# Различные биологические несоответствия

Николай Порфирьевич Фурзиков

Что делать с биологическими промахами?

РАЗЛИЧНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ НЕСООТВЕТСТВИЯ


Николай Фурзиков


Цикл романов Джеймса Уайта о космическом госпитале посвящен жизни многопрофильного лечебного заведения, предназначенного для излечения множества самых разных видов разумных существ, входящих в галактическую федерацию или потенциально способных войти в нее. Редкостно большое разнообразие описываемых автором видов, их предполагаемого образа жизни и поведения приводит к довольно объемистому набору биологически невозможных или маловероятных ситуаций.

Обитающие на планете с тяготением, вчетверо превышающим земное, и семикратно большим атмосферным давлением худлариане имеют приземистое строение, высокое внутреннее давление и повышенную скорость обмена веществ (Джеймс Уайт "Космический госпиталь" и последующие романы цикла). Их массивное тело опирается на костяшки шести толстых коротких щупальцеобразных конечностей, которые могут служить и ногами, и руками. Утверждается, что эти конечности потребляют 80% процентов всей вырабатываемой телом энергии. Это явная ошибка, так как масса тела должна приходиться на работающие преимущественно на сжатие сочлененные кости конечностей и отчасти скелета, что никак не может вызвать больших затрат энергии, особенно в покое. Ну а если бы конечности худлариан были бескостными, высокое тяготение заставило бы их тела принять форму лепешки. К тому же худлариане разумны и их мозг нуждается в более существенной, чем жалкие единицы процентов, доле кислорода и питательных веществ, учитывая не менее значимые потребности прочих внутренних органов. Поэтому приведенное в романе "Межзвездная неотложка" обоснование ампутации атрофированных конечностей худлариан в их старости необходимостью перераспределить кровоток в пользу других органов выглядит сильно надуманным.

Колесники - описанные тем же Джеймсом Уайтом в романе "Большая операция" фантастические существа, обитающие в морях вымышленной планеты Митбол (Драмбо). Они разумны, имеют форму больших полужестких бубликов и используют естественную гравитацию планеты ради циркуляции жидкостей в своих организмах, для чего вынуждены постоянно катиться по морскому дну, надувая в каждый момент верхнюю часть тела, или искусственно вращать свои тела в случаях пребывания на одном месте. Это значит, что они не могут спать, чтобы разгрузить свой мозг от накапливающихся новых впечатлений и упорядочить их в памяти. Мозг колесников распределен по их телу, поэтому возможность поочередного сна отдельных его частей, как у дельфинов, неясна. Полужесткий тор может катиться без затрат энергии лишь по твердому дну и под горку. Даже ровное песчаное морское дно потребует приложения дополнительной энергии на деформацию песка. Участки ила для такого бублика окажутся непреодолимыми препятствиями, а более-менее заметное углубление морского дна послужит ловушкой, попадание в которую будет грозить гибелью от истощения из-за невозможности выбраться. О регулировке плавучести тела или каких-либо органах, которая помогали бы справляться с такими случаями, ничего не говорится. Дополнительно можно сказать, что центр тяжести движущегося колесника всегда лежит выше точки опоры, т.е. он вынужден постоянно поддерживать неустойчивое равновесие. Для этого его вращение должно быть достаточно быстрым, аналогично движению циркача на моноцикле. Стоит замедлиться вращению по той или иной причине или запнуться на камешке, как равновесие будет потеряно, и живой бублик завалится на бок, что должно привести его к гибели. Выпрямляемые в противоположном направлении для поддержки равновесия внутренние щупальца в этих случаях не могут помочь, потому что их масса намного меньше массы остального тела. Вместо них гораздо лучше были бы ластообразные придатки, позволяющие компенсировать потерю равновесия скоординированными взмахами-толчками. Поэтому выживание колесников в описанных автором условиях можно смело ставить под сомнение. Автор предполагает, что эти существа возникли в зонах прибрежного прилива, где существовали вертикальные кольцевые водяные течения. Но такая возможность практически исключается из-за неустойчивости подобных вихрей в гравитационном поле, приводящей к их распаду за достаточно короткое время в широком диапазоне внешних условий. Следовательно, указанная причина появления колесников как отдельного вида явно неправдоподобна.

