Лорус Милн - Чувства животных и человека

• Название: Чувства животных и человека
• Автор: Лорус Милн
• Издательство: Мир
• Жанр: Природа и животные
• Год: 1966

Книга известных американских ученых, супругов Лоруса Дж. Милна и Маргарет Милн, «Чувства животных и человека» — занимательный, а местами и поэтичный рассказ об ощущениях, свойственных живым существам. О сложных проблемах бионики авторы говорят легко и просто, без излишней наукообразности. Мы узнаем из книги, почему пчелы не видят красного цвета, как птицы ориентируются при перелетах, каким образом летучие мыши чувствуют преграды на своем пути и многое, многое другое. При этом Милны все время сравнивают чувства животных с человеческими чувствами, наводят читателя на мысль о том, что живые организмы с их сложной и малоизученной структурой органов чувств представляют большой интерес не только для биологов, но и для физиков, математиков и особенно конструкторов, создающих самоорганизующиеся устройства. Авторы стремятся в то же время не подавить читателя массой сведений, а помочь ему отделить главное от второстепенного, научить его ориентироваться в сложных вопросах, философски осмысливать мир.

Редакция научно-фантастической и научно-популярной литературы.

---

Если на все время созревания оставить яйца фруктовой мухи в полной темноте, то куколка превратится во взрослую муху не обязательно перед рассветом. Чтобы «завести» свои часы, личинка куколки должна получить по крайней мере одну короткую вспышку света, символизирующую рассвет, более чем за два дня до того, как она из куколки превратится в зрелое насекомое. Обычно эта муха изо дня в день корректирует свой часовой механизм по отношению ко времени рассвета. Но при необходимости муха будет развиваться в темноте без всякой временной коррекции с того момента, когда она впервые завела свои часы, и до тех пор, пока куколка полностью не подготовится к превращению во взрослую муху; затем она будет ждать, пока внутренние часы не подскажут ей, когда наступит определенный час суток, необходимый для окончательного превращения.

Подобные внутренние часы, которые идут по солнечному времени, явно влияют на режим питания многих животных. Тараканы, живущие в темных складах, придерживаются определенного расписания в еде. Москиты в экваториальной Африке кусаются тоже по шкале времени, часто всего лишь полчаса в сутки; в зависимости от вида москиты могут кусаться в поздние сумерки, в полночь или рано утром. Рабочие пчелы спокойно отдыхают в темном улье, пока не наступит час, когда раскрываются их любимые цветы с новым запасом нектара; тогда насекомые улетают собирать сладкий сок. В течение всего лета они приспосабливают свои внутренние часы ко времени, когда раскрываются цветы у определенных растений.

Время приема пищи важно для нас в связи с суточным циклом внутренних часов. Если полететь скоростным самолетом на запад или на восток, то мы окажемся в тех местах, где полдень наступает раньше или позже привычного для нас времени. Прежде чем сесть в направляющийся на запад реактивный самолет, пассажир может перекусить в Нью-Йорке, позавтракать на борту самолета, а по прибытии на западное побережье застанет там людей, которые только собираются завтракать и приглашают его присоединиться к ним в тот час, когда его желудок «требует» ленча. Часы пробуждения и отхода ко сну также смещаются, отклоняясь от привычного расписания, которому он следовал. Обычно путешественнику требуется несколько дней, чтобы переставить свои внутренние часы на новое расписание. Воспользовавшись более медленным транспортом, мы могли бы приспособиться к новому часовому поясу гораздо незаметнее, так как время еды и сна ежедневно сдвигалось бы вперед или назад только на час или два и поэтому не выходило бы за пределы обычных отклонений от жизненных привычек.

Известным утешением нам может служить то, что внутренние часы у животных, по данным науки, тоже расходятся с местным временем, когда этих животных быстро перевозят на запад или восток. На скоростном самолете перевезли парижских пчел в Нью-Йорк, а нью-йоркских в Париж, чтобы проверить, переставят ли насекомые, находящиеся в темных контейнерах, свои часовые механизмы. Однако парижские пчелы продолжали жить в Нью-Йорке по парижскому времени, а нью-йоркские в Париже по нью-йоркскому до тех пор, пока новые раздражители не заставили их перестроиться в соответствии с необычным распорядком сна и приема пищи.

У одного вида насекомых — таракана — недавно обнаружили, где находятся его внутренние часы: это четыре особых клеточки, расположенные под крохотным мозгом. Посредством тонкой хирургической операции эти клетки можно извлечь и пересадить другому таракану, не нарушая часового механизма. В качестве донора можно взять обыкновенного таракана, часовые клетки которого призывают его к действию от 6 вечера до 6 утра, когда на складе выключен свет. Герой дона Маркиза Арчи был как раз таким насекомым. Реципиентом такого трансплантата мог бы стать лабораторный таракан, часы которого приспособились к жизни в таком месте, где ночью лампочки ярко горят, тормозя его активность, а днем, с 6 утра до 6 вечера, шторы спущены и имеется пища. После такой операции лабораторный таракан с часовыми клетками обыкновенного таракана в течение всего дня будет где-нибудь скрываться, а с 6 вечера начнет проявлять активность, даже если он все время будет находиться в полной темноте или при ровном тусклом освещении.

