Борис Владимирский - Археоастрономия и история культуры
Важнейшая особенность всякой биологической ритмики — ее синхронизация с периодическими вариациями параметров среды обитания. Изменения биологических показателей (они происходят по «внутренним» причинам — в организмах есть особые «биологические» часы) непременно происходят в такт с изменениями внешних условий. «Биологические часы» все время «подстраиваются» под внешний, задающий периодический сигнал. Смысл этой «подстройки» (она, между прочим, никогда не бывает вполне точной) ясен: это один из способов приспособления организмов к внешней среде.
Синхронизирующими сигналами могут быть самые разные физические агенты. Важно только, чтобы в изменениях соответствующего параметра внешней среды содержалась периодическая составляющая. Для суточной ритмики синхронизатором выступает режим освещенности. Если этот фактор по каким-либо причинам «не работает» (например, «выключен» условиями эксперимента), то в качестве датчика времени может служить какая-нибудь другая причина — изменения, например, в уровне всюду проникающих низкочастотных электромагнитных полей или акустических (в частности, инфразвуковых) шумов.
За очень редкими исключениями, касающимися ритмов с периодами менее суток (микроритмы), периоды изменения всех синхронизирующих агентов — независимо от их физической природы — космического происхождения. Суточный, годовой периоды — примеры тривиальные и общеизвестные. Для некоторых других периодов их космическая природа долгое время оставалась неизвестной. Рассмотрим кратко наиболее интересные примеры.
В настоящее время выясняется, что во временнóй организации биосферы очень широко распространена околонедельная ритмика (в некоторые эпохи отчетливее выражен период 13–15 дней). Эта цикличность в значительной мере связана с так называемой секторной структурой межпланетной среды и имеет солнечное происхождение. В определенных интервалах долгот на Солнце силовые линии солнечного магнитного поля направлены либо от Солнца, либо к нему. Корпускулярное излучение Солнца (солнечный ветер) «вытягивает» силовые линии в межпланетную среду. На орбите Земли получается картина чередования полярности межпланетного магнитного поля. Обычно бывает либо четыре, либо два подобных сектора с разными направлениями. Вся эта картина повторяется с периодом вращения Солнца (около 27 дней). Земля при своем движении по орбите последовательно попадает в секторы с разными знаками межпланетного магнитного поля. Если секторов четыре, смена знака поля происходит раз в неделю, если секторов два — средний интервал между сменами знака около двух недель. При смене знака межпланетного магнитного поля земная магнитосфера испытывает некоторую перестройку, что сказывается (через определенную цепочку причин-следствий) на многих показателях среды обитания. Пересечение секторной границы сопровождается вариациями в величине геоэлектрического поля, вероятности появления гроз в некоторых регионах, в уровне напряженности электромагнитного фона. Характерный временной интервал смены погоды — «синоптическая длина» — также приблизительно равен неделе и, видимо, физически связан с пересечением Землей секторной границы. На больших интервалах времени секторная структура устойчива, но от случая к случаю длительность сектора несколько меняется, так что околонедельная (околодвухнедельная) ритмика среды обитания, связанная с межпланетным магнитным полем, это циклы, а не точно фиксированные периоды. Околонедельная цикличность есть и в вариациях солнечной активности, так что если бы секторная структура межпланетной среды перестала бы наблюдаться (на какое-то время в особых условиях это возможно), околонедельная ритмика среды обитания отнюдь не исчезла бы.
Подавляющее большинство других ритмов, известных в хронобиологии (около месяца, около 260 дней, около 2 лет и т. п.), синхронизировано с гармониками вариаций солнечной активности, чей «основной» цикл составляет около 11 лет.
Первобытный охотник и собиратель, разумеется, не мог не знать о важнейших биологических циклах — их учет во многих случаях был жизненно необходим. Разве можно было не заметить цикличности в размножении мелких млекопитающих? Или так называемые волны роста — ритмику прироста животных (~10–12 дней)? Или периоды в плодоношении, в поражаемости естественного урожая насекомыми? Эмпирические знания в биоритмологии делали возможным прогноз погодно-климатических изменений, эффективности охоты, времени наступления особо неблагоприятных событий (эпидемий). Качество таких прогнозов становилось, вероятно, условием выживаемости.