Интересно проследить за эволюцией обитающих в воде тринадцатиметровых чалдеров-АУГЛ с планеты Чалдерскол (Джеймс Уайт "Космический госпиталь" и последующие романы цикла). В первом романе их пищей являются зеленые водоросли, растущие в наполненной водой палате, где они находятся на лечении. Далее в их пасти оказываются многочисленные острые зубы, расположенные в несколько рядов. В романе "Большая операция" чалдер весьма действенно использует эти зубы, буквально перекусывая пополам морского обитателя, напавшего на плывущего в легком скафандре хирурга Конвея. В романе "Галактический повар" чалдеры - уже хищники, предпочитающие ловить свою добычу в процессе ее преследования.

Примерно так же не повезло расе разумных низкотемпературных СНЛУ, которые дышат метаном и не переносят повышенных температур, испаряясь уже при минус ста двадцати градусах. Поэтому по неприспособленным для них помещениям госпиталя они могут передвигаться только в термоизолированных холодильных камерах на гусеничном ходу ("Звездный врач"). А в романе "Звездный хирург" уточняется, что жить они предпочитают при температуре плюс пять градусов по абсолютной шкале (или минус двести шестьдесят восемь по более привычной шкале Цельсия). Вот только при такой температуре метан находится в твердом состоянии, как впрочем, и все другие газы, за исключением гелия. Понятно, что дышать метаном (или чем-то еще) при этих условиях, мягко говоря, затруднительно. Так что остается неясно, чем дышат СНЛУ и могут ли они дышать в принципе. Может быть, верной стоит считать приведенную в романе "Большая операция" версию, по которой наиболее удобная температура для жизни этих низкотемпературных созданий - минус сто пятьдесят градусов, когда некоторые газы, в том числе метан, еще не сжижаются. Но эта версия тоже не окончательная: в более позднем романе 'Галактический шеф-повар' вновь утверждается, что сложнейшая минерально-жидкостная структура тела СНЛУ разлагается уже при восемнадцати градусах выше абсолютного нуля (минус двести пятьдесят пять по Цельсию), когда в жидком виде существует только гелий.

Запутанная история произошла с существами ААЦЛ. В первом романе цикла "Космический госпиталь" - это неразумные домашние животные расы вододышащих крепеллиан-АМСЛ, имеющие шесть мощных шестиметровых щупалец, оканчивающихся крепкими когтями. Оставшийся без погибшего хозяина и попавший в результате катастрофы в технический центр управления госпиталя разбушевавшийся ААЦЛ вовсю крушит аппаратуру регулирования гравитации в помещениях, пока начинающий врач Конвей не убивает его, наступив на горло своим мирным принципам. Но уже в следующем романе "Звездный хирург" ААЦЛ - дышащие углекислым газом разумные растения, далекие потомки мигрирующих овощей. Они питаются во время сна, сажая себя в удобренный грунт.

Невероятной кажется толщина панциря шестилапых крабообразных мелфиан-ЭЛНТ, достигающая 13 см, при том, что ростом мелфиане значительно уступают человеку (Джеймс Уайт "Звездный врач"). Хочется тут же спросить: остается ли внутри столь толстого панциря место для внутренних органов, которые в том же романе приходится оперировать? И в состоянии ли мелфианин носить свой увесистый панцирь на суше, где вода не облегчает действие гравитационного притяжения планеты на тело, как в океане?

Скептически нужно относиться к возможности существования насекомых и птиц в атмосфере планеты, вращающейся настолько быстро, что из-за деформации центробежными силами ее форма напоминает две сложенные вместе суповые тарелки, а поверхностное притяжение на полюсах и экваторе отличается в двенадцать раз (Джеймс Уайт 'Скорая помощь'). Даже если допустить, что планета при этом не разлетится на части, в ее атмосфере должны постоянно дуть чудовищные ветры из-за того, что составляющие атмосферу газы имеют небольшую вязкость и отстают в своем движении от поверхности. Летать там могут только пыль, песок, небольшие камешки, но не насекомые или птицы. Полет по ветру тоже не спасает, так как при огромных скоростях движение газов сильно неустойчиво, в нем постоянно образуются и распадаются вихри, как это случается в виде циклонов даже на Земле при относительно небольших скоростях ее углового вращения. Под действием кориолисовых сил такие вихри отклоняются к высоким широтам планеты, захватывая околополярные области. Не выжить там насекомым и птицам, и даже не появиться.

