И когда их сумма переваливает за 1170 "градусо-дней", миндаль зацветает. Расшифровка этих закономерностей объяснила, как подходить к селекции новых сортов миндаля для посадки в тех или иных районах Юга. Теперь будет у нас свой советский миндаль, уже заложены новые 1800 гектаров миндальных садов новых пород, выведенных А. А. Рихтером благодаря знанию механизма биологических часов миндаля.
И второй рассказ о том, как ученые научились регулировать биологические часы развития трихограммы.
Трихограмма, воин-универсал, поражает много разных вредителей, в их числе капустницу, плодожорку, совку-гамму и других опасных для сельскохозяйственных культур насекомых, плодящихся быстро и в больших количествах.
Ученые заметили, что трихограмма выводит потомство, откладывая свои яички в яйца капустницы, совки-гаммы, плодожорки и других вредителей полей.
Из таких яиц вылетают новые трихограммы, и повторяется та же история. Но это случается лишь, когда трихограмма синхронно развивается со своей жертвой.
Так нельзя ли, создавая искусственно синхронность, выращивать трихограмму к тому дню, когда капустница, совка-гамма или другой вредитель сельского хозяйства кладет яйца?
Оказывается, можно. Ученые заметили, что длительность цикла развития трихограммы зависит от температуры воздуха. При 30° Ц трихограмма вылетает из яйца через 8 дней, при 12° Ц — почти через два месяца. Следовательно, регулируя температуру в термостате, можно вырастить трихограмму к нужному сроку.
В лаборатории сперва размножают вредителя — зерновую моль, а на ее яйцах — трихограмму. Она и дает массовое потомство, которое выращивают при определенной температуре, чтобы оно вышло к заданному дню.
Недалеко от Казани находится Татарская биологическая лаборатория Министерства сельского хозяйства РСФСР, ежегодно выпускающая на поля 450 миллионов трихограмм, которым суждено потрудиться в сельском хозяйстве.
Проблема биологических часов имеет еще ряд других "прикладных" аспектов. Ориентация по звездам и Солнцу, синхронизация внутренней периодичности с приливным режимом, изменение периодичности под влиянием искусственных световых циклов и т. п. — все это ставит ряд вопросов о природе восприятия этих внешних указателей, о природе рецепторов, механизме памяти и т. д., составляющих предмет бионики. Изучение биологических часов необходимо и для космической медицины. Многие специалисты в области изучения мозга обеспокоены тем, что длительное пребывание в состоянии невесомости может нарушить циркадный ритм, отчего серьезно пострадают мозг и нервная система. Инженерам придется подумать о том, как создать для космонавтов искусственные день и ночь.
И, наконец, проблема биологических часов обернулась еще одной неожиданной стороной — речь идет о раке, той самой болезни, которая по своей распространенности вышла на одно из первых (после сердечнососудистых заболеваний) мест среди других тяжелых болезней, поражающих человечество. Этой проблемой занимается Всемирная организация здравоохранения, проводятся онкологические конгрессы, ей посвящены многочисленные специальные руководства, монографии, периодические издания. Конечно, все это не могло не привести к определенным успехам в понимании процессов возникновения злокачественных опухолей и методов борьбы с ними. И все же у людей возникает вопрос: реальна ли борьба со злокачественными новообразованиями, о причинах возникновения и особенностях развития которых медицина знает еще так мало?
А может быть, именно опыты Жаннет Харкер и проливают свет на механизм возникновения рака?
Эксперименты были проведены так. Подопытным тараканам пересадили подглоточный ганглий, взятый у других тараканов, биологические часы которых отличались на 12 час от собственных биологических часов подопытных. Теперь ритм жизнедеятельности тараканов регулировался двумя различными механизмами — своими часами и чужими. Практически во всех таких случаях у тараканов развились опухоли в области средней кишки (желудка). Образующиеся опухоли могут быть пересажены и дают метастазы! Их рост до некоторой степени контролируется регулированием времени выделения гормона подглоточным ганглием, этими биологическими часами таракана. Любопытно, что у контрольных насекомых, которым пересадили часы, идущие синхронно с их собственными, никаких опухолей не было. Видимо, дело не в количестве гормонов, а в том, сколько их выделяется в кровь в тот или иной момент времени.
Таким образом, описанный опыт показал, что несогласованный ход биологических часов в организме может привести к гибельным последствиям. Это, несомненно, большое и важное открытие, если учесть, что механизм биологических часов у таракана работает примерно по тому же принципу, что у всех" животных и человека.
Пока ученые ведут всестороннее исследование биологических часов, мы все же можем заглянуть вперед и помечтать о том времени, когда тайна их будет до конца раскрыта. Мечты, фантазия, особенно если они зарождаются на реальной основе, полезны. Знание механизма биологических ритмов и возможность управления ими открывают человеку неограниченные возможности. Ведь, учащая биологические ритмы, можно ускорить вызревание сельскохозяйственных культур.
Познав механизм биологических часов, человек сможет, вероятно, регулировать их ход, а следовательно, победить многие болезни, и кто знает, может быть, в числе этих побежденных болезней окажется и ныне зловещий рак.
