Поиск продолжается

         Внимательный читатель, видимо, найдет массу противоречий в нашем рассказе о биологических ритмах. Действительно, ведь у таракана в определенном месте нашли часы, почему бы не считать, что у всех животных они устроены подобным же образом.

Однако у таракана нашли не «часы вообще», а одни из часов. Нам понятен теперь механизм активности этого насекомого, но для биохимика, например, такое объяснение будет недостаточным. Он начнет выяснять не только структуру вещества, вызывающего наступление активности, но и механизм синтеза этого секрета в клетках. А самое главное – причину ритмичности такого синтеза.

И опять встанет вопрос о количестве часов в организме, о связи между ними.

Зная особенности ритмов активности или суточной цикличности у разных животных, человек извлекает для себя пользу из этих знаний. Несомненно, и сами животные пользуются внутренними часами для своих нужд: ориентируются, ищут пищу... Мы видели, как вредно для животного рассогласование внутренних ритмов, десинхронизация при попадании в другой часовой пояс. Но нельзя же утверждать, что ритмы полезны животному потому, что вредны десинхронозы. Ученые изучали ориентацию, и нашли ее механизм. Искали внутренние часы, и нашли некоторые из них. Портили эти внутренние часы, и убедились, что для их хозяина это плохо. Много узнали о внутренних часах, но в большой степени остается неясным, для чего животному организму нужен ритм.

Создается впечатление, что ритм животному задан раз и навсегда, снаружи или изнутри – неважно. И вот теперь животное подчиняется этому ритму, приспосабливается к нему.

Очень сложно оценить взаимодействие внешних и внутренних факторов. Представим себе насекомое, случайно получившее новый признак – у нескольких особей оказалась затянутой во времени стадия куколки (годовой ритм изменился). Это новое свойство позволит «хозяину» успешно существовать в более высоких широтах. Здесь новое свойство появилось внутри организма, независимо от окружающей его среды.

В то же время многие зоологи наблюдали, что животные, на которых часто охотятся (зайцы, например), обычно переходят на ночной образ жизни. Новосибирский ученый Н.А. Ромашов (Институт клинической и экспериментальной медицины Сибирского филиала АМН) изменил подопытным белым крысам ритм освещения. Днем он стал держать зверьков в темноте, а ночью включал свет. Животные соответственно перестроили свой ритм активности с ночного на дневной. Стало быть, их биоритм изменился из-за воздействия внешнего мира. В то же время ритмы их физиологических процессов не изменились, так что крысы имели бодрствующий мозг у спящего тела и наоборот. Это одна из причин, по которой трудно оценить приспособительное значение ритма. Вторая причина несколько парадоксальна. Дело в том, что те факторы среды, от которых зависят ритмы – синхронизаторы ритмов – могут не иметь прямого отношения к наиболее важным для животного экологическим воздействиям. Простейший пример: место расположения паутины одного из средиземноморских пауков сильно зависит от температуры, хотя сами пауки в течение всего дня остаются в своих теплоизолированных трубках. Этот вид пауков питается преимущественно мокрицами. Мокрицы, как и пауки, – ночные животные. Чаще всего они живут на холодных серых камнях. Именно в этих местах находится больше всего паутины. Ритм активности мокриц зависит от светового цикла и не зависит от температуры и влажности. В то же время влажность для этих животных – наиболее важный экологический фактор.

Вот и приходится разбираться: почему паук плетет сеть в разных местах в зависимости от температуры, сам на температуру не реагируя. Почему для ритма мокрицы безразлична влажность, а для самой мокрицы далеко нет.

Точка зрения ученого-хронобиолога обычно зависит от того, какими биоритмами он занимается, с какими организмами работает и насколько велико многообразие ритмов, охватываемых его исследованиями. По-видимому, не совсем правильно, когда специалист, работая с одним-двумя объектами, пытается дать ответ, общий для всех живых организмов. Ответить же на главный вопрос хронобиологии – «каков механизм измерения времени организмом?» – пока не удалось никому. Ответить на него непросто. Громадное число различных колебаний среди неживых компонентов биосферы, в геофизических процессах и вообще в любых процессах во Вселенной изучают ученые. Многочисленные собственные ритмы организма взаимодействуют со всеми еще более многочисленными колебаниями среды. Результат этого взаимодействия можно наблюдать, и мы вместе наблюдали циркадные ритмы тараканов, белок-летяг, мышей.

Для четкого объяснения результата нужно знать многообразие внутренних (организменных) и внешних (природных) ритмов и законы их взаимодействия. Поэтому обычный результат изучения ритмов зоологом – описание их, а не объяснение.

Зоолог может без конца описывать биологические ритмы разных животных в природе (накопление знаний такого рода совершенно необходимо), другое дело физиологи или биохимики, Они заняты поиском механизмов. Опыт – вопрос экспериментатора к объекту (животному или его части). Результат – ответ объекта на воздействие экспериментатора. Спросил – и тут же получил ответ. Насколько однозначен вопрос, настолько ясен ответ. Но как же быть зоологу, который не задает вопросов, а просто «подсматривает» в природе ответы на вопросы, возникающие в его голове.

Так, для ночных бабочек-бражников очень важно время, когда цветки, соком которых они питаются, находятся в открытом состоянии. Может быть, это и обусловило их ритм активности? А если это растение, которое дает сок бражнику и одновременно опыляется им, приспособило свой ритм к ритму бабочки? Попробуй-ка установи, что причина, а что следствие!

Кому же легче приспособить свой ритм? Природа часов, видимо, обусловлена наследственностью. А в силу этого очень консервативна, – не хочет изменяться даже за несколько поколений. Неясно, у кого легче меняется ритм – у животных или растений. Но даже если вид изменяет ритм в течение ряда поколений, то сегодняшняя особь не имеет преимуществ. Их получит животное будущего.

А нынешнее животное – это и есть будущее по отношению к существовавшим полмиллиона лет назад.

Может быть, одна из основных экологических функций ритмов – раздел времени между видами? Каждому овощу свое время, а для каждого животного свой час активности? Тогда животные не будут мешать друг другу, сократится количество встреч с врагами, конкурентами. Но ведь хищникам выгоднее всего быть активными в период активности жертв, а жертвам – наоборот. Как же устроен зоологический мир – в пользу жертв или в пользу хищников? Большинство ученых считают, что мир устроен так, чтобы были «и волки сыты, и овцы целы». Ведь если овцы съедены, то волкам остается помереть с голоду. Вот и настраивай в столь сложном мире свои часы. Придется снова сидеть на бархане, наблюдать и думать.

А по бархану бродит неистребимое племя чернотелок. Черные неповоротливые жуки... С рассветом их сменяют ящерицы...

Лев Ердаков