Когда пчела нашла нечто съедобное, она прилетает обратно в свой улей и сообщает остальным, что и где она нашла. Что она нашла, понятно по тому, что прилипло к её телу. А где она это нашла — сообщает на языке танца. Во время танца пчела движется по вертикальной поверхности. Она совершает движение, схематически отражающее направление и расстояние до места, куда следует лететь за едой.

Солнце в этой схеме по умолчанию находится сверху. Например, если место кормежки расположено прямо по Солнцу, то пчела ползет вверх и делает "восьмерку", как будто лежащую на боку. Таким образом, направление она указала. Если место для питания под углом 60 градусов, то пчела поворачивает восьмерку на 60 градусов. Аналогично остальные ситуации. А количеством виляний брюшком она указывает на расстояние. У разных пчел разные диалекты, поэтому у них одно число виляний брюшком показывает разное расстояние. Также пчела может объяснить не только, как лететь по прямой к месту кормёжки, но и как облететь, например, гору. Если еда находится рядом с ульем, то пчела выполняет танец совсем другой.

Как же пчела ориентируется на местности, как запоминает ориентиры? Дело в том, что пчелы видят всё в поляризованном свете, у них по другому устроено зрительное восприятие, и есть посвященные этому исследования. Интересно знать, что у пчел врождённое владение языком. При жизни они, конечно, совершенствуют свой танец, добавляют новые, свойственные только этому улью элементы танца, но в принципе они изначально могут показать путь к месту, где есть еда. Если взять пчел, говорящих на разных диалектах, то оказывается, они не могут понять друг друга. Возникает вопрос: применяют ли пчелы ещё в каких-нибудь ситуациях свой "язык"? Нет. Для остальных ситуаций у пчел хорошо развита система коммуникаций, регулирующая отношения индивида внутри роя, для того, чтобы они делали то, что надо. Но наиболее загадочным и интригующим для ученых была их способность рассказать о том, куда лететь. За работу над расшифровкой языка пчёл Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию (1973 г.).

Хочется отметить один факт: что у нас, что у пчёл общая архитектура нейронов задана наследственно, а не обучением, индивидуальный опыт добавляет то, как они друг с другом соединятся на конечных стадиях. Мы отличаемся от пчёл тем, что у нас гораздо большая часть нервных связей наследственно не задана, и на них ложится индивидуальный опыт.

Существуют две причины, почему отдельные независимые индивиды (будь это клетки или гидроидные полипы, или приматы) объединяются в колонию или многоклеточный организм. Это наиболее эффективное использование ресурсов и защита. На примере волков объясним первую причину. Летом волки живут небольшими группами, семьями. Они занимаются тем, что ловят разную живность, например мышей, которых летом много, и вполне успешно способны прокормиться. Но зимой мыши и другие мелкие грызуны прячутся под снегом, и приходится ловить крупных животных — лосей или оленей, например. Тогда волки сбиваются в стаи. Стаи могут осуществлять очень сложные виды загонной охоты, некоторые загоняют, некоторые сидят в засаде. Во время охоты волки обмениваются между собой вокальными сигналами, координируя таким образом свои действия. То есть здесь мы сталкиваемся с ситуацией, аналогичной поведению Dictyostelium 'а, который часть времени проводит как одноклеточное, а часть времени — как коллектив одноклеточных, объединяющихся в единый организм

5. Эволюция в многоклеточные

Первые эукариоты появились около 2 миллиардов лет назад. Многоклеточные появились, видимо, более 600 миллионов лет назад, данные об этом появились тоже благодаря ископаемым породам. Что же касается млекопитающих, то они появились в эволюционных масштабах недавно, всего 200 миллионов лет назад.

Ближайшим родственником человека, имеющего общего с нами предка, считается шимпанзе. Шимпанзе и человек имели общего предка 5 миллионов лет назад, примерно в это время ветви, ведущие к человеку и шимпанзе, разделились. Около 2 миллионов лет назад у человека появились первые примитивные орудия труда. Предком человека современного типа был вид Homo erectus (человек прямоходящий). Человек современного анатомического типа появился примерно 100-150 тысяч лет назад. Представления о происхождении человека, его родстве с представителями живого мира были получены при сравнении строения тела человека и других животных, данных сравнительной эмбриологии, исследования костных останков вымерших видов — данных археологии и палеонтологии, а за последние десятилетия также и при сравнении ДНК разных организмов. На основе этих данных восстановлен общих ход развития жизни на Земле. Однако ответить на вопрос, почему жизнь появилась; почему она усложнялась; что способствовало её усложнению; каким образом из аминокислот, нуклеотидов и другого материала получилась такая сложная функционирующая система, почему очень просто устроенные организмы в ходе эволюции всё более и более усложняли свою структуру трудно. Тем более трудно объяснить это на фоне того, что и сейчас мы имеем в наличии многие более простые формы жизни, чем человек и другие млекопитающие, считающиеся вершиной эволюции.

