Так как жизнь зародилась на молекулярном уровне, уже на самые первые протобиомолекулы решающее влияние оказывали единственно возможные на таком уровне раздражения — волновые раздражения от соразмерных нано-источников колебаний — от квантов и электронов.
И с тех далёких времён, и до сегодняшних дней, любые наши восприятия имеют волновую природу. Способность реагировать на раздражения является одним из основных признаков живого организма.
По мере развития жизни от доклеточного до многоклеточного порядка, расширялся и спектр всевозможных колебаний, которые оказывали всевозможные воздействия на организмы, тем самым постоянно мотивируя их к расширению спектра всевозможных реакций на раздражения, то есть к развитию. Развитие организмов, в свою очередь, развивало каналы восприятия, что повышало разнообразие принимаемых раздражений, отчего опять-таки появлялись новые реакции и т.д. Эта динамичная прогрессирующая взаимосвязь восприятий и реакций — и есть эволюция органов чувств, неразрывно связанная с эволюцией самой жизни.
Понятно, что рассматривать вопросы эволюции надо с самого «начала», но пойдём мы к этому началу с простого детского вопроса: «Почему трава зелёная?». И по ходу статьи станет понятно, какая может быть связь между фотосинтезом и человеческими чувствами.
ПОЧЕМУ ТРАВА ЗЕЛЁНАЯ?
Волны, воспринимаемые нами в качестве зелёного цвета, находящиеся как раз посередине видимых частот — наиболее интенсивные в солнечном спектре у поверхности земли. Считается, что именно поэтому они лучше всего воспринимаются человеческим глазом. Почему же тогда фотосинтез не использует зелёный, а принимает только красную и синюю части спектра, отражая «самую лакомую середину» — зелёный (и поэтому мы видим растения зелёными)?!
Основные варианты встречающихся ответов на этот вопрос:
Вариант 1. Потому что хлорофилл — зелёный. Совсем не серьёзно.
Вариант 2. Потому, что зелёный цвет не подходит хлорофиллу своей частотой. Не серьёзно. Жизнь подстраивается под нужные частоты, а не наоборот.
Вариант 3. Зелёный цвет не используется хлорофиллом, так как предыдущий состав земной атмосферы не пропускал волны с его частотой. И, якобы поэтому, хлорофилл приспособился к тем волнам, которые были по факту в спектре. Ошибочно. Именно хлорофилл в течение сотен миллионов лет формировал нынешний состав атмосферы, прекрасно пропускающей зелёныё свет, и при этом параллельно развивался и эволюционировал сам. Вне всякого сомнения, на соответствующих этапах атмосферных трансформаций организмы с хлорофиллом приспособились бы к любому выгодному для них излучению. К тому же научные данные о прошлом химическом составе атмосферы не подтверждают её избирательную непроходимость для «зелёных» частот в какой-либо период.
Вариант 4. Хлорофилл зелёный из-за входящей в его состав молекулы магния. Тоже не то, так как опыты доказали, что замена в молекуле магния на другие металлы не меняет её зелёного цвета. Кроме того, в живой природе существуют вообще не содержащие металл пигменты, эффективно и «с удовольствием» поглощающие зелёные волны, так почему растения не выбрали их?
Вариант 5. Энергия «зелёных» фотонов слишком велика и их слишком много. Поэтому для растений слишком опасно и физиологически трудозатратно такие фотоны принимать. Ответ тоже не годится.
Во-первых, разница энергии между фотонами «разных цветов» с биологической точки зрения совсем не велика и абсолютно не помешала бы приспособлению. Энергия фотонов составляет (в кДж на 1 моль квантов): 292 для фиолетового, 230 для зелёного и 176 для красного цвета.
Во-вторых, даже если зелёный и слишком энергичный, то почему же синий, ещё более «горячий», подходит? Ведь разница в мощности «цветовых» излучений в одинаковых условиях также совсем не велика, то есть количество фотонов на одну частоту у зелёных больше, чем у других, всего лишь на проценты. Для тех же высокоэнергетичных «сине-фиолетовых» фотонов растения предусмотрели хлорофилловые цепочки, работающие как системы понижающих трансформаторов. И так, «особая энергичность и численность зелёных фотонов» также совсем не объясняет их невостребованность у растений.
Наша гипотеза приведена ниже.
СПЕКТРОТРОФИЧЕСКОЕ РАССЛОЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ.
Принимаем, что древнейшие доклеточные и одноклеточные формы жизни возникли в воде.
Первые простейшие формы жизни, естественно, были автотрофами (попросту ещё не было тех бедолаг, которых кушать) и при этом фототрофами (мы не ставим под сомнение ключевую роль солнечной энергии при возникновении жизни).
Итак, ключевую роль в питании автотрофов играла солнечная энергия.
Единственно подходящий для субклеточного и клеточного формата живой материи спектр солнечной энергии — соразмерный по возможности восприятия, адекватный по потенциалу электромагнитного воздействия и относительно безопасный по величине ударной мощи энергии — это видимый спектр вместе с прилегающими ближними зонами инфракрасного и ультрафиолетового излучения.
Кроме того, волны видимого спектра хорошо сохраняются после прохождения атмосферы.
Не случайно именно видимая часть солнечной энергии представляет собой переход от преобладающе квантовых к преобладающе волновым свойствам электромагнитного излучения. Именно на этих частотах строятся ритмы живой материи.
