Живые часы

Растение вело себя так, словно общая продолжительность суток составляла всего 16 часов — с 8-часовым «днем» и 8-часовой «ночью». Тогда Клейнхоонте приступила к следующему этапу экспериментального исследования, оставив это же растение при непрерывном освещении. Теперь оно не имело никаких указаний на время суток — ни тех аномальных, в которых было выращено, ни естественных. Сохранит ли растение шестнадцатичасовой цикл? Или перейдет на какой-то другой? Наблюдая за записью, Клейнхоонте увидела, как постепенно растение перешло от аномального цикла к своему обычному суточному ритму. Несмотря на то что с момента прорастания растение никогда «не видело» настоящих дня и ночи и было вынуждено жить в неестественном цикле, оно все же сохранило способность установить совершенно нормальный ритм.

В своих многочисленных экспериментах Клейнхоонте создавала разные аномальные циклы и, после того как ритм проростков попадал с ними в фазу, оставляла эти растения в одних случаях при непрерывном освещении, в других — при непрерывной темноте. И всегда, как только растения освобождались от принудительного аномального цикла, они возвращались к своему естественному ритму, соответствующему суточному вращению Земли — тому, в котором жили многие поколения этого растения.

Означает ли это, что такой ритм является действительно врожденным? Предполагает ли это, что, если канавалию выращивать в течение многих поколений в лабораторных условиях, без каких-либо ориентиров внешней среды, у нее сохранится природный ритм? Клейнхоонте не спешила с такого рода заключениями Она сделала только один вывод — периодическое движение листьев вызывается «автономными», то есть саморегулирующимися факторами. Но о том, что это за факторы, не было сказано ни одного слова.

И все же Клейнхоонте внесла серьезный вклад в понимание связи эндогенного ритма с чередованием света и темноты. Она сделала большой шаг вперед, который привел к первой современной гипотезе о том, как работают живые часы.

Другой значительный шаг вперед был сделан Ингеборг Белинг, работавшей в Мюнхенском университете в лаборатории выдающегося энтомолога Карла Фриша. Атмосфера в лаборатории, куда в конце двадцатых годов приехала Белинг, была очень хорошо охарактеризована самим Фришем в его недавно опубликованных воспоминаниях.

«Более пятидесяти лет пчелы в нашей лаборатории, а во время каникул — на Вольфгангзее были самыми любимыми подопытными животными. Их способность различать цвета, их обоняние и вкус, связь их чувств с миром цветков, их «язык» и способность ориентироваться — вот та чудесная и загадочная область исследований, которая всегда манила меня. Постепенно мы открывали для себя много нового. Открытий этих становилось все больше, и они настоятельно требовали изучения и объяснений».

Фриш, всю свою жизнь занимавшийся пчелами, разработал специальную конструкцию ульев для наблюдений (так называемый наблюдательный улей), создал кормушки для обучения и методы нумерации пчел пятнышками цветного шеллака. С помощью этого метода он без особого труда узнавал любую из участвующих в опыте пчел, даже если их было несколько сотен.

Высокое качество экспериментального оборудования, смелость и изобретательность в постановке опытов — все это обеспечивало постоянный приток в Мюнхен способных молодых людей, жаждавших работать под руководством знаменитого Фриша. Среди них была и Ингеборг Белинг, которой предстояло наиболее длительное сотрудничество с ним.

Обсуждая с Ингеборг программу ее будущих исследований, Фриш напомнил ей, что у Фореля в Швейцарии пчелы прилетали к утреннему столу на террасу независимо от того, было на нем варенье или нет. Вспомнил он и о сообщении Буттель-Реепена, что пчелы прилетают на поле гречихи только в те часы, когда начинается выделение нектара.

Как мы уже отмечали, и Форель, и Буттель-Реепен были уверены, что пчелы прилетают за пищей только в такое время, когда ожидают найти ее. Буттель-Реепен назвал эту замечательную способность «чувством времени». Но где же источник этого чувства времени? Находится ли он внутри самой пчелы или она ориентируется по каким-то сигналам из внешней среды? И если это так, то какие именно внешние события являются этими ориентирами?

Ингеборг Белинг сразу же поняла, сколь увлекательна проблема, и согласилась немедленно заняться ею. Она была уже достаточно квалифицированным экспериментатором и после непродолжительной тренировки полностью освоила специальные методики Фриша. Со всем энтузиазмом молодости занялась она разработкой своей экспериментальной программы.

Прежде всего необходимо было проследить за поведением пчел в нормальных условиях. Для участия в эксперименте Белинг отобрала пять пчел-сборщиц и каждой из них дала свой порядковый номер (1, 11, 12, 17, 19). Давайте посмотрим, как она метит этих пчел.