Живые часы - [12]
Если ответственным за суточные движения листьев был не свет, то какой же другой сигнал получало растение из окружающей среды? Не связаны ли эти движения листьев с колебаниями температуры? Ведь ночью прохладнее, чем днем. И хотя Дюамель понимал, что температура в винном погребе довольно постоянна, он все же решил выяснить, что будут делать его растения, если он нагреет их заметно выше нормальной температуры. Перенеся в теплицу некоторые из чувствительных растений, Дюамель очень скоро убедился, что не ночная прохлада заставляет листья поникать к вечеру. «…Я видел, как растения опускают свою листву по вечерам даже в теплице, — писал он. — Эти эксперименты позволяют заключить, что движение листьев у растений не зависит ни от света, ни от тепла».
Примерно за двадцать лет до того, как Лавуазье показал, что горение и дыхание — это один и тот же процесс, который идет с разными скоростями, Дюамель продемонстрировал, что живые часы каким-то образом компенсируют колебания температуры, так как в определенных пределах они функционируют независимо от нее. Таким образом, Дюамель предвосхитил предположение, что живой организм воистину располагает хронометром, который не изменяет своего хода в зависимости от показаний термометра.
Прошло столетие после экспериментов Дюамеля, прежде чем в исследовании суточных движений листьев у растений были достигнуты определенные успехи.
За это время выдающийся шведский натуралист Карл Линней разработал первую разумную систему классификации растений, разделив это царство на классы, порядки, роды и виды. Его «Система природы», впервые опубликованная в 1735 году, выдержала еще при жизни автора несколько изданий. Умер Линней в 1778 году.
В тот же год в Женеве, в Швейцарии, в уважаемой и состоятельной семье Декандолей праздновали рождение сына, которого нарекли Огюстеном и которому было суждено стать одним из самых знаменитых ботаников Европы. Вначале Декандоль занимался вообще естественными науками, но позже особенно глубокий интерес он проявил к ботанике. Декандоль отправляется в Париж, где работает под руководством Ламарка, Кювье и Жоффруа Сент-Илера. В последующее десятилетие он добивается значительных успехов и в 1808 году становится профессором университета в Монпелье. В Женеву он возвращается в сорокалетнем возрасте, уже профессором ботаники и членом университетского совета.
Рис. 7. Цветочные часы Карла Линнея основаны на способности различных цветков открываться и закрываться в определенное время дня.
Большую часть своей жизни Декандоль посвятил разработке естественной системы классификации растений, введя в нее новые по сравнению с системой Линнея принципы разделения растений. Он предложил теорию, согласно которой всей природой управляют четыре главные силы: притяжение, сродство, жизненная сила и чувствительность. Именно эти силы и ответственны за те явления, которые изучают физика, химия, физиология и психология. Среди этих пространных областей наибольший интерес для Декандоля представляла физиология растений. Изучение ее проблем он посвятил большинство своих исследований. К концу жизни ученый написал ставший классическим трехтомный труд «Физиология растений», в котором мы находим описание его собственных исследований суточных движений у растений. Эти исследования добавили многое к тому, что наблюдали де Мэран и Дюамель.
Подобно своим соотечественникам, Декандоль начал исследования с наблюдений над чувствительными растениями. Поскольку он придавал большое значение линнеевской классификации, для него стало законом при описании материала, с которым приходилось работать, давать растениям полное название — родовое и видовое, — например Mimosa pudica (мимоза стыдливая). Своими наблюдениями Декандоль подтвердил результаты, полученные де Мэраном и Дюамелем, и, кроме того, доказал, что поникание и расправление листьев не зависят ни от температуры, ни от влажности (в пределах доступной в то время точности эксперимента), а явно связаны с восходом и заходом солнца. Следующий этап его исследований можно назвать действительно творческим.
Прежде всего он установил шесть ламп, которые одновременно и непрерывно освещали растения, так что интенсивность освещения приблизительно соответствовала освещенности в облачный день. С «точки зрения» этих растений ночь не наступала никогда. И тем не менее растения продолжали опускать листья на ночь, а по утрам поднимали их примерно в то же самое время, что и при нормальном чередовании дня и ночи. Но Декандолю удалось обнаружить одно очень важное отличие. Часы этих непрерывно освещаемых растений шли быстрее нормальных! Растения заканчивали свои суточные циклы не за 24 часа, а примерно за 22–22,5 часа. Такое поведение, как мы увидим дальше, очень характерно для живых часов, когда их лишают внешних временных ориентиров.
Затем Декандоль стал включать лампы на ночь и выключать их днем, так что растения освещались по ночам и были лишены света днем. Это несколько сбило растениям ритм, но не надолго. Постепенно они вошли в фазу с новым ритмом чередования света и темноты: опускали листья в соответствии с предлагаемой им ночью и поднимали их, когда включение ламп заменяло им наступление рассвета. Вскоре растения полностью перешли на новый режим и точно выдерживали его.
