Помоги проекту - поделись книгой:
№ 34. Почему кролик как заяц?
Сходство зайцев и кроликов не случайно, ведь они ближайшие родственники и произошли от общего предка. Если не происходит катастрофических изменений в окружающей среде, то животные обычно не сильно меняются в процессе эволюции. Из поколения в поколение зайцы и кролики рождают детенышей, которые похожи на своих родителей. Способность животных воспроизводить себе подобных очень важна, ведь она позволяет сохранить приспособления, приобретенные в процессе эволюции. Например, зайцы и кролики хорошо приспособлены к тому, чтобы прыгать, отталкиваясь задними лапами. А ученым сходство между животными позволяет понять, кто кому родственнее. Нетрудно догадаться, что кролик и заяц – более близкие родственники, чем кролик и слон.
№ 35. Есть ли у дельфинов уши?
У дельфинов нет ушных раковин, но уши у них есть. Они выглядят как маленькие дырочки на голове. Слух у дельфинов удивительно тонкий, и он позволяет им воспринимать ультразвуковые песни.
Водные животные, как правило, не очень полагаются на зрение, поскольку вода не слишком прозрачна. Основную информацию об окружающем мире они получают с помощью слуха. Звук в воде распространяется очень хорошо, поэтому у них нет необходимости в том, чтобы ловить звуковые волны внешним радаром (именно для этого нам нужна ушная раковина). А вот среднее и внутреннее ухо, которые позволяют анализировать звук, у дельфинов есть, и их возможности во много раз превосходят возможности человеческого уха: они слышат звуки гораздо более высокие, чем человек (в 8 раз), и гораздо менее мощные (в 10 или даже 30 раз!). Именно уши приносят дельфину основные сведения об окружающем мире. Для ориентации в пространстве дельфины используют эхолокацию: они издают короткие ультразвуковые щелчки, которые, отражаясь от окружающих предметов, возвращаются обратно. Так дельфины получают точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале, что позволяет создать картину окружающего мира не хуже или даже лучше, чем с помощью зрения.
№ 36. Какой был первый человек?
Примерно 7 миллионов лет назад в Африке появились первые двуногие существа – австралопитеки. 2,5 миллиона лет назад они научились делать каменные орудия труда и охотиться; это и были первые люди, обычно их называют «люди умелые».
На современных людей они были не очень похожи, у них были маленькие головы, большие челюсти и зубы, не было подбородка, рост их был чуть выше метра. Люди продолжали меняться. «Человек работающий» первым вышел из Африки, по росту он уже был близок к современному человеку. «Человек прямоходящий» расселился по югу Евразии до Индонезии, его мозг весил уже килограмм (у нас – 1350 граммов). «Человек гейдельбергский» научился жить в умеренном климате, его мозг был уже почти как у нас, хотя лицо еще сильно отличалось: над глазами были мощные валики, подбородка по-прежнему не было. Примерно 350 тысяч лет назад люди стали активно использовать огонь. Наконец, 50 тысяч лет назад они уже почти не отличались от нас. Это кроманьонцы, первые «люди разумные».
Люди нашего вида расселились по всей планете, 10 тысяч лет назад научились выращивать растения и разводить животных, а 5 тысяч лет назад создали цивилизации.
Часть III
Человек: Тело и мозг
№ 37. Почему у меня есть веснушки, а у брата нет?
Веснушки, как и многие другие особенности нашей внешности, – это признак, который определяется генетически. Если у человека есть «нужный» ген, то стоит ему немного побыть на солнце, как на лице, а иногда еще и на руках и спине проступают рыже-коричневые пятнышки. «Веснушчатый» ген называется MCiR, или ген меланокортинового рецептора I-го типа. В зависимости от того, как он работает, человек будет лучше или хуже загорать. Загар – это вещество под названием меланин, которое вырабатывают некоторые клетки кожи, так что веснушки – это маленькие кляксы загара.