Можно сделать еще один шаг и предположить, что при формировании производственной и социальной ритмики первобытной общины учитывались ритмы в размножении человека и животных. Для выживания племени, существовавшего в предельно суровых условиях, важно было контролировать не только уровень собственного воспроизводства, но и регулировать его качественные параметры. Особи физически слабые, с ненормальной психикой (например, с повышенной агрессивностью) становились обузой для племени. Поэтому кажется вполне вероятным, что в первобытных сообществах учитывалась и ритмика патологии беременности (один из хорошо выраженных периодов — около 11 лет), и цикличность в появлении потомства с повышенной жизнеспособностью.
Факторы, синхронизирующие многие важные биологические ритмы (околонедельные, околомесячные, двухлетние и т. д.), не могут непосредственно наблюдаться. Однако фиксации и практическому учету доступны, как правило, «задающие» (опорные) периоды. Околонедельная ритмика легко «отслеживается» по фазам Луны: в годы высокого уровня солнечной активности период смен знака межпланетного магнитного поля довольно точно совпадает с синодическим периодом обращения Луны. Поэтому прохождение секторных границ (соответствующих определенной фазе околонедельного цикла) в эти эпохи сопряжено непосредственно с какими-то фазами Луны. Что касается ритмики солнечной активности, то основной период этих вариаций (11 лет) легко наблюдается по перемещению яркой планеты Юпитера относительно звезд (сидерический период обращения Юпитера — 11,9 года). Более подробно эти вопросы мы обсудим позже. А теперь вернемся к некоторым особенностям 60-летнего восточного календаря.
12-летний календарь животных и природные ритмы.По сложившейся традиции возникновение 60-летнего календаря относят к эпохе правления легендарного китайского императора Хуан-ди (26 в. до н. э.). Некоторые исследователи полагают, что эта календарная система является еще более древней и ее основные элементы заимствованы китайцами у кочевых племен Центральной Азии. Ее устройство вкратце таково: каждый год внутри одного полного цикла имеет двойное название. Эти названия отражают сложную символику древней восточной натурфилософии, включающей представления о пяти основных элементах мира (огонь, земля, металл, вода, дерево), их диалектических качествах («инь», «янь») и их «земных корнях». «Земных корней» всего двенадцать, что соответствует 12-летнему животному циклу (мышь, корова, тигр, заяц, дракон, змея, лошадь, овца, обезьяна, курица, собака, свинья). 60-летний интервал включает 5 таких циклов по 12 «лунных» лет, причем число дней в году может быть 354–355 или 383–384. Если использовать названия животных для 12-летнего цикла, то каждый год 60-летнего интервала дополнительно кодируется с помощью цветовой символики. Например, год овцы, приходящийся на 8-й, 20-й, 32-й, 44-й и 56-й годы 60-летнего цикла именуется, соответственно, так: белая овца, далее — черная, синяя, красная, желтая. Календарь корректировался, видимо, наблюдениями Юпитера и Сатурна (соответственно 5 и 2 оборота за 60 лет).
В описанной системе нетрудно заметить некоторые известные сейчас ритмы биосферы. Собственно 60-летний цикл давно известен в вариациях толщины колец деревьев, для некоторых регионов — в урожайности, что объясняет его присутствие в потребительских ценах (упомянутые «волны Кондратьева»). В индексах солнечной активности этот период надежно не обнаружен, но он постоянно появляется при анализе геомагнитных индексов (что, по мнению некоторых исследователей, указывает, на его чисто геофизическое происхождение). 12-летний цикл уместно сопоставить с одним из основных ритмов биосферы, сопряженным с 11-летним циклом солнечной активности. Различие в ~1 год следует отнести, видимо, за счет короткого (три с половиной столетия) v непредставительного ряда телескопических наблюдений. Палеогеофизические данные показывают, что на протяжении длительного интервала времени (около десятка тысяч лет) средние значения этого цикла группируются в основном около двух значений: 12,5 года и 11,9 года. Как отметил советский астроном В. Ф. Чистяков, из-за корреляционной связи между длительностью цикла и его «амплитудой» следует ожидать, что длина цикла составляла 12–13 лет в эпохи длительных понижений уровня солнечной активности (около 1000 и 3500 лет до н. э.). Впрочем, используя каталог чисел Вольфа (этот интегральный показатель уровня солнечной активности известен с начала XVIII в.), нетрудно убедиться, что для 12-летнего животного цикла и в наше время максимумы солнечной активности приходятся, как правило, на вполне определенные годы — чаще всего на годы овцы и обезьяны. Отсюда следует, что и сейчас этот календарь может выполнять свои прогностические функции.
