Энергия и жизнь

Иерархия устанавливается в результате агрессивного «выяснения отношений», побеждает наиболее сильная агрессивная особь, как правило взрослый самец. Для группы это выгодно, если ее возглавляет самая сильная или самая умная особь. Для доминирующей особи это тоже очевидно. Для подавляемых особей выгода не столь очевидна, но и тут есть преимущество: нет слишком частого «битья», т. е. возможна спокойная жизнь, открывается путь к эмиграции, поиску новых местообитаний.

Можно сказать, что в целом иерархическая структура позволяет уменьшить траты на поддержание (на популяционном уровне), без нее слишком много энергии уходило бы на постоянное выяснение отношений внутри группы. После установления иерархии животные мирно сосуществуют в единой группе, занимаясь своими делами. Итак, иерархия способствует повышению активности группы, группа ведет себя как единое целое, что увеличивает ее потенциал в экологической нише, в захвате пищи (энергии) и пространства.

В чем же заключаются преимущества стадного образа жизни? Почему он так широко распространен во многих таксонах животного царства? Перечислим некоторые, имеющие функциональный аспект.

1. Повышение способности к конкуренции. Группа совместно держащихся животных уже своими размерами способна подавить конкурентов, предпочитающих индивидуальный образ жизни. В большинстве групп или локальных популяций существует разделение труда. Хорошо известны, к примеру, коллективные действия хищников во время совместной охоты (волки, львы), когда каждый зверь выполняет свою «задачу».

2. Повышение эффективности добывания пищи. Это преимущество тесно связано с предыдущим.

3. Защита от хищников. Очевидно, что защита от нападения может быть в группе гораздо более эффективной. Существуют целые системы групповой круговой обороны у копытных животных, служащие надежным средством даже при нападении крупных хищников. Высока информационная роль оповещения о приближении хищника, его «окрикивание» и т. д. Это значит, что в среднем каждая особь может больше времени заниматься активным видом деятельности, в том числе и питанием.

4. Изменение среды вплоть до активного. Самый простой пример — совместное согревание в куче животных при похолодании. Более сложный, а подчас вызывающий изумление — это совместная достройка очень сложных, с совершенной термо- и влагорегуляцией жилищ, широко распространенных у общественных насекомых. К этому же типу относится постройка бобрами плотин с регулируемым уровнем воды.

5. Повышение эффективности размножения. Прежде всего, если в стаде имеется активный самец (вожак), то он и оставит больше потомков, что выгодно и для популяции в целом. Для многих групп насекомых характерно роение, в котором участвуют особи, прилетающие издалека. Велика роль стадности и в коллективной защите потомства. Известны целые «детские сады» у стадных млекопитающих, где дети находятся под присмотром не только своих родителей. У тех же общественных насекомых имеются особые категории «нянек», кормящих потомство.

6. Обучение. Возможность ускоренного обучения в группе, пожалуй, является одним из наиболее важных преимуществ для большинства высших животных. Теперь это все более осознается специалистами-этологами и эволюционистами в целом. Развитие способности к обучению дает преимущества по всем выше рассмотренным пунктам, особенно при передаче накопленного опыта потомству. Большая информационная емкость и низкая энергетическая стоимость обучения очевидны. Можно сказать, что действие энергетических принципов проявляется здесь в полной мере. Во-первых, передается новая функциональная возможность, т. е. открывается новая ниша (пища, пространство). Это иллюстрация экспансии, работа по экстенсивному типу. Но это все совершается без образования новых структур, что является показателем интенсивного типа развития. В данном случае практически никаких трат вещества и энергии не требуется, а информация, как мы знаем, передается почти бесплатно. Она без потерь и даже с усилением циркулирует по контурам обратной связи у одной особи или переходит от особи к особи в пределах группы, популяции и даже выходит за границы одного вида. В настоящее время известны интересные примеры быстрого распространения нового «знания», изобретения, навыка. Стоило, к примеру, одной из британских синиц научиться открывать бутылки с молоком и выпивать сверху сливки, как это умение практически мгновенно распространилось среди синиц разных видов.