Загар, то есть меланин, возник не для красоты: это вещество поглощает вредные для живых организмов ультрафиолетовые лучи, не давая им проникать в глубокие слои кожи. Чем больше меланина, тем темнее будут кожа и волосы. Давным-давно, на заре своей истории люди жили в Африке, где очень яркое солнце, поэтому их клетки вырабатывали очень много меланина и все наши предки были темнокожими. Но когда люди начали осваивать более холодные земли, ситуация изменилась. Их коже больше не нужна была такая сильная защита; наоборот, чтобы в ней мог вырабатываться витамин D, нужно было «разрешить» солнечным лучам проникать вглубь (да, вот такой парадокс: много солнца людям вредно, но некоторое его количество совершенно необходимо). В результате ген MCiR начал меняться и у северных народов возникло несколько, условно говоря, менее активных его вариантов. А в качестве побочного эффекта появились веснушки.
Кожа людей с «северными» вариантами MCiR вырабатывает более светлый меланин – он придает загоревшим участкам тела не коричневый, а красноватый оттенок. И веснушки – это места, где под воздействием солнца скапливается очень много такого светлого меланина (ученые называют его феомеланин). Почему некоторые клетки на лице и теле носителей «северных» вариантов MCiR вдруг начинают сверхактивно производить феомеланин, ученые пока не знают, но совершенно точно, что у обладателей «африканского» варианта этого гена веснушек не бывает. И, кстати, носителям «северных» вариантов стоит поменьше загорать и всегда использовать солнцезащитные средства: кожа таких людей хуже защищает себя от ультрафиолета, а значит, сильно возрастает риск спровоцированных солнцем раковых заболеваний.
А вот теперь наконец мы готовы ответить на вопрос, почему у одного брата (или сестры) веснушки появляются, а у другого (или другой) – нет. Причина в том, что наши клетки несут по две копии каждого гена: одну мы получаем от папы, а вторую – от мамы. У них, в свою очередь, тоже есть по две копии всех генов, поэтому детям могут достаться самые разные сочетания. Например, у одного брата окажутся два «северных» варианта MCiR, а у второго – два «африканских». Тогда первый брат каждую весну будет рыжеть, а второй – покрываться ровным загаром.
№ 38. Почему глубокий вдох заглушает боль?
Боль – наш помощник, она указывает на то, что в организме что-то не в порядке. Поэтому просто так заглушать боль нельзя, нужно как можно скорее выяснить и устранить ее причину.
Но иногда причина очевидна и мы даже заранее знаем, что будет больно. Например, если назначили укол или собираются вправить вывих. Очень часто медсестра или врач говорят: «Вдохните поглубже». Глубокий вдох помогает уменьшить ощущение боли. Почему? Тут есть два объяснения. Во-первых, не надо исключать психологический эффект: концентрируя свое внимание даже на таком простом действии, как глубокий вздох, мы отвлекаем наш мозг от боли. Во-вторых, боль – это стресс, а во время острого стресса организм включает специальные адаптационные механизмы: ускорение сердечного и дыхательного ритмов, повышение артериального давления, увеличение притока крови к мышцам и мозгу. Все эти механизмы требуют большей затраты энергии, а значит, большего количества кислорода, который мы и получаем, делая глубокий вздох.
№ 39. Откуда взялся нос?
Первые живые существа с костным скелетом и, соответственно, с носом – это рыбы. Но рыбы не дышат воздухом и нос им был нужен только для обоняния. Ноздри у них ведут в тупик и не соединяются с глоткой. А вот пришедшие за ними предки первых амфибий уже должны были дышать и в воде, и над водой. Заглатывать воздух через рот им было неудобно, потому что когда они выныривали на поверхность, чтобы вдохнуть воздух, вода заливалась им через уголки рта. Поэтому их носовые полости соединились с глоткой, чтобы можно было вдыхать через носовые отверстия, ведь они расположены выше рта и вода туда не заливается. Когда позже появились млекопитающие, они были маленькими, жили в лесной подстилке и вели ночной образ жизни, так как в это время – в мезозое – крупными были динозавры. Из-за жизни в темноте у млекопитающих испортилось зрение, зато развилось мощное обоняние. Нос стал расти. Когда вымерли динозавры, среди млекопитающих появились приматы. Они прыгали по деревьям и полагались в основном на зрение. Потребность в обонянии уменьшилась, оно стало ухудшаться. Уменьшился и сам нос – стал практически таким, как у человека.
У современных людей нос бывает разный. В тропиках через него хорошо отдавать лишнее тепло, поэтому он широкий, короткий, с большими ноздрями. А на севере нос должен согревать холодный воздух, поэтому он узкий и длинный.
№ 40. Почему человек не может жить в воде?
