Читать онлайн «Удивительная биология». Страница 27

Зачастую стадо китов всплывает и начинает дружно, как один, отдуваться. Если ветер не слишком силен, то можно определить вид кита по фонтану. У японских китов он двойной, V-образный. У синих китов и полосатиков одна высокая вертикальная струя, у кашалотов она несколько наклонена вперед. Кашалоты и японские киты, так же как серые киты и горбачи, имеют обыкновение, перед тем как нырнуть, подбрасывать хвост в воздух. Гренландские киты, прежде чем уйти в глубь, с минуту помахивают хвостом как бы в виде приветствия. Возможно, это происходит из-за того, что толстый слой легкого жира в какой-то степени затрудняет им погружение. Мелвилл писал: «Это покачивание хвостом – пожалуй, самый значительный жест во всей живой природе. Этот гигантский хвост из бездонной пучины словно бы пытается ухватиться за столь же бездонные небеса».

Средства массовой информации не раз сообщали о гибели китов, выбросившихся на песчаные отмели. Вряд ли можно серьезно предположить, что животные в порыве отчаяния решили свести счеты с жизнью, хотя такие утверждения появлялись в печати. Вероятнее другая версия: киты случайно выбрасываются на берег, спасаясь от преследования врагов. Недавно была выдвинута еще одна гипотеза, вполне заслуживающая внимания: животные гибнут, теряя способность ориентироваться в пространстве с помощью своего эхолокационного аппарата.

Известно, что китообразные издают сигналы и воспринимают отраженное эхо, пользуясь этим как для связи друг с другом, так и для ориентации. С помощью эхолокации китообразные находят пищу, обследуют препятствие, определяют расстояние до дна, близость берега.

Легко предположить, что произойдет, если эхолокационная система кита выйдет из строя. Вот поэтому такой интерес вызвало сообщение английских исследователей, обнаруживших в воздушных мешках черепов выбросившихся на пляж дельфинов нематод (это было в мае 1973 г.). Нематоды – паразиты, которые, поселившись в другом организме и живя за его счет, могут вызвать более или менее тяжелые функциональные расстройства этого организма.

В ноябре 1973 г. аналогичное сообщение поступило от американских исследователей. Воздушные мешки и внутренние уши всех выбросившихся на берег зубатых китов, за исключением двух малышей, были буквально забиты нематодами. Желудки же погибших китов оказались пустыми. По-видимому, поражение системы эхолокации этих животных было настолько велико, что они уже не могли ни добывать себе корм, ни двигаться в правильном направлении. То, что киты оставались в группе, позволяет предположить, что они не потеряли слух полностью и могли общаться между собой. Конечно, эти факты еще не доказательство. Гипотеза нуждается в проверке, и лишь после подтверждения ее лабораторными экспериментами можно будет сказать, что в «самоубийстве» китов нет ничего таинственного: это результат выведения из строя их великолепного эхолокационного аппарата.

У каждой эпохи свой темп, свой ритм. Однообразный и медленный ход громоздких старинных часов составляет резкий контраст со стремительным перестуком современных электронных хронометров. Недаром нам иногда кажется, что в прошлом время двигалось медленнее, чем сейчас, ведь ценность времени определяется прежде всего тем содержанием, которым наполняет его человек. Время призывает к четкости, экономичности, целесообразной организации режима труда и быта – иными словами, к ритмичности.

Исследование механизмов «живых часов» тесно связано с познанием особенностей биологического времени.

Биологическое время, как и всякое другое время в истории, природе и обществе, обладает уникальным свойством необратимости. Есть только «теперь», но пока еще нет «завтра» и уже нет «вчера»; каждый миг мы уже не те, что были, и еще не те, что будем некоторое время спустя.

Уже в древности существовали различные мнения относительно природы времени. «Все течет, все изменяется», – восклицал Гераклит. Напротив, Парменид утверждал, что время не возникает и не пропадает. Его не было в прошлом и оно не существует в будущем, ибо оно только в настоящем. «Без перерыва, одно», – заключил он.