Эти вопросы обсуждаются в теории эволюции. Дарвин был не первый, кто выдвинул идею эволюции, но он сумел обобщить и преподнести те идеи, которые существовали до него, так, чтобы они были восприняты обществом, и сумел развить их в своей теории. Причём его работа попала в круг всеобщего внимания не только среди ученых, но и среди широкой публики. В то время, когда основной темой для диспутов в ученых кругах была теория естественного отбора (то есть, эволюционируют ли виды под действием естественного отбора или по другой причине), общественность обсуждала вопрос о том, от кого же произошел человек: от Бога или от обезьяны.

Со времен теории Дарвина было проведено много новых исследований, возникли новые теории эволюции. Основатель учения, называемого антропософией, Штайнер, считал, что эволюция идёт не от простого к сложному, а наоборот. Объединение идей генетики и теории эволюции привели к появлению так называемой синтетической теории эволюции, которая ответила на многие вопросы. Но, тем не менее, есть вопросы, на которые и эта теория не может ответить. Есть направление, называемое креационизмом, последователи которого утверждают, что все виды созданы Богом. Они неизменны, не могут совершенствоваться. Существование палеонтологической летописи, то есть появление и исчезновение видов в истории Земли, с точки зрения креационистов следует объяснить тем, что Бог поместил эти виды на Землю, а потом изъял их. Креационисты проводят достаточно интересные расчеты, связанные, например, с тем, какие и сколько видов животных имел возможность Ной собрать в своем ковчеге, каких размеров должен быть этот ковчег. Рыб и растений, по их теории не надо было брать, так как они могли выжить в воде сами. С их точки зрения, Ной мог взять молодых животных, которые были более жизнеспособны и занимали меньше места, таким образом, они высчитали определенный минимум видов животных, который обеспечил разнообразие жизни на Земле сегодня. Креационисты находят слабые места в дарвиновской теории эволюции, задают вопросы, ответы на которые эволюционистам приходится искать.

Для того, чтобы представить, как могла проходить эволюция и какими могут быть ее причины, построим следующую модель, и попытаемся понять, почему живые организмы усложнялись. Пусть, для простоты модели, у нас есть один вид бактерий, который питается одним видом пищи. Будем наблюдать за тем, как ведут себя эти бактерии в разных ситуациях. Ясно, что пока есть благоприятные условия и много еды, бактерии усиленно размножаются. Рассмотрим период жизни, когда бактерии съели всю пищу, еды больше не осталось. Что может происходить с бактериями в сложившейся ситуации? Из этой ситуации есть 2 выхода, связанные с тем, меняется или нет способ питания:

1. Если способ питания не меняется, то у бактерий есть 3 выхода:

1.1. Мигрировать на территорию, где есть много еды, это опять приведёт к увеличению численности и таким образом круг замкнется (для того, чтобы мигрировать, необходимо обладать достаточной подвижностью, то есть возникают приспособления для движения).

1.2. Второй выход — это вымереть:

1.2.1. если вымирание частичное, то после кризиса с едой, численность бактерий возрастёт и круг опять замкнется. Такие циклы происходят очень часто (модель волка и зайца), когда численность бактерий превышает количество ресурсов, из-за этого происходит частичное вымирание вида до момента, когда еды опять начинает хватать всем, после этого опять возрастает численность организмов и т.д.;

1.2.2. вымирание полное, ведёт к полному исчезновению вида.

1.3. анабиоз ("впасть в спячку" до лучших времён).

2. Если способ питания меняется, то у бактерий есть 2 пути развития:

2.1. сменить ресурсы путем:

2.1.1 выработки органических веществ самим (фотосинтез);

2.1.2. хищничества (поедание себе подобных);

2.1.3. паразитизма ("откусывание по кусочку" от живого организма);

2.1.4. использовать отходы (пример: раньше атмосфера Земли была восстановительная, и для живых организмов кислород был сильным ядом, но постепенно, по мере накопления кислорода в атмосфере, выживали только те, кто освоил аэробный тип дыхания);

2.2. можно кооперироваться. Для этого надо уметь общаться, у клеток это происходит на уровне электрических сигналов, проходящих по мембранам клеток (прообраз нервного импульса), и химических сигналов (прообраз гормональной системы).

2.2.1. примером кооперации является симбиоз (один из важнейших факторов эволюции);

2.2.2. при кооперации одинаковых клеток возникает многоклеточный организм — в нашем случае многоклеточные бактерии. Такие бактерии действительно существуют.

