Увиденное невидимое

Надо проверить вечернюю температуру, — говорит врач. Зачем ждать до вечера? Не все ли равно, когда поставить термометр? Разве температура нашего тела утром не такая, какой она будет через 6–8 часов? Оказывается, не только у больного, но и у здорового человека температура тела утром всегда ниже, чем вечером. И не только температура тела меняется в течение суток. Дыхание днем и ночью тоже не одинаковое. Сердце бьется в дневное время не в таком ритме, как в ночное. Значит, в организме имеются свои внутренние — биологические — часы, и ход этих часов как-то связан с вращением Земли, со сменой дня и ночи.

Все организмы имеют такие биологические часы. Они, как будильник, дают на рассвете сигнал к пробуждению всем дневным животным и, наоборот, указывают ночным, что им пора на дневной отдых. Спозаранку просыпается большинство лесных птиц. А сова, филин и другие ночные птицы только после захода солнца начинают поиски пищи, когда дневные птицы уже угомонятся.

Как же животные отмеряют время, каким образом они запоминают его? Именно запоминают, как это показали опыты с пчёлами.

В определенное время суток, с 9 до 11 часов утра, пчелам выставляли кормушки с сахарным сиропом. А в остальные часы кормушки были пустыми. Через несколько дней такого регулярного кормления пчелам устраивали экзамен — проверяли, помнят ли они время, когда их угощают. Пчелы экзамен выдержали: больше всего насекомых прилетало с 9 до 11 часов. Пчел не удавалось сбить с толку. Пробовали освещать их непрерывно днем и ночью или, наоборот, содержать круглые сутки в полной темноте — пчелы оставались неизменно точными. Их биологические часы не отставали и не спешили — во всех случаях насекомые посещали кормушку в одно и то же время. Пчел можно было приучить прилетать к кормушке в любое время суток: они быстро поддавались дрессировке. Но пчелы могут прилетать только через 24 часа! А вот, например, каждые 19 часов они не могут отсчитывать. Работа биологических часов связана только с сутками. Эти часы дают пчелам возможность в течение нескольких дней, не вылетая из улья при плохой погоде, помнить время, в которое цветки выделяют нектар.

Где находится механизм, который управляет биологическими часами? Ответ на этот вопрос получили в опытах с тараканами. Эти ночные животные, которые у всех вызывают отвращение, оказались полезными для науки. Сначала подопытным тараканам портили их биологические часы. Для этого их держали круглосуточно на свету или в темноте. Через 4–6 дней эти тараканы уже не делили сутки на день, когда они малоподвижны, и на ночь, когда они активно двигаются. Они то быстро бегали, то отдыхали. Путали день и ночь и тараканы с закрашенными черным лаком глазами. Затем опыты усложняли. Брали двух тараканов и хирургическим путем соединяли их так, что кровь их смешивалась. При этом один таракан оказывался над другим. Верхний таракан был обычный, а нижний — с испорченными биологическими часами. Но через некоторое время после соединения нижний таракан переставал беспорядочно дрыгать ногами: у него восстанавливалась его обычная активность только в ночное время.

Каким же образом происходила починка часов нижнего таракана? Какое влияние оказывал на него верхний партнер? И на этот вопрос удалось ответить опытным путем. Оказалось, что можно и не соединять двух тараканов, чтобы одному из них исправить часы. Достаточно таракану с испорченными часами пересадить клетки от обычного таракана. Но не любые клетки какого попало органа, а только нервные клетки из подглоточного нервного узла. Тогда стало ясно, что именно эти клетки выделяют вещество, которое ведает суточной деятельностью животного. Оно и переносилось кровью из тела верхнего таракана к соединенному с ним нижнему. Образование этого вещества начинается сразу после наступления темноты. Теперь понятно, почему у невидящих тараканов нарушался обычный ритм жизни, — ведь через глаза передается сигнал к клеткам, вырабатывающим это вещество.

У человека тоже нашли клетки, связанные с биологическими часами. Расположены они в мозге. В головном мозге — как бы главный часовой механизм. А в разных органах и в их клетках имеются свои часы, со своим ходом. Более сотни процессов в теле человека изменяются в течение суток. Мы уже говорили о дыхании, температуре, работе сердца. Ночью понижается память (особенно между 2 и 4 часами), увеличивается число ошибок при решении задач. Мышечная сила человека больше всего с 8 до 12 и с 14 до 17 часов, а с 2 часов ночи до 5 утра и с 12 до 14 часов человек наиболее слаб.