Татьяна Жданова - Сотворенная природа глазами биологов
Если в рукотворных часах есть видимые стрелки, которые ползут по циферблату, то в биологических часах механизмы, играющие роль стрелок, конечно же, не видны. И в них не три стрелки, принимая во внимание и секундную, а значительно больше. Ведь они отсчитывают часовые, суточные, месячные, сезонные, годовые ритмы, а возможно, даже и жизненные периоды. А на уровне отдельных клеток минимальные временные отрезки могут составлять тысячные доли секунды. Но обо всем этом науке пока известно слишком мало.
Так что о сезонных часах мы знаем лишь то, что они могут включать и выключать на определенный сезон работу отдельных генов. Благодаря этому некоторые животные впадают в зимнюю спячку. И когда биологи посмотрели, что же происходит в организме спящего животного, то оказалось, что многие функции, вплоть до тех, что на клеточном уровне, у них выключены. Спит организм, и крепко спят его клетки – ничем их не разбудить.
Та же лягушка каждую зиму переживает холодную пору, зарывшись в ил не замерзающего до дна пруда. В это время ее клетки не делятся, так как они отключены, что устанавливается по клеткам хрусталика глаза.
В эксперименте эту амфибию попробовали разбудить зимой. Ее перевели в теплое помещение, осветили, и через некоторое время лягушка проснулась. Она даже смогла тихо квакать. Но в то же время при рассмотрении клеток хрусталика ее глаза под микроскопом обнаружилось, что они спят. И будут спать до самой весны, пока сезонные часы их не включат. Только тогда животное по-настоящему проснется, и клетки начнут делиться.
Знания о биологических часах помогают дополнить наше восприятие любого живого организма как совершенного творения, в котором нет мелочей. При этом можно представить себе, что существуют не только биологические часы, встроенные в организм человека и всех живых существ, но и невероятные по сложности часовые механизмы, управляющие всеми процессами во Вселенной.
Системы для целенаправленных действий
Движение – одно из важнейших проявлений жизнедеятельности животных. Для осуществления двигательных процессов и целенаправленных действий все без исключения организмы получили специальные органы, высокоэффективные устройства, например мышцы, а также системы координации и управления движением.
За движения тела, например, млекопитающего ответственны поперечно-полосатые мышцы, которые как бы натягивают «рычаги» костей скелета. Они осуществляют внешние движения их туловища, головы, конечностей, языка, включая и все произвольные поведенческие действия. А гладкие мышцы удерживают внутренние органы и обеспечивают их непроизвольные движения. Они образуют мускулатуру стенок кровеносных сосудов, пронизывают ткани внутренних органов и кожи.
Стереотипны ли действия животных? Существует комплекс врожденных движений, одинаковый для всех животных одного вида, так же как и характерные для них форма туловища, наличие окраски или ядовитых выделений и т. п. Такие признаки действий могут служить своего рода «визитной карточкой» вида.
Можно привести в пример работу пауков по плетению сети, когда каждый представитель определенного вида плетет паутину с конкретным, изначально заданным рисунком и особенностью ее конструкции. При этом, производя работу, он следует программе врожденного поведения и использует в основном одинаковые движения.
Но всегда ли врожденные действия животных являются стереотипными? Решили экспериментально проверить, как пауки станут справляться со своей довольно сложной работой, если их поместить в разные условия. Ведь тут невозможно обойтись только путем видотипичных (типичных для их вида) последовательных движений.
Опыты проводили на проволочных рамках с паутиной различной степени готовности. Предварительно эту паутину строили молодые паучки, но закончить работу им не дали. Работников снимали поочередно, а потом поменяли местами.
Казалось бы, молодежь в силу стереотипности инстинктивного поведения должна начать строить паутину заново. Однако все паучки продолжили плести паутину именно с того места, где она была оставлена предшественником. А тот молодой паук, который попал на уже готовую сеть, принял боевую позу в ожидании добычи. То есть маленькие неопытные создания сумели закончить построение сети с любой предварительной стадии.
