Некоторые растения, например «стыдливая мимоза», свёртывают свои лепестки от малейшего к ним прикосновения. Это явление может быть рассматриваемо как своеобразная чувствительность клеток растительного организма к прикосновению, но не как деятельность специальных органов чувств.
Растение не располагает никакими органами чувств, поэтому нельзя говорить о его поведении.
Простейшее одноклеточное животное, например амёба, состоит из протоплазмы, ядра и тонкой оболочки (рис. 1).
Рис. 1. Строение одноклеточного животного (амёбы): а — ложноножки при помощи которых амёба передвигается и захватывает пишу; б — ядро; в — сократительная вакуоля; г — захваченная амёбой пища.
Амёбу легко обнаружить при помощи лупы или микроскопа в капле стоячей воды с гниющими растениями. Наружный слой амёбы довольно чувствителен. Если рядом с амёбой под стеклом микроскопа оказываются клетки водорослей, которыми она питается, или мельчайшие зёрнышки краски, например кармина, то амёба, прикоснувшись к ним своим наружным чувствительным слоем, тотчас же окружает их выростами своего тела, так называемыми ложноножками. Постепенно обволакивая ими встретившийся ей предмет, амёба втягивает его и переваривает с помощью соков, содержащихся в её теле. Непереваренные частицы, зёрнышки кармина, а также продукты обмена веществ, амёба выбрасывает из организма. Следовательно, она обладает способностью выделения, очистки организма.
Этому простейшему одноклеточному существу, таким образом, свойственна некоторая реактивность. Амёба даёт ответную реакцию на получаемые извне раздражения. Реакция эта выражается в данном случае в движении ложноножек, в переваривании пищи и выделении негодных отбросов.
Хотя раздражимость и способность к реакции у амёбы довольно высоки, они всё же имеют простой и однообразный характер. Амёба реагирует на многие явления окружающего мира одним и тем же способом. Кислород сам проникает сквози тонкую оболочку амёбы в протоплазму. Реакции амёбы крайне ограничены и выражаются только в захватывании частей пищи, да ещё в химическом действии её протоплазмы.
Несколько более сложный характер реакции находим мы у инфузории-парамеции, или «туфельки», представляющей собой также одноклеточный организм. Однако «туфелька» обладает уже некоторым подобием органов, некоторым разделением функций между отдельными частями клетки. У «туфельки» имеются специальные пузырьки в протоплазме или вакуоли, в которых происходит переваривание попавших извне питательных веществ. Наблюдая за «туфелькой» в микроскоп, можно заметить в её теле пульсацию, помогающую движению жидкости внутри организма (рис. 2).
Рис. 2. Строение одноклеточного животного (ресничной инфузории).
Наконец, в протоплазме «туфельки» есть полупрозрачные нити, способствующие, по-видимому, передаче раздражения от одной части клетки к другой.
Эти элементы (их называют фибриллами) являются зачатками нервной системы и чрезвычайно разнообразят поведение одноклеточного организма. Внешние факторы: влажность, химический состав воды, в котором живет «туфелька», наличие кислорода, определяют собой движения или покой этой инфузории. Особенно обращает на себя внимание необычайная подвижность и сложность реакции «туфельки», когда появляется свет или нагревается вода. Так же реагирует она на кислород, на пищу и на электрический ток.
Все эти разнообразные реакции происходят в пределах лишь одной живой клетки, помещённой под объективом микроскопа в капле воды. Наука всегда идёт от простого к сложному: наблюдая реакции простых организмов, мы получаем представление об основах дальнейшего совершенствования поведения животных.
