Иногда утром вы видите бегущий по стене солнечный зайчик. Вот он упал на подоконник и нагрел его. Затем скользнул на зеленый лист комнатного цветка — ив мельчайших клеточках листа началось превращение простых неорганических веществ в сложные органические. Наконец, он добрался до вашей руки. В коже тотчас же начались еще более сложные физико-химические процессы, и вы ощутили тепло. Эти три очень разные явления объединяет только одно: каждый живой и неживой предмет изменяется под воздействием внешней среды. Но между живыми существами и неживыми предметами огромная разница. Камни под действием иссушающей жары будут постепенно разрушаться, а растения и животные будут изменяться и приспосабливаться к этим трудным условиям, чтобы не погибнуть. Все вы видели кактус в ботаническом саду или у себя дома. Это растение мексиканских пустынь. Прошли миллионы лет, пока под действием внешних условий в пустыне, где все живое борется за каждую каплю воды, листочки кактуса превратились в иголки, а толстый мясистый стебель стал основным хранителем воды. Животные тоже приспособились к жизни в пустынях. Например, антилопа-сайга или верблюд могут неделями обходиться без воды и питаться растущими в пустыне колючими растениями. Вот капля воды из пруда. Посмотрите на нее в микроскоп. Какие странные существа увидите выЛ'По форме они напоминают след остроносого башмачка, отороченного по бокам быстро двигающимися ресничками. Ученые назвали такое существо парамецией, или туфелькой. Туфелька — только один из видов особых животных — инфузорий. Она построена всего из одной клетки.
Дотронемся до туфельки острой иголкой. Она сейчас же убежит от прикосновения. Положим под стеклянную банку, где плавают туфельки, черную бумажку так, чтобы одна половина дна была светлой, а другая — темной. Туфельки тотчас же побегут на темную половину. Чем же ощущают они свет и темноту, прикосновение иголки, движение воды и т. п.? Очевидно, всем своим маленьким телом.
На примере туфельки видно, что клетка, построенная из живого вещества, обладает очень важными свойствами, которых нет у неживых предметов. Эти свойства — возбудимость и проводимость. Протоплазма живой клетки (особенно ее наружные слои) способна воспринимать раздражения из внешней среды и соответственно отвечать на них. Но ведь туфелька состоит только из одной клетки. А если организм построен из многих миллиардов клеток, как например наше тело? Что связывает и объединяет работу этих многочисленных клеток, какие органы сигнализируют нам об опасности или о благоприятных условиях?
Чтобы ответить на эти вопросы, нужно заглянуть в далекое прошлое и посмотреть, как развивались живые существа.
КАК ПОЯВИЛАСЬ НЕРВНАЯ СИСТЕМА
Жизнь возникла на Земле миллиарды лет назад в теплом мировом океане. Тогда создались такие условия, при которых неорганические вещества превратились в органические, а затем в живую протоплазму— вещество, способное реагировать (отзываться) на внешние стимулы примерно так же, как это делает амёбд или инфузория. Только потом из этих бесформенных кусочков живого вещества возникли одноклеточные существа, подобные амёбам и инфузориям. Некоторые из них при делении не расходились в разные стороны, а оставались вместе и образовывали из тесно прилегающих друг к другу клеток колонию.
Но прошли миллионы лет, и в колонии клеток произошли удивительные изменения. Клетки, входившие в состав колонии, специализировались. Одни из них получили способность сокращаться, другие приобрели защитные приспособления, а третьи стали особенно чувствительны к внешним раздражениям. На колонию с разных сторон падали солнечные лучи, нападали одноклеточные животные, ее омывали токи жидкости разной температуры. Под влиянием этих многочисленных стимулов протоплазма некоторых клеток колонии изменила свое строение. Она стала способна воспринимать сигналы опасности или благоприятных условий и передавать их другим клеткам колонии.
Эти клетки, воспринимающие раздражения из внешней среды и отвечающие на них, образовали на первых порах сеть. Она как бы рассеялась по всему телу колонии, чтобы каждый ее участок вовремя принимал сигналы из внешней среды. В отличие от других такие клетки приобрели длинные отростки, при помощи которых сигналы из внешней среды передаются на сравнительно большие расстояния: скажем, от одного конца тела животного к другому. Такую колонию клеток, уже начавшую превращаться в единый организм, можно увидеть все в той же капле воды из пруда. Это гидра — маленькое животное, еле видимое простым глазом. Все тело гидры точно сеточкой опутывают отростки описанных выше клеток. Они воспринимают раздражения из внешней среды, передают их по своим отрост.кам к стрекательным клеткам или к мышцам и заставляют гидру то выпустить защитные нити, то сократиться. Эта система клеток, выполняющая сторожевую и согласовывающую функции, называется нервной системой. Животное, имеющее нервную систему, приобрело огромные преимущества по сравнению с колонией клеток.
Но у гидры еще самая низкая ступень развития нервной системы. В дальнейшем нервные клетки, бывшие сначала в наружных частях организма, стали погружаться в глубь тела, скапливаться вместе и образовывать узелки. Возникли особые приборы — органы чувств. Они стали воспринимать внешние раздраже-/ния, а затем передавать их на волокна нервных клеток. Сами же нервные клетки стали перерабатывать эти стимулы и передавать их другим органам тела. Вы, вероятно, видели земляного червя. Тело его делится на многочисленные членики, или сегменты. Если вскрыть червя, то можно увидеть, что вдоль его тела тянется тонкая ниточка — нервный ствол, а в каждом членике на^этой ниточке имеется утолщение, или узелок. Узелки — это скопления тел нервных клеток, а сама нить — отростки этих клеток. Такой тип нервной системы называется узловым. Он совершеннее сетчатого, который присущ гидре. Узловая.нервная система есть у всех животных, не имеющих скелета: у моллюсков, насекомых, червей и некоторых других. Она еще недостаточно полно объединяет работу разных участков тела животных. Если червя разрезать на две или большее число частей, то каждая часть его тела будет жить совершенно самостоятельно и восстановится до целого червя. Даже у самых высокоразвитых беспозвоночных (насекомых) сегменты тела могут долго жить, несмотря на тяжелые нарушения целости нервной системы. Муха, например, может долго бегать даже с оторванной головой.
Следующая ступень развития нервной системы — нервная система позвоночных животных. Строение ее иное. Нервные клетки этой системы образовали трубку, которая тянется вдоль всего тела и обычно заключена в мощную оболочку, состоящую из позвоночника и черепа. У позвоночных животных тело также делится на участки — сегменты. Но эти сегменты не изолированы друг от друга, как у червей и насекомых, а тесно связаны между собой и составляют части единого организма. Нервная система объединяет различные части тела позвоночного животного и согласовывает их работу
До нашего времени дожило одно животное, у которого достаточно хорошо развит спинной мозг и почти не развит головной. Это ланцетник. У него вместо головного мозга на переднем конце нервной трубки имеется лишь небольшое утолщение.
Прошли миллионы лет, пока от существ, подобных ланцетнику, произошли рыбы — животные с более совершенной нервной системой.