Рис. 7. Рыба-«брызгун» охотится за воздушно живущим насекомым, выбрасывая изо рта струйку воды.
Самую заднюю часть головного мозга или переднюю часть спинного составляет продолговатый мозг, в котором расположен важнейший центр управления дыхательными движениями и другие нервные центры.
По мере того как предки высших позвоночных стали покидать водную среду и выходить на сушу, строение их нервной системы и, вместе с тем, всё их поведение стали всё более усложняться.
У земноводных животных, в частности у лягушки, соответственно её более сложному образу жизни (надо учесть, что передвижение позвоночных по суше представляет большую трудность и сопряжено с большим числом препятствий, чем плавание в воде), передняя часть мозга развита ещё больше, чем у рыб. Здесь мы уже имеем зачатки мощных скоплений нервных клеток — так называемых больших полушарий головного мозга, о которых мы будем говорить впоследствии. Правда, эта часть пока ещё обслуживает по преимуществу химические — обонятельные раздражения, которые лягушка получает главным образом через воду. Эта способность узнавать издали о веществах, растворённых в воде, даёт земноводным огромные преимущества в борьбе за жизнь.
В совершенстве реакций лягушек на внешние раздражения нетрудно убедиться каждому, наблюдая, как ловко это животное плавает, ныряет, ловит мух и ускользает от врагов, в том числе и от человека, если он ловит лягушек без сачка. Каждый инстинкт проявляется в той или иной комбинации действий, и чем сложнее инстинкт, тем более совершенна эта комбинация в результате усложнения связи в клетках нервной системы. В центрах среднего мозга лягушки (рис. 8) — так называемого двухолмия — осуществляется взаимодействие между важнейшими внешними раздражениями, к числу которых относятся зрительные сигналы (глаза у лягушки развиты отлично и во многом напоминают глаза высших позвоночных) и деятельность мышц тела.
Рис. 8. Строение головного мозга позвоночных животных: 1 — миноги; 2 — костистой рыбы; 3 — лягушки; 4 — пресмыкающегося; 5 — птицы; 6 — низшего млекопитающего (грызуна); 7 — хищника (собаки).
Из этого взаимодействия органов чувств и нервных центров складываются все простые и сложные поступки животного, всё его поведение.
Если удалить тонким ножом передний мозг лягушки, но сохранить её средний мозг, то она утратит свою ловкость. Правда, она ещё может сохранить основное положение тела: она сидит, подняв голову и подогнув задние лапки. Даже лишившись передней части мозга, она способна держаться на суше и на воде, выходить из любого положения, какое вы ей придадите. Как неповреждённая лягушка, она всегда готова к прыжку. Заметим, что именно с помощью прыжков это животное ловко настигает добычу и ускользает от нападения врага.
Но сделаем ещё одну дополнительную операцию — удалим у лягушки средний мозг. Хотя она по-прежнему останется жива, но будет теперь пассивно лежать на животе или на спине. Следовательно, без этой (средней) части головного мозга она теряет способность двигаться, прыгать, плавать. Однако она не теряет вовсе способности защищаться, но эти способы защиты крайне элементарны: если ущипнуть лягушку за лапу — лапа подтянется к животу. Наконец, если разрушить и спинной мозг, — все движения прекратятся.
Поднимемся ещё на один «этаж» выше по лестнице развития животного мира.
В истории развития нервной системы позвоночных особое место занимают пресмыкающиеся: змеи, ящерицы, черепахи, крокодилы.
Пресмыкающиеся — один из древних классов позвоночных, населявших поверхность нашей планеты ещё в ту пору, когда она была покрыта гигантскими папоротниками (так называемый юрский период). В доисторическом прошлом Земли среди пресмыкающихся имелись как представители, ведшие чисто водный образ жизни, так и свободно передвигавшиеся по земле. Поэтому их нервная система достигла большого совершенства, а их инстинкты питания, Самозащиты и охраны потомства были весьма разнообразны.
Существовали пресмыкающиеся, летавшие подобно птицам по воздуху, так называемые птеродактили. Пресмыкающиеся и сейчас имеют то общее свойство с птицами, что размножаются путём откладки яиц. Пресмыкающиеся располагали уже высокоразвитой нервной системой и обладали сложными и разнообразными инстинктами. Остатки пресмыкающихся сохранились в древних пластах земли как память о тех геологических эпохах, когда поверхность земли выглядела совершенно иначе, чем сейчас. На ней «паслись» тысячи разнообразных видов пресмыкающихся, проявлявших высокую сложность поведения. Однако они были вытеснены другими животными — птицами и млекопитающими, у которых были меньшие размеры тела, но которые обладали большим развитием мозговых функций, большей подвижностью и, тем самым, большей приспособленностью к изменяющимся условиям внешней среды.
Переднюю часть головного мозга древних и ныне живущих пресмыкающихся образуют так называемые полушария, состоящие из клеток, тесно связанных не только с обонянием, как это свойственно рыбам, но и с другими органами чувств. Средний мозг (двухолмие) содержит сложно устроенные зрительные и слуховые центры, связанные с соответствующими органами чувств, а также специальные центры, регулирующие позу животного. Здесь, как и у лягушки, высшие центры как бы контролируют работу низших, вступают с ними в теснейшую связь.
Поглядите на ящерицу, — как она быстро движется в траве, и вы убедитесь, как много даёт ей ориентировка и приспособление к окружающей обстановке с помощью органов её чувств, насколько у неё развит инстинкт самосохранения, выражающийся во многих разнообразных приёмах борьбы с опасностями.
У других пресмыкающихся, например у крокодилов, имеется сложно устроенный задний мозг (мозжечок), позволяющий животному свободно ориентироваться в пространстве при любых положениях тела. В головном мозгу пресмыкающихся мы находим скопления нервных клеток, так называемый зрительный бугор и полосатое тело, которые и являются высшим регулирующим аппаратом поведения пресмыкающихся.
Если мы взглянем на мозг птицы, то найдём у неё ещё более совершенное, чем у пресмыкающихся, развитие переднего конца, образующее так называемые полушария большого мозга. В их клетках сходятся все пути, ведущие от воспринимающих поверхностей тела, от всех органов чувств птицы. Составляющий главную часть полушария высший двигательный центр — полосатое тело — по размеру и весу превосходит все остальные части переднего мозга птицы. Кроме того, у птиц, как, впрочем, и у пресмыкающихся, выделяется промежуточный мозг. В промежуточном мозгу мы находим ещё один важный орган — особую железу, нижний мозговой придаток, который регулирует важные химические функции организма, как, например, водный обмен и многие другие важнейшие стороны деятельности внутренних органов. В истории своего развития эта железа связана с мозгом. Мозг как бы берёт в своё «ведение» не только согласование движений мышц, но и контроль за химическим составом крови. Железы, выделяющие свой сок непосредственно в кровь (железы внутренней секреции), участвуют, наряду с нервной системой, в регуляции поведения животного как единого целого. Следовательно, химический фактор становится в один ряд с нервным и все функции организма становятся объединёнными, приспособленными к условиям внешней среды.