Беседы о бионике

Однако, несмотря на обилие фактов, так или иначе связанных с физиологическими ритмами, сам механизм биологических часов для ученых продолжает все же оставаться загадкой. Тем не менее ученые при этом высказывают предположение, что биологические часы, по-видимому, связаны с каким-то внутриклеточным обменом веществ. Правда, как оказалось, с повышением температуры скорость внутриклеточных реакций возрастает, но ведь темп хода биологических часов меняется при этом незначительно.

А можно ли повлиять на "ход" биологических процессов химическими веществами? Оказывается, можно. Так, яды, угнетающие обмен веществ, снижают и амплитуду циклических колебаний. Например, под влиянием спирта удлинение периода достигает иногда 5 час. Папаверин и наркотин несколько удлиняют периоды биоритмов. Однако биологические часы при этом совсем не останавливаются. Так, было доказано, что они продолжают идти даже у наркотизированных пчел.

Долгое время ученых интересовало, чувствуют ли организмы вращение Земли? Не связан ли циркадный ритм с суточными изменениями давления воздуха, космического излучения и ионизации воздуха? Это можно было бы выяснить, найдя место, где эти факторы не меняются. И поэтому доктор Хампер решил проводить свои эксперименты на Южном полюсе. Кабину с животными и растениями поместили на платформу, вращение которой в одних экспериментах компенсировало вращение Земли, в других — усиливало его, а в третьих — замедляло. И вот, несмотря на то, что испытуемые животные и растения находились в полной темноте, циркадный ритм сохранился и биологические часы продолжали идти нормально. По-видимому, это означает только то, что циркадный ритм является эндогенным и, в частности, не зависит от вращения Земли.

Однако американский профессор Ф. Браун и возглавляемая им небольшая группа биологов сомневаются в том, что так называемые постоянные условия, создаваемые искусственно в лаборатории, могут полностью изолировать живой организм от любых изменений внешней среды, к которым он чувствителен. В отличие от большинства ученых, считающих, что ход "внутренних часов" не зависит от окружающей среды, Браун и его коллеги полагают, что биологические часы регулируются какой-то пока еще неизвестной человеку ритмически изменяющейся силой, действующей в природе. Эта сила проявляется, в частности, в изменениях таких факторов, как атмосферное давление и сила тяжести. Иными словами, по мнению этих ученых, для нормальной работы биологическим часам необходим непрерывный приток информации извне, подобно тому как электрическим часам необходимо непрерывное питание от электрической сети.

На чем же зиждется утверждение Ф. Брауна, что ход биологических часов тесно связан с такими явлениями, как магнитное поле Земли, земное притяжение, барометрическое давление?

Ф. Браун давно экспериментирует с картофелем. "Клубни картофеля, по-видимому, — пишет В. Мартека в своей книге "Бионика", — реагируют на изменения в состоянии атмосферы, даже находясь в постоянных условиях освещения, температуры и давления. Изменения, о которых идет речь, известны под названием атмосферных приливов. Они вызываются теми же силами тяготения, что и морские приливы. Однако на атмосферные приливы большее влияние оказывает не Луна, а Солнце. Газы, как известно, при нагревании расширяются. Излучение Солнца нагревает земную атмосферу. Поскольку Земля нагревается Солнцем только с одной стороны, наблюдаются суточные циклы атмосферных приливов".

Эти термические атмосферные приливы регистрируются на Земле барометрами — приборами, измеряющими атмосферное давление. Барометр регистрирует начало атмосферного прилива, поскольку при этом повышается атмосферное давление. Атмосферный прилив начинается утром, достигая наивысшей точки примерно к 10 час. Затем он начинает убывать до некоторого нижнего предела, приходящегося на вторую половину дня. Именно эти атмосферные приливы выявились в экспериментах профессора Брауна с клубнями картофеля.

Из картофелин вырезали кусочки цилиндрической формы так, чтобы на каждый цилиндрик приходилось по одному глазку. Эти кусочки помещали в специальный контейнер, свободно "подвешенный" в воде при постоянной температуре; опыт проводили в полной темноте. Контейнер был совершенно герметичен и надежно изолировал глазки картофеля от влияния возможных изменений атмосферного давления. Специальные электронные приборы измеряли интенсивность дыхания этих кусочков, т. е. количество кислорода, потребляемого ими в единицу времени.