Слепыши-ЦПСД имеют круглые мягкие тела метрового диаметра с поперечным сечением в виде уплощенного овала и широким ртом в его передней части. Из середины рта выходит длинное тонкое жало, служившее их предкам для защиты. Органы чувств у них отсутствуют, за исключением мозолевидных тактильных образований сверху и снизу тела размером от горошины до подушечки человеческого пальца. Образования снизу служат также для передвижения. Весь окружающий мир слепыши познают через осязание, сводя любые внешние воздействия к воспринимаемым ими механическим вибрациям. Постепенно они создали разнообразные преобразователи и усилители, позволившие расширить их возможности чувствовать, затем машинную цивилизацию, стали строить летающие в гиперпространстве космические корабли (Джеймс Уайт 'Скорая помощь'). Мешает поверить такому прогрессу слепышей неприлично малое пространственное разрешение осязательного канала. Пусть это разрешение составляет небольшую долю от размера наименьшего тактильного пятна, что будет примерно равно 1 мм. Для зрительного канала человека предельное линейное разрешение достигает 0,0035 мм, исходя из плотности колбочек в желтом пятне сетчатки. Высокой остроте дневного зрения благоприятствуют яркое видимое солнечное излучение, подсвечивающее наблюдаемые предметы и в результате рассеяния попадающее в глаз, и его фотобиохимическая активность, способная вызвать формирование сигнала фоточувствительной клетки. Слуховой канал, как известно из экспериментов с летучими мышами, способен достичь разрешения порядка 0,05 мм, правда, в неслышимом для человека ультразвуковом диапазоне и на близких расстояниях. Число необходимых каналов передачи информации и число нейронов мозга для ее обработки зависит от линейного разрешения примерно обратно пропорционально его квадрату. Поэтому надеяться на эквивалентную полную замену зрения и слуха осязанием значит проявлять безудержный оптимизм. Из того же следует, что тактильный канал не предъявляет столь серьезных стимулов к развитию разделов мозга, заведующих обработкой сигналов от внешнего мира, как зрительный или даже слуховой каналы, и описанное автором развитие слепышей очень даже сомнительно. Более того, беспомощность на свету кротов и других подземных жителей со слабым или отсутствующим зрением явно говорит о преимуществах зрительного канала перед слуховым. Слух выходит на первый план лишь при невозможности видеть, как под землей или у тех же летучих мышей в сумерках.

Треугольные отверстия в раковине улиткообразных ЭГКЛ для выдвигающихся манипуляторных конечностей (Джеймс Уайт 'Чрезвычайные происшествия') - это неверное решение, как давно знает земная техника. В острых углах таких отверстий материал испытывает дополнительные напряжения, в них часто зарождаются трещины. Треугольное сечение щупалец маловероятно, так как при одинаковой площади будет проигрывать круглому по прочности на изгиб. Следовательно, и отверстие будет использоваться не полностью, и прочность раковины меньше. Возможно, в этом причина отсутствия таких отверстий в раковинах земных существ, а если уж встречается приближение к треугольной форме, то обязательно в сочетании со скругленными углами.

С информированностью в медицинской тематике Джеймса Уайта, автора романа 'Чрезвычайные происшествия', не сочетается описание команды звездолета, которым управляет капитан-эмпат с полуобрубленными конечностями. К срезам этих конечностей по мере необходимости подсоединяются в качестве органов чувств, управления или подготовки пищи другие члены экипажа, имеющие вид животных с ампутированными головами. Вместе они образуют своеобразный сборно-разборный биоконструктор, в котором заменяемы все части, кроме капитана. В таком конструкторе достаточно легко переправить через стык срезов двух существ полупереваренную пищу. Гораздо сложнее представить себе передачу через такой стык нервных импульсов, необходимых для получения капитаном от чувствующего существа детальной информации о внешнем мире и состоянии корабля, а после этого передачу через другой стык командных импульсов существу-эффектору для исполнения последним управляющей команды. Сложность в том, что простого механического контакта между нервами известных кислорододышащих существ никак недостаточно для прохождения нервного возбуждения через такой контакт. Кроме того, крупный нерв состоит из множества параллельных волокон, каждое из которых должно соответствовать аналогичному волокну контактируемого нерва. Обеспечить такую точность при обычном механическом соединении срезов просто невозможно. Более того, как правило, при соединении перерезанных нервов немедленного восстановления нервной связи не происходит и остается надеяться, что из состыкованных швами участков навстречу друг другу прорастут аксоны и установят между собой новые синаптические контакты, на что требуется значительное время, никак не вписывающееся в необходимость оперативного управления космическим кораблем. Абсолютно те же проблемы с нервной проводимостью, кстати, возникают при соединении и разъединении отдельных секций червеобразного 'змея Мидгарда' (см. Дефекты биологического масштабирования), не позволяя поверить в его возможность.