Все живые существа на планете не сразу появились в том виде, в каком мы их знаем. Животные и растения эволюционируют, то есть изменяются, чтобы приспособиться к окружающей среде. А приспосабливаться им нужно постоянно: то глобальное потепление случится, то ледниковый период, то вымрут или размножатся другие существа – конкуренты за ресурсы или, наоборот, те, что становятся едой, и так далее. Человек – это очень сильно изменившаяся обезьяна; точнее, у нас и у современных обезьян был общий предок, но одни его потомки эволюционировали в шимпанзе и орангутанов, а другие – в людей. Этот общий предок, в свою очередь, был давним потомком небольших млекопитающих, которые заполонили Землю после гибели динозавров. А абсолютное большинство млекопитающих, как ныне живущих, так и вымерших, обитают на суше.
И это неспроста. Млекопитающие – потомки существ, которые в поисках лучшей жизни решили выбраться из воды на твердую землю. Эти существа – земноводные, или амфибии, и они покинули океаны примерно 385 миллионов лет назад. Некоторые млекопитающие, например киты и дельфины (точнее, их предки), позже решили вернуться в моря – вероятнее всего потому, что на суше их вытесняли более шустрые конкуренты. Но предки людей смогли найти удобную для себя нишу на земле, поэтому им не было нужды отращивать жабры и плавники. А вырастить сложные – или даже не очень сложные – органы просто так, «на всякий случай», живые существа не могут себе позволить: лишние органы отнимают ресурсы, а это снижает шансы на выживание.
№ 41. Почему человек держится на воде?
Потому что наше тело практически такое же плотное, как вода. Оно может быть немного плотнее, чем вода, и тогда, чтобы держаться на плаву, нам надо прикладывать некоторые усилия. Тело может быть и менее плотным, чем вода, тогда мы держимся на воде автоматически. Физический закон, связывающий плотность среды и объекта, который в этой среде находится, с его плавучестью, называется закон Архимеда. Плотность тела у разных людей, а значит, и плавучесть тоже различаются. Зависит это от нескольких вещей.
Во-первых, у разных тканей нашего организма разная плотность. Кости намного плотнее воды, они тонут. Кровь, мышечная ткань и большинство внутренних органов почти такой же плотности, что и вода. А вот жировая ткань менее плотная, чем вода, поэтому она не тонет. От соотношения разных типов тканей в организме и зависит плавучесть человека. Поскольку более-менее заметно у людей отличается только количество жировой ткани, то общее правило простое. Женщины в среднем легче держатся на воде, чем мужчины, потому что у женщин в среднем немного больше жировой ткани. Ну и, конечно, полные люди легче держатся на воде, чем худые.
Во-вторых, важен объем легких и наличие в них воздуха.
У среднестатистического взрослого человека объем легких примерно 2,5-3 литра. У ребенка, естественно, меньше. А у некоторых людей, тех, кто, например, профессионально занимается плаванием или игрой на духовых музыкальных инструментах, объем легких может достигать 7-8 литров и даже больше. Естественно, они будут лучше держаться на воде, потому что воздух намного менее плотный, чем вода, а значит, у людей с большими легкими плотность тела меньше.
Ну и, в-третьих, конечно, многое зависит от самой воды.
В разных водоемах плотность воды тоже разная. Соленая вода плотнее пресной, поэтому в реках и озерах держаться на воде тяжелее, чем в море. Хотя разные моря тоже отличаются друг от друга по плотности. В самом соленом водоеме на Земле, Мертвом море, соли так много, что держаться на воде там может кто угодно, а вот чтобы нырнуть, требуются уже немаленькие усилия.
Чтобы лучше представить себе, как плавучесть тела меняется от плотности воды, проведите дома простейший эксперимент. Возьмите стакан воды, сырое яйцо и много поваренной соли. Опустите яйцо в воду и убедитесь в том, что оно утонуло. А теперь начинайте сыпать в стакан соль и размешивать ее. В какой-то момент вы заметите, что яйцо всплыло. Это значит, что вода стала настолько плотной, что ее плотность превысила плотность яйца и оно теперь может плавать.
№ 42. Почему мы дышим кислородом, а не водородом?
Самое главное в дыхании – химические реакции. Мы вдыхаем, чтобы использовать газ в химических реакциях, дающих нам энергию. Это реакции окисления, поэтому газ так и называется: кислород. А с водородом такие реакции не получаются. При этом есть бактерии, которые живут, используя не кислород, а другие вещества, например серу, и для них кислород – яд.
