Феликс Патури - Растения - гениальные инженеры природы
Растения настолько точно измеряют время [35], что изготовители всемирно прославленных швейцарских часов могли бы с полным правом отнести их к разряду «хронометров», отличающихся, как известно, исключительной точностью хода (об этой способности растений мы расскажем несколько далее).
Для вьющихся растений чрезвычайно важно уметь определять характер поверхности опоры. Когда их усики, совершающие в поисках подходящей подпорки круговые движения, касаются какого-либо предмета, они в состоянии тотчас распознать его природу и столь же быстро соответствующим образом отреагировать на него. Тактильная чувствительность специализированных цепляющихся органов растения во много раз превосходит остроту осязания у человека и оказывается намного выше чувствительности аптекарских весов. Микроаналитические весы позволяют взвешивать вещества с точностью до одной сотой миллиграмма. Усик же растения реагирует на раздражение, которое вызывает, например, небольшой шерстяной волосок весом всего 0,00025 миллиграмма, спустя уже несколько секунд после прикосновения и изгибается при этом столь энергично, что его движение можно наблюдать даже невооруженным глазом. В отличие от технических приборов даже очень незначительное раздражение дает возможность растению различать фактуру материала. Падающая капля воды или стеклянная палочка с абсолютно гладкой поверхностью, за которую нельзя уцепиться, не вызывают у растения никакой реакции.
Столь же удивительна способность растения реагировать на самое ничтожное количество света. Кончики побегов мышиного горошка (Vicia villosa) реагируют на свет электрической лампочки мощностью 25 ватт с расстояния 30 километров, а лампочки мощностью 100 ватт — с расстояния 70 километров. (Заметим, что в этом чисто теоретическом примере сила света составила бы всего 23•10-9 люкс.) С помощью технических средств совсем не трудно запеленговать 100-свечовую лампочку, находящуюся на удалении 70 километров. Астрономические телескопы, оснащенные соответствующими светоизмерительными приборами, могут обнаружить пламя свечи даже на расстоянии 29 тысяч километров, что соответствует силе света, поступающей от звезды 23-й величины. Но принцип, применяемый здесь, состоит в том, что вначале телескоп увеличивает изображение источника света, а тем самым и наблюдаемую силу света настолько, что ее уже можно измерить инструментально. Однако этой технике не под силу проводить подобные измерения в отношении очень слабых неточечных источников излучения. С большим трудом она лишь может подтвердить наличие такого источника, растение же, например все тот же мышиный горошек, при длительной экспозиции в состоянии реагировать на него. Надо сказать и о другой стороне этой проблемы: если на сверхчувствительный астрономический прибор упадет прямой луч света, иными словами, если освещенность мгновенно возрастет в четыре триллиона раз (4 000 000 000 000!), то он тотчас же выйдет из строя. Оптическая система измерений, присущая растениям, спокойно выдерживает столь колоссальные перепады в уровнях освещенности, которые не в силах вынести даже человеческий глаз, обладающий, в общем-то, очень высокой адаптационной способностью.
Они знают день и час...
Цветочные часы
Предисловие к книге Эрвина Бюннинга «Биологические часы» открывается следующими словами:
«Уже давно биология изучает пространственные аспекты приспособления растений и животных к окружающей среде. В гораздо меньшей степени изучены ею временные аспекты той же проблемы, хотя результаты многочисленных наблюдений показывают нам, сколь поразительными могут быть порой приспособления такого рода».
