Игорь Акимушкин - КУДА? и КАК?
Ритмические, совпадающие во времени с движением солнца по небу колебания концентрации веществ-регуляторов — то адреналина больше, то меланофорного гормона — задают тон всем другим процессам в организме, подчиняя их одному двадцатичетырёхчасовому циклу. На механических часах каждый отрезок суток обозначен цифрой. В физиологических часах такой цифрой служит определенная доза веществ-регуляторов.
А сама эта доза — мы уже знаем — зависит от чередования света и темноты. Свет — тот внешний источник энергии, который заводит внутренние часы обитателей подсолнечной планеты. Это не лишне повторить, — так важна роль света в процессах, о которых идет речь.
Если нормальное суточное чередование света и темноты изменить, то эндогенные часы животных (и растений тоже) начнут отмечать время по-новому.
Подобные опыты делали сотни раз. Например, крыс, тараканов, мух, голубей или… фасоль освещали, скажем, десять часов подряд, а потом на десять часов помещали в полную темноту — их физиологические часы уже через день-два такой обработки, в крайнем случае через неделю-две, полностью перестраиваются и приспосабливаются к двадцатичасовым суткам[45].
Часто даже не нужно все десять часов освещать содержащихся во тьме животных, а достаточно каждый раз в одно и то же время включать свет хотя бы на час и даже всего на несколько минут, и физиологические часы подопытных «кроликов» приобретут новый завод.
Делали и так: не нарушая нормального двадцатичетырехчасового ритма, лишь на шесть часов раньше включали освещение, еще когда на дворе была темная ночь или, наоборот, уже наступал рассвет, а животных еще шесть часов держали в темноте. Их физиологические часы уже через несколько дней показывали новое время — спешили или отставали на шесть часов. И сон, и пробуждение, и поиск пищи, и все другие внешние и внутренние проявления жизнедеятельности животного начинались на шесть часов раньше или позже прежнего.
Физиологические часы можно отвести назад и действием низкой температуры.
Возьмите пчел, обученных прилетать в полдень за сахарным сиропом к кормушке, и подержите их несколько часов на холоде при температуре около 0–5 градусов. Когда они обретут свободу, обязательно вспомнят о сиропе. Но вспомнят с запозданием ровно на столько часов, сколько вы их продержали в холоде, и только к вечеру прилетят к кормушкам.
«Опыты показали, — пишет Эрвин Бюнинг в книге, подводящей итог всем таким экспериментам, — что после длительной обработки холодом организм ведет себя так, как будто в течение этой обработки физиологические часы находились в состоянии покоя».
Не шли, значит, «замороженные».
«Замораживание» быстрее достигает цели, чем многодневная перестройка внутренних ритмов ненормальным чередованием света и тьмы, и к нему часто прибегают ученые, когда экспериментируют с растениями или с холоднокровными животными, температура тела которых быстро повышается или понижается, когда вокруг становится теплее или холоднее.
Должен предупредить читателей, что в науке нет еще достаточно ясного представления ни о природе, ни о работе физиологических часов. Поэтому беглый обзор на предыдущих страницах следует рассматривать лишь как весьма схематичное и приблизительное описание действия очень сложной механики природных хронометров.
Но тем не менее к чтению следующих глав мы приступаем теперь более подготовленными.
Солнечная навигация
Итак, вернемся к скворцам.
Когда опыты Крамера стали известны орнитологам, некоторые ученые захотели их повторить. К этому времени и изучение физиологических часов значительно продвинулось вперед. Немец Гофман решил использовать эти достижения в своих опытах со скворцами.
Он начал с того, что проделал эксперимент Крамера: выдрессировал двух скворцов находить по солнцу корм в одной из двенадцати однотипных кормушек. Потом скворцов около двух недель продержали в помещении, в котором были созданы искусственные день и ночь, на шесть часов отстающие от нормальных суток. «Часы» скворцов тоже отстали. Когда их посадили снова в клетку под открытым небом, они, проголодавшись, полетели к кормушке, в которой привыкли находить пищу, но кормушку не нашли, хотя день был ясный. Ошиблись ровно на девяносто градусов: кормушка помещалась на юге, а искали ее на западе[46]. Было три часа дня, а так как их «часы» отставали на шесть часов, скворцы «решили», что сейчас только девять часов утра, потому и отклонились сильно вправо. Ведь солнце за шесть часов продвигается на девяносто градусов к западу, то есть вправо, если смотреть на его путь по небосводу.
И еще двадцать три дня, пока скворцов содержали и днем и ночью при свете, «часы» их шли неправильно и они ошибались в своих поисках. Посадили затем скворцов под открытым небом, и недели через две «часы» их нагнали потерянные шесть часов, снова пошли в ногу с солнцем.
Птицы, у которых внутренние хронометры отводили на шесть часов вперед, ошибались в поисках нужного направления, отклоняясь на девяносто градусов влево.
Эти опыты — проделаны они были и с голубями, и со славками, и с сорокопутами — ясно показывают, что солнце в птичьем обиходе — главный ориентир. Но ориентир этот не стоит на месте. Найти дорогу по нему нельзя, если не знаешь, в какой части неба в каждый час дня он располагается. Птиц тут выручают хорошая память и «карманные часы», которыми природа наделила все живое на земле.
«Это удивительно, — пишет доктор Мэтьюз, один из ведущих специалистов в науке об ориентации птиц, — что люди, веками определявшие свое местоположение по солн- цу, всего лишь несколько лет назад узнали, что и птицы поступают так же».
Теперь сомнений нет, что пернатые навигаторы пользуются той же координатной системой, что и люди: по солнцу находят дорогу. Но как они это делают — не ясно. Наиболее разработанная гипотеза Мэтьюза представляет дело примерно так.
Если птицу судьба забросила к югу от дома, то солнце в тех широтах перемещается в небе по более высокой дуге и в зените стоит выше над землей, чем дома. Значит, лететь надо на север — туда, где в полдень солнце не так высоко возносится в небеса. «Автопилот» срабатывает, и птица летит на север.
Дорога с севера на юг находится тем же путем, только в обратном плане: зенит здесь ниже и лететь надо туда, где он выше.
Не всегда, конечно, случается, что птица стартует в полдень. Не ждет она также, когда солнце достигнет высшей точки орбиты, чтобы определить свое местоположение. Мэтьюз полагает, что птица экстраполирует перемещение солнца по небольшому отрезку дуги на всю орбиту, яснее говоря, обладает каким-то чувством, которое позволяет ей. понаблюдав минуту за движением солнца, безошибочно судить о высоте его зенита.