Видимый свет проникает в воду в среднем до 5 метров для красного цвета, до 50 метров для зелёного и до 150 метров для синего. Инфракрасный свет затухает на глубине до 1 метра. Ультрафиолет окончательно исчезает на глубине до 1000 метров. Поэтому-то вода голубая (в большей толще воды, по сравнению с другими цветами, происходит окрашивающее рассеивание именно синих оттенков).
Итак, древнейшие простейшие начали заполнять верхние слои мирового архейского океана уже около 3,5 млрд. лет назад. Существовали они обширными и плотными колониями, покрывая практически все пригодные для этого участки мирового океана, то есть всё обитаемое на то время пространство планеты, которая не обладала существенно выраженными климатическими зонами в силу высокой геотермальной активности. Это важно, так как на этом, самом первом этапе, не было других экологических ниш для каких-либо других сценариев развития организмов.
По достижению критической плотности заселения данными организмами поверхностного водного слоя, вступил в действие фактор спектрального расслоения глубины проникновения электромагнитных волн различного «цвета» в воду. Наряду с впервые появившейся в истории Земли конкуренцией живых организмов, это привело к образованию нескольких горизонтальных ниш обитания в океане.
Какого цвета волны предпочтительнее для автотрофов? Ответ заключается в следующем: красные. Кардинально предпочтительнее.
Во-первых, они состоят из самых биологически подходящих по энергии фотонов — минимальных из тех, что способны хорошо проникать через атмосферу и обладают при этом ярко выраженными квантовыми свойствами. Такие фотоны в принципе не травмируют пигменты.
Во-вторых, таких фотонов абсолютное большинство среди всех потенциально доступных. Их усреднённая мощность, то есть количество фотонов на одну частотною линию, меньше, чем у зелёных и жёлто-зелёных волн, однако, эффективный частотный диапазон у «красных» значительно (в разы) шире. К тому же «пропускная способность» молекул хлорофилла всё равно ограничена.
В-третьих, в пасмурную погоду и сумеречное время они лучше (в разы) остальных проникают через атмосферу.
Почему же фототрофами почти не используются инфракрасные волны (кроме самых ближних)? Их длины уже слишком велики для взаимодействия с отдельными атомами-приёмниками. Их воздействие уже оказывается термическим: инфракрасные волны возбуждают большие группы атомов и молекул, вызывая тепловой нагрев тканей и «электронный шум», мешающий правильной работе пигментов.
Следующими по предпочтительности для автотрофов идут фотоны, энергии и длины волн которых человек классифицирует, как «зелёные». Они ещё не «разносят на куски» пигменты, но травмируют уже при небольших передозировках. К тому же природа поставляет их автотрофам существенно меньше (в штуках) и в основном в хорошую погоду.
И, наконец, замыкают рейтинг — «синие». Их ещё меньше количественно, а их энергии уже опасны для биомолекул. Для усвоения синих и фиолетовых фотонов организмы вынуждены конструировать специальные энерго- и материалоёмкие органоиды.
Таким образом, на основе спектрального расслоения глубины проникновения в воду электромагнитных волн различного «цвета» и коррелирующей с этим расслоением степенью автотрофной предпочтительности той или иной части видимого спектра, можно предположить произошедшее на начальном этапе эволюции спектротрофическое разделение организмов.
Под спектротрофическим разделением организмов мы подразумеваем следующее.
Первая волна простейших автотрофов, заселивших мировой океан, была генетически однородной и монофототрофичной — то есть эти простейшие усваивали один, самый предпочтительный, диапазон волн — красный. Назовём их К-трофы. Ниша обитания К-трофов не опускалась ниже 3 — 5 метров. В центре их фотовосприятия — красный цвет.
Практически ни чем не контролируемое увеличение численности К-трофов привело к тому, что часть из них была вынуждена покидать верхний слой плотной биомассы и перемещаться глубже в воду. Постепенно приспособившись, они перестроили работу фоторецепторов на усвоение волн «зелёного» цвета, хотя и менее подходящего для питания, но глубже проникающего в воду. Назовём их З-трофы. Ниша обитания З-трофов находилась приблизительно на уровне от 4 до 40 метров. В центре их фотовосприятия — зелёный цвет.
После некоторого критического уровня заполнения биологической ниши З-трофов, часть простейших переместилась ещё ниже, и перестроила работу фоторецепторов на усвоение электромагнитных волн синего фланга видимого спектра. Назовём их С-трофы. Ниша обитания С-трофов поначалу находилась на уровне примерно от 30 до 70 метров. В центре их фотовосприятия — синий цвет.
К-трофы, находясь в почти идеальных условиях, эволюционировали экстенсивно — в основном, по пути наращивания органов потребления — количества хлоропластов. Они навсегда остались автотрофами. От К-трофов произошли все растения.
З-трофы, находясь в трудных условиях, развивались в сторону усложнения системы энергопотребления, а затем и диверсификации способов питания, что привело к прогрессирующему морфогенезу. З-трофы, не в силах оставаться в тени К-трофов (в прямом смысле), стали переходить на их поедание. З-трофы стали гетеротрофами. Поэтому у З-трофов изменилось назначение и строение фоторецепторов: с чисто энергетического (улавливание зелёных фотонов, подходящих для энергообеспечения химических реакций) на чисто зрительное (улавливание фотонов, подходящих для обнаружения зелёной пищи). От З-трофов произошли все животные и человек.
