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.
Дальнейшее развитие нервной системы совершается за счёт совершенствования органов, позволяющих распознавать предметы на довольно значительном расстоянии — органов зрения и слуха, которые мы наблюдаем у более высоко организованных, чем черви, животных: моллюсков, ракообразных и насекомых. При этом у животных, конечно, продолжает развиваться осязание и другие «низшие чувства», которые являются для них основными. Но чем дальше, тем орган зрения начинает занимать более важное, ведущее место. Водные животные отлично распознают глубину водоёма, различают направление движения воды, её химический состав и реагируют на его изменения с помощью особого «химического чувства», также достигающего высокой степени развития. Вкус — тоже проявление своеобразного химического чувства, имеющего значение даже и для человека. Вместе с развитием чувствительности к происходящим в окружающей среде переменам происходит всё более тонкое разделение чувств (например разделение обоняния и вкуса). Большинство органов «высших» чувств располагается ближе к голове, связывается с головными нервными «узлами».
При этом происходит и слияние различных отделов нервной системы. Это заметно у так называемых членистоногих животных. В особенности у насекомых мы замечаем слияние отдельных частей их нервной цепочки, расположенной на брюшной стороне тела, в более крупные образования. Как и звенья нервной цепочки червей, они состоят из некоторого количества сложно устроенных нервных клеток (рис. 4).
Рис. 4. Постепенное объединение отдельных узлов нервной цепочки насекомых в крупные грудные (г) и брюшные (б) узлы: 1 — бабочка-тонкопряд; 2 — светляк; 3 — «божья коровка»; 4 — садовый кузька; 5 — личинка падальной мухи.
Эти клетки, обладающие нитевидными отростками, воспринимают раздражения, поступающие от определённых частей тела, от органов чувств, и передают их мышцам. Мышечный аппарат насекомых высоко развит и расчленён на множество пучков. Передние нервные узлы наиболее развитых насекомых — жуков, муравьёв и пчёл — сливаются в один крупный узел (надглоточный узел), связанный с органами чувств. Он играет у насекомых ту роль, которую у позвоночных выполняет головной мозг. В грудной части образуется особый грудной узел, который управляет движением мышц конечностей, в брюшной — несколько узлов, регулирующих деятельность внутренних органов. Некоторое подобие этой «узловой» системы мы находим и во внутренностях высших животных, где многочисленные нервные центры образуют так называемое «солнечное сплетение» и другие местные аппараты регуляции деятельности органов, но не играющие роли в самом сокращении мышц.
Насекомые отличаются весьма разнообразными и сложными формами поведения. Охватывая своими органами зрения и обоняния довольно большие пространства, они ищут себе добычу и защищаются от врагов весьма сложными способами. Насекомые обладают большим числом развитых инстинктов (питания, размножения и др.).
Инстинкты насекомых, как и других высших животных, состоят из многих отдельных двигательных актов, связанных в одну общую цепь; например пчела осуществляет полёт за цветочной пылью и возвращение обратно. Инстинкты составляют большую часть способов приспособления насекомых к окружающей их среде и определяют в основных чертах их поведение. Инстинкты насекомых большей частью целесообразны. Однако ничего сверхъестественного в этой целесообразности нет. Можно указать сколько угодно инстинктов, становящихся нецелесообразными, даже нелепыми, затрудняющими поведение животного в тех случаях, когда обстоятельства его жизни резко изменяются.
Эго ещё раз показывает, что инстинкты возникают в зависимости от длительного воздействия условий внешней среды и лишь постепенно меняются с изменением этих условий.
Возьмём обыкновенное широко распространённое насекомое — чёрного таракана — и разрежем его на две части, по линии, отделяющей от брюшка грудную част. Задняя половина останется после этого лежать неподвижно. Передняя же часть после некоторой паузы будет проявлять заметные признаки жизни. Обнаружится движение лапок, усиков, челюстей. Центральная нервная система насекомого не только объединяет собой движения передней и задней половин насекомого, но и подчиняет движения задней половины влиянию головного узла-мозга, заставляет действовать организм как одно целое, приноравливает поведение животного к условиям внешней среды на более и более широком пространстве. Известно, что многие насекомые (саранча) обладают способностью к передвижению на огромные расстояния. Их нервная система высоко развита.
Объединение отдельных частей нервной цепочки, о которой мы говорили выше, у насекомых выражается в резком увеличении головной части — надглоточного узла. Именно первенствующее значение головного конца нервной цепочки связано с проявлением более сложных форм поведения. Наиболее развитые насекомые, обладатели инстинктов строительства гнёзд, например, осы, пчёлы и муравьи, располагающие сложными, так называемыми фасеточными глазами, имеют более сложное и внутреннее устройство головного узла, состоящего из множества нервных клеток. Последние расположены не только в виде узлов, но и рядами, т. е. в определённом порядке, — так называемый экранный тип строения мозга.
У позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих), занимающих наиболее высокое положение в мире животных, центры нервной системы устроены ещё более сложно, чем у насекомых. Они более развиты как в смысле расчленения и специализации частей, так и в смысле объединения через них работы всех других органов тела. Нервные центры, которые помещаются в головном конце, в высших «этажах» нервной системы, связаны десятками тысяч нервных нитей друг с другом и со всеми органами тела. Эти центры направляют деятельность не только аппарата передвижения — мышц, туловища и конечностей (анимальная нервная система), но и работу внутренних органов с помощью системы узлов, так называемой вегетативной (растительной) нервной системы.
Даже у низших позвоночных — рыб, ведущих сравнительно простой, водный образ жизни, мы имеем новое в строении нервной системы по сравнению с беспозвоночными, а именно: так называемую нервную трубку, которая находится на спинной стороне тела. Она состоит из множества нервных клеток, образующих систему нервных центров, расположенных этажами. Эти центры управляют движением определённых мышц тела и конечностей — в данном случае плавников. Основное значение в регулировании этих движений имеет спинной мозг (рис. 5).
Рис. 5. Спинной мозг и его корешки: передние — центробежные, задние — центростремительные.
Нервная клетка состоит из «тела» клетки, в котором находится ядро, и отростков, — так называемого нейрита (главный отросток), а также более мелких — дендритов, по которым раздражение направляется в клетку (рис. 6).
В каждом «этаже» спинного мозга позвоночных расположение этих нервных элементов примерно одинаково: мозговой ствол состоит из двух видов нервного вещества: серого, нервных клеток (оно образует центральную часть и на поперечном разрезе напоминает силуэт бабочки с развёрнутыми крыльями (рис. 6), и белого, нервных волокон (проводящие пути мозга, т. е. соединения между отдельными его «этажами»).
Рис. 6. Строение центральной нервной системы позвоночных. Слева — нервная клетка с отростками (нейритом и дендритами), справа — поперечный разрез спинного мозга.
Спинной мозг соединен с телом двумя видами «корешков»: одни из них (задние) несут раздражения от кожи и других органов (чувствительные пути), другие (передние) являются двигательными, т. е. несут возбуждение к двигательным органам — к мышцам.
Ведущую роль в поведении высших позвоночных играет передний конец нервной системы или головной мозг. Если у беспозвоночных мы находим десятки и сотни тысяч нервных клеток, то число нервных клеток в мозгу рыб измеряется