Проблемой биологического времени заинтересовались не только биологи. Норберт Винер, основатель кибернетики, подчеркивал в начале 1960-х годов, что главные проблемы биологии связаны с организацией биосистемы во времени и пространстве. Не обошли вниманием эту проблему и поэты, демонстрируя в своих стихах слияние жизни и творчества с ходом времени.

Время – важнейшее условие жизненных процессов. Значение временных соотношений особенно ярко проявляется в эволюционном (филогенетическом) и индивидуальном (онтогенетическом) развитии организмов. Здесь время выступает в качестве реально действующего фактора. Так, для эволюции первобытного человека потребовались многие миллионы лет – то есть не только труд, но и время формировало человека.

Поскольку любой биологический процесс имеет ту или иную продолжительность, отсчет времени живым организмом приобретает особую значимость. Конечно, масштаб измерений различен в зависимости от уровня организации живой материи. Если в эволюционном плане речь идет о миллионах лет, то в онтогенезе (индивидуальном развитии эволюционного организма) важны дни или годы, а для молекулярного уровня жизненных процессов основной мерой отсчета будут доли секунды.

По И. П. Павлову, отсчет времени свойствен каждому элементу нервной системы, и время, текущее вне нас, может стать условным раздражителем. Здесь особое внимание нужно обратить на развитие и угасание нервных процессов, протекающих с математической точностью и поэтому способных служить временны2ми ориентирами.

Считается, что восприятие времени обеспечивают конкретные участки правого полушария головного мозга. Причем «отслеживание» времени осуществляется сразу в нескольких вариантах и с помощью различных механизмов. Кроме того, мы способны отсчитывать различные интервалы времени. Например, вряд ли кто в обычной обстановке может принять минуту за 1 ч, а неделю – за месяц или год.

Чувство времени связано с биоритмологической организацией и исключительно важно для живых существ при взаимодействии с окружающей средой. Наверное, важнее, чем даже ориентация в пространстве. Впрочем, рассматривать раздельно время и пространство нельзя.

Простой пример. Если, столкнувшись с опасностью, мы можем в пространстве повернуть, скажем, отступить от края пропасти, то во времени этого сделать невозможно, ибо нельзя не сделать того, что уже сделано, например нельзя в одно и то же мгновение шагнуть в пропасть и выпрыгнуть из нее. Поэтому, чтобы не ошибиться в своих действиях во времени, в нашем организме и должны быть его счетчики – биологические часы.

В процессе эволюции должны были выработаться не только биологические часы, но и способность предсказания изменений внешней среды. В основе такой прогностической функции лежит чувство ритма. В самом деле, почему петухи заливаются «от» и «до», почему пчелы прилетают на цветущее поле точно к моменту раскрытия бутонов медоносных растений, почему, наконец, эти растения начинают раскрывать лепестки своих цветов и выделять одурманивающий запах четко в одно и то же время? Да потому, что ритмы живых существ согласованы с ритмикой природы.

Или почему мы стремимся обедать в одно и то же время? Потому что ритмически работает наш желудок, другие органы пищеварения, и к моменту приема пищи они «настраиваются» соответствующим образом: готовят желудочный сок, желчь, пищеварительные ферменты.

Ритмичность работы организма тесно связана с колебаниями энергетических процессов, причем это свойство присуще как растениям, так и животным. Отсюда и универсальность ритмики живого, ее прогностическая направленность. Однако отдельные особи в силу врожденных причин или случайных обстоятельств по-разному ощущают время и реагируют на его течение. Иначе говоря, существуют индивидуальные особенности восприятия временных периодов.

Биологическим ритмом называют равномерное чередование во времени различных состояний организма, биологических процессов или явлений. Но не всякое повторяющееся явление может быть названо биоритмом. Биоритм – это самоподдерживающийся и в определенной мере автономный процесс. Скажем, листья мимозы складываются при прикосновении к ним руки человека. Биоритм ли это? Нет, поскольку такое движение не несет в себе ритмичности и вызвано внешней непериодической (случайной) причиной. Но такое же свертывание листьев чувствительного к свету растения на ночь и их раскрытие днем под действием внешнего эволюционно закрепленного фактора – солнечного света – уже биоритм, поскольку движение листьев может продолжаться некоторое время и без влияния света, в полной темноте.