Удивляет обнаружение переносным медицинским сканером сложных костных структур внутри тела цинрусскийца-ГНЛО, который является похожим на огромную стрекозу инопланетным инсектоидом (Джеймс Уайт 'Галактический шеф-повар'). И это наряду с тем, что всюду в цикле романов о космическом госпитале автор подчеркивает экзоскелетное строение тела этих инсектоидов. Ведь внешний скелет принимает на себя все опорные функции, в том числе поддержание внутренних органов тела, что исключает необходимость в каких-либо костях внутри.

Персонаж романов Джеймса Уайта 'Звездный хирург' и 'Окончательный диагноз' - живущая внутри организованная разумная колония вирусоподобных частиц, исполняющая роль личного врача, который постоянно и достаточно квалифицированно заботится о здоровье своего хозяина, вплоть до полного обновления всех клеток его организма. Однако опыт такого врача исчерпывается тем сроком, в течение которого он сосуществует со своим хозяином, поэтому реакции врача на новые ситуации могут оказаться не совсем адекватными, так, он препятствует излечению возрастного рака кожи своего первого хозяина - Лонвеллина-ЭПЛХ. Затем, попав в тело только что перенесшего тяжелое пищевое отравление и тяжелые травмы четырехлетнего мальчика-землянина Хьюлитта, исцеляет его и старается поддерживать в нем прекрасное здоровье. Его действия включают в себя поддержание здорового состояния вплоть до вызова квазиаллергических реакций на любые поступающие лекарства или сопротивления отторжению от тела любых его частей, например, выпадению молочных зубов. Последняя реакция должна была бы сделать из Хьюлитта нестриженого бородатого человека с длиннющими ногтями и массой отшелушенных, но тем не менее держащихся на теле кожных чешуек. В первом из этих двух романов разумными являются все такие личные врачи, во втором - только один из них, перенесший неустановленную мутацию.

Случается, что фантастические существа наделяются органами зрения, отнесенными достаточно далеко от мозга. Подходящим примером могут служить кукольники Пирсона в романе Ларри Нивена "Мир-кольцо" и последующих романах серии. Они похожи на двухголовых лошадок или осликов с тремя ногами - двумя передними и одной мощной задней. Головы расположены на длинных шеях, растущих по бокам передней части удлиненного туловища, и несут по одному глазу. Мозг расположен в туловище между шеями. Такое строение тела представляет собой нонсенс с точки зрения биофизики, потому что если живое существо получает значительную часть информации о внешнем мире за счет зрения, как это происходит у кукольников, то расстояние между мозгом и глазами определяет время реакции на постороннее воздействие. Чем больше это расстояние, тем медленнее реагирует существо на изменение внешней обстановки из-за конечной скорости прохождения нервного импульса (или его аналога у кукольника). Как следствие, этот фактор часто становится вопросом жизни и смерти для конкретного индивидуума и выживания вида в целом. Именно поэтому полагающиеся в основном на свое зрение виды животных обладают глазами, расположенными как можно ближе к мозгу, в переносном смысле их глаза есть не что иное, как вынесенная вперед часть этого мозга. Выигрыш за счет стереоскопического эффекта далеко разнесенных глаз кукольников на самом деле оказывается мнимым.

Тот же недостаток строения проявляется у высокоинтеллектуальных представителей расы ЭПЛХ, глаза которых находятся на концах одного из щупальцеподобных отростков туловища с головой, служащей вместилищем мозга. Этот дефект лишь усиливается повышенной вероятностью утраты глаз, расположенных на окончании не очень ценного в других отношениях органа. Похожая проблема возникает у тралтанов-ФГЛИ с их стебельчатыми глазами (Джеймс Уайт "Звездный хирург"). Подобное строение тела не очень помогает защитить высокий интеллект. Земные улитки здесь не пример для подражания, поскольку они полагаются не на скорость реакции или передвижения, а на свой панцирь как укрытие в случае опасности. Но даже они втягивают свои стебельки с глазами на концах, чтобы не лишиться их.