№ 43. Могут ли люди настолько захламить воздух, что мутируют и научатся летать?
Мутации изменяют «буквы», которыми написаны «слова» нашей ДНК, то есть гены. Обычные слова – те, которые в книгах, – имеют физическую природу: нанесены чернилами на бумагу. Точно так же и гены: составляющие их «буквы» – это химические соединения, то есть определенные сочетания атомов. Когда происходит мутация, одни атомы заменяются на другие и «буква» генетического алфавита превращается в другую. Представьте, что в книге у буквы «о» в слове «корт» стерлась часть контура – в результате получилось слово «ксрт», которое не значит ничего. Очень часто мутации тоже превращают генетические слова в бессмыслицу: то есть гены с мутацией или не работают вообще, или работают неправильно.
Чтобы одни атомы в генетических «буквах» поменялись на другие, воздействие должно быть достаточно сильным. Например, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение может повредить «буквы» в генах, а вот инфракрасное, то есть тепловое, – уже нет. Поэтому долго лежать на солнце без защиты или подходить к источнику рентгеновского излучения очень опасно: человек ничего не чувствует, а в это время высокоэнергетические лучи буквально разрывают его ДНК в клочья. Вызывать мутации могут и некоторые химические вещества. Например, соединения под названием интеркаляторы благодаря своей структуре вклиниваются между «буквами» ДНК и раздвигают их. Когда клетка, в которую попал интеркалятор, делится, ферменты, помогающие ей это сделать, вставляют в брешь лишнюю «букву». Другие вещества «притворяются», что они нормальные генетические «буквы», и простодушные ферменты используют их при синтезе новых молекул ДНК. В результате получаются слова вроде «х&ост» – внешне похоже на правильное, но смысла не несет.
Если большое количество подобных соединений окажется в воде или воздухе, у людей, которые живут в такой загрязненной местности, действительно станут чаще появляться мутации. Но для того, чтобы изменить физиологию, одних мутаций недостаточно: необходимо, чтобы условия окружающей среды способствовали выживанию людей с конкретными мутациями. Случайная мутация часто портит ген, и ее носитель оказывается менее приспособлен: например, у него развивается какое-то заболевание и он не может завести детей. А значит, мутация не передается дальше в цепочке поколений. Но если условия на Земле резко изменятся – скажем, в атмосфере станет очень много углекислого газа, – то у людей, у которых случайно будут мутации, помогающие дышать таким воздухом, будет больше шансов выжить и оставить потомство. Ученые называют то, что мы сейчас описали, давлением отбора. Без него новые признаки, тем более такие сложные, как умение летать, не образуются.
№ 44. Почему у людей нет сверх способностей?
Для начала нужно решить, что следует понимать под сверхспособностью. Относится ли сюда прыжок в высоту более чем на два метра с разбега, но без использования шестов и иных приспособлений? Этим умением не обладает подавляющее большинство людей, но оно зафиксировано у ряда спортсменов. Современный рекорд держит Хавьер Сотомайор, прыгнувший на 2,45 метра.
Или рассмотрим сверхпамять. Сколько книг знает наизусть обычный человек? Скорее всего, ни одной («Курочка Ряба» и «Репка» не в счет). А вот американец Ким Пик, ставший прототипом главного героя в фильме «Человек дождя», к концу своей жизни хранил в памяти содержание 12 тысяч произведений. Рожденный с необычным пороком нервной системы, он мог сказать, что именно написано на каждой странице любой из ранее прочитанных им книг. Таких людей, сочетающих выдающиеся способности в одной или нескольких областях знаний с отклонениями в развитии, называют савантами.
Бывают и более экзотичные способности, например у синестетов. Синестезия – это нейрологическая особенность, при которой раздражение в одной сенсорной или когнитивной системе ведет к автоматическому, непроизвольному отклику в другой. Например, некоторые люди видят цифры окрашенными в разные цвета. Доказать наличие такой способности совсем не сложно: обычному человеку потребуется довольно много времени, чтобы найти цифру семь, спрятанную на фоне большого количества единиц. Если бы семерка была окрашена, увидеть ее можно было бы моментально. Именно это и происходит с синестетами. Они мгновенно находят спрятанную цифру. Эксперименты показывают, что некоторые синестеты могут видеть цвет музыки и даже лиц людей, в зависимости от вызываемых ими эмоций.
