Знание-сила, 1997 № 03 (837)
Шрифт:
От редакции добавим: о «кембрийском взрыве» журнал рассказывал в номере 10 за прошлый год — см. статью А. Журавлева