Односторонний интерес ученых к пространственным характеристикам присущ и нашему времени. Человек создал для себя искусственную окружающую среду, в которой практически нет больше места для естественных ритмов жизни. Несомненно, более всего от смены дня и ночи, от чередования времен года зависит сегодня крестьянин: попробуй не накормить свиней тогда, когда это им положено, или вовремя не убрать урожай, то есть не убрать его в самый подходящий момент — не раньше и не позже. Напротив, для промышленного рабочего нет большой разницы в том, в какое время суток или года он станет производить на конвейере пищевые консервы, телевизоры, медикаменты или, наконец, автомобили: днем или ночью, зимой или летом. Его больше занимают пространственные, а не временные аспекты приспособления. Подобный образ мышления стал причиной широко распространенного безразличия к природному временному циклу жизни. Иначе нельзя объяснить, почему, например, вечерние развлекательные передачи телевидение показывает в то время, когда для человека было бы естественнее пойти лечь спать, или почему при определении ритма работы на производстве не принимаются во внимание ритмы работоспособности каждого отдельно взятого индивидуума, выявленные специалистами по бихевиористике? В наши дни мы, к сожалению, далеки от мысли, чтобы в полной мере учитывать необходимость рационального использования индивидуальных возможностей и способностей каждого из нас. Впрочем, столь нерационально работает не только отдельно взятый человек. Не решены пока также проблемы наиболее оптимальной организации работы людей в коллективе. Между 930 и 1130 часами утра все узловые станции телефонной связи ФРГ оказываются настолько перегруженными, что можно почитать за счастье, если соединение с абонентом удастся с третьего раза. В другое же время суток станции расходуют не более чем одну четвертую своих мощностей. Между 1630 и 1830 часами пополудни интенсивность движения городского транспорта резко увеличивается, в связи с чем уровень концентрации выхлопных газов в атмосфере города достигает опасных значений. А ведь всего за полтора часа до или после этого феномена может возникнуть впечатление, что в сравнении с наблюдаемой плотностью движения транспорта дорожная сеть неоправданно велика. Перечислять подобные несуразности можно до бесконечности.
В условиях бурного развития техники человек создал искусственный суточный ритм своей деятельности, который плохо учитывает особенности окружающей среды. То, что мы еще в какой-то мере принимаем во внимание естественный 24-часовой ритм жизни, объясняется периодичностью физиологических функций человеческого организма. Нам может казаться, что мы уже практически независимы от колебаний температуры воздуха или от того, что сейчас за окном: день или ночь. Но подобное суждение обманчиво. О том свидетельствует появление профессиональных заболеваний у лиц, длительное время работающих в ночную смену или по скользящему графику.
Растения исключительно точно соблюдают все жизненные ритмы. Это позволяет им нормально развиваться, экономить энергию и строительные материалы. Так, светящиеся морские водоросли или светящиеся грибы, о которых пойдет речь в разделе «Свет в полном мраке», лишь ночью выделяют люминесцентное вещество, вызывающее столь удивительное холодное свечение. Днем они «отключают» свет. Это в высшей степени рационально, так как их слабое свечение в дневные часы не давало бы никакого эффекта.
Особенно любопытно «соглашение о режиме работы», какое существует между насекомыми и растениями. Последние распускают свои цветки и приготавливаются отдать пыльцу и нектар точно в то время, когда прилетают опыляющие их пчелы, осы или другие насекомые. Эти взаимосвязи еще в 1933 году были подробно описаны Э. Клебером. Некоторые результаты его наблюдений представлены здесь в графической форме (фото 81). В организме как растений, так и насекомых существуют биологические часы, функционирующие независимо от погодных факторов. Вне всякого сомнения, они идут синхронно. Это позволяет насекомым в поисках корма не совершать лишние вылеты. Такое поведение насекомых можно сравнить с поведением домашней хозяйки, которая хорошо знает часы работы ближайшего магазина и поэтому не торопится идти туда в неурочное время. Для растений же эта синхронность означает рациональное производство нектара и пыльцы: то и другое должны быть готовы к моменту прилета гостей.
Фото 81. Четверо часов, показывающих дневное время (с 6 утра до 17), дают наглядное представление о том, сколь синхронно работают растения и опыляющие их пчелы. Черный цвет во внутреннем круге показывает время, когда растение активно вырабатывает пыльцу, а во внешнем круге— время интенсивного посещения цветка пчелами. Заштрихованные области — это часы слабого производства пыльцы и редкого посещения цветков пчелами. Белые области соответствуют времени отсутствия и пыльцы и полетов насекомых, (a) Мак самосейка, (b) коровяк скипетровидный, (c) вербена лекарственная, (d) вьюнок трехцветный.
