Изот Литинецкий - Беседы о бионике

Но вернемся из области фантастики в наш сегодняшний день, 1967 г., третья Олимпийская неделя в Мехико. И здесь мы столкнемся с новой загадкой биологических часов. Говорит заслуженный тренер СССР профессор Н. Г. Озолин: "Наиболее коварным сюрпризом для советских спортсменов оказалась разница во времени. В Мехико все мы стали... моложе на 9 часов. А, как известно, биологические часы органов и систем очень устойчивы, и перестройка их на новый суточный режим для организма представляет большой труд, требующий в среднем две недели!"

И в этом нет ничего удивительного. Наш организм, насчитывающий приблизительно 100 триллионов (единица с 14 нулями) клеток, можно сравнить с гигантским производственным комплексом. И каждая клетка организма — это своего рода огромный завод с множеством разнообразных цехов, собственной энергобазой, конструкторским бюро, транспортным хозяйством и, главное, удивительно четко поставленной службой времени.

Нетрудно привести множество самых разнообразных примеров этой службы — биологических часов в животном и растительном мире. В самом деле, работаете ли вы или спите, мчитесь на мотоцикле или сидите в театре, плаваете ли в бассейне или гуляете по парку — вас никогда не покидает "чувство времени". Большинство людей в любое время дня и ночи довольно точно может ответить на вопрос "который час?", даже не взглянув на часы.

Американский исследователь О. Вудроу утверждает, что человек способен без ошибки оценить интервалы времени от 0,36 сек до 5 сек. Л. Дж. Милн и М. Милн в своей книге "Чувства животных и человека" рассказывают любопытную историю о покойном швейцарском композиторе Эмиле Жаке Далькрозе, который обычно развлекался со своим сыном во время совместных вечерних прогулок следующим образом. "У отца в руках были часы. Он ждал, когда они начнут отсчитывать новую минуту, затем внезапно закрывал циферблат и говорил "три" (или называл другое число по выбору — интервал времени, который нужно оценить). Какое-то время они шли молча, а затем отец и сын выкрикивали: "три" — обычно одновременно. Отец открывал циферблат часов и показывал, насколько близкими к истине были их оценки. Далькроз уверял, что любой может играть в эту игру с таким же успехом, если только он будет спокоен и не станет обращать никакого внимания на внешние часы".

Хорошо "чувствуют время" также и животные. Известно, например, что утренний крик петуха вполне может заменить звонок будильника. Помните, как у В. А. Жуковского: "Шумным бьет крылом петух, день встречая пеньем..."? Летучие мыши вылетают каждый вечер на охоту в один и тот же час. Пчелы точно соблюдают почасовое расписание, посещая цветы. На поля гречихи они прилетают только в те часы, когда цветки ее, следуя своему расписанию, выделяют нектар.

Интересные сведения приводит английский зоолог Вильям Бич о чувстве времени у ослов. Во время путешествия по Калифорнии Бич посетил одну небольшую ферму, владелец которой использовал для полевых работ только ослов. Было их у него более ста, и все они прекращали работу в полдень, минута в минуту, без всякого сигнала. И уже в 12 час 01 мин никакая сила не могла заставить их продолжать работу. Ровно в 18 час они вновь принимались за дело.

Любопытные данные опубликовал Густав Экштейн о своих наблюдениях над чувством времени у кошек. Так, кошка по кличке Вилли являлась домой после очередной ночной прогулки ровно в 8 час 10 мин утра, ни на минуту позже. Каждый понедельник ровно в 19 час 45 мин она появлялась в соседней больнице, чтобы посмотреть, как медики играют в бинго. И она ни разу не ошиблась ни днем, ни часом!

Растения также способны измерять время. Многие виды цветков выделяют нектар или запах только в строго определенное время суток. Есть водоросли, которые начинают люминесцировать перед заходом солнца, освещая море трепетно мерцающим светом. Некоторые цветки закрывают свои лепестки на ночь, а иные — распускаются только вечером. Например, ровно в 8 час вечера начинают раскрываться похожие на удлиненный стручок перца бутоны травянистого однолетнего растения энотерны. Быстро, буквально на глазах у человека, одна за другой раскрываются зеленые створки-листочки, а затем и сложенные в трубку желтые лепестки. Через 5 — 10 мин бутоны превращаются в оригинальные крупные, яркие цветки. Эти цветки живут лишь одну ночь, а затем увядают. На следующий вечер, в 8 час, распускаются уже новые бутоны. Цветки шиповника, мака, цикория распускаются обычно в 4 — 5 час утра, в 7 час утра распускается салат, в 9 — 10 час — цветки мать-и-мачехи, в 8 час вечера — душистого табака, в 9 час — ночной фиалки и т. д. Таким образом, можно создать цветочные часы, которые бы показывали время с утра и до вечера. И такие часы в некоторых ботанических садах уже созданы — на специальных клумбах посажены растения, которые цветут в различные, но строго определенные для каждого из них часы. В назначенное самой природой время, как по сигналу, раскрываются и закрываются венчики тех или иных цветков. Многокрасочный и ароматный "живой хронометр" поражает не только своей красотой, но и необыкновенной точностью.

Все эти факты, безусловно, удивляют и даже поражают, но все же, если разобраться в явлениях, связанных с наличием биологических часов в организмах, более детально, то оказывается, что все они меньше всего относятся к области чудес, а следовательно, имеют и вполне научное объяснение. Более того, было бы очень странно, если бы растения и животные, веками испытывая на себе периодические перемены — смену дня и ночи, времен года, приливов и отливов и т. д., — не приспособились бы как-то к ним.

И вот как выражение поиска необходимых для жизни условий в результате естественного отбора в организме человека, у животных и у растений и появились внутренние биологические часы, установились самые разнообразные ритмы физиологических процессов. И ритмы эти, как показывает опыт, в точности соответствуют всевозможным природным ритмам: суточным, сезонным, годовым, приливным и т. д. Пользуясь своими внутренними часами — сопоставляя их показания с местным временем, — птицы осуществляют сезонные перелеты, отправляясь за десятки тысяч километров от родных мест и всегда безошибочно возвращаясь домой, насекомые находят путь к местам расселения и источникам пищи, рыбы — к местам нереста. Когда день достигает определенной длины, начинают цвести растения, благоухать цветы, птицы покидают зимовья, обитатели леса пробуждаются от зимней спячки.

Почему же происходят все эти чудесные превращения? По мнению многих специалистов, растения и животные как бы "наследуют" календарную память своих далеких предков, получают от них эстафетную палочку физиологического ритма. Этот древний, врожденный физиологический ритм, обусловленный свойствами самого организма и его наследственностью, называют эндогенным ("эндо" — производное от греческого слова "endon", что означает "внутри", "внутренний") в отличие от экзогенного ("экзо" — "ехо" — "внешний") ритма, определяемого чисто внешними условиями.