Живые часы
Шрифт:
Одна из основных задач автора — показать, как развивается исследование, как появляется первый проблеск новой идеи, как постепенно она приобретает все более четкую форму, как совершенствуется в борьбе со старыми, солидными и, казалось бы, не подлежащими сомнениям теориями.
Идея без доказательств — пустое сотрясение воздуха. А чтобы доказать ее правильность, нужны факты, эксперименты. И тут нередко оказывается, что самый опасный враг идеи — ее автор. Находясь во власти собственных концепций, более чем легко просмотреть случайные погрешности в методике, кажущиеся такими несущественными, а на деле роковые для эксперимента. И это вполне понятно: ничто не может сравниться с восторгом исследователя, когда он получает результат, четко отвечающий на поставленный им вопрос, результат, который, по его мнению, может быть истолкован только однозначно и ни в коей мере не объясняется какими-нибудь ошибками или случайностями. Как трудно порой выйти за рамки представлений, сложившихся под влиянием образования и авторитетов! А еще труднее заметить и оценить факт, противоречащий собственной концепции.
Теперь о главном — о самой биоритмологии. Ей нет еще и пятнадцати лег. Годом ее рождения можно считать 1960 год, когда в Колд-Спринг-Харборе собрался большой симпозиум, на котором присутствовали специалисты, работавшие в различных областях биологии и медицины— на разных объектах они решали, по существу, одни и те же проблемы. Не нужно думать, что после этого симпозиума развитие биоритмологии пошло вперед семимильными шагами. И сегодня еще слишком многие вопросы остаются нерешенными.
Основные проблемы биоритмологии изложены автором довольно полно и достоверно. Но форма изложения — в виде отдельных очерков — несколько затрудняет восприятие этих проблем. Поэтому остановимся на них вкратце.
Книга называется «Живые часы». Этот не так давно появившийся термин — «живые, или биологические, часы» — не совсем точен. Часы — это механизм, специально построенный и предназначенный для измерения времени. Животные же и растения измеряют время благодаря ритмам каких-то тонких физиологических процессов, которые, по-видимому, исходно служат совсем другим целям. В организме можно наблюдать целый спектр ритмических процессов: от высокочастотных колебаний органических молекул до колебаний, длящихся доли секунды, минуты, часы и даже годы. Периоды одних ритмических процессов все время меняются (в этих случаях говорят, что частота ритмов «плавает»), периоды других отличаются удивительной точностью. В принципе достаточно иметь несколько очень точных по частоте, пусть даже высокочастотных колебаний, чтобы на основе их взаимодействия получить большой спектр самых разнообразных, в том числе очень низких частот. Надо только, чтобы частоты этих исходных колебаний несколько отличались друг от друга.
Пульсации — это признак всего живого. Не случайно, чтобы узнать, жив ли человек, проверяют, бьется ли его сердце и дышит ли он, то есть сокращаются ли ритмично его сердце и легкие. Но колебания-пульсации — это характеристика не только живого. Мы встречаемся с миллионами различных колебаний среди неживых компонентов биосферы, в геофизических процессах и вообще в любых процессах во Вселенной. Естественно, что многочисленные собственные ритмы организма не могут не взаимодействовать с еще более многочисленными ритмами среды. И не менее естественно, что именно те ритмы организма, которые совпадают по частоте с ритмами неживой среды, становятся доминирующими и приобретают большую точность.
В связи с этим стоит упомянуть один из аспектов изучения ритмов, который автор затрагивает лишь вскользь. Крупнейший исследователь поведения животных В. Торп предполагал, что ритмы — это результат научения. Животное с самого начала своей жизни воспринимает многократно повторяющиеся, регулярные явления и запоминает эти циклы. На столь различных биологических объектах, как комары и клетки-меланофоры кожи земноводных, удалось показать, что эти объекты могут «запомнить» и потом воспроизвести совершенно необычный ритм, например с двухчасовым периодом. Этот эксперимент выглядит следующим образом.
