Чувства животных и человека

Милн Лорус Джонсон

Известным утешением нам может служить то, что внутренние часы у животных, по данным науки, тоже расходятся с местным временем, когда этих животных быстро перевозят на запад или восток. На скоростном самолете перевезли парижских пчел в Нью-Йорк, а нью-йоркских в Париж, чтобы проверить, переставят ли насекомые, находящиеся в темных контейнерах, свои часовые механизмы. Однако парижские пчелы продолжали жить в Нью-Йорке по парижскому времени, а нью-йоркские в Париже по нью-йоркскому до тех пор, пока новые раздражители не заставили их перестроиться в соответствии с необычным распорядком сна и приема пищи.

У одного вида насекомых — таракана — недавно обнаружили, где находятся его внутренние часы: это четыре особых клеточки, расположенные

под крохотным мозгом. Посредством тонкой хирургической операции эти клетки можно извлечь и пересадить другому таракану, не нарушая часового механизма. В качестве донора можно взять обыкновенного таракана, часовые клетки которого призывают его к действию от 6 вечера до 6 утра, когда на складе выключен свет. Герой дона Маркиза Арчи был как раз таким насекомым. Реципиентом такого трансплантата мог бы стать лабораторный таракан, часы которого приспособились к жизни в таком месте, где ночью лампочки ярко горят, тормозя его активность, а днем, с 6 утра до 6 вечера, шторы спущены и имеется пища. После такой операции лабораторный таракан с часовыми клетками обыкновенного таракана в течение всего дня будет где-нибудь скрываться, а с 6 вечера начнет проявлять активность, даже если он все время будет находиться в полной темноте или при ровном тусклом освещении.

Ручные или стенные часы у человека отрегулированы таким образом, что делят точно на 24 часа время между двумя последовательными пересечениями Солнцем одной и той же воображаемой плоскости, проходящей через Северный и Южный полюса. Если вместо Солнца использовать в качестве ориентира какую-нибудь более отдаленную звезду, то повторное пересечение меридиана будет происходить на 235,91 секунды раньше, чем измеренное по солнечным часам. Можно приспособить хронометры к этому чуть более быстрому расписанию, и они будут показывать звездное время. За 365 ¹/ ₄солнечных суток — то время, пока Земля совершает оборот вокруг Солнца, — сумма интервалов в 235,91 секунды составит один целый солнечный день — один поворот Земли, совершенный при движении планеты по своей орбите.

Астрономы считают важным звездное время, так как оно помогает им точно нацеливать телескопы, несмотря на движение вращающейся Земли. Однако только недавно было обнаружено, что у некоторых животных есть внутренние часы с циклом в 23 часа 54 минуты 4,09 секунды, если измерять его по нашим обыкновенным наручным и стенным часам. Птицы, которые совершают перелеты по ночам, руководствуясь в пути звездными ориентирами, по-видимому, обладают этим внутренним ритмом и могут применять его при миграциях. Подобное использование сигналов о положении Солнца кажется настолько удивительным, что эти сигналы рассматриваются как часть более сложного чувства направления.

Для очень многих видов животных, как и для человека, проживающего в каком-нибудь прибрежном населенном пункте, самым естественным кажется вопрос: «Когда будет следующий прилив?» Сегодня мы отлично знаем, что воды океана набегают на берег в виде приливных волн под влиянием гравитационного притяжения Луны и Солнца. Но подобно тому как Луна вращается вокруг Земли, Земля вращается и движется по орбите вокруг Солнца. Движения воды определяются очертаниями материков и начинаются с некоторым запозданием — в зависимости от места. В любой точке побережья промежуток между приливами составляет примерно 12 ³/ ₄часа, а где-то приблизительно в середине этого интервала происходит отлив. Гораздо легче составить целый ряд таблиц, чем сконструировать часы, которые бы учитывали все переменные и предсказывали бы расписание приливов, которое необходимо знать и охотникам за панцирными моллюсками, и самим устрицам.

