Феликс Патури - Растения - гениальные инженеры природы

• Название: Растения - гениальные инженеры природы
• Автор: Феликс Патури
• Издательство: Прогресс
• Жанр: Научпоп
• Год: 1982

«Растения — химики», «Растения — архитекторы, строители, механики», «Рекорды измерительной техники» — это названия лишь нескольких глав из книги ученого — популяризатора науки Феликса Р. Патури. Занимательно и со знанием дела рассказывает автор о том, как решаются в мире растений многие проблемы из области экологии, энергетики, передачи информации, утилизации отходов, рационального использования ресурсов окружающей среды и др.

Решения-модели, найденные растениями, этими, по выражению автора, «лучшими в мире инженерами», эффективны, экологически безупречны и одновременно просты. Умелое заимствование их человеком означало бы большую экономию средств и времени.

Рекомендуется широким читательским кругам.

---

В XVIII веке жил выдающийся шведский естествоиспытатель Карл Линней, который детально изучил ритм раскрытия бутонов у различных видов цветковых растений. Используя свои знания, он построил настоящие цветочные часы. Циферблат часов был разбит на ряд секторов, в каждом из которых высаживался строго определенный вид растений. Они подбирались по времени своего распускания. В течение дня ботанические часы безошибочно показывали время: каждый час раскрывало свои цветки какое-нибудь одно растение, другие же оставались в это время закрытыми.

Явлением никтинастии, которое я описал в разделе «Спасающиеся от жары в собственной тени» и которое помогает растению предупредить излишние потери тепла ночью, фактически управляют биологические часы, а не мгновенная смена темноты и света. [36] Деревья и травы рассеивают свою пыльцу и семена в строго определенное время дня, именно тогда, когда, как показывает благоприобретенный опыт, следует ожидать наиболее интенсивных перемещений воздушных масс, создающих благоприятные условия для путешествий семян по воздуху. Многие грибы и водоросли отправляют в путь свои мужские и женские половые клетки лишь в те часы суток, когда те и другие будут взаимно готовы к встрече, обеспечивающей продолжение рода. Механизм фотосинтеза, с помощью которого растение на свету синтезирует виноградный сахар, ночью не работает: растение «отключает» его подобно тому как мы, экономя энергию, выключаем по окончании передач радиоприемник или телевизор. [37]

Полуночные свидания бурых водорослей

В июне 1964 года английский журнал «Природа» поместил статью Хокинза с сенсационным заголовком «Стонхендж — счетная машина времен неолита». Стонхендж — памятник деятельности человека каменного века, обитавшего 3500—4000 лет назад на территории современного графства Солсбери, в 130 километрах юго-западнее Лондона. Он представляет собой крупное сооружение, строительный материал для которого — каменные глыбы высотой почти 8 метров и весом 50 тонн — доставлялся из каменоломни с расстояния 230 километров. Ученые назвали Стонхендж «крупнейшей загадкой Старого Света». Однако в наши дни астрономам и археологам удалось раскрыть ее. Доисторические ритуальные постройки связаны, вероятно, с культом Солнца и Луны. Они строились с таким расчетом, чтобы с помощью вертикально стоящих камней можно было определять важнейшие точки положения обоих светил на небосводе. Размещение камней выбрано не случайно, ибо все сооружение в целом есть не что иное как доисторическая пеленгационная установка. Стонхендж — это исключительно точный лунный и солнечный календарь, позволявший предсказывать не только время летнего и зимнего солнцестояния, но и определять на длительный период часы восхода и захода Луны. Кроме того, этот каменный календарь давал возможность исчислить промежуток времени между двумя полнолуниями, проследить 18,6-летний лунный цикл, предугадать с точностью до одного дня наступление солнечных и лунных затмений.

Древние лунные календари можно встретить и в других местах планеты. В частности, на северо-западе Франции, в Бретани, можно увидеть большие скопления камней, расположенных в строго определенном порядке. Они привлекают внимание не только любопытствующих туристов, но и ученых (фото 82). Подобные археологические памятники имеются в ряде европейских стран.

Фото 82. Гигантские каменные календари, подобные изображенному на этой фотографии (местечко Лагатьяр в Бретани), наши предки возвели во многих местах побережья стран Западной и Северной Европы.

Нередко ученые высказывают мысль, что ориентированное размещение каменных глыб лишь случайно совпадает с положением основных точек небесной сферы. Они не верят в существование у создателей древних календарей астрономических знаний, без которых нельзя было бы выполнить такую точную работу. Однако вероятностные расчеты показали, что человек каменного века был в состоянии разумно сооружать подобные постройки. Рольф Мюллер, астроном, занимающийся изучением древних памятников культуры, пишет по этому поводу:

«Но мы вправе задать вопрос: а является ли вообще знанием то, что открывается нам здесь. Да, несомненно. Знание — это то, что было присуще как нечто само собой разумеющееся наблюдателю, жившему в тесном единении с природой. Это, в частности, наблюдения за небосводом, которые учили человека каменного века определять движение звезд на небе и фиксировать их взаимное расположение. Он использовал эти знания, чтобы измерять время и создавать календари, столь необходимые в жизни оседлых земледельцев».