Таким образом, в широком смысле слова сверхспособности у людей бывают. Они могут быть как врожденными, так и полученными в процессе длительных тренировок. Супергероями мы можем назвать ученых и спортсменов, иллюзионистов и музыкантов, художников и певцов.
Но есть другое значение сверхспособности – мистическое, фантастическое, паранормальное. Например, сюда относят левитацию – способность парить в воздухе. Телекинез – способность перемещать предметы на расстоянии силой мысли. Пирокинез – способность поджигать предметы взглядом. Невидимость. Телепатию – способность читать мысли. Телепортацию. Рентгеновское зрение. Ясновидение. Список подобных способностей может занять целую книгу.
Одни паранормальные навыки считаются свойственными конкретному человеку, другие – группам посвященных в некоторое мистическое знание. В отличие от сверхспособностей спортсменов, савантов или синестетов, такие сверхспособности не имеют научных подтверждений. В США, России и в других странах различные фонды предлагают крупное вознаграждение за демонстрацию паранормального в ходе аккуратно поставленного научного эксперимента. Но до сих пор ни один соискатель не ушел домой с заветным призом.
№ 45. Как появляется привычка?
Привычки – это то, что мы делаем автоматически. Бывают привычки вредные – грызть ногти, ковырять в носу. Бывают полезные – смотреть на дорогу перед тем, как переходить, уступать старшим место в транспорте.
Привычки формируются благодаря специальному механизму, который психологи называют «оперантное научение». Суть этого механизма очень проста. На всякое действие организм получает «обратную связь», своего рода ответ – к чему это действие привело. Ученые называют такой ответ «подкреплением». Существует два вида «подкрепления»: отрицательное и положительное. Если результат действий хороший (например, похвалила мама), то мы стараемся продолжать делать так же, а если плохой (папа запретил играть в компьютер на неделю), стараемся свое поведение изменить.
Оперантное научение лежит в основе дрессуры – именно так в цирке медведей учат кататься на велосипеде, а львов – не закрывать пасть, пока в ней находится голова дрессировщика. В качестве положительного подкрепления выступает чаще всего еда, например кусочек сахара, в качестве отрицательного – хлыст.
Положительная и отрицательная обратная связь приводит к активации специальных центров подкрепления в нашем мозге. Центр положительного подкрепления называется
Чем чаще повторяется определенный тип подкрепления, тем проще становится путь к префронтальной коре (она находится прямо у нас во лбу). И в какой-то момент префронтальная кора решает, что все и так ясно, решения больше принимать не нужно. Процесс потихоньку становится автоматическим.
Как это происходит? С каждым повторением в мозге формируется целостная программа поведения, которая состоит из цепочки отдельных маленьких действий. Когда эта программа уже хорошо знакома мозгу, она перемещается из префронтальной коры в более глубокие ядра мозга (базальные ганглии). Запускать поведение из базальных ганглиев мозгу проще, чем проходить целиком всю цепочку до префронтальной коры. Наш мозг – штука ленивая, он всегда старается выбрать наименее затратный вариант.
№ 46. Как греки пили молоко?
Взрослые греки почти не пили молока. Пить молоко, как и неразбавленное вино, считалось варварским обычаем. Козье, овечье, иногда коровье молоко использовалось для приготовления сыров, и чаще в деревнях, чем в городе.
Зная эту и другие особенности быта древних греков, мы совсем по-другому понимаем некоторые эпизоды «Илиады» и «Одиссеи» Гомера. Например, в девятой песне «Одиссеи» циклоп Полифем пьет неразбавленное и не обработанное иным способом козье и овечье молоко – и это черта, которая отличает его от греков и приближает к варварам, а не делает, как может показаться незнающему читателю, более человечным.
Часть людей на планете может пить молоко, а часть не может, им от него плохо. Способность пить молоко появилась среди скотоводов в нескольких местах Земли – в Африке, на Ближнем Востоке и в Европе. Греки возникли как скотоводческий народ, так что у них эта способность была. Но в Греции жарко, молоко быстро киснет, так что они предпочитали не пить его сырым, а делать из него сыр.
№ 47. Сколько можно не есть?
Поделиться книгой: