Техника - молодёжи 1960-11, страница 39

Распределение пигмента в хроматофор-ных клетках: А — краб светлеет, когда пигмент собирается в одном месте клетки; Б— краб темнеет, когда пигмент распределяется равномерно по всем ее отросткам.

Если личинки и куколки держать е темноте, то впоследствии взрослые мухи будут вылетать из куколок в течение есего дня. Но если в какое-то время суток, хотя бы на полминуты, зежечь свет, мухи будут вылететь именно в это время.

Широкие опыты проведены не обе-зьяиех. Известная советская исследове-тельница О. П. Щербакова содержеле обезьян — макак и певианов—при извращенном режиме освещения (днем темно, ночью светло). У животных новый ритм двигательной активности устанавливался на 3—4-е сутки, а новые ритмы изменения температуры тела и физиологических процессов—лишь на 6—13-е сутки после нечала опыта.

Любопытные наблюдения были сделаны над периодиэмом сна и бодрствования у орангутанга, которого перевозили на пароходе в Европу с острова Яве. На протяжении всего пути обезьяна спела по 12 часов. Но если на родине она спела с 18 часов до 6, то иа долготе мыса Доброй Надежды это время сместилось соответственно не 14 и 2 часа ночи. Корабль шел слишком быстро, и биологические чесы животного не успевали перестраиваться в полном соответствии с астрономическим временем.

Свет (точнее говоря, ритм света и темноты) оказался главной силой, которая дает толчок маятнику заведенного чесового механизма, поддерживает ход часов и синхронизирует его с астрономическим временем. Однако надо иметь в виду, что у организмов есть •и суточный ритм чувствительности к свету, поэтому не в любое время суток действие света дает желаемые результаты.

Жизнь, обмен веществ возможны только в определенных температурных границах. Поэтому-то если температура снижается дальше какого-то минимума, то чесы останавливаются. Например, суточный ритм изменений окраски креба-«скрипача» прекращается при —2 градусах С. При повышении температуры эти часы вновь пойдут с того момента, когда они остановились. Следовательно, пигментные клетки тела краба (или клетки упревляющего ими центра) можно сравнить с чесами, маятник которых останавливается при значительном снижении и приходит в движение при повышении темперетуры.

В то же время, если краба держать в темной комнате при темперетуре от до +26 градусов, то ритм окраски тела нисколько не изменится. При любой темперетуре в этом интервале за 2 месяца ритм не отклонится от естественного больше чем не несколько минут.

Поразительные результаты установлены и в опытах с млекопитающими. У них строгий суточный режим дыхания — в течение 24 часов совершается постепенный переход от максимума к минимуму и обретно. Чтобы выяснить эевисимость этого ритма от температуры, стели экспериментировать с зимнеспящими зверьками, ибо у них наступление спячки сопровождается снижением температуры тела до темперетуры воздуха. Оказалось, что у летучих мышей и при темперетуре тела в 3—10 градусов сохреияется прежний суточный режим дыхания.

Опыты с температурой неглядно по-казывают, что биологические чесы работают при минимальном обеспечении энергией и останавливаются лишь при практическом полном прекращении ее притока.

РЕФЛЕКСЫ И ОСЦИЛЛЯТОРЫ

Основоположник учения о закономерностях высшей нервной деятельности великий ученый И. П. Певлов доказал, что поведение животных состоит из безусловных — врожденных — и условных — приобретенных в процессе жизни — рефлексов. Время — тоже один из факторов, влияющих на образование условных рефлексов у всех позвоночных и некоторых беспозвоночных животных.

Интересные мысли о причинах ритмичности у теплокровных были высказаны академиком К. М. Быковым. Он указывал, что «кора мозга как бы распределяет порядок течения сложного акта, обеспечивеющего целостность организма, а органы как бы отсчитывают время вступления в действие. При этом кеждый орген отсчитывает время по своим чесам».

Однако, создавая общую теорию суточного ритме биологических процессов, мы должны исходить из того, что существовение ритмичности доказано у представителей большинства типоЪ растений и животных. Вероятно, ритмичность существует и у бактерий. Зне-чит, теорией условного рефлекса нельзя объяснить, почему всегда ночью флуоресцируют морские одноклеточные, почему цветки кеждое утро раскрываются до восхода солнца. Ведь у одноклеточных животных и у всех растений нет нервной системы, нет еп-

парата для образовения условных рефлексов.

Вероятно, суточная ритмичность у всех организмов основана на кеком-то общем коренном свойстве протоплазмы. Согласно современным воззрениям, в каждой живой клеточке есть две группы генереторов колебаний. Одна из них — врожденная, самоподдержи-вающаяся, светочувствительная. Она относительно устойчива к колебаниям температуры и к ядам, работает на минимальном притоке энергии. Эта группа предстевлене, по-видимому, некоторыми участками хромосом — структур клеточного ядре. В пользу текого предположения говорят наследуемость длины периодов и ведущая роль хромосом при передече неследственных призне-ков. Группе генераторов колебаний подобного рода могла быть у первичных носителей жизни, ибо жизнь должна быть ритмичной уже и потому, что она является непрерывным химическим процессом. Циклы процесса по необходимости должны состоять из фаз накопления и траты вещества и энергии, эерядки и разрядки. Возникновение жизни не что иное, как рождение порядка в хаосе химических реекций, и этот порядок прежде всего обязан биологическим полимерам — нуклеиновым кислотем. Возможно, что именно ритм чередовения пер основений, то есть нуклеотидов, в их структуре и лежит в основе первой группы генераторов колебаний — осцилляторов.

Вторая группа генераторов воспринимает случейиые и незначительные колебания температуры, перепеды барометрического давления, изменения других внешних факторов. Она, видимо, представлена системой клетки в целом.

В процессе эволюции у животных развивалась центральная нервная система, осуществляющая верховное упрее-ление над всей деятельностью оргениэ-мов. В ней возникли главные предсте-вительства обеих групп генераторов колебаний. Управление первой группой осцилляторов сосредоточилось в верхней части мозгового ствола, являющегося продолжением спинного мозга в черепной коробке. Глевный метроном нешего организма, вероятно, расположен в подбугорной области мозга и тесно связан с центрами зрения, вегетативной нервной системы и многих сторон единого процессе обмена веществ. Вторая системе осцилляторов, видимо, представлена корой головного мозга. И. П. Павлов отмечал, что пока невозможно дать точный, определенный ответ не вопрос о том, как понимать физиологическое время в качестве условного раздражителя. Важная задача