Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

Начавшиеся появляться в научной литературе результаты находятся в великолепном согласии с расчетами сэра Джорджа. Оказывается, что в девонский период, 370 миллионов лет назад, когда высшими формами жизни были рыбы, продолжительность одного года составляла не 365, а 400 дней, и не 12,4 лунных месяцев, как теперь, а 13 лунных месяцев. В каменноугольный период, около 200 миллионов лет назад, в век амфибий, когда образовалось большинство наших залежей каменного угля, год длился 380 дней. Так как ничто существенно не замедляет и не ускоряет вращение Земли вокруг Солнца, продолжительность года остается постоянной, и поэтому уменьшение числа дней в году свидетельствует о том, что суточное вращение Земли замедляется, как и предсказывал на основе своих вычислений сэр Джордж.

— Любопытное совпадение, — заметил мистер Томпкинс. — Отец, Чарлз Дарвин, занимался изучением эволюции жизни на Земле, а сын, Джордж Дарвин изучал эволюцию Земли. Не всегда сыновья следуют по стопам отцов.

— Тут есть еще одно даже более любопытное совпадение, на которое вы, возможно, не обратили внимания. Чарлз Дарвин, эволюционист, очень интересовался каналами, в особенности тем, как они образуют кольцеобразные рифы, которые, вырастая, образуют кольцеобразные острова, замыкающие внутри себя лагуны. Такие острова получили название «атоллы». Чарлз Дарвин посвятил кораллам целую книгу. И что мы видим? Любимые животные отца подтвердили вычисления его сына, астронома.

— Может быть, всем нам было бы лучше жить в девонский период, — неожиданно произнес мистер Томпкинс. — Дней в году тогда было больше, и мы жили бы дольше.

— Не вполне в этом уверен, — возразил зоолог. — Все зависит от того, как вы измеряете время. Вопрос заключается в том, как мы определяем возраст — по астрономическим часам или по биологическим.

Не исключено, что нам отмерено жить определенное число биологических периодов, а не календарных дней. Если это действительно так, то замедление биологических часов приводило бы к увеличению продолжительности нашей жизни, измеряемой по астрономическим часам. Но тогда в девонский период биологические часы должны были бы идти на 10% быстрее, чем теперь, поэтому продолжительность жизни могла быть гораздо короче, к сожалению, до сих пор не были проведены эксперименты, которые позволили бы внести ясность в эти вопросы.

— А что произошло бы, — спросил мистер Томпкинс, — если полностью остановить биологические часы?

— О, по этому вопросу мы располагаем кое-какой информацией, — последовал ответ зоолога. — Установить биологические часы животных весьма трудно, но с растениями такие опыты проводились. Для этого растения выращивались при постоянной температуре и постоянной освещенности. Результаты такого рода экспериментов оказались поразительными и весьма любопытными. Растения не достигали своего обычного роста, а их потомство от поколения к поколению становилось все более низкорослым, что свидетельствовало о передаче вредоносного эффекта через семена. Но стоило возобновить флуктуации температуры или освещенности, как рост снова становился нормальным. Поэтому остановку биологических часов нельзя считать удачной идеей.

— А имеют ли исследования биологических часов для нас какое-нибудь практическое значение? — поинтересовался мистер Томпкинс.

— Не сомневаюсь, что такие исследования найдут множество важных применений, как только мы узнаем о биологических часах побольше, — ответил зоолог. — Кое-что из того, что нам уже известно, может показаться странным. Например, выяснилось, что мыши по-разному реагируют на яды в различное время суток. Если группе мышей в дневное время ввести яд, то погибнет 80 % мышей. Если ту же дозу того же самого яда ввести мышам ночью, то погибнет только 20 % мышей. Аналогичное различие наблюдается и в восприимчивости к летальным (т. е. смертельным) дозам радиации: мыши, облученные ночью, оказывались менее подверженными ее губительному воздействию. Вряд ли нужно говорить, что мыши ведут в основном ночной образ жизни, тогда как у человека все обстоит наоборот: мы проявляем наивысшую стойкость днем и особенно слабы ночью. Например, было показано, что после хирургической операции смертельный исход наступает ночью в 3 раза чаще, чем днем. Наша способность к сопротивлению внешнему воздействию флуктуирует вместе с температурой нашего тела, которая колеблется в пределах 2 градусов Цельсия и достигает наименьшего значения по ночам. Вы, несомненно, замечали, что одни люди лучше всего работают рано утром, а другие достигают пика активности ближе к полудню. По-видимому, это связано с тем, как быстро поднимается температура их тела после пробуждения.

— Не означает ли это, что и лекарства следует давать больным по биологическим часам? Если то, что вы рассказали о мышах, применимо к человеку, то, как мне кажется, дозировку лекарств лучше всего согласовывать с временем суток.

— Вы правы, и медикам этот эффект известен. К сожалению, мы сейчас делаем лишь первые шаги в изучении биологических часов, и наших знаний еще недостаточно для того, чтобы их можно было применять на практике. Например, мы пока не знаем, как идут биологические часы при различных заболеваниях. В будущем мы, несомненно, узнаем гораздо больше, и сможем извлечь для себя из нашего знания немало полезного.

Мистер Томпкинс снова вспомнил, каким усталым выглядел Уилфред после трансатлантического перелета и что лишь через несколько дней он адаптировался к американскому времени.

— Как вы думаете, опасны ли перелеты из одного часового пояса в другой? — с тревогой спросил он.

— Не слишком частые перемещения из одного часового пояса в другой, по-видимому, не наносят организму особого вреда, но такая возможность все же существует. Следует иметь в виду, что в нашем организме не одни, а много биологических часов. Когда мы адаптируемся к новому местному времени, различные биологические часы устанавливаются по-разному, за различные промежутки времени, но в течение переходного периода биологические часы идут вразнобой, они оказываются десинхронизированы. Например, если какой-то орган получает в строго определенное время необходимый для его функционирования гормон, то в период десинхронизации он может получать этот гормон с задержкой или опережением по времени, когда орган либо слишком, либо недостаточно восприимчив к действию гормона. Человека с десинхронизированными биологическими часами можно сравнить с автомашиной, у которой зажигание происходит в неудачно выбранные моменты рабочего цикла двигателя. Ясно, что десинхронизация зажигания очень нежелательна.

Как и многие другие проблемы, проблему десинхронизации мы создали сами. В старые времена люди редко десинхронизировались, так как жили по солнцу и не пересекали часовые пояса на реактивных самолетах. Ныне же существует подозрение, что пилоты и другие служащие аэрокомпаний, которым по долгу службы приходится регулярно пересекать часовые пояса и, следовательно, значительную часть времени находиться в состоянии десинхронизации, стареют гораздо быстрее, чем люди, ведущие оседлый образ жизни. Еще одна порочная практика, пагубно сказывающаяся на здоровье людей, — скользящий график работы, когда люди вынуждены то и дело чередовать рабочие смены, например, 2 недели выходить на работу в дневную смену, следующие 2 недели — в ночную и т. д. Разумеется, прогресс порождает и другие, боле необычные, случаи насильственной десинхронизации, например, астронавты, совершающие виток за витком на околоземной орбите. На борту космического корабля продолжительность «суток», последовательность смены света и темноты, составляет всего лишь 90 минут. На Луне день длится 14 наших суток, после чего на такой же период наступает ночь.