Ручные или стенные часы у человека отрегулированы таким образом, что делят точно на 24 часа время между двумя последовательными пересечениями Солнцем одной и той же воображаемой плоскости, проходящей через Северный и Южный полюса. Если вместо Солнца использовать в качестве ориентира какую-нибудь более отдаленную звезду, то повторное пересечение меридиана будет происходить на 235,91 секунды раньше, чем измеренное по солнечным часам. Можно приспособить хронометры к этому чуть более быстрому расписанию, и они будут показывать звездное время. За 3651/4 солнечных суток — то время, пока Земля совершает оборот вокруг Солнца, — сумма интервалов в 235,91 секунды составит один целый солнечный день — один поворот Земли, совершенный при движении планеты по своей орбите.

Астрономы считают важным звездное время, так как оно помогает им точно нацеливать телескопы, несмотря на движение вращающейся Земли. Однако только недавно было обнаружено, что у некоторых животных есть внутренние часы с циклом в 23 часа 54 минуты 4,09 секунды, если измерять его по нашим обыкновенным наручным и стенным часам. Птицы, которые совершают перелеты по ночам, руководствуясь в пути звездными ориентирами, по-видимому, обладают этим внутренним ритмом и могут применять его при миграциях. Подобное использование сигналов о положении Солнца кажется настолько удивительным, что эти сигналы рассматриваются как часть более сложного чувства направления.

Для очень многих видов животных, как и для человека, проживающего в каком-нибудь прибрежном населенном пункте, самым естественным кажется вопрос: «Когда будет следующий прилив?» Сегодня мы отлично знаем, что воды океана набегают на берег в виде приливных волн под влиянием гравитационного притяжения Луны и Солнца. Но подобно тому как Луна вращается вокруг Земли, Земля вращается и движется по орбите вокруг Солнца. Движения воды определяются очертаниями материков и начинаются с некоторым запозданием — в зависимости от места. В любой точке побережья промежуток между приливами составляет примерно 123/4 часа, а где-то приблизительно в середине этого интервала происходит отлив. Гораздо легче составить целый ряд таблиц, чем сконструировать часы, которые бы учитывали все переменные и предсказывали бы расписание приливов, которое необходимо знать и охотникам за панцирными моллюсками, и самим устрицам.

Устрицы обладают внутренними часами, которые идут по приливному времени. Панцирные моллюски, выловленные в бухте Новой Англии и во влажной упаковке доставленные в Среднезападную лабораторию, продолжают регулировать свою жизнь в соответствии с океанскими приливами, находясь за полторы тысячи километров от них. Ширина щели между створками раковины и потребление моллюском кислорода увеличиваются или уменьшаются в зависимости от того, насколько повышается или понижается уровень их «домашних» вод, а не в соответствии с расписанием приливов, которому можно было бы следовать, если бы Средний Запад был покрыт океаном.

С другой стороны, крабы подчиняются и солнечным и приливным часам. У них наблюдаются сложные ритмичные процессы: пигментные клетки, которые в виде точек покрывают поверхность их тела, то увеличиваются под воздействием гормонов, то сокращаются. Основной солнечный ритм — чередование цвета очень светлой слоновой кости ночью и темного буровато-серого днем — подчеркивается ритмом прилива. Животное ночью во время прилива гораздо бледнее, чем во время отлива, и днем кажется более темным при малой воде, чем при полной. Крабы во время прилива прячутся в норах, а при отливе выползают за пищей. Вероятно, когда краб становится темным, он больше сливается с цветом глины в солончаковых канавах, где днем во время отлива он разыскивает себе пищу.

В лабораторных условиях краб продолжает менять свою окраску даже в полной темноте или при слабом свете, имитирующем освещение его «дома» полной луной. Попрактиковавшись, каждый может научиться читать часы краба, сравнивая окраску его тела со справочной морской картой. Если каждый час регистрировать распределение пигмента, то можно вычертить график, на котором будет отчетливо видно взаимодействие 24-часового «солнечного» и 12,75-часового «приливного» цикла краба.

В районе Морской биологической лаборатории Вудс Хоул (Woods Hole), где было проведено много наблюдений над массачусетскими крабами, этих удивительных маленьких животных можно было собрать либо у Буззардской бухты, либо на берегу Вайньярского залива у Кейп Код (Cape Cod). Полная вода заливает углубления этого мыса примерно на 4,5 часа раньше, чем углубления бухты. Крабы, взятые из этих двух мест и перенесенные в одну и ту же слабо освещенную лабораторию, продолжают придерживаться каждый своего соотношения между солнечным и приливным циклами. Это проявляется даже в тех случаях, когда их везут пароходом на западное побережье Америки или в Европу, если в какой-то момент их не осветить короткой вспышкой яркого света, которая переставляет их внутренние часы — теперь они будут действовать синхронно.