Mozog ako umwelt
Každý organizmus nie je entitou samou osebe, ale je súčasťou celku — prinajmenšom ekosystému. Jeho súvislosť s celkom musí byť nejako odrazená v štruktúre jeho vnútra. Musí sa teda skladať z častí, ktoré spoluvytvárajú jeho integritu a organizáciu a z častí, ktoré určujú jeho vzťah k prostrediu, jeho znalosť prostredia. Túto predstavu formuloval na začiatku 20.stor Jakob von Uexküll [1] v koncepcii organizmu ako jednoty innenweltu (vnútra, vnútorného sveta) a umweltu (začlenenia, vnorenia do okolia) každého organizmu.
Umweltom bunky sú všetky jej znalosti o svete. Ak sa živí glukózou, tak do jej umweltu patrí zodpovedajúci receptor na bunkovej membráne, ktorý rozozná glukózu, naviaže sa na ňu a dopraví ju do vnútorného prostredia bunky. Ak na receptor dopadne iná molekula, povedzme kyseliny métanovej, tak ju bunka nepozná, nepatrí do jej umweltu. Do jej umweltu pochopiteľne nepatrí ani to, že jej reakcie skúmame v Petriho miske pod mikroskopom.
Ak sa na vec pozrieme morfologicky, tak vidíme, že receptor glukózy má časť, ktorá viac-menej presne zapadá na molekulu glukózy (viď fialovo označené časti na obrázku). Tvar molekuly glukózy je obsiahnutý v tvare jej receptora, je teda skopírovaný do umweltu bunky. Môžeme naň nazerať ako na replikátor, ktorý sa úspešne replikuje z prostredia do bunky tlakom prírodného výberu. Iný tvar molekuly má menšiu šancu sa do bunky zreplikovať, bunka, ktorá replikuje iné tvary tam, kde má byť tvar glukózy zahynie.
Na tomto jednoduchom príklade vidíme, že umwelt organizmu je tvorený úspešnými replikátormi prostredia. Pokojne ich nazvime mémy. Mémy samozrejme vyťažujú zdroje organizmu. Svet je plný tvarov, mémov, nie každý má rovnakú šancu uspieť v replikácii do umweltu organizmu. Bunka o Petriho miske nevie, pretože to nijako k svojmu životu nepotrebuje, prírodný výber ju nepripravil na takú situáciu, a preto molekulárna štruktúra sklenenej nádoby nemá šancu sa do umweltu bunky zreplikovať.
Mnohobunkové organizmy si vyvinuli schopnosť špecializácie buniek na rôzne zložky umweltu, bunky sa podľa špecializácie združujú do orgánov. Každý orgán sa nešpecializuje iba na určité zložky innerweltu, napríklad pečeň na metabolickú premenu látok, ale aj na časť umweltu, v prípade pečene na znalosť toho, aké molekuly prostredia sú vhodné pre metabolizmus jej a celého organizmu.
Pre organizmy, ktoré musia aktívne vyhľadávať potravu a partnerov na rozmnoženie sa umwelt musí obohatiť o priestorové, časové, sociálne a mnohé ďalšie mémy prostredia. Zrejme z tých istých dôvodov, z akých sa vytvorila orgánová koncentrácia bunkovej špecializácie pre iné zložky umweltu, sa pre spomínané aktívne znalosti prostredia vytvoril mozog.
Mozog je orgán na uloženie umweltu mnohobunkových organizmov.
Mozog, ako sa zväčša asi všetci zhodnú, je tvorený sieťou neurónov. Obsah informácie o prostredí je tvorený štruktúrou prepojení medzi neurónmi. Táto štruktúra je u jednoduchších organizmov, ako napríklad u hmyzu, definitívna, teda vytvorená počas ontogénezy jedinca vzájomným pôsobením dedičnej štruktúry DNA a epigenetických vplvov od vajíčka po dopselého jedinca.
Výhodou definitívnej štruktúry mozgu je jeho nízka spotreba zdrojov a pomerne jednoduchá ontogenéza. Nevýhodou je malá pružnosť. Prostredie sa môže meniť a nie každá konfigurácia mémov definitívneho mozgu je rovnako vhodná na prežitie v konkrétnom prostredí. Jedinci s vhodnejšou konfiguráciou mémov prežijú a majú viac potomkov ako tí, ktorých mémy až také vhodné nie sú.
Zrejme preto sa u stavovcov vyvinul pružný mozog ako nástavba nad starším mozgom pevným.
- Uexküll, Jakob. von. (1909). Umwelt und innenwelt der tiere (p. 276). Verlag von Julius Springer, Berlin. Retrieved from http://archive.org/details/umweltundinnenwe00uexk