В погоне за Солнцем

Коэн Ричард

В 1745 году шведский ботаник Карл Линней придумал цветочные часы в дополнение к солнечным: они указывали время с точностью до получаса при помощи цветов, раскрывающих и закрывающих свои соцветия в определенное время дня. Эти часы были нарисованы в 1948 году (drawing by U. Schleicher-Benz)

В 1920 году в рамках исследований, проводимых Министерством сельского хозяйства США, было обнаружено, что цветение многих растений обусловлено количеством получаемого ими дневного света. Для объяснения этой реакции был введен термин “фотопериодизм”. Растения были распределены по категориям: короткодневные, которые не зацветают при суточной освещенности, превышающей определенное количество часов; длиннодневные – не зацветающие при недостатке часов освещенности; нейтральные – зацветающие независимо от длительности освещения. Далее, обнаружилось, что длительность темного времени суток также критична для зацветания растений. Например, короткодневные растения расцветают, когда ночи длинные, а долгодневные – когда ночи короткие или вовсе отсутствуют. Конечно, разговор с любым опытным сельским жителем привел бы к схожим выводам, ведь даже названия многих растений давно отражают эту чувствительность к свету и темноте. По крайней мере пятьдесят видов цветов соблюдают

регулярное время открытия и закрытия, некоторые из них носят соответствующие названия: так, calendula (ноготки, в английском заимствовавшие свое имя от лат. calenda – первый день месяца) сперва превратились в gold– flowers (сейчас под этим именем известны совершенно другие цветы – хризантемы), затем по ассоциации с Девой Марией стали Mary’s gold и, наконец, marigolds, при этом про них известно, что они раскрывают цветы только в часы самого яркого солнца.

Как говорит Пердита в “Зимней сказке” Шекспира,

Вот ноготки, что спать ложатся с солнцемИ с солнцем пробуждаются в слезах [520] .

Очный цвет полевой (в английском языке он носит разнообразные названия, в том числе “пастушьи часы” и “барометр бедняка”) раскрывается летом чуть позже семи утра и закрывается сразу после двух часов дня, а когда ожидается дождь, он вообще не раскрывает свои цветы. Многие растения, не обладающие говорящими названиями, тем не менее тоже раскрывают и закрывают цветы по достаточно строгому расписанию. Салат, например, расправляет листья в семь, а сворачивается обратно в десять утра, и т. д. Ориентация на солнце у таких “часовых” цветов была использована на практике в 1751 году, когда Карл Линней (1707–1778) придумал часы, созданные из цветов. Время можно было установить, увидев (или унюхав), какие именно цветы раскрылись. Чередование было устроено довольно сложно, но по крайней мере одна из последовательностей раскрытия цветов выглядела так:

520

Пер. В. Левик.

Семь – восемь утра: нарциссыВосемь – девять утра: гербера (или арктотис)Девять – десять утра: горечавкаДесять – одиннадцать утра: эшшольцияПолдень: закрывается вьюнок пурпурный, раскрывается козлобородникЧетыре дня: ночная красавицаЧетыре – пять вечера: закрывается эшшольцияШесть вечера: вечерняя примула и луноцветВосемь – девять вечера: лилейник и нарцисс закрываютсяДевять – десять вечера: душистый табакДесять вечера – два ночи: ночной цереус

Когда Линней высаживал такие часы в саду своего летнего дома под Уппсалой, он учитывал разницу в широте – например, он считал, что козлобородник будет раскрываться там в три часа ночи, чтобы встретить рассвет полярного дня, и соответственно располагал свои цветы [521] . В последнее время разнообразные виды цветочных часов появились во многих местах, в том числе и в столь отличных друг от друга, как Тегеран (Иран) и Крайстчерч (Новая Зеландия). Но их точность, конечно, очень приблизительна, поскольку цветы крайне зависимы от милостей погоды [522] .

521

Vernon Quinn, Stories and Legends of Garden Flowers. N. Y.: Frederick Stokes, 1939. Р. 116–17. В алхимии с Солнцем ассоциируются лилия и каменный дуб —: лилия воплощает чистоту, а дуб – силу и славу.