Не смотря на изменившуюся функцию фоторецепторов у З-трофов, их настройка на центральную, зелёную часть видимого спектра, формировавшаяся до этого в простейших организмах около миллиарда лет, осталась закреплённой в пигментах большинства их потомков, как базовая. Конечно, речь идёт об эффективности восприятии соответствующих частот, в том числе без образов (электрохимическое, тепловое), либо в примитивных ощущениях ярче-темнее, либо в черно-белом или цветном образном восприятии. У растений в центре восприятия — красный (и позднее присоединившийся синий), а у большинства обычных, дневных животных и человека — зелёный.
С-трофы, находясь в экстремальных условиях, подверглись угнетающему влиянию. В условиях редких и плохо усваиваемых синих фотонов, они встали на путь морфо-минимизации и превращения в «неубиваемые» микроорганизмы, живущие в самых неблагоприятных условиях. И даже приобретение способности перерабатывать останки других организмов не изменило направление их эволюции. От С-трофов произошли хемотрофы и большинство микроорганизмов (так как часть К-трофов и З-трофов несомненно, также осталась на эволюционном пути на уровне одноклеточных).
Так почему же трава зелёная?
Выйдя на сушу, растения дополнительно освоили для интенсификации своей эволюции в новой среде и новую часть спектра — сине-фиолетовую и ближнюю ультрафиолетовую. Но необходимость этих коротковолновых фотонов заключалась совсем не в увеличении количества усваиваемых растениями фотонов («зелёные» для этого подошли бы намного лучше).
Растениям нужны были фотоны, максимально (но всё же не убийственно) отличающиеся по своим характеристикам длины и энергии от давно освоенных «красных» фотонов. Вот что важно для растения, и в этом суть.
Хлорофилл выступает, в том числе, и в роли приёмной антенны, анализатора разницы потенциалов синих и красных фотонов. Интенсивность «околофиолетовых» (включая ближний ультрафиолет) квантов сильнее меняется в течение года и «поквартально» (фотопериодичность годового цикла). Интенсивность «околокрасных» (включая ближний инфракрасный) квантов заметнее меняется в течение недель и дней (фотопериодичность текущей погоды и времени суток). Микширование динамики изменений сине-фиолетовой и красной интенсивности — и есть основа для управления жизнью и биологическими циклами растений. А вот «зелёные» фотоны слишком интенсивные (не уловить динамику их численности) и слишком похожи по энергии на оранжево-красные и голубые (не уловить нюансов разности напряжённости в молекулах) — поэтому зелёный цвет, как помеха, снова остался не нужен хлорофиллу.
Поэтому трава зелёная.
Таким образом, зелёно-зелёно-жёлтый цвет с длинной волны 555 нм стоит в самом центре невостребованности у растений и в самом центре эффективности восприятия человеком. И так было всегда, в обеих линиях их предков. То есть, такое восприятие сформировалось вовсе не потому, что когда-то предки человека жили в зелёных лесах и для успешного выживания их глаза постепенно приспособились максимально воспринимать именно эти волны и их малейшие оттенки. Нет. Зелёный цвет сохранился в центре восприятия глаза со времён «одноклеточного» прошлого человека. Сохранился, конечно, благодаря тому, что представители эволюционной цепочки человека жили в основном в обычных условиях, в зелёных лесах, вели дневной образ жизни и т.д. Но именно сохранился, а не «пришёл» на каком-то более позднем этапе. Спектрально-цветовые максимумы восприятия, отличные от зелёного, появились позднее как раз у нелесных, недневных и вообще нетипичных организмов.
Зелёный цвет, согласно многочисленным исследованиям, имеет успокаивающее психологическое и нормализующее физиологическое воздействие на человека: не потому ли, что он подсознательно возвращает нас домой — и даже не в джунгли, а в архейские океаны!
ЗРЕНИЕ.
Говорят, что человек видит только в удивительно узком диапазоне электромагнитного спектра. С этим нельзя согласиться. Мы видим в предопределённой и единственно соразмерной нашим клеткам части спектра, имея в виду энергию фотонов и длину их волн. Всё живое на планете пользуется этой частью спектра из тех же «соображений», по которым её выбрали автотрофы миллиарды лет назад: эффективность и безопасность. Именно в видимом спектре кванты больше всего подходят для «равноправного взаимодействия» с нашим материальным миром: они занимают промежуточное положение между «слишком квантовыми» частицами и «слишком волновыми». Начиная со среднего ультрафиолета, «слишком квантовые» частицы чересчур энергичны и буквально «прошивают» обычные вещества. А начиная со среднего инфракрасного излучения, «слишком волновые» частицы как бы «размазываются» по веществу. И там, и там — проблемы для нашего зрения.
Из всех видов восприятий, наибольшую часть информации (от 80 до 90 %) человек получает через зрение. Поэтому поговорим о нём ещё, попутно ответив на целую серию «детских» вопросов.