Создается искусственный режим, в котором чередуются час света и час темноты. Животное определенным образом реагирует на включение света и на наступление темноты. После многократного повторения такого светового цикла объект переносится в камеру, постоянно темную или постоянно слабо освещенную. А животное продолжает вести себя так, словно свет по-прежнему включается и выключается с часовым интервалом. Заученный ритм поведения объектов наблюдается на протяжении некоторого времени, а потом, не подкрепленный световыми циклами, постепенно «забывается».
Это явление можно назвать реакцией, или рефлексом, на время. Правда, такое определение не отвечает на вопрос, каким же образом организм измеряет столь непривычные для него интервалы времени. Либо в организме уже имелась такая периодичность, либо она возникла под влиянием светового цикла.
Вспомним, что мы говорили о грандиозном спектре ритмов у организмов. Немножечко фантазии.
Почему бы не предположить, что данный нами искусственный цикл (час света — час темноты) или совпадает с каким-то уже имевшимся в организме ритмом, или же, употребляя технический термин, затягивает какой-то внутренний ритм, близкий ему по частоте. Если раньше этот ритм ничем не выделялся среди прочих, то теперь клетки «запомнят» совпадение между ним и внешним световым циклом. И чем больше будет таких случайных совпадений, чем дольше животное будет воспринимать необычный световой цикл, тем тверже «запомнится» это совпадение.
Но вот мы убрали внешний световой цикл, а клетка продолжает подчиняться внутреннему ритму, который как бы сообщает ей: «Готовься — сейчас включится свет». Последнего не происходит раз, другой, третий, и связь без подкрепления «забывается». Внутренний ритм, по-видимому, остается, только теперь он опять ничем не выделяется среди прочих.
Что же можно сказать о суточных циклах вращения Земли, влиянию которых животные и растения подвергались на протяжении миллионов поколений? Не потому ли суточный ритм, а также лунный и годичный стали доминировать над другими?
Но так или иначе, а внутренний ритм, совпадающий по длине своего периода с одним из обычных циклов внешней среды, возник. Если внешний цикл изменяется, сдвигается во времени, к нему подстраивается и ритм организма. Это показывают эксперименты, а биоритмологи делают вполне логичный вывод: изменение каких-то факторов внешней среды является сигналом, регулирующим ритм организма и синхронизирующим его с ритмом внешней среды.
И все же удивляет проявляющаяся как у автора, так и у большинства биоритмологов тенденция считать изменения внешней среды только сигналами, регулирующими ритм во времени. Такого не может быть. Ведь любой организм — будь то животное или растение — должен как-то реагировать на изменения среды, иначе он погибнет. Действие любого воспринимаемого фактора может быть двояким. С одной стороны, объект реагирует на сам фактор как таковой, с другой — этот же фактор является сигналом времени, и объект реагирует на его совпадение или несовпадение с определенной фазой внутреннего ритма. Конечно, у многих объектов трудно отделить непосредственное влияние фактора от его сигнального воздействия, а у некоторых высокоорганизованных объектов, таких, как птицы или млекопитающие, сам по себе внешний фактор может восприниматься практически только как сигнал.
Для того чтобы убедиться, что ритм действительно является спонтанным, объект помещают в условия постоянной темноты или непрерывного освещения при постоянной температуре. Ритм в таких условиях обычно сохраняется, однако его период, как правило, становится больше или меньше 24 часов, то есть циркадным. Иными словами, ритм организма расходится с местным временем, живые часы спешат или отстают.
Как вы думаете, почему это происходит? Потому что нет никаких сигналов, которые заставили бы ритм быть 24-часовым. Тут-то он и проявляет свой естественный период, например 22 или 25 часов. Правда, есть одна маленькая деталь — этот период зависит от уровня постоянной освещенности. Но это не так уж важно, освещение ведь постоянное, никаких сигналов времени оно не дает. А период ритма повторяется с удивительной точностью.