Вкус Солнца. Маленькие чудеса необъятной Вселенной

Хотя деревья не единственные контролеры углекислого газа (океаны и животные тоже вносят свой вклад), они оказывают заметное влияние на здоровье планеты. Но им сложно угнаться за количеством углекислого газа, которое мы выбрасываем в окружающую среду: тысячи лет назад деревьев было в два раза больше, и, следовательно, сегодня сажать деревья важнее, чем когда-либо.

А могли бы иметь крылья

Кости и мышцы у многих биологических видов очень похожи — часто единственной разницей является их форма, количество или очевидное назначение. Это во многом зависит от того, относительно какой деятельности складывалась эволюция животного: эквивалент кисти руки человека можно увидеть у летучих мышей и китов, но кости у них немного изменены в соответствии с целями. При этом у жирафов столько же костей в шее, что и у нас, — семь, но нам не приходится использовать шею, чтобы дотянуться до веток дерева и позавтракать. А если сравнить человека с птицей, то рука удивительным образом похожа на крыло.

Поднимемся немного дальше и увидим, что грудная кость птицы — вилочка — на самом деле представляет собой сросшиеся ключицы. К этому уникальному приспособлению крепятся сильные мышцы, необходимые для полета. Не считая горстки динозавров, птицы — единственные животные, имеющие вилочку. Однако не у всех птиц она есть: у нелетающих птиц, например пингвинов, она отсутствует, поскольку эта конструкция им просто не нужна. Такие слияния костей называют синостозами, и у птиц они встречаются чаще, чем у других животных. За миллионы лет слияние костей создало более прочные и более жесткие конструкции, которые позволяют птицам совершать перелет через океаны и обширные леса, между линиями электропередачи и сквозь сны тех, кто мечтает иметь крылья.

У птиц также имеются «пневматизированные» кости с маленькими полыми карманами, в которые поступает воздух. Эти изящные на вид конструкции уменьшают вес и увеличивают механическую прочность костей настолько, что общий вес перьев птицы нередко превышает вес ее скелета. Тип полета у отдельных видов птиц влияет на количество «полых» костей. Их больше всего у птиц, которые долго парят в высоте, а у пингвинов, например, таких конструкций нет вообще.

Не считая этих гениальных воздушных пространств внутри птичьих костей (в то время как кости человека содержат костный мозг и очень важные стволовые клетки), ваши руки так похожи на крылья птиц, что считаются «гомологичными» структурами. Это значит, что они достаточно похожи, чтобы продемонстрировать общее эволюционное происхождение. Это кусочки скелета, которые очень похожи по структуре и расположению у совсем разных видов и необязательно имеют одно и то же назначение. В биологии под гомологией подразумевается существование общего предка у двух скелетных структур, органов или даже генов — остатки единства, которое связывает это с тем, меня — с вами, а вас — с птицами, которые кружат на теплых ветрах, пронизывающих их крылья, и чьи сердца напоминают компас.

Всё и сразу

В природе два предмета, которые движутся или колеблются с одинаковой скоростью, постепенно начинают двигаться с одинаковой скоростью или интервалом (если они достаточно близки друг к другу). Чтобы двигаться вместе, требуется меньше энергии, чем для движения по отдельности или в противофазе, — эту прекрасную встроенную лень физики называют «захватом ритма». Синхронизация очень широко распространена во Вселенной — от крошечного субатомного уровня до самых пустых уголков пространства-времени. По всей видимости, эта предельная тенденция к спонтанному и причудливому порядку противодействует силе энтропии (см. «Хоть кто-то знает, который час?»). Примеры ее можно увидеть везде: птицы в больших стаях; рыбы, плавающие группами, чтобы уклониться от хищников; приливные ритмы, марши электронов, даже вы сами.

Естественный кардиостимулятор у вас в сердце, называемый синоатриальным узлом, состоит из 10 тысяч отдельных клеток, каждая из которых имеет собственные электрические ритмы, которые управляют сердцебиением, но они должны работать в унисон, чтобы вы могли действовать. В каждом из ваших органов клетки тоже синхронизированы. Кроме того, все ваши органы действуют согласованно, хотя их функции сильно различаются. Что еще? Существует также синхронизация между вашим телом и окружающим миром в форме биологических циркадных часов.

Не только ваши часы соблюдают синхронность: в 1665 году голландский физик Христиан Гюйгенс заметил, что находящиеся в непосредственной близости маятники двух часов колеблются согласованно, даже если они начинали с весьма разных интервалов. Между тем в Юго-Восточной Азии самцы светлячков на берегах рек тысячами вспыхивают в унисон, создавая удивительное световое зрелище, которое первые путешественники с Запада долгое время считали иллюзией.