А почему мир вообще видим? Почему в обычных условиях почти все вещества отражают те или иные волны видимого спектра? Потому что разнообразие энергии квантов и в солнечной радиации, и в молекулах и атомах, и вообще во Вселенной строго дискретно и пропорционально количеству видов атомов и элементарных частиц, то есть ограничено. А поэтому всегда найдётся резонансное совпадение между какими-нибудь энергетическими состояниями каких-либо электронов в каких-либо атомах какого-либо вещества, с одной стороны, и в частотно-энергетическом спектре излучения, падающего на эти электроны, с другой стороны. И тогда какая-то часть излучения отразится от вещества и «выдаст» нам его существование. И даже прозрачность некоторых веществ не является исключением, так как она всегда относительна, да и соблюдается лишь для части спектра и только с точки зрения восприятия человека (тот же муравей — под «прозрачным» стеклом отдыхает в теньке… от ультрафиолета).
А когда организмы научились видеть мир? Да почти с самого начала — появление светочувствительных органелл у древнейших одноклеточных организмов и фототропизм — уже примитивное начало примитивного зрения, даже ещё до перехода к восприятию рассеянного солнечного света — отражающегося от окружающих веществ и других организмов.
А почему, в принципе, мы видим в цветных и чёрно-белых тонах, а не в каких-то других ощущениях? В нашем мозгу, в отображающей образы внешнего мира матрице, составляющие её пиксели — нейроны — могли бы работать на совсем других принципах, отличных от цвета. Не красный/зелёный/синий, а например: сладкий/кислый/солёный. Или горячий/тёплый/холодный. Картинка окружающего мира могла бы быть «нарисована» разницей звука или разницей давления. Или, например, более приближённо к самой сущности частотного спектра: пиксели в мозгу могли бы в буквальном смысле вибрировать с разной силой. Или реагировать какими-то другими, неведомыми нам принципами восприятия.
Почему же мы видим «в красках»? Видимо потому, что ко времени появления зрения большинство других способов восприятия были уже заняты. Пойдем методом исключения из выше перечисленных.
Чувство, самое древнее, которое можно назвать ритмом, ещё с доклеточных времён воспринимало весь спектр колебаний, способных передаться в виде вибраций из внешней среды в живую совокупность биомолекул. Чувство ритма — слишком тотальное и всеволновое, а вот для зрения крайне важна способность узкой концентрации восприятия. Поэтому реагирование на раздражение с помощью непосредственного восприятия вибрации было уже занято, и, в общем, не подходило по параметрам. Вибрирующая картина жизни не прошла.
Чувство вкуса, как и родственное ему обоняние, к рассматриваемому периоду уже давно и плотно «освоили» межатомный уровень электромагнитных волновых взаимодействий, определяющий, в том числе, и всю химию пищеварения. Вкус — это концентрированное выражение химической совместимости, проявляемое в электромагнитном волновом фоне соответствующих химических реакций. Вкус — это распознавание «питательных» излучений в пространстве. Это видоизмененный хемотропизм, и именно желудок, который древнее головы, с помощью вкуса «вёл по жизни» первобытные организмы. Лишь позднее у человека вкус приобрёл эмоциональную окраску. Итак, способ восприятия на основе волн с длинами и энергиями, соответствующими химическим реакциям, был также занят. Сладко-солёный взгляд тоже отпал, хотя, видимо, мог бы работать.
Осязание. Оно работает либо с масштабными, тактильными раздражениями, абсолютно неподходящими под задачи зрения, либо с более приемлемыми температурными раздражениями.
Начнём с тактильного давления. Представить, как ощущение давления, например пальца на ладонь, трансформировать на подобное же, но минимизированное на шесть порядков (до размера клетки) ощущение в нейроне, пожалуй, возможно. Но в нежных органеллах нервных клеток невозможно физически обеспечить такой запас прочности, с которым можно было бы реализовать чрезвычайно широкий диапазон переменного давления, необходимый для высокой разрешающей способности зрения.
Теперь об ощущении температуры. Тепловые волны являются слишком длинными, они воздействуют на очень большие группы молекул и не могут дать нужной для зрения степени разрешения, плюс они создавали бы тепловой электронный шум — помехи, несовместимые с качеством зрения.
Таким образом, видеоряд из пульсирующих от давления пикселей, также, как и в формате «горячо-холодно», не состоялся.
Слух. Представить, как ты смотришь в окно, и на тебя воздействует огромная палитра мельчайших точек, каждая из которых издаёт свой звук — очень сложно, но можно. К тому же слух ко времени возникновения зрения ещё не появился. Однако, как мы покажем ниже по ходу статьи, для формирования восприятия на основе звуковых образов нужен высокоразвитый мозг. А к моменту появления более-менее эволюционно приличного зрения, на планете не было организмов с таким мозгом. Поэтому мы и не видим звуками.
Что-то новое.
Для эволюции оставалась ещё одна возможность: придумать для зрения какой-то другой, ещё неведомый способ восприятия. Это и произошло.
Представьте ряд чёрных шестерёнок разного диаметра, беззвучно вращающихся с разными скоростями…в темноте. Какое чудо должно случиться, чтобы эти шестерёнки вдруг заиграли в ваших глазах всеми цветами радуги?!
Как известно, мощность световых волн, то есть степень возбуждения рецепторов глаза количеством фотонов, преобразуется рецепторами и воспринимается нашим мозгом, как чернота-светлота. А длина волны преобразуется рецепторами и воспринимается, как цвет. То есть, и светлота, и цвет — только в наших головах, в природе их нет.
