Живые часы

После того, как «чистый» ученый построит теорию или откроет на ее основе новые факты, медики, агрономы, инженеры и другие представители прикладных специальностей подхватывают идеи и реализуют их в орудия производства, будь то машины или технологические процессы.

Так, например, Харкер в поисках внутренних часов у таракана столкнулась с тем, что изменение регулировки этих часов приводит к возникновению опухолей и гибели насекомых. Впоследствии мы увидим, какое влияние оказало это открытие на исследования Ф. Халберга, известного своими трудами в онкологии.

Не менее удивительна судьба открытия Брауна, обнаружившего, что картофель очень тонко реагирует на изменение атмосферного давления. Использованная им методика применяется сегодня при изучении реакции живых организмов (в том числе и космонавтов) на воздействия условий открытого космоса. Эти примеры со всей очевидностью показывают связь технического прогресса с научными достижениями и, что не менее важно, зависимость развития науки от прогресса в технике.

В этой книге мы рассмотрим процесс изучения биологических часов глазами и разумом тех, кто совершил в этой области важные открытия. Мы увидим неуверенные поиски, просчеты, ошибки, изумительное искусство ведения эксперимента, триумф интуиции ученого. Мы покажем тактику и стратегию науки, чтобы читатель мог понять те порой странные пути, которые выбирают ученые в своем стремлении раскрыть тайны природы.

2. Из записных книжек натуралистов

…В каждом проявлении природы есть строгая регулярность и четкие закономерности.

Дж. Вудворт, 1699

Человек издавна замечал периодические изменения у окружавших его живых организмов. От натурфилософских сочинений Аристотеля (IV век до н. э.) и до публикаций сегодняшнего дня не ослабевает интерес исследователей к удивительному чувству времени. Подсмотренные в природе факты были настолько поразительны, а регулярность ритмов, которыми обладают растения и животные, так изумительно точна, что наблюдатели испытывали непреодолимое желание рассказать о том, что видели. Нередко они замечали, что ритмы эти совпадают по фазе с каким-либо естественным ритмом окружающей среды: вращением Земли, обращением Луны вокруг Земли или Земли вокруг Солнца. Некоторые из них даже подсчитали количество животных, которые вели себя определенным образом в определенное время.

Но наблюдатели лишь удивлялись совершенству природы. Никто из них не давал никаких объяснений наблюдаемым фактам и уж, конечно, не ставил никаких опытов. Многочисленные накопленные факты продолжали оставаться непонятными до тех пор, пока между отдельными странными явлениями не начали проясняться определенные взаимосвязи, — только тогда стала очевидной их глубокая значимость. Теперь каждый случай рассматривался как особая иллюстрация всеохватывающего свойства природы: жизнедеятельность всех без исключения организмов носит характер ритмических циклов. Впоследствии это заключение послужило трамплином для рождения новой отрасли экспериментальной биологии — биоритмологии.

Давайте проследим за развитием представлений о ритмических функциях в живых организмах у ранних натуралистов. Как они отвечали на вопрос: почему животные ведут себя так, а не иначе, и какими средствами они этого достигают?

Одним из наиболее ранних наблюдателей ритмического явления в живой природе был Христофор Колумб.

Представьте себе безлунную ночь 11 октября 1492 года. Четырежды отбила склянки первая вахта. Христофор Колумб стоит на накренившемся мостике «Санта-Марии», которая несется на юго-запад, подгоняемая попутным субтропическим бризом. Из трюма доносятся недовольные голоса матросов: истекают третьи сутки, после которых Колумб, если не покажется земля, обещал повернуть назад. Кажется, суша где-то близко. Проплыли отяжелевшие от ароматных ягод ветви, пролетели над головами и исчезли вдали на юго-западе птицы, на борт вытащили бревно со следами ручной резьбы. Прошло тридцать два дня, как скрылись на востоке Канарские острова. Подгоняемая бризом «Санта-Мария» несется под полными парусами.

Колумб задумчиво стоит на мостике, глядя на темный океан. Вдруг он замечает впереди какой-то непонятный свет. Земля? Ради справедливости заметим, что испанский историк Бартоломе Лас Касас считает, что первым в ту ночь увидел землю Родригес де Триана, матрос с каравеллы «Пинта». Но для нас важно не то, кто первым заметил землю, а то, что Колумб действительно видел мерцающий свет.