Юный Натуралист 1986-11, страница 27

25

часами. Но бывают ситуации, когда никаких часов, кроме бирлогических, у него не остается, а что-то нужно сделать в определенное время. Например, проснуться в заданный час. Будильника нет, разбудить некому. И что же? Вы просыпаетесь вовремя.

Растения тоже определяют время не хуже животных. Одноклеточные водоросли, например, светятся только перед заходом солнца. А высшие растения в строго определенный час закрывают или открывают лепестки своих цветов.

Как устроены живые часы и где в организме они расположены?

Как и у настоящих часов, где стрелки медленно ползут по циферблату, в часах, заключенных внутри нас, есть механизмы, выполняющие роль стрелок. Только в живых часах не три стрелки (если принимать во внимание и секундную), а значительно больше. Они показывают часовые, суточные, месячные, годовые ритмы, возможно, даже жизненные. А на уровне отдельных клеток минимальные временные ритмы, возможно, укорачиваются до тысячных долей секунды.

Как же эти короткие временные ритмы передаются дальше? Где же в биологических часах воспринимающее их «колесико»? Его уже можно рассмотреть в микроскоп, оно не так мало, как «маятник» живых часов. Роль этого колесика, по-видимому, выполняет ядро клетки. Но у науки пока еще нет ответа, каким образом высокочастотные колебания молекул-вмаятников» переводятся ядром в циркадные, то есть околосуточные, ритмы.

Часовым механизмом в ядре служит не генетический материал, а скорее всего ядерная оболочка. Когда исследователи хотели посмотреть, как работают часы у бактерий, они ничего не обнаружили. Никаких циркадных ритмов у бактерий не найдено. Вот тут-то биологи задумались: чем же в корне отличаются бактерии от других организмов? Ответ напрашивается сам собой: у бактерий нет оформленного ядра. Ядерный материал есть, но он не заключен в оболочку. Это часы без стрелок.

Много в организме непонятных, колеблющихся систем, о которых пока почти ничего не известно. Например, нейроны головного мозга окружены звездчатыми клетками, их называют астро-

глиями. Так вот, эти клетки совершают одно колебание в четыре минуты. Для чего существует такой ритм, что он отмеряет, может быть, это маятник месячных, сезонных или годовых часов? Пока неизвестно.

О сезонных часах мы тоже почти ничего не знаем, кроме того, что они могут включать и выключать на определенный сезон работу отдельных генов. Так, всем хорошо известно, что многие животные впадают в зимнюю спячку. Когда биоло ги посмотрели, что же происходит в организме спящих животных, то оказа лось, что многие функции у них, вплоть до клеточных, выключены. Спит организм, и спят его клетки. Причем как спят! Ничем не разбудить. Возьмем, например, лягушку. Каждую зиму она, зарывшись в ил какого-нибудь прудика, спокойно переживает тяжелые студеные времена. В это время ее клетки не делятся — они отключены.

Попробуем разбудить лягушку зимой. Она хочет спать, постоянно опускается в воду. Но мы ее освещаем, переводим в теплое помещение, не даем спать. Лягушка через некоторое время просыпается. Сидит, смотрит, даже может тихо квакать, но что происходит с ее клетками? Делаем препарат и обнаруживаем, что они спят. И будут спать до весны, пока их не включат сезонные часы. Только после этого они начнут делиться.

Да что говорить о животных, если мы, люди, создавшие вокруг себя искусственный микроклимат в зимнее время, не ушли полностью ни от сезонных, ни от суточных ритмов. Можно даже сказать, что человек находится во власти суточных ритмов. Более 40 физиологических процессов зависят у нас от биологических часов. Люди иногда идут на эксперименты, на длительное время ложатся в постель при полном здоровье, заключают себя в подземную шахту или изолируют на несколько месяцев. А ритмика все равно сохраняется.

На протяжении суток меняется у человека температура. Самым «горячим» он бывает в 18 часов, а самым «холодным» между 1—5 часами. Колебания температуры составляют у разных людей от 0,6 до 1,3 градуса. Примерно в том же ритме меняются у человека частота сердечных сокращений и кровяное давление, но в 13 часов и 21 час оно наиболее низкое.