Техника - молодёжи 1960-11, страница 38




Техника - молодёжи 1960-11, страница 38

СУТОЧИ

Ml N ТМИ

жши

А. ЭММЕ, кандидат биологических наук

Многиа замечали, что у некоторых растений утром раскрываются, а вечером закрываются цветы. Бобовые, например, вечером опускают листья и поднимают их утром. Поэтому люцерновое пола утром кажется гуща, чем вечером.

Кто плавал по южным морям, помнит, что в определенное время суток вода вдруг как бы загорается. Этот чудесный сват обязан своим происхождением одноклеточным организмам.

Оказывается, в растительном и животном мира наблюдаются строгие ритмические процессы. Существуют ритмы образования нектара, пахучести соцветий, дыхания, поглощения и выделения воды, неправленности действия ферментов, деления клаток.

Наблюдая природу, видишь поразительно строгое распределение ритмов активности во времени. По поведению некоторых животных можно измерять солнечное аремя, проверять часы. Периоды таких ритмов изо дня в дань осуществляются с ошибкой не более нескольких минут. Они могут повторяться даже спустя несколько суток вынужденного покоя: через несколько дней после ненастной погоды пчелы прилетают за азятком именно в то время, к которому они привыкли.

В этом отношении человек не является исключением из мира живой природы. Без каких-либо внешних ориентиров мы можем определять время суток а течение 2—3 дней с правильностью до 1%. С удивительной точностью мы можем пробуждаться в то время, которое задумали перед сном. Днем а нашем теле вырабатывается много гормонов, вызывающих распад углеводов, белков, жиров; циркулирует больше крови, и в ней больше питательных веществ; выше температура тела. Иное дело ночью. Наша печень и мышцы превращают всасываемый из крови сахар в гликоген (запасный углевод). При этом размеры клеток печени возрастают в три раза. Синтез белков преобладает над их распадом, понижается температура тела, уменьшается количество циркулирующей крови, ослабляется работа почек, м происходят многие другие характерные изменения. Максимумы одних процессов приходятся на дневные, а других — на ночные часы. Таких суточно-периодических процессов в нашем теле насчитывается более сорока. Поддерживая и взаимно усиливая друг друга, они обеспечивают целостность организма, как его максимальную дееспособность, так и наиболее полноценное восстановление в период сна.

Для чего же растениям и животным нужны собственные «биологические часы»? Благодаря этим часам растения и животные способны определять время года по длительности светлого периода суток (или темного) и заблаговременно готовиться к предстоящим сезонным изменениям климата. Они помогают жи

Рис. С. ИСАЕВА

вотным помнить время суток, ориентироваться ло солнцу ео время передвижений и особенно дальних странствий, соблюдать строгие суточные, приливные и лунные периоднзмы.

Мы коснемся только суточного ритма активности. Распределение жизнедеятельности в течение суток выражается в том, что различные виды ведут дневной, ночной или сумеречный образ жизни. Такое «распределение во времени» облегчает конкуренцию и прямую борьбу за существование между представителями различных видов, они лучше приспосабливаются к условиям жизни.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ

Н е только у каждого вида, но и у отдельных организмов есть свои наследственные ритмы активности. Для растений они обычно лежат в пределах 23—28 часов, а у животных — а пределах 23—25 часов. В течение суток закономерно изменяются температура и влажность воздуха, освещение, барометрическое давление и другие факторы среды. Какой же из них влияет на ход биологических часов?

Еще а 1757 году ученый Хилл заметил, что фазы движения листьев растений можно перестраивать, «извращать», если днем растение держать в темнота, а ночью на свету. Спустя некоторый срок фазы биологических суточных ритмов начинают следовать уже новым условиям освещенности. Так впервые открылись возможности управления ритмами, чтобы прежде всего понять, от каких внешних условий они зависят. У бобовых новый ритм опускания листьев сохраняется а полной темноте; если растение все время держать при слабой освещенности, то периодиэм движения листьев будет выражен слабо. Если при этом дать ночью яркую вспышку света, то листья сразу поднимутся и впредь будут подниматься я то же самое время. Затем было установлено, что суточный ритм активности не проявляется, если организмы от рождения все время находятся на свету или в темноте. Часы стоят как бы с заведенной пружиной. Их «маятник» начнет колебаться, если темноту разрезать вспышкой света или если непрерывное освещение прервать несколькими минутами темноты. Следовательно, ритм освещения является пусковым условием для суточной периодичности активности или покоя.

Интересные опыты выполнены американским ученым Ф. Брауном на маленьком краба, который за непомерно большую клешню назван «скрипачом» или «манящим». Он живет на побережье Атлантики в зоне приливов и питается тем, что остается на берегу после отлива. В соответствии с условиями жизни у него выработалось несколько строгих периодиэмоа. «Скрипач» бегает в поисках пищи а часы отлива и

неподвижен в часы прилива. Кроме того, каждое утро он темнеет, а вечером светлеет. Такое приспособление к освещению обусловлено перемещением пигмента в многочисленных особых крупных клетках поверхности его тела. Эти клетки называются хроматофора-ми. Краб светлеет, когда пигмент собирается в одном месте клетки, и темнеет, когда пигмент равномерно распределяется по отросткам клетки. Создавая темноту днем и свет ночью, можно «перевернуть» ритм изменений цвета тела краба. В пределах 24 часое можно создать любой ритм. В полной темноте выработанный ритм будет так же долго сохраняться, как и естественный, но и его тоже можно подевить. Для этого краба надо держать 10 суток на ярком свете, посла чего он все время будет темным. И можно восстановить ранее существовавший ритм: достаточно подержать краба одни сутки в полной темноте.

Здесь любопытна следующая деталь. Если краба помещать а темноту с 12 или 18 часов, то восстанавливается нормальный ритм. Если же это сделано в 6 часов утра, то новый ритм уходит вперед от нормального на 6 часов: часы начинают спешить. Если креба, имевшего нормальный ритм в темноте, освещать в разные часы в течение 3 суток, то в зависимости от условий опыта биологические часы будут отставать или спешить на точно рассчитанное время. Причем оказалось, что чем ярче свет, тем быстрее создается новый ритм изменений окраски тела.

Но как бы ни изощрялся ученый в комбинациях опытов, ему никогда не удавалось создать у краба какой-либо ритм, значительно выходящий за пределы суток.

Интересен и опыт с плодовыми мухами. В естественных условиях они обычно вылетают из куколок на рассвете.

Так изменяется цвет краба в зависимости от освещения и температуры: а) в постоянной темноте, б) при освещении в течение 3 суток с 24 до 12 час.; в) при освещении в течение 3 суток с 18 до 6 час.; г) после шести часов на льду.

ТЕМИ

светя

ТЕМИ

ТЕМИ

ТЕМИ

АА

АА

А

А

гг

V\J

%

г

ш

W

V

V

i/V

Т\Г

12 3 4 3 6

34



Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?