Беседы о бионике - [52]
Суточная периодичность характерна и для сердечной деятельности. Во время сна сердце бьется медленнее, а наибольшая частота сердечных сокращений обнаружена около 18 час. В те же часы наблюдаются самые высокие показатели "верхнего" и "нижнего" уровня кровяного давления. Экспериментально установлено, что деятельность органов кровообращения в различное время суток неодинакова: около 13 и 21 час она резко снижается.
Состав крови ярко свидетельствует о наличии в организме суточных колебаний физиологических процессов: так, костный мозг наиболее активен рано утром, а селезенка и лимфатические узлы — около 17 — 20 час. В утренние часы в кровоток поступает наибольшее число молодых эритроцитов. Максимум гемоглобина в крови отмечается с 11 до 13 час, минимум — с 16 до 18. Максимум сахара — утром, минимум — ночью. Работа желез внутренней секреции также характеризуется периодичностью. Уровень адреналина в крови максимален с 7 до 9 час утра, т. е. до начала двигательной активности, что как бы подготавливает к ней организм (рис. 2).
Рис. 2. Суточные биологические ритмы в организме человека
Однако следует отметить, что в природе встречаются периодичности и гораздо большей длительности, чем суточная, например сезонная. Причем она тоже, как и суточная, достаточно устойчива. Так, газели, перевезенные из Экваториальной Африки в Каир, несколько лет сохраняют прежний сезонный ритм размножения.
До неправдоподобия сложная система циклов существует у массачусетских крабов. Благодаря сокращению и увеличению пигментных клеток окраска их меняется от цвета очень светлой слоновой кости ночью до темного буровато-серого днем. Кроме солнечного ритма у крабов проявляется еще и ритм прилива: ночью, во время прилива, они гораздо бледнее, чем во время отлива, т. е. темнее при малой воде, чем при полной. А как известно, крабы во время прилива прячутся в норах, а при отливе выползают за пищей (рис. 3). Вероятно, темная окраска позволяет крабам лучше сливаться с цветом глины в солончаковых канавах, и они становятся почти невидимыми для своих врагов. И свойство это настолько устойчиво, что крабы даже в лабораторных условиях продолжают менять свою окраску. И даже в полной темноте! Интересно, что при определенном опыте можно даже читать "часы" краба, сравнивая окраску его тела со справочной морской картой. Если каждый час связывать с определенным расположением пигмента, нетрудно даже вычертить график, на котором отчетливо видно взаимодействие 24-часового "солнечного" и 12,75-часового "приливного" циклов краба. При этом даже оторванная лапка краба будет в течение суток (или несколько дольше) менять цвет согласно солнечному и приливному циклам.
Рис. 3. Как на берегу, так и в лаборатории манящие крабы ищут пищу точно в час отлива
Как известно, приливы образуются под влиянием гравитационного притяжения Луны и Солнца. Движение воды определяется к тому же очертаниями материков и начинается обычно с некоторым запозданием — в зависимости от географического местоположения. Поэтому, очевидно, легче составить целый том соответствующих таблиц, чем сконструировать часы, предсказывающие расписание приливов и отливов. А маленький краб имеет эти удивительные солнечно-приливные часы!
Вообще, если внимательно приглядеться к живым организмам от простейшей одноклеточной водоросли до человека, то мы увидим, что измерение времени и "запоминание" тех или иных важнейших периодов и интервалов — также всеобщий закон живой природы.
А как обстоит дело у растений? Чем, например, определяется время их цветения? Каковы часы, по которым они ведут отсчет времени, определяют времена года?
Осень 1967 г. была чрезвычайно теплой. На Кубани она даже напоминала весну. И вот кое-где расцвела уже сирень. Да, да, сирень — осенью. А в одном подмосковном городке прохожие с удивлением останавливались перед яблоней, на ветках которой рядом со зрелыми яблоками распустились нежно-белые цветы. Почему же растения "поверили" погоде? Вот и в 1948 г., когда в Крыму стоял удивительно теплый январь и температура днем переваливала за 20° Ц, зацвел миндаль. Все 400 сортов и 2000 гибридов ботанического сада, полудикие деревья на склоне гор — все "обманулись", зазеленели или начали цвести. А в феврале ударили морозы, и деревья, увы, почти все замерзли.
Советскому ученому Рихтеру удалось раскрыть тайну механизма внутренних биологических часов миндаля. Но сколько еще осталось невыясненного и удивительного в мире физиологических ритмов! Возьмем, например, червя палоло, встречающегося в Тихом океане возле острова Самоа. Как он приспособил свои действия к лунному дню, к лунному месяцу?
Как известно, лунный день длится 24,8 час (от одного восхода Луны до другого), лунный же месяц состоит из 29,5 дня (от одного полнолуния до другого). И вот в октябре и ноябре, когда три четверти Луны освещены Солнцем, во время ночного прилива из коралловых рифов выползают полчища червей палоло. Интересно, что местные жители даже устраивают в это время ночью особые празднества, на которых главным лакомством считается блюдо из червя палоло. Обладают внутренними часами также и устрицы, причем их часы идут по приливному времени. Как рассказывают Л. Дж. Милн и М. Милн, панцирные моллюски, выловленные в бухтах Новой Англии и во влажной упаковке доставленные в лабораторию на Среднем Западе, находясь даже за полторы тысячи миль от океанских приливов, продолжают по ним регулировать свою жизнь, изменяя ширину щели между створками раковины, а вместе с этим и потребление кислорода.