522

В 1920-е годы молодой ученый Джон Нэш Отт экспериментировал с замедленной фотосъемкой и обнаружил, что волны различной длины оказывают различное воздействие на фотосинтез. Он экстраполировал эти данные и заключил, что разные световые частоты могут воздействовать и на человеческое состояние (см.: Peter Tompkins, Christopher Bird, The Secret Life of Plants. N. Y.: Harper, 1973. Р. 58, 170–71). В дальнейшем он работал над выяснением связей между светом и раком, а к концу 1960-х конгресс США принял Radiation Control Act (Акт о контроле за излучением), один из авторов которого благодарил Отта за то, что тот “направил нас всех в сторону контроля за излучением от электронных изделий”. Исследования Отта стали широко известными, и десятилетиями спустя компания “Парамаунт” пригласила его, чтобы сделать замедленную фотосъемку цветов для фильма Барбары Стрейзанд “В ясный день ты увидишь вечность”. Пение актрисы должно было за секунды пробудить все цветы в ее доме.

Исследования, начатые в 1960 году, обнаружили, что каждая разновидность растений отражает свет по-разному, так что спутник из космоса может идентифицировать растительную жизнь в любом уголке планеты. В 1972 году Соединенные Штаты, во главе которых тогда находился Никсон, озабоченный планами Советского Союза по захвату мирового господства, создали рабочую группу по оценке планируемого Советами урожая. Как пишет Дэн Морган, “информация о советском урожае рассматривалась как разведданные первостепенной экономической важности с определенными последствиями для экономической безопасности Соединенных Штатов” [523] . Несколькими месяцами позднее был запущен LACIE (Large Area Crop Inventory Experiment), эксперимент по учету урожая на больших площадях, а к 1977 году американские спутники в точности предсказывали, сколько уродится пшеницы у империи Зла, за шесть недель до урожая. Судя по всему, вскоре после этого программа LACIE была свернута, но, возможно, с тех пор уже была развернута какая-то новая форма сельско-космического шпионажа. Например, известно, что в 1995 году американский флот проводил исследования, может ли цветение биолюминесцентных водорослей оказаться полезным для отслеживания подводных лодок (нет, не может). Но между 1992-м и 2001-м годами научная группа MEDEA (Measurements of Earth Data for Environmental Analysis, Исследования данных планеты для анализа окружающей среды) порекомендовала федеральному правительству вести наблюдение за окружающей средой. Эл Гор активно лоббировал возрождение этой программы, и в январе 2009-го было сообщено, что “лучшие ученые и разведчики страны сотрудничают, чтобы использовать ресурсы разведслужб, включая спутники-шпионы и другие засекреченные устройства,

для определения сложнейших изменений в окружающей среде”. Таким образом, использование спутников никогда не прекращалось, только теперь разведка помогает окружающей среде, а не наоборот [524] .

523

Dan Morgan, Merchants of Grain. N. Y.: Viking, 1979. Р. 16.

524

См.: William J. Broad, CIA Revives Data Sharing on Environment, The New York Times. 2010. 5 января. A1.

В животном мире часто происходит то же, что и в растительном. Луна-рыба (в английском – sunfish, рыба-солнце), поразительно уродливое, почти бесхвостое создание, вырастающее до двух метров в длину, – самая тяжелая костная рыба на свете – живет в глубинах океана в сезоны бурь (ее называют “морским лежебокой”) и поднимается на поверхность погреться на солнышке в ясную погоду. В пустыне Сахаре муравьи-фуражиры ориентируются на поляризацию солнечного света и на магнитное поле Земли, чтобы потом воссоздавать в памяти кратчайший путь домой. Такие животные, как альбатросы и черепахи, которые проводят почти всю жизнь в глубине моря или на его поверхности, используют солнце как навигационный маяк. Крошечный песчаный крабик Talitrus, нервное вещество которого достигает едва ли миллиметра в длину, способен вычислить время дня с точностью до получаса исходя из угла, образованного его телом и положением солнца. В соответствии с изменением освещенности множество животных способны сезонно менять расцветку, изменяя пигментацию и маскировочную окраску вместе с окружающей средой.

Солнце играет роль и в репродуктивной деятельности животных. По мере захода солнца косяки сельди сбиваются плотнее и заплывают на мелководье, где мечут икру, защищенные своей многочисленностью. Когда солнце встает, косяки рассеиваются [525] . Множество ярких тропических птиц живут в верхнем слое леса, где они нежатся в море солнечного света и могут выставлять свою красоту потенциальным партнерам с максимальным эффектом. Другие пернатые с буйной расцветкой пользуются пробивающимися солнечными лучами, достигающими нижних уровней леса, чтобы устраивать брачные акробатические номера напоказ, мерцая раскраской в рассеянном свете “как танцоры под вращающимся дискотечным шаром” [526] .