И симбиоз, и интеграция клеток одного вида приводит к повышению сложности, переходу на новый интегративный уровень развития. При этом вырабатывается система связи между элементами предыдущего уровня, то есть, если ранее говорилось об отдельных бактериях, совокупности скооперированных бактерий, то сейчас уже речь идёт о системе взаимодействующих клеток.

Эукариоты появились в результате симбиоза бактерий. Есть организмы (например, амёбы Pelomyxa palustris), которые представляют собой целую команду. Вместо митохондрий в данном организме живут бактерии; вместо жгутиков — другие бактерии (причем, два вида — длинные и короткие), которые, синхронно поворачивая хвостами, обеспечивают этому организму движение. Сейчас есть множество примеров того, что некоторые живые организмы зафиксировали собой как бы промежуточную стадию (тупиковую) эволюции, не переходя на новый интегративный уровень.

Теперь представим, что на "входе" в данной схеме вместо "популяции бактерий" поставлены "многоклеточные организмы". Очевидно, что многоклеточные будут иметь те же принципиальные возможности выхода из кризисной ситуации, а в результате интеграции появятся колонии, стаи и т.п.; другими словами — группа взаимодействующих многоклеточных организмов, которую мы назовем первичным социумом (это не устоявшийся термин), или социальный организм. Если теперь вверху схемы поставить "первичный социум", то, в итоге, получится система социумов, которая, в зависимости от структуры, называется племя или вождество. Этот этап эволюции характерен только для человека. С помощью таких схем, можно проследить переходы организмов на новые интеграционные уровни.

В качестве примера социального организма можно также рассмотреть пчёл и муравьёв. Но, в данном случае, они представляют собой скорее многоклеточный организм (у которого "ручки" и "ножки" бегают отдельно). Рассмотрим первичный социум, например, стадо обезьян. Стадо наших ближайших родственников, шимпанзе очень похоже по своей структуре на первобытную общину. Первобытная община имела такую же структуру как группы охотников-собирателей в Африке, группы бушменов. Это небольшие объединения (человек 20-40, редко больше), кочующие по своей территории. За каждой общиной закреплена определенная территория; другие племена на ней находиться не могут; размер территории (и общины) определяется следующим фактором: сумеют ли они за год собрать необходимую пищу с территории. Соответственно, чем менее плодородна земля, тем численность общины меньше, и наоборот, чем более плодородна почва, тем численность общины больше, а территория, соответственно, меньше. При объединении первобытных общин возникает более сложная социальная структура — племя. На самом деле существует еще одна структура — вождество. Этот термин узкоспециализированный. От племён вождества отличаются тем, что они более иерархизированы. Племена — это союз общин, и в них, в общем-то, нет вождя, который может кому-то что-то приказать. Во главе вождеств стоит вождь, который всем руководит и который принимает дары от членов вождества и перераспределяет их. В результате объединения племён или вождеств возникает государство; а объединение государств приводит к появлению различных интернациональных союзов и организаций.

6. Путь от простого к сложному

Следует отметить, что симбиоз — это процесс, который будет идти всегда. На данный момент в разных группах он находится на разных фазах развития.

А теперь посмотрим, что будет в начале этой схемы, если "на выходе" будет прокариотическая клетка. Тогда на "входе" будет система метаболических циклов. Если многоклеточный организм — это система общающихся между собой клеток, то прокариотическая клетка — это система общающихся между собой метаболических циклов. Метаболические циклы включают в себя процессы анаболизма (расщепление более сложных веществ на простые) и катаболизма (объединение простых веществ в более сложные). У нас с растениями и бактериями есть некоторые общие процессы, поэтому, в частности, растения и лечат. Все процессы идут согласовано друг с другом, так как продукты одних реакций являются субстратами следующих, и таким образом, скорость всех реакций сопряжена.

Существует такая штука как цикл Кребса — основной энергетический цикл клеток. Этот цикл обеспечивает клетку энергией, в его ходе синтезируется АТФ.

Если говорить совсем уж простым языком, то цикл Кребса — это цепочка химических реакций, происходящих в каждой клетке нашего тела, которая называется циклом потому, что продолжается непрерывно. Конечным результатом данного цикла реакций является производство аденозинтрифосфата — вещества, которое представляет собой энергетическую основу жизнедеятельности организма. По-другому этот цикл называется клеточным дыханием, так как большинство его стадий происходят с участием кислорода. Кроме того, выделяют важнейшую функцию цикла Кребса — пластическую (строительную), так как во время цикла вырабатываются важные для жизнедеятельности элементы: углеводы, аминокислоты и т. д.

Для осуществления всего вышеизложенного необходимо наличие более ста различных элементов, в том числе витаминов. При отсутствии или недостатке хотя бы одного из них цикл будет недостаточно эффективным, что приведёт к нарушению метаболизма во всём теле человека.