Способность воспринимать внешние электромагнитные раздражения с помощью воображаемых «разноцветных цветов» зародилась в головах наших пред-предков, как образная смесь всех предыдущих способов восприятия.
Реагируя на электромагнитные раздражения наиболее часто и повсеместно встречающегося спектра (позднее его назовут «видимым») смесью ранее освоенных «чисто физических» чувств — ритма, вкуса и осязания — организмы научились «чисто абстрактному» цветному зрению. Рассмотрим подробнее.
Чувство ритма и зрение.
Ритм ударов фотонов по пигментам (то есть мощность излучения) трансформировался в восприятие количества энергетических всплесков от этих ударов. Есть удары — есть энергия — есть движение, материя, реакция — светлота. Нет ударов — нет энергии — есть покой, пустота, пассивность — чернота. Это логика двоичного кода Вселенной, как и «единица-ноль» или «что-ничто», или «положительно-отрицательно». Итак, мощность излучения через ритм трансформировалась в восприятие глазом светлоты-черноты. Это стало первым этапом — формированием чёрно-белого зрения, как этапа на пути формирования цветного.
Интересный попутный вопрос: почему мы видим чёрно-белые изображения в позитиве, а не в негативе? Сейчас у нас максимум яркости восприятия — белый. Когда наши фоторецепторы перестают принимать «нормальные» фотоны видимого спектра, или, находясь на пределе восприятия, не могут улавливать крайние фиолетовые или крайние красные фотоны, в мозг передаётся ощущение черноты. При негативном восприятии было бы наоборот — максимум яркости был бы чёрным. И это было бы вполне приемлемым, если бы наше зрение оставалось бы по ходу эволюции чёрно-белым. Но мы перешли на цветность. Не трудно понять, что при чёрном максимуме яркости не работали бы цветные тона. А без цветов количество сочетанных оттенков и, следовательно, разрешающая способность зрения, резко бы снизилось — на несколько порядков. Поэтому мы видим в позитиве. При этом наверняка существуют, и тем более существовали, организмы, которые видят (по отношению к нам) в негативе. Просто возникновение цветного зрения отодвинуло «негативистов» от генеральной линии эволюции.
Чувство осязания и зрение.
Осязание, как чувство волнового восприятия теплоты-холода, трансформировалось в волновое чувство цвета на основе спектрального расслоения проникающей способности света в воде.
Цветное восприятие — это гениальное расширение чёрно-белого зрения. Фоторецепторы научились помечать те или иные длины волн энерго-маркерами, отличными от чисто двоичных ахроматических чёрно-белых маркеров типа «есть фотон — нет фотона». Появились маркеры «какой фотон». А мозг научился представлять такие новые сигналы в виде различных цветов. Таким образом, один пиксель цвета, с психофизиологической точки зрения, это любое энергетическое значение возбуждения в соответствующем нейроне мозга, отличное от ноля и единицы. Для каждого оттенка — своё значение. А с логической точки зрения — цветовая палитра — это набор всех возможных отклонений от чёрно-белой шкалы восприятия.
Тот факт, что такой сложный механизм обеспечивает одинаковое цветовое восприятие окружающей среды у всех рас и индивидуумов, очень хорошо доказывает существование общего предка всех ныне живущих людей. И это предок в буквальном смысле: не племя, не род, а особь. И это особь ещё из водной среды.
Все цвета зашифрованы в белом, если их излучение мощное, или в чёрном, если они сходят на нет. Сколько бы не было вариантов цветов и их смешенных оттенков, многообразие их ограничено. По яркости тонов — оно заключено между белым и чёрным цветом. По количеству цветов — оно заключено между ультра- и инфра- диапазонами волн, из-за биологических ограничений восприятия живыми клетками.
Но, в общем-то, для людей этих вариантов достаточно много. Человек в идеале может распознать до 150 цветовых тонов, и каждый из них различить примерно по 30 степеням насыщенности и примерно по 60 степеням светлоты, что вкупе даёт до четверти миллиона оттенков.
«Сложить» все цвета в одну спектральную линейку можно только одним предопределённым способом. Просто потому, что есть универсальный вселенский язык математики, в соответствии с которым, например, рядом с красным должен находиться оранжевый, но ни как не зелёный цвет.
Все цвета видимого спектра можно получить либо напрямую — приём излучения соответствующей длинны волны, либо смешением трёх основных цветов — красного, жёлтого, синего. Поэтому у человека имеются и три типа фоторецепторов (колбочек), с пиками восприятия в красной, жёлто-зелёной и сине-фиолетовой частях спектра. Такая специализация пигментов абсолютно не случайна и имеет корни в спектротрофическом расслоении организмов, которое, в свою очередь, было вызвано спектральным расслоением проникающей способности света в воде.
Основы молекулярного строения и принципы энергохимического функционирования пигментов, ответственных за цветное зрение, были заложены ещё в простейших организмах около двух-трёх миллиардов лет назад.