525

См.: Night Schools for Fish, The Washington Post. 2009. 30 марта. Р. A5.

526

См.: C. Claiborne Ray, Birds of a Feather, The New York Times. 2006. 3 октября. F2 и Natalie Angier, Some Blend In, Others Dazzle. Там же. F1.

Бабочки геликониды используют поляризованный свет для выбора брачных партнеров, их использование визуальных сигналов в брачном выборе является примером использования света, которое также может обладать и адаптивной ценностью в густом лесу, где освещение сильно варьируется по цвету и интенсивности. Но встает вопрос, какая стимулированная солнцем деятельность находится за пределами нашего восприятия. “Некоторые птицы могут видеть то, чего люди просто не видят”, – говорит доктор Миеко Чу из Корнелльской орнитологической лаборатории; например, лазоревки различают друг друга с совершенно недоступной для человека точностью. Уже довольно давно известно, что птицы (как и некоторые ящерицы, рыбы и насекомые) способны видеть в ультрафиолетовом спектре. Но лишь в 1998 году ученые обнаружили, что некоторые виды оперений отражают волны, невидимые для человеческого глаза: в нашем глазу три типа колбочек, а у птиц четыре. Это открывает для них области спектра электромагнитного излучения за пределами нашего кругозора и сильно расширяет диапазон их цветовосприятия.

Летом 1944 года Карл фон Фриш (1886–1982), который в 1973 году разделил Нобелевскую премию по физиологии с Конрадом Лоренцем, обнаружил, что пчелы объясняют своим товаркам в улье, куда следует лететь, двигая задней частью тела. Пчелы могут “танцевать” два вида танцев – один круговой, другой в форме восьмерки, которые Фриш интерпретировал, приводя его собственный пример, как “нектар в 1,5 км отсюда, в 30° от солнца”. Он также установил режимы пчелиной коммуникации, показав их чувствительность к ультрафиолетовому и поляризованному свету. Они могут вылетать по направлению, которое корректируется в связи со смещением солнца, и даже прокладывать маршрут для отдыха через солнечные места. Это умение выдерживать постоянный угол по отношению к солнцу, несмотря на временной сдвиг, немцы называют очаровательным словом Winkeltreue [527] .

527

См.: D. V. Alford, Bumblebees. London: Davis-Poynter, 1975. Р. 75.

Когда пчела прибывает обратно в улей, повстречав новые цветы, она танцует на площадке перед входом (пчелиная колония, населяющая улей, составляет 20 тыс. пчел зимой и 60 тыс. летом), сперва описывая окружность, потом пересекая ее, покачивая животом и энергично жужжа. Затем она входит внутрь и начинает заново: при достаточной стимуляции пчела может танцевать около 4 ч. Чем дальше пчела углубляется в улей, тем дальше оказывается источник пыльцы. А поскольку соты в улье расположены вертикально, танцевальные па не могут напрямую указывать на цветок и вместо этого ориентированы на солнце. Если пчела пересекает окружность по вертикали, тогда источник пищи находится на одной линии с солнцем. Если цель, скажем, в 15° правее, то танцевальное движение будет пересекать окружность на 15° правее от вертикали. Пчелы-работники окружают танцора, запоминают информацию и затем вылетают на поиски. Когда они возвращаются с добычей, они также танцуют, и вскоре начинает активно собираться рабочая сила [528] . В восторге от своего открытия Фриш принялся за изучение того, каким образом пчелы могут передавать информацию о положении солнца. В это было сложно поверить, но ученый все-таки сделал вывод, что пчелы могут предсказать положение солнца в любой заданный момент времени, так что, если бы они танцевали без перерыва, постоянно меняя картину танца, они воспроизводили бы движение солнца [529] .

528

Изложение Фриша авторитетно, но несколько тяжеловесно; я здесь кратко пересказываю прекрасное описание из David Attenborough, Discovering Life on Earth. Boston: Little, Brown, 1981. Р. 103.

529

См.: Edward O. Wilson, The Insect Societies. Boston: Harvard University Press, 1971.