Эти эксперименты свидетельствуют, что паучки изначально наделены способностью оценивать существующее положение вещей, прежде чем приступить к работе или очередному ее этапу. Кроме того, они могут контролировать последовательность своих действий в новой, сложившейся до этого момента ситуации, чтобы организовать весь комплекс необходимых движений самым рациональным образом.
Изучая мир живого, на каждом шагу убеждаешься, что целесообразностью отличается абсолютно все, чем по праву владеют живые создания, – их органы, системы организма, физиологические процессы и поведение. «Если станешь рассматривать члены животных, найдешь, что Творец не прибавил ни одного лишнего и не отнял необходимого» (св. Василий Великий).
И все это несет в себе определенный смысл и цель, связанные с жизненным предназначением всего сотворенного на Земле.
Можно еще и еще раз показывать это на примере животных разных классов и видов.
Возможности организма млекопитающих
Млекопитающие в зависимости от видовой принадлежности, а значит, самых разнообразных возможностей организма способны жить в воде и в воздухе, на земле и под землей, в Арктике и Антарктиде, в знойных, безводных пустынях и во влажных субтропиках.
Самой характерной особенностью организма всякого млекопитающего является его теплокровность. Это означает, что у животных при различной температуре окружающей среды поддерживается постоянная температура тела. Для этого в организме млекопитающего предусмотрены сложнейшие системы, которые постоянно вырабатывают тепло, и разного рода механизмы терморегуляции: химические, которые регулируют продуцирование тепла, физические – для контроля его отдачи.
Удерживать тепло животным позволяют те или иные теплоизоляционные средства. Это может быть волосяной покров различной густоты, толстый слой кожи или мощный жировой слой. При этом они решительно отличны, скажем, у жителя равнин и гор кенгуру и обитателя водной стихии дельфина.
А чем обеспечены млекопитающие для исполнения своего жизненного предназначения? В первую очередь они, как и другие живые существа, получили конкретную сферу деятельности, то, что мы условно называем профессией. Например, верблюды являются профессиональными «кораблями пустыни». Они веками служат человеку – перевозят грузы и людей через безводные засушливые пространства.
Во-вторых, млекопитающие наделены определенным строением организма и образом жизни, соответствующим этой заведомо предназначенной профессии. Взять хотя бы довольно активных почвообразователей – кротов. Эти «хозяева почвы» получили гибкое тело, особый мех, сильные мышцы, удобные лапы, которые облегчают им подземное продвижение и рыхление земли.
В-третьих, звери имеют определенные места обитания с конкретными факторами среды. Это может быть и чрезвычайно широкий ареал, и очень узкий. Например, только в пустыне живут замечательные зверьки – песчанки. Они помогают многим животным переносить суровые условия обитания. Отчасти в этом их жизненное предназначение. Песчанки селятся целыми городками, которые являются своего рода средоточием жизни в пустыне. Спасительные прохладные норы используют в качестве убежища ящерицы, змеи, насекомые и многие другие животные.
В-четвертых, животные обладают особым строением организма для того, чтобы занять определенное место обитания. В качестве примера можно привести оснащенность всем необходимым замечательного обитателя Арктики – моржа. Чтобы не замерзать, он обеспечен толстой защитной кожей, теплой «фуфайкой» в виде большого слоя жира. А еще на спине моржа спрятаны воздушные мешки для сна на воде. То есть, в его удобном теле предусмотрены даже «спасательные жилеты».
О тех, кому предназначено жить в пустыне
Целесообразность устройства организма млекопитающих, которые обитают в суровых природных условиях, наиболее наглядно проявляется в особенностях строения и поведения жителей пустынь.
Условия пустынь не случайно называют экстремальными. Там так палит солнце, что в отдельных районах температура воздуха днем порой поднимается до 58 °C, а поверхность земли при этом раскаляется почти до 90 °C.
Чего совершенно не хватает в пустыне, так это, конечно, влаги. Месяцами на иссушенную солнцем землю не падает ни капли дождя.
Какими же средствами наделены организмы животных, которым предназначено обитать на песке или почве, почти не покрытой растительностью, переносить высокие температуры и отсутствие влаги и при этом передвигаться, охотиться, производить потомство?