На наш взгляд, в этих словах кроется не только разгадка тайн каменных календарей, но и ключ к решению общего вопроса об измерении времени. Последнее крайне необходимо для разумной организации любой деятельности, для того, чтобы задолго до наступления события можно было бы подготовиться к нему. Так, цветки растений раскрываются не одновременно с восходом Солнца, а несколько раньше, ибо их биологические часы заблаговременно определили, что наступает день. Мы, люди XX века, полностью разучились измерять время в его изначальном смысле. Когда мы записываем в свои памятные книжки какие-либо конкретные даты и сроки, соблюдение которых контролируется нами по календарям и часам, то почти всегда выбор этих чисел никак не зависит от сущности ожидаемых событий. Если, к примеру, страховой агент договорился встретиться с клиентом на предмет подписания страхового полиса на 1030 утра 27 апреля, то это вовсе не означает, что встречу следовало назначить именно на этот день и час, а не на, допустим, 14 сентября в 1545. Для самой сделки это безразлично. Но если древним земледельцам-египтянам предстояло обработать свои участки земли, им нельзя было произвольно выбирать время для этого. Они жили в долине Нила. Ежегодные разливы реки обильно удобряли глинистую почву их полей. Поэтому крестьянам важно было заранее подготовиться к следующим за половодьем посеву или высадке рассады. И поэтому они должны были измерять время не независимо от содержания ожидаемого события, а в прямой связи с ним. И доисторический человек изобрел методы исчисления времени, поскольку это было для него вопросом жизни и смерти. Сейчас же мы нередко упускаем из виду то обстоятельство, что измерение времени отнюдь не самоцель, а необходимое условие приспособления к порядку, господствующему в окружающей среде. Для специалистов по космическим исследованиям, вынужденных посылать космические корабли точно в установленный срок, ибо даже малейшие отклонения означают неуспех экспедиции, точное измерение времени также представляется делом само собой разумеющимся. Очевидно, что биологи, которые до последнего времени мало занимались проблемами приспособления человека, животных и растений к естественному временному распорядку в мире и больше уделяли внимания пространственным аспектам приспособления, утратили понимание всего значения этого процесса. [38]

То, что растения, подобно доисторическим астрономам, умеют точно измерять время, стало известно не так уж давно. Столь же мало мы до сих пор знаем о том, что их биологические календари способны учитывать движение Солнца и Луны по небосводу и что сами они систематически реагируют на продолжительность светлого времени суток.

Мне хотелось бы в связи с этим еще раз вернуться к примерам, в которых речь шла о страховом агенте и египетском крестьянине. Первый ограничивается относительным измерением времени. Если у него и его клиента есть часы, идущие синхронно, то он может назначить встречу, допустим, через 24 дня и 7 с половиной часов. В этом случае совершенно безразлично, с каким днем недели соотносится момент встречи. Это может быть и понедельник, и вторник, и среда и т. д. Для древнего земледельца и современного космонавта относительного измерения времени уже недостаточно. Им нужно измерить время абсолютно. Здесь важно не только то, чтобы их часы шли синхронно. Важно, чтобы их показания соотносились с какой-то единой отправной точкой, существующей в окружающем их мире. С подобной необходимостью приходится сталкиваться и растениям. Их биологические часы должны не только относительно измерять время, но и абсолютно верно «показывать», в какой именно момент взойдет солнце.

С какой удивительной точностью растения в состоянии определять время и насколько разумно [39] в этой связи они ведут себя, демонстрирует одна из бурых водорослей (Dictyota dichotoma), обитающая в прибрежных мелководьях морей. В полном соответствии с 24-часовым циклом, заданным растению от рождения, эти водоросли в строго определенное время суток выбрасывают в воду мужские и женские половые клетки. Как предписывает им солнечный календарь, они расстаются с ними не в любой выбранный ими по своему желанию день, а всегда в определенный день в конце лета. Однако этим процессом управляет также и лунный календарь: половым клеткам дозволено лишь дважды в течение лунного цикла выходить на «свободу», то есть каждые 14—15 дней. Разумеется, все три перечисленных условия совпадают между собой чрезвычайно редко, в силу чего водоросли этого вида могут рассеивать свои половые клетки в течение всего лишь нескольких часов в году. Возможность встречи женской и мужской клетки и оплодотворения в этот точно зафиксированный природой короткий промежуток времени в 1000 раз больше, чем если бы их высев происходил не столь гармонично и был бы растянут во времени. Иными словами, женские и мужские половые клетки бурой водоросли имеют четко означенные астрономические часы выхода во внешнюю среду, и они их исключительно пунктуально соблюдают.