Мелкие существа ОТСБ, симбиотически связанные с некоторыми из слоноподобных тралтанов, имеют множество достаточно длинных щупалец толщиной с волосок, на концах которых расположены глаза или присоски (Джеймс Уайт "Космический госпиталь"). Если эти глаза настоящие, симбиоты вряд ли сумели бы дожить до встречи со своими хозяевами по названной выше причине. Но если на конце щупалец расположены лишь природные светособирающие системы, а сами щупальца действуют как органические световоды и эффективно доставляют собранный свет к расположенным на теле глазам, такая комбинация вполне жизнеспособна. Главный вопрос для нее другой: каким образом этот полуразумный симбиот может передать зрительную информацию связанному с ним огромному хозяину-тралтану и наоборот, чтобы эта пара могла считаться лучшими в галактике хирургами?

Многие фантасты обсуждают применение глубокого охлаждения для долгосрочной консервации с последующим оживлением растений, животных и даже человека. Утверждается, что это возможно, '...если замерзание происходит достаточно быстро. В эпоху Великого оледенения рыба в реках иной раз замерзала мгновенно, а когда лед таял, плыла дальше как ни в чем не бывало' (Колин Уилсон 'Живые мертвые'). Как правило, скорость охлаждения слабо влияет на выживание переохлажденных живых организмов, тем более, что из-за конечной теплопроводности температура внутри них будет отставать от наружной и супербыстрого замерзания не получится. Наиболее частой причиной гибели при замораживании является образование кристаллов льда, которые из-за меньшей плотности требуют большего объема, чем исходная вода, и при неизбежном расширении вызывают многочисленные необратимые внутренние повреждения тканей. Перенести этот эффект могут лишь некоторые растения и простейшие живые существа небольших размеров. Избежать кристаллизации можно медленным спокойным охлаждением, но такой способ действует только для чистой воды, в которой нет зародышей кристаллизации, и до не очень низких температур, поэтому он не годится для глубокого охлаждения живого, где дистиллированная вода не встречается. Второй способ заключается в насыщении тканей жидкими примесями, обычно на основе глицерина, снижающими вероятность кристаллизации при понижении температуры. Им, например, пользуется обитающий в северных районах Азии и Европейской России и накапливающий перед зимовкой глицерин в своем теле сибирский углозуб, который способен выжить после десятков лет пребывания в замороженном состоянии. Аналогичные опыты на высших животных пока не привели к заметным успехам.

Гарри Гаррисон в серии романов "Эдем" представил альтернативную историю Земли, которая развивалась без катастрофического для древних динозавров падения огромного метеорита, случившегося десятки миллионов лет назад. В ней динозавры сохранились до близкого к настоящему времени, и среди них давно появилась раса разумных говорящих плотоядных ящеров. Эти рептилии произошли от когда-то обитавших в воде хищных мозазавров, точнее, от относящихся к ним тилакозавров. Они являются холоднокровными существами, во взрослом состоянии обитают на суше, ходят на двух задних лапах, их передние конечности служат довольно умелыми руками с четырьмя пальцами, причем крайние из них - оба большие. Выводятся из яиц, откладываемых самками в околохвостные сумки самцов и развивающихся там до появления молоди. Период от спаривания до выведения мальков самцы проводят на прогреваемых солнцем пляжах, и юная молодь попадает в теплую прибрежную воду, где затем плавает стайками и самостоятельно добывает себе пропитание. Живут рептилии в основном в Африке, населяя поначалу весь континент, строят автономные города, их цивилизацию можно назвать биологической, так как большинство возникающих перед ними задач решаются биологическими и генетическими методами.

Параллельно ящерам на Земле существуют люди, населяющие Северную Америку и живущие семьями и родами. В основном они занимаются охотой и собирательством и ведут полукочевой образ жизни, добывая мигрирующих травоядных и хищных животных. Им помогают прирученные мастодонты, перевозящие скудное имущество. Лишь некоторые оседлые племена начинают осваивать примитивное земледелие. В Африке людей нет.