Все обсуждавшиеся адаптивные признаки, связанные с групповым поведением, имеются у приматов и особенно ярко выражены в ветви высших обезьян и гоминид. В середине и конце третичного периода изменение климата привело к сокращению лесных местообитаний, развитию саванн и степей. Переход от древесного образа жизни к наземному у предков гоминид привел к развитию способности перемещения на двух конечностях. Только групповой образ жизни позволил первым гоминидам спасаться от опасных нападений со стороны крупных наземных хищников. Отдельным особям это было не под силу. То же можно сказать и о коллективной добыче пищи при совместной охоте, групповой охране примитивного жилища и т. д. Следовательно, селективное преимущество стадного образа жизни, повышение организованности группы, обучение в ней, разделение труда становятся очевидными. Все это требует совершенствования средств коммуникации, выработки языка и в конечном счете интеллекта у человека. Эволюция гоминид, приведшая к развитию человека,— процесс сложный и многосторонний. Ясно, что наиболее существенное различие между человеком и животным лежит в сфере разума, а не тела.

Обсуждение эволюционной природы человека, конкретных шагов морфологической эволюции не входит в нашу задачу. Оставаясь на позициях главным образом энергетического подхода, мы только подчеркнем, что такой показатель, как использование энергии человеком, в эволюции рос с наибольшей скоростью. Об этом и пойдет речь в следующей главе.

Глава 9. Человек и энергетика

... Прогресс техники в том и заключается, что человеческий труд все более и более отступает на задний план перед трудом машин.

9.1. Роль энергии в истории человечества

Весь длительный процесс освоения энергии человеком можно разделить, хотя бы для удобства обсуждения, на четыре-пять этапов [по Алексееву, 1983, с модификациями].

Первый — этап мускульной энергии, он уходит в глубь тысячелетий и длится до V–VII в. н. э. Одним из самых замечательных достижений этого периода является овладение огнем: вначале поддержание костра, а затем добывание огня и запасание первого энергетического ресурса — дров.

Второй этап (VII–XVII вв.) относится к использованию энергии движущей воды и ветра, он связан с изготовлением специальных, порой очень непростых сооружений, требовавших коллективного труда и творчества. Техническая основа разработок этого времени — колесо.

Третий этап (с XVIII в. до начала XX в.) соответствует все более широкому применению «движущей силы огня», источником которого является химическая энергия топлива, накопленного в былых биосферах: каменного угля, нефти, газа, горючих сланцев и т. д.

Четвертый этап (с «XX в. наравне») не зря называют «золотым веком электричества». Благодаря его открытию, а главным образом созданию многочисленных приборов и движителей для человечества оказалось возможным освоить и энергетически обеспечить практически все уголки нашей планеты, более или менее пригодные для жизни.

Пятый этап развития энергетики, основанной на использовании энергии распада атома и синтеза ядра, практически станет определяющим только в следующем веке или (более осторожно) в следующем тысячелетии. Рассмотрим развитие энергетики человека в историческом плане.

Вспомним, что иссушение климата и уменьшение площадей лесов в конце третичного — начале четвертичного периода вынудили предков-гоминид перейти от древесного к наземному существованию. Только социальный образ жизни, развитие систем коммуникации, обучения и приготовления примитивных орудий защиты и труда позволили некоторым линиям гоминид, не имевшим ни густого меха, ни мощных когтей, твердо обосноваться в степях и саваннах, используя естественные укрытия и пещеры как убежища. Примитивные орудия труда, обнаруженные археологами вместе с человеческими останками, относятся к дальней дали веков. (Например, орудия, найденные при раскопках вблизи древнего греческого города Птолемаис в Македонии, изготовлены более 3 млн лет назад.) Конечно, первые орудия очень примитивны. Это камень с острым сколом, дубина, очищенная от сучьев, и позднее — копье, сильное смертоносное оружие. Но со временем они все более совершенствовались, с их помощью первобытный человек мог охотиться на диких животных, выкапывать съедобные корни, строить укрытия из деревьев. Сто лет назад были проведены сравнения, какой топор лучше: каменный или железный. Оказалось, что каменный топор ненамного хуже; дерево толщиной 17 см было им срублено за 7 мин, а железным — за 5.