Та часть видимого спектра, которая имеет наибольшую длину волны и наименьшую проникающую способность в воде, к тому же наибольшую «нагревающую» способность и которая заполняет собой теплый верхний слой воды, стала восприниматься живыми организмами, как «красная». Почему? Почему самая теплотворная часть света даёт «красное» ощущение? Ведь по логике, на верхний, тёплый, благоприятный край обитаемой водной среды, в нашем мозгу мог бы с одинаковой вероятностью «наложиться» один из двух «краёв» математически предопределённой цветовой палитры: либо синий, либо красный. Мы вынуждены констатировать, что красный цвет для длинноволнового фланга видимого спектра — это случайный результат преадаптации пигментов ещё у простейших организмов. 50 на 50. С таким же успехом мы могли бы воспринимать огонь как обжигающе синий, а морскую бездну — пугающе красной.
Но по воле случая «тёплым» цветом стал именно «красный».
Далее: если начать постепенно «охлаждать» красный цвет, то мы уже совершенно естественным образом (по упомянутому «вселенскому» закону) станем получать всю цветовую линейку вплоть до синих, самых холодных оттенков самых глубоких водных слоёв. Просто потому, что сине-фиолетовые излучения находятся на противоположной от красного цвета стороне частотной линейки и при этом проникают глубже всех в воду. И поэтому организмы стали видеть морскую бездну фиолетово-чёрной.
Все остальные цвета и их смеси, в соответствии с длинами своих волн, встают в ряд между красным и фиолетовым, сверху в низ, в глубину, постепенно переливаясь всеми цветами от тёплых тонов к холодным.
И радуга — сверху — красная, а снизу — фиолетовая. И предпосылки для такого восприятия длин волн и их цветов генетически закрепились в нас (в наших пигментах и нервной системе) со времён архейских океанов, когда древние одноклеточные организмы жили в разных по глубине и освещению спектротрофических водных нишах.
Чувство вкуса и зрение.
Вкус, как чувство комфортного-дискомфортного восприятия электромагнитных волн химических реакций, воплотился в эмоциональное восприятие разных цветов (разных электромагнитных волн видимого спектра). Без эмоционального «окраса» каждой волны в переносном смысле (комфорт-дискомфорт), невозможен окрас её цветового образа в пикселе-нейроне в прямом смысле: именно эмоции помогают нашему мозгу «оторваться» от чёрно-белой шкалы восприятия.
Кстати, так как тип питания и физиологические предрасположенности у всех организмов очень разные, то и разные цвета у всех эмоционально воспринимаются по-разному. То есть не зря говорят, что на вкус и цвет — товарищей нет.
Таким образом, цветное зрение — это результат не только обработки длины волны в рецепторе глаза. Мы воспринимаем её вибрацию, тепло и вкус. И лишь всё это вместе порождает в нашем мозге удивительную иллюзию цвета.
Хочется ещё раз подчёркнуть исключительную роль видимого волнового излучения Солнца в эволюции жизни. В данной работе мы постарались обратить внимание на два новых аспекта.
Спектральное расслоение проникающей способности света в воде явилось:
Во-первых — причиной эволюционного разделения организмов на простейших и многоклеточных, на автотрофов и гетеротрофов;
Во-вторых — преадаптационной основой для формирования цветного зрения.
Видят ли другие организмы больше цветов? Ответ — нет. Даже если они имеют по 4 или больше типов соответствующих рецепторов (а не по 3 вида колбочек, как у человека), то их глаза всё равно различают только те же основные и дополнительные цвета, что и человек, просто качественнее: больше оттенков, и даже в худших условиях освещенности. Почему? Потому, что частотный спектр строго ограничен. Даже если какому-то существу физиология позволяет, например, воспринимать ультрафиолет, то это означает, что это существо всё ещё видит фиолетовый цвет там, где для человека давно наступил чёрный.
Но достаточно о зрении. Теперь-то мы уже совершенно точно можем ответить на детский вопрос, «почему трава зелёная?». Потому что, находясь в резонансном центре симметрии цветового спектра и в эволюционной основе нашего питания, трава всегда была бы именно зелёной, даже если бы маки в поле были синими, а небо — красным.
СЛУХ.
Слух стоит на втором месте после зрения по своей роли в информационном обеспечении человека. Но, может быть, на первом месте по влиянию на развитие сознания. Поясним.
В соответствии с представленной нами единой шкалой восприятий, чувство слуха появилось у живых организмов последним из всех восприятий (не считая достаточно сложного вопроса об экстрасенсорном восприятии).
Для начала, необходимо разделить органы слуха и само чувство восприятия различных звуков.
Эволюция органов слуха, вплоть до птиц, представляет собой эволюцию качества восприятия упругих колебаний. При этом колебания воспринимаются недостаточно развитым мозгом чисто механически, «безмолвно», как вибрации.
Основное отличие чувства восприятия звука в том, что оно эволюционно возникает только после появления развитого мозга. Нет такового — и все воспринимаемые организмом колебания сред, поступающие через органы слуха, являются чувством ритма, то есть механическим восприятием ритма вибраций. А если имеется эффективный мозг — то часть упругих колебаний воспринимается уже через генерацию в мозге звуковых образов.
Подчёркиваем, что из всех восприятий только восприятие звуков целиком основано на наличии мозга, причём, достаточно развитого: звуковые образы, по всей видимости, доступны только млекопитающим и человеку.