Возьмем, к примеру, гипотезу американского ученого Рихтера. Он высказал предположение, что большое количество биологических часов, имеющихся в организме человека, идут не в фазе друг с другом, но синхронно. Вирусы или микробы, переутомление, психические травмы эту синхронность в определенных условиях нарушают, и различные часы начинают идти в одной фазе. В связи с этим изменяется привычный гормональный ритм, что вызывает в организме различного рода расстройства.
В настоящее время трудно доказать, прав Рихтер или нет. Но вполне возможно, что придет время, когда врачи смогут, искусственно регулируя ход биологических часов человека, лечить и даже предупреждать болезни в нашем организме, отодвигать старость и продлевать молодость.
Беседа шестая. Живые локаторы
В Южной Америке обитает птица, которую местные жители называют гвачаро. Живет она, с точки зрения человека, предельно скучно. Всей роскоши тропической природы, всему разнообразию ее ярких красок, свету Солнца она предпочитает сырую тьму пещер. Здесь она отлично приспособилась к жизни, летает в кромешной тьме, находит себе пищу. Во всем ей помогает эхо. Летая в темноте, гвачаро периодически издает резкие и отрывистые крики высокого тона с частотой около 7000 гц. После каждого крика птица улавливает его отражение от препятствий. По направлению, в котором приходит эхо, птица узнает о том, где именно находится препятствие, а время, прошедшее между посылкой сигнала и возвращением эха, указывает ей расстояние до препятствия.
Таким образом, руководствуясь только эхом, гвачаро прекрасно ориентируется в темноте. Вполне естественно, что и все органы птицы приспособлены к такой ориентировке в пространстве. Она молниеносно "переводит" время между посылкой сигнала и его возвращением в расстояние и безошибочно, с большой точностью определяет направление, откуда донесся отраженный сигнал.
В последние годы было установлено, что эхолокаторами природа наделила не только гвачаро. Это "шестое" чувство очень широко распространено в мире животных. Так, например, кулики, козодои и некоторые певчие птицы, застигнутые в полете туманом или темнотой, "ощупывают" своим криком землю. Прислушиваясь к эху, они узнают о высоте полета, о препятствиях на пути. Сориентируются путем эхолокации и насекомые, морские свинки, крысы, сумчатые летяги и даже обезьяны.
Давайте же, читатель, вместе пройдемся по лабораториям старейшего в мире "локационного института" природы, заглянем в его "мастерские", патентную библиотеку, конструкторские бюро и выясним, что можно здесь позаимствовать для дальнейшего развития локационной техники, созданной за последние 25 — 30 лет учеными и инженерами.
Длительное время казалась весьма загадочной способность летучих мышей летать в абсолютной темноте, их виртуозное умение ловить на ходу между деревьями, между их мелкими ветвями крохотных комаров, бабочек, жуков, поденок и других насекомых, не натыкаясь на встречные препятствия. В 1793 г. выдающийся итальянский натуралист Ладзаро Спалланцани проделал такой опыт: ослепил небольшого нетопыря и выпустил его в темную лабораторию. Результат эксперимента оказался поразительным — ослепленная летучая мышь летала по комнате так же свободно, как и зрячая, не задевая ни одного из хитро расставленных в лаборатории предметов. Через некоторое время ученый лишил зрения нескольких летучих мышей и выпустил их на волю. Желая выяснить, сохранили ли они способность продолжать свою обычную жизнь, Спалланцани на пятый день взобрался на верхушку колокольни собора в Павии (где жили ранее подопытные животные), поймал четырех ослепленных им нетопырей и произвел их вскрытие. При этом было установлено, что слепота ничуть не мешала им на лету настигать добычу — желудки ослепленных летучих мышей были набиты остатками насекомых так же туго, как и у зрячих экземпляров.
Значит, шестое чувство помогает нетопырям хорошо ориентироваться и маневрировать в темноте, обнаруживать и ловить без промаха в воздухе насекомых! — заключил Спалланцани.
Опыты Спалланцани повторил один швейцарский биолог. Эксперименты убедили его, что слепые животные летают не хуже зрячих. Но когда он тампоном из ваты заткнул им уши, то летучие мыши стали натыкаться на все встречавшиеся в полете преграды.
Узнав об экспериментах своего швейцарского коллеги, Ладзаро Спалланцани решил проверить их. Многочисленными опытами, отличавшимися ювелирной тонкостью, большой изобретательностью и разнообразием, Спалланцани незадолго до своей смерти твердо установил, что нарушение деятельности таких органов чувств, как зрение, осязание, обоняние и вкус, никакого влияния на полет летучих мышей не оказывает. Лишь при закрытии рта или ушей они теряют способность к ориентации. Однако эти важнейшие открытия, сделанные на рубеже XVIII и XIX веков, не были поняты современниками ученого; более того, они были высмеяны, отвергнуты, а затем почти совсем забыты. Досужие критики выдвинули получившую широкое распространение гипотезу, согласно которой летучие мыши обладают неким тонким чувством осязания, органы которого, вероятно, расположены в перепонках крыльев, благодаря чему они и обнаруживают препятствия на расстоянии и избегают столкновений с ними.