Устрицы обладают внутренними часами, которые идут по приливному времени. Панцирные моллюски, выловленные в бухте Новой Англии и во влажной упаковке доставленные в Среднезападную лабораторию,

продолжают регулировать свою жизнь в соответствии с океанскими приливами, находясь за полторы тысячи километров от них. Ширина щели между створками раковины и потребление моллюском кислорода увеличиваются или уменьшаются в зависимости от того, насколько повышается или понижается уровень их «домашних» вод, а не в соответствии с расписанием приливов, которому можно было бы следовать, если бы Средний Запад был покрыт океаном.

С другой стороны, крабы подчиняются и солнечным и приливным часам. У них наблюдаются сложные ритмичные процессы: пигментные клетки, которые в виде точек покрывают поверхность их тела, то увеличиваются под воздействием гормонов, то сокращаются. Основной солнечный ритм — чередование цвета очень светлой слоновой кости ночью и темного буровато-серого днем — подчеркивается ритмом прилива. Животное ночью во время прилива гораздо бледнее, чем во время отлива, и днем кажется более темным при малой воде, чем при полной. Крабы во время прилива прячутся в норах, а при отливе выползают за пищей. Вероятно, когда краб становится темным, он больше сливается с цветом глины в солончаковых канавах, где днем во время отлива он разыскивает себе пищу.

В лабораторных условиях краб продолжает менять свою окраску даже в полной темноте или при слабом свете, имитирующем освещение его «дома» полной луной. Попрактиковавшись, каждый может научиться читать часы краба, сравнивая окраску его тела со справочной морской картой. Если каждый час регистрировать распределение пигмента, то можно вычертить график, на котором будет отчетливо видно взаимодействие 24-часового «солнечного» и 12,75-часового «приливного» цикла краба.

В районе Морской биологической лаборатории Вудс Хоул (Woods Hole), где было проведено много наблюдений над массачусетскими крабами, этих удивительных маленьких животных можно было собрать либо у Буззардской бухты, либо на берегу Вайньярского залива у Кейп Код (Cape Cod). Полная вода заливает углубления этого мыса примерно на 4,5 часа раньше, чем углубления бухты. Крабы, взятые из этих двух мест и перенесенные в одну и ту же слабо освещенную лабораторию, продолжают придерживаться каждый своего соотношения между солнечным и приливным циклами. Это проявляется даже в тех случаях, когда их везут пароходом на западное побережье Америки или в Европу, если в какой-то момент их не осветить короткой вспышкой яркого света, которая переставляет их внутренние часы — теперь они будут действовать синхронно.

Любого исследователя так и подмывает оторвать взгляд от толстой книги с таблицами приливов, перевести его на небольшую чашку с крабом и спросить себя: «Как у такого маленького животного может быть столь сложно переплетенная система циклов?». Но никакой реальной локализации этой способности у краба установить невозможно. Даже оторванная лапка краба, которую он инстинктивно отбросил во время боя, в течение суток или более будет постоянно менять цвет, подобно всему телу, согласуя солнечный и приливный циклы. Для перестановки же внутренних часов у краба должны остаться в целости по крайней мере один глаз и большая часть нервной системы. Поэтому можно предположить, что краб ощущает время всеми тканями тела.

Искателям жемчуга, проживающим на океанском побережье Америки от мыса Гаттерас до Вест-Индских островов и от Сан-Педро в Калифорнии до Панамы, знакомы клинообразные моллюски, известные под названием раковин помпано или кокина. Они ведут почти точный отсчет приливных ритмов, но не приспосабливают своих внутренних часов к солнечному времени. С началом прилива при шуме набегающей волны они вырываются из песка для того, чтобы вода вынесла их на берег. Как только волна отступает, они быстро прячутся, зарываясь в песок. Но во время отлива эти моллюски, наоборот, вылезают из песка и попадают в отступающую волну, чтобы она снова отнесла их в море; так заканчивается эта миграция, приводимая в действие приливом.