Перевод длины волны колебания в звук — это чистая абстракция мозга. Ни ритм, ни вкус, ни обоняние, ни зрение — попросту не могут быть абстрактными! Ритм напрямую воспринимает самые, что ни есть, природные колебания различных видов и параметров. Вкус и обоняние основаны на самых, что ни есть, реальных химических реакциях, обусловленных, в свою очередь, реальным взаимодействием электромагнитных волн контактирующих атомов. Зрение, хоть и использует абстрактные построения светлоты и цвета, но лишь для более точного восприятия самой, что ни есть, реальной окружающей среды, для повышения разрешающей способности при приёме электромагнитных волн.
А вот возникающим в мозге звуковым образам — никакого аналога в реальном мире нет! Вызывающие эти образы волны — обычные вибрации, для непосредственного восприятия которых и выработки организмом ответной реакции абсолютно хватило бы уже имеющегося чувства ритма. Ведь не озвучивает наш организм дрожь земли, или пульсацию печени, или ягоду на языке, или луч солнца на руке. Нам не нужен звук в голове, чтобы взглядом отличить круги от квадратов. Наши органы слуха, как обычная антенна, могли бы прекрасно работать без всякого озвучивания, преобразуя энергию волн в энергию сигналов для мозга, который бы воспринимал их на своём «экране» молча, как картинку на экране радара — что и где с какой силой вибрирует… И, может быть, получалось бы даже намного эффективней, чем сейчас.
Изобретение мозгом звуков, звуковых образов восприятия колебаний среды — это высший пилотаж психической организации, более сложный, чем изобретение мозгом цвета. То есть происхождение звуков идеально. Поэтому, например, только звуки могут достоверно, эмоционально и математически быть гармоничными — и слагаться в музыку — не имеющую никаких прототипов в природе. Сочетание звуков может быть неоспоримо гармоничным. Сочетание цветов, температур, вкусов, запахов, вибраций — нет.
Говоря о таком чувстве восприятия человека, как слух, в данной работе мы имеем в виду именно способность к восприятию механических колебаний через идеальные (в значении «не материальные») звуковые образы, через моделирование звуков, как ощущений.
Именно появление такого слуха у предков человека обусловило появление у него и голоса — совершенного речевого аппарата, а позднее привело и к появлению музыки, и к появлению письменности.
Слух, как преобразование безмолвных механических движений в психические звуковые ощущения — неотъемлемое условие для перехода:
а) к развитию эмоциональных реакций и формированию чувственного мира;
б) к абстрактному мышлению и возникновению сознания, разума;
в) к формированию речи и началу активного обмена информацией.
Пока нет сознания, организм способен вырабатывать те или иные реакции в нервной системе только в ответ на раздражения. Появление сознания фиксируется тем, что организм уже способен вырабатывать те или иные реакции в нервной системе без поступления раздражения, то есть необусловлено генерировать абстрактные ощущения, образы и мысли. Так вот, создание мозгом ощущения звуков — это промежуточная ступень от бессознательности к сознанию.
Более того, звук, как чистый плод игры мозга, из всех восприятий, доступных человеку, имеет самое большое влияние на сознание. Например, звуки в вербальной и музыкальной сферах, имеют одно из ключевых значений при формировании индивидуального характера и национальной ментальности.
И ещё: а почему мы слышим в звуках, а не в чём-то ином? Например, все знают, как информативен свет в оптиковолокне. Последовательность световых сигналов, некая мерцающая диорама в нейронном пространстве мозга, могла бы быть выбрана природой для преображения упругих волн с не худшим результатом. Может быть, этого не случилось потому, что для общения людей слишком сложно было бы заменить говорящие рты на мигающие «лампочки», и Природа просто пошла по лёгкому пути?
ВЗАИМОСВЯЗЬ ВСЕХ ВИДОВ ВОСПРИЯТИЙ.
Обобщая всё вышеизложенное, предлагаем выделить следующие уровни восприятия, доступные в той или иной мере человеку:
- Ритм: или приём вибраций. Древнейшее, даже добиотическое восприятие — начиная с вибрации электронов и атомов в первичном океаническом «рассоле», взаимоподстраивающихся друг к другу на основе коррелирующих вибраций электромагнитных полей. Позднее — биоритмы молекул, клеток, органов. Диапазон воспринимаемых волн: от межатомных электромагнитных и гиперзвуковых до низкочастотных инфразвуковых и электромагнитных, воспринимаемых всем телом. В настоящее время чувство ритма у подавляющего числа людей локализовано на подсознательном физиологическом уровне.
- Вкус: вторая по времени возникновения реакция жизни на внешнее раздражение. Начиная с самых первых энергохимических контактов самой первой самовоспроизводящейся молекулярной структуры с внешними атомами и молекулами, попадавшими непосредственно в зону действия ещё примитивных протоферментов (но это уже пищеварение и вкус!). Диапазон волн: с точки зрения квантовой химии — естественно, электромагнитные волны квантового диапазона в межатомномолекулярном взаимодействии. С точки зрения человека — ментальные вкусовые ощущения, вырабатываемые в мозге на основе характеристик энергетических импульсов, полученных в ходе химических реакций во рту. Кстати, рот, возникший значительно позднее, можно рассматривать с этой точки зрения, как вынесенный поближе к внешней среде филиал желудка, предназначенный для первичного отбора пригодной пищи.
