Хотя наборы генетических инструкций поразительно стабильны, в них все же происходят некоторые изменения. У коров длинноногой породы иногда появляется коротконогое потомство. Бывают случаи, что кошки и собаки рождаются без хвоста. Эти самопроизвольные изменения в содержании генетических инструкций, передающиеся от родителей потомству, известны под названием мутаций и являются, по-видимому, результатом своего рода «несчастных случаев». Многие из таких мутаций, быть может большинство, возникают под действием излучений. Частица с высокой энергией, порожденная космическими лучами или естественными радиоактивными веществами, случайно проходит через половые железы будущего родителя, нарушая расположение нуклеотидов в генах одной из клеток железы, что приводит к появлению «опечатки» в наборе инструкций, заложенном в этой клетке. Позже эта ошибка или изменение воспроизводится в семенной или яйцевой клетке, которая будет участвовать в формировании новой особи, а новая особь передает видоизмененный набор инструкций своему потомству.
Мутации, чем бы они ни вызывались, создают новые генетические инструкции, которые столь же стабильны и воспроизводимы, как и первоначальные, и могут поэтому передаваться из поколения в поколение. Когда у плодовой мушки под действием рентгеновских лучей возникает мутантная форма с белыми глазами, то и через 75 поколений глаза у мух с мутантым геном остаются такими же белыми, какими они были у первых измененных особей! Выведение и улучшение пород скаковых лошадей, крупного рогатого скота и собак основано на постоянстве и непрерывности генетической информации, передающейся от родителя к потомству. Тот, кто этим занимается, знает, что новая генетическая линия животных с желетельными признаками, если охранять ее от засорения, в дальнейшем всегда будет давать чистое потомство.
Именно мутации и служат «сырым материалом» для эволюции. Если новый признак, возникший в результате мутации, благоприятствует выживанию, то особь имеет шансы прожить дольше и оставить больше потомства, чем ее немутантные сородичи. Ее потомки тоже будут иметь больше шансов достичь половой зрелости и оставить новое потомство; таким образом, в следующем поколении будет относительно больше особей, клетки которых содержат новые инструкции. В конце концов особи с новым признаком, благоприятным для выживания, могут полностью вытеснить менее приспособленных обладателей прежнего набора генов.
Генетический контроль особенностей поведения; эволюционная гипотеза. Все сказанное, быть может, очень интересно и важно, но какое отношение оно имеет к предмету нашего обсуждения — к тем вычислительно-управляющим функциям головного мозга, в основе которых лежат постоянные связи? Ответ очень прост: эти особенности поведения тоже обусловлены морфологическим строением организма, в данном случае — специфическим способом взаимного соединения нейронов. Инструкции для этого соединения, как и для других признаков, физическая природа которых более очевидна, содержатся в генах. Тот же врожденный механизм, с помощью которого генетические инструкции во взаимодействии с окружающими химическими веществами определяют надлежащее развитие мышц или внутренних органов, автоматически и точно соединяет нейроны в вычислительно-управляющие цепи согласно требованиям наследственности. И те же процессы должны контролировать эволюционное развитие наследственных особенностей поведения. По-видимому, изменения в наследственных формах поведения вызываются мутациями в генах, определяющих соединение нейронов. Если изменение в поведении повышает вероятность выживания особи, то ее потомки от поколения к поколению будут становиться многочисленнее и в конце концов новая особенность поведения станет свойственна всему виду.
Воздействие эволюционных механизмов на поведение. по крайней мере в случае простых рефлексов и таксисов, так же легко представить себе, как и влияние их на обычные морфологические признаки вида. Мутантные изменения в нейронной схеме ночной бабочки, повышающие эффективность связи между сенсорными нейронами, чувствительными к запаху самки, и эффекторными нейронами, управляющими летательными мышцами, легко могли бы дать начало новой линии бабочек, у которых вероятность спаривания больше. Если бы особи этой новой линии давали в среднем на 20% больше потомства, чем немутантные особи, то всего лишь за 4 поколения популяция мутантных бабочек могла бы по числу особей стать вдвое больше колонии исходного типа при той же первоначальной численности. Конечно, в реальных В которых новая линия представлена вначале ничтожным меньшинством среди неизмененной популяции и отсутствуют факторы, способствующие искусственному ускорению процесса путем контролируемого скрещивания особей с желательными признаками, для возникновения заметных изменений требуется гораздо больше времени. Вместе с тем мы должны помнить о том, что численность популяций насекомых и некоторых других низших животных может достигать многих миллиардов и что продолжительность жизни особей у этих низших форм так коротка. что поколения могут сменяться каждые несколько не де ль или месяцев. Поэтому легко представить себе, что статистические механизмы, благодаря которым эволюция за миллионы лет достигла столь удивительных результатов, могла оказаться вполне достаточными для выработки и усовершенствования таксисов и рефлексов, играющих такую большую роль в поведении многих низших животных.