  инфузории вписывают в берега своих водоемов почти правильный восьмиугольник, в квадратных – квадрат, расположенный косо по отношению к стенкам аквариума, в треугольных – треугольник, упирающийся своими углами в середину стенок аквариума.
Наказывая инфузорию за непослушание, удалось научить туфельку, помещенную в капилляр, находиться только в темной или, наоборот, только в освещенной его части. Получив свою порцию наказаний, инфузория, заплывая за границу света и тени, сразу же останавливалась и тотчас поворачивала обратно. Вот, оказывается, какими умными могут быть эти удивительные крохотные создания!
Восхищение «умственными» способностями инфузорий продолжалось довольно долго, но всему приходит конец. Постепенно выяснилось, что у безмозглых существ не может быть и ума. Во всех описанных выше опытах никакого обучения на самом деле не происходит, поведение инфузории менялось по другим причинам. Туфельки, как и прочие живые существа, используют для дыхания кислород и выделяют углекислый газ. В тесном пространстве капилляра концентрация углекислого газа быстро возрастает. Его становится больше и в теле инфузорий. Под воздействием кислых веществ протоплазма разжижается и, естественно, поворачиваться туфельке становится значительно легче.
Не следует думать, что инфузории плавают вдоль стенок своего микроводоема в поисках выхода. Просто у себя дома, где в воде много бактерий и выделяемого ими углекислого газа, у инфузорий принято совершать хаотические движения. Из мелкого микроводоема углекислый газ быстро улетучивается, а в чистой воде инфузории предпочитают двигаться прямолинейно. Однако крохотные размеры водоема не дают им полностью проявить свои способности. Инфузории постоянно натыкаются на стенки, и здесь срабатывает еще одна особенность их движения – наткнувшись на препятствие, инфузории отскакивают от него под углом 20 градусов. Вот почему в маленьких мелких сосудах движения туфелек упорядочиваются.
Еще проще объясняется приобретение инфузориями умения не пересекать границ света и тени. Они ни на свет, ни на темноту не обращают абсолютно никакого внимания. Если границу света и тени сдвинуть, туфельки будут невозмутимо проскакивать эту черту и останавливаться на прежнем месте, где их раньше наказывали. Инфузории вооружены стрекательными капсулами. Когда туфельку подвергают воздействию электрического тока, она в ответ отвечает залпом своих батарей, выстреливая длинными ядовитыми гарпунами. Поскольку во время обучения удары электричества обрушиваются на инфузорию в момент перехода границы света и тени, именно здесь постепенно образуются целые облачка взвешенных в воде ядовитых гарпунов. Натыкаясь на свое же оружие и получая чувствительные уколы, инфузории невольно останавливаются и поворачивают вспять. Так что и в этом случае никакого обучения не происходит».
Мы видим, что действия инфузории достаточно разнообразны и сложны. Инфузория может двигаться, причем по-разному: прямо – в открытом пространстве, меняя направление движения – среди сородичей, разворачиваясь – в капилляре. Кроме того, инфузория может использовать оружие – стрекательные капсулы (трихоцисты). При этом зрения у инфузории нет, стреляет она вслепую.
Где-то внутри инфузории должно приниматься решение, что делать: двигаться, вертеться или стрелять. Но инфузория не имеет мозга, даже нервных клеток – она сама и есть своя единственная клетка. Единственно возможное объяснение – поведением инфузории управляет ее внутренний химический состав.
Интересно, что в Интернете практически не найти картинку инфузории-туфельки с указанием наличия у неё трихоцист. Вот единственная ссылка, которую мне удалось найти: Да ещё на картинке, которую я вставляю перед этой лекцией, на единственной из всех, указаны трихоцисты.
Инфузория, как всякое живое существо, одни вещества забирает из окружающей среды (питательные вещества и кислород), другие выбрасывает наружу. Если питательных веществ недостаточно, химический состав инфузории меняется, и её части конструкции начинают работать по-другому (Б.Сергеев не пишет, как: то ли она активизируется, то ли, наоборот, затормаживает жизненные процессы до лучших времен). Если инфузория находится в капилляре, накопившиеся в ней продукты жизнедеятельности не просто делают ее гибкой – они включают какие-то дополнительные устройства, при помощи которых инфузория разворачивается. Мало быть гибким – надо еще уметь этой гибкостью пользоваться. Ну а стрекательные капсулы срабатывают, видимо, на резкие изменения внутренней среды, не связанные с концентрацией питательных веществ, кислорода, продуктов жизнедеятельности. В теле инфузории постоянно происходят какие-то химические реакции, концентрации веществ в ней постоянно изменяются, полностью определяя её поведение.
Такой вывод кажется странным.
Во-первых, поведение инфузории, казавшееся таким осмысленным, целесообразным, вдруг предстает полностью механическим, жестким, предопределенным.
Во-вторых, возникает недоумение: откуда химические реакции знают, как надо инфузории поступать? Особенно непонятно появление у инфузории стрекательного оружия. Не имея ни малейшего представления о том, что существуют враги, и о том, что такое «стрельба», инфузория умудряется стрелять по врагам!
Почему инфузория, которая не умеет мыслить, ничего не понимает, действует так, как будто все понимает, все обдумывает?
Инфузории, такие, как они сейчас, существовали не всегда. Первые одноклеточные, возникшие на Земле, во всяком случае не имели стрекательных капсул: они были первыми, им не от кого было обороняться. Значит, инфузории возникли из каких-то других одноклеточных, и сколько было промежуточных стадий, мы и догадываться не можем. Каждое изменение строения инфузории – это, очевидно, изменение её алгоритма поведения.
Значит, имело место мышление. Но кто мыслил, если сама инфузория мыслить не может? Ответ очевиден: мыслил тот, кто менял алгоритм поведения инфузории. Мыслила природа. Причём механизм мышления был примитивный и целиком вписывающийся в концепцию эволюции современных биологов-генетиков: случайные изменения, выживание наиболее приспособленных, передача при делении приобретённых случайных изменений потомству. Конечно, получить что-то полезное случайно чрезвычайно трудно, но впереди были миллиарды лет попыток, огромная база для испытаний (каждое одноклеточное существо в принципе могло породить новый вид), проверка на успешность изменений буквально в каждой клетке (у многоклеточных после появления полового размножения эта возможность пропала).
И в результате выжили только те инфузории, которые при попадании в узкие места размягчались, разворачивались и выплывали наружу, а те, которые были лишены этого свойства, застревали и погибали. Даже прямолинейное движение в чистой воде полезно: оно позволяет инфузориям расселяться, находить новые пригодные для жизни места.
Хочу обратить внимание на одну опасность, возникающую при исследовании мышления,  – приписывать другим существам свои возможности. Заметьте в цитированном выше отрывке о поведении инфузорий – исследователи полагали, что инфузория может думать, хотя совершенно точно знали, что думать ей нечем! Даже автор приведенной цитаты не избавился от подобных иллюзий, раз он пишет: «у инфузорий принято совершать…», «инфузории невольно останавливаются и поворачивают вспять». Ведь разворот у существа, не имеющего представлений о пространстве, о направлении – это уникальная по сложности операция!
Эта привычка – приписывать живым существам (и даже неживым объектам) человеческие качества  - «антропоморфизм» – является одной причин представлений о божественном управлении и о биополе. В самом деле, если думать инфузории нечем, а она все-таки думает, значит, кто-то ей помогает.  Одни считают, что это всемогущий бог, другие – что неизвестное науке поле.