Значительно большего развития передача возбуждения от одной части организма к другой достигает у более высоко организованных животных, у многоклеточных, начиная с так называемых кишечнополостных, например гидроидов. Высокая возбудимость и передача возбуждения наблюдаются у полипов и медуз — животных, ведущих водный образ жизни. Уже у обыкновенной гидры, живущей в пресноводных водоёмах и достигающей 12 мм длины, мы замечаем чрезвычайную точность в передаче возбуждения от одних частей её тела к другим. Нервная система гидры имеет разбросанное расположение. Возбуждение чувствительных клеток, сосредоточенных в щупальцах, окружающих рот гидры, передаётся клеткам, образующим тот «стебелёк», на котором держится животное. Если раздражать иглой часть тончайших щупальцев, которыми этот полип пользуется для захватывания пищи, происходит не только их сгибание, но и сокращение других щупальцев, а также всего тела. Таким способом гидра «охотится» за мелкими водными животными.
Однако говорить об инстинктах кишечнополостных было бы неверно. С таким же успехом можно было бы говорить об инстинктах «высших растений», например мимозы и росянки. Под инстинктами, как мы подробно расскажем дальше, подразумеваются сложные формы поведения, свойственные более высоко организованным существам, имеющим развитую нервную систему.
У медуз, которые плавают на поверхности моря и движение которых можно наблюдать также в аквариуме, мы находим довольно развитые средства нервной связи и органы чувств. У медузы имеются пигментные пятна, расположенные по краю её полупрозрачного «колокола». Это — органы восприятия света. Имеются также и другие чувствительные органы, например, обеспечивающие равновесие тела в воде (так называемые статолиты). Все они соединены нитевидными нервными проводниками с особым кольцом, в состав которого входит множество нервных волокон и клеток. Здесь мы уже имеем дело с новой ступенью развития нервной системы. По этому нервному кольцу передаются «сигналы» возбуждения от чувствительных органов через нервные узлы к мышцам её тела. В результате получаются периодические сокращения и расслабления её так называемого колокола, в состав которого входят мышечные элементы. Благодаря сокращению этих мышц, в результате выталкивания воды из-под колокола, происходит движение медузы в воде.
Органы чувств и нервная система животных на всех ступенях развития помогают друг другу: действуя как одно целое, они вместе регулируют всё поведение медузы. Иногда раздражение одних участков чувствительного кольца медузы вызывает сокращение не всех, а только некоторых мышц. Раздражение же других участков обусловливает другие движения. Здесь мы видим новые качества поведения: по мере развития животного наблюдается некоторое разделение действий между частями самой нервной системы. Одни клетки её являются преимущественно чувствительными, другие — двигательными. Правда, у низших кишечнополостных животных нервные клетки и мышцы ещё очень тесно связаны друг с другом и составляют одно целое (рис. 3).
Рис. 3. Поперечный разрез через стенку тела кишечнополостного животного (гидры).
Органы восприятия света у медуз уже довольно хорошо развиты и играют важную роль, обеспечивая особую чувствительность этого животного к свету.
На следующем этапе развития животного мира, наблюдая, например, строение обыкновенных дождевых червей, мы находим нервные клетки, разделяющиеся на две группы: чувствительные и двигательные. Кроме того, — и это самое важное, — мы имеем у них своеобразную нервную цепочку, расположенную на брюшной стороне тела. Скопления нервных клеток (нервные узлы) связаны между собой симметричными пучками нервных волокон. Это позволяет животному точно согласовывать отдельные движения при перемещении на земле. Тело червя может извиваться в ту или другую сторону, может зарываться в землю, что способствует, как известно, разрыхлению почвы, проникновению в нее воздуха.
Сделаем простейший опыт, чтобы определить роль нервной цепочки червей. Перережем дождевого червя пополам. После этого каждая половина будет некоторое время двигаться самостоятельно. Следовательно, нервные центры, регулирующие движение червя, находящиеся как на переднем, так и на заднем конце тела, могут действовать независимо друг от друга. Всё же и у червей отмечается относительно большая чувствительность головного конца тела. Это позволяет им отмечать близость пищи или появление врага, однако лишь путём непосредственного прикосновения.