Действие серии происходит во время одного из великих оледенений Земли, в фазе наступления ледников с севера. Эти ледники постепенно оттесняют как разумных ящеров, вынужденных оставлять лежащие на севере города Африки и пытающихся основать новые поселения на юге Северной Америки, так и людей, следующих за отступающей от границы ледников добычей. Пересечение зон обитания вызывает конфликты и кровопролитные столкновения между двумя расами. Чтобы хоть как-то уравнять шансы намного более технологически продвинутых рептилий с людьми, вооруженными лишь луками и стрелами с каменными наконечниками, такими же копьями и ножами, автор приписывает человечеству монопольное пользование огнем, позволяющее им наносить значительный ущерб городам и войскам противника. Но тогда возникает вопрос, почему насчитывающая миллионы лет цивилизация ящеров не научилась тому же самому за столь длительное время, при том, что их ученые все же иногда сталкиваются с огнем в своих лабораторных исследованиях. Автор выходит из положения путем допущения о водном происхождении разумных рептилий, из-за которого они не могли познакомиться с огнем до своего выхода на сушу и якобы сохранили перед ним врожденный панический страх, исключая лишь отдельных "безрассудных" ученых.

Такое объяснение приводит к накладкам с другой стороны. Водное происхождение тянет за собой необходимость обитания в воде молодых рептилий вплоть до достижения оптимальных размеров, когда им приходит пора выбираться на сушу и присоединяться к взрослым, приступая к обучению речи и другим важнейшим умениям и навыкам. С этим не стыкуется происхождение рук разумных ящеров. Дело в том, что ласты мозазавров развились из лап далеких сухопутных предков. Такой эволюционный ход вполне логичен, поскольку ласты намного эффективнее лап с точки зрения успешного преследования и ловли добычи в воде. Но с чего бы вдруг на месте передних ласт мозазавров у их разумных потомков появились руки, которые не только не дают выигрыша в скорости движения и маневренности в той же воде, а, напротив, заметно ухудшают эти показатели по сравнению с ластами? Таким же образом трудно допустить возможность сухопутной адаптации приспособленных к зрению в воде глаз молоди разумных рептилий из-за большого отличия в коэффициентах преломления воды и воздуха и в меньшей степени - их скелетно-мускульного строения вследствие совершенно различного распределения нагрузок в воде и на суше.

Для размышлений подбросим дополнительно проблему детей-маугли, выкормленных животными. Наблюдения за ними показывают, что для полноценного формирования человеческого разума, во всяком случае его социальных аспектов и речи, крайне важно нахождение ребенка с раннего детства среди взрослых и своих сверстников, когда перед развивающимся мозгом ежемоментно ставятся заставляющие его постоянно напрягаться разнообразные задачи и тут же для усвоения предлагаются подходящие варианты их решений. Более того, пропуск такого жесткого тренинга не восполняется впоследствии в старшем возрасте. У Гарри Гаррисона молодь разумных рептилий плавает и добывает еду в составе близких по возрасту групп, но без присутствия взрослых.

Засилье разумных ящеров в Африке и их вражда с людьми делают практически невозможным происхождение человечества на этом материке. Это ставит под сомнение возможность такого шага вообще на Земле, поскольку переход от неразумных предков человека к их полуразумным потомкам требует сочетания определенных природных условий и наличия готовых к подобному переходу приматов. Более того, многочисленные палеоантропологические изыскания говорят о том, что именно в древней Африке существовал достаточно широкий набор родственных и в то же время отличающихся между собой протогоминидов, чтобы эволюции было из чего выбирать. Возможна ли такая ситуация на иных континентах, хотя бы в другое время, - это интересный вопрос. Во всяком случае, подобной широты археологических находок костей предков человека и их боковых ветвей нет более нигде в мире, напротив, аналогичные находки на других материках относятся либо к приматам, давно отколовшимся от ведущей к человечеству ветви, либо уже к потомкам вышедших из Африки протолюдей. Поэтому описанное Гарри Гаррисоном существование человечества лишь в Северной Америке, предполагающее его возникновение на этом же континенте либо в когда-то связанной с нею перешейком Азии, - это по меньшей мере не самый вероятный вариант.