- Обоняние: чувство, с волновой точки зрения, идентичное вкусу. Но возникло после него, так как предполагает наличие хотя бы одноклеточного организма. В нём, для повышения эффективности восприятия волн от подходящих химических соединений, соответствующий органоид «архейского обоняния» был удалён подальше от «засоренной запахами» зоны основных химических реакций — от «вакуоли — протожелудка». Обоняние, как поиск химических примесей, зародилось в воде, поэтому ошибочно считать, что оно является лишь улавливанием рецепторами носа химических веществ во вдыхаемом воздухе. Диапазон волн: аналогичный вкусу.
- Осязание: возникло после обоняния, так как предполагает более сложную организацию одноклеточного организма — наличие примитивных нервно-сигнальных волокон от оболочки клетки и наличие специализированной органеллы, реагирующей на соответствующие сигналы. Это уже не «примитивная химия», как во вкусе и обонянии, это — прообраз нервной системы. Если говорить о человеке, то тактильные раздражения кожи рассматривать с волновой и молекулярной точки зрения нецелесообразно, в отличие от температурного восприятия. Поэтому диапазон волнового осязания: инфракрасный и видимый спектр.
- Зрение: пятый по времени возникновения уровень. Диапазон волн: видимый спектр электромагнитных волн. Начинается с примитивных светочувствительных органоидов у одноклеточных. Смысл такого первичного зрения — передача сигнала на жгутик, противоположный по отношению к источнику света (чтобы переместить клетку к свету). Фототропизм — это уже примитивное «зрение», а значит, примитивное зрение возможно без мозга. Отвечающие за зрение пигменты химически очень мало изменились за последние 3 миллиарда лет. К тому же, что у первых фототрофов, что у человека, анализируются всё те же цвета: красный, жёлто-зелёный, сине-фиолетовый. Эволюция зрения обязана своим потрясающим успехом: на 3% — прогрессу пигментов; на 7% — прогрессу фоторецепторов; на 90% — прогрессу «окружающего их» органа зрения и мозга. Основное эволюционное предназначение зрения — сбор информации.
- Слух: в отличие от ритма, который его заменял на более ранних стадиях, да и в отличие от всех предыдущих восприятий, слух подразумевает обязательное наличие развитого мозга для формирования на основе механических колебаний нейронных звуковых образов. Звуковые ощущения, в отличие от остальных восприятий, не являются непосредственным отражением вызывающих их раздражений, а представляют из себя «творческую» работу мозга, нематериальную их переработку. Естественно, слух появился значительно позже, чем зрение. Диапазон волн: в среднем для человека — от 20 Гц до 20 кГц. Основное эволюционное предназначение слуха — обмен информацией с помощью речи.
- Экстрасенсорика: способность принимать информацию из окружающей среды по каналам, отличным от перечисленных шести чувств. Диапазон волн: вопрос изучен слабо. Исходя из того, что все виды волн, выходящих за пределы достаточно хорошо изученного диапазона (длиннее 106 м или короче 10-12 м), либо не могут быть информативными для биологических структур, либо опасны для них, можно предположить два варианта:
Вариант 1. Существуют пока неизвестные носители пока нерегистрируемых колебаний. С научной точки зрения такие колебания могут быть обнаружены только на субэлементарном, субквантовом (по сегодняшним представлениям) уровне. Всепроницаемость таких волн и полей, конечно же, подразумевает фантастический потенциал информационного обобщения всех уровней восприятия. Сложно представить, что субквантовый уровень (имея в виду энергетику, частоты и размеры носителей) может передавать информацию, воспринимаемую обычными биологическими структурами. Скорее он может восприниматься некими энергетическими полями человека, что уже переходит в сферу эзотерики и требует отдельного рассмотрения.
Вариант 2. Экстрасенсорика является проявлением комплексной, но (пока?) бессознательной обработки нашим мозгом данных, поступающих по всем остальным шести каналам восприятий.
И в том, и в другом случае, на фоне не прекращающегося (в исторически достоверном периоде в миллионы лет) совершенствования механизмов основных восприятий в живой природе, экстрасенсорика является никак не «утраченным» первобытно-инстинктивным способом восприятия, а новым, формирующимся каналом, что свидетельствует о продолжающейся эволюции нашей нервной системы.
Как видно из приведённого выше краткого описания, основные принципы первых пяти восприятий, пусть в самом примитивном виде, но всё же, сформировались ещё у одноклеточных организмов. Зрение замыкает перечень архейских восприятий, а слух возник уже значительно позже.
Система регуляции древнейших простейших, как прообраз нервной системы и органов чувств, достаточно сложна. Мембранеллы и глазки — квазирецепторы химического, температурного, светового раздражения. Гуморальные каналы, фибриллы и настоящие нейромоторные волокна — квазинервная сеть. Стигмы и внутренние глазки — квазимозг, обрабатывающий раздражения и вырабатывающий реакции. Эффекторы — жгутики, реснички. Различные органеллы ускорения химических реакций, изменения давления в отдельных участках клетки, изменения формы клетки и выступов мембраны и т.п.
У простейших достоверно фиксируется сигнальное поведение и «научение», то есть ускорение реакций на повторяющиеся раздражения.
Можно с долей шутки констатировать, что со времени своего одноклеточного прошлого, в области чувств мы мало чего приобрели нового, а только совершенствуем старый набор восприятий.
ЕДИНАЯ ШКАЛА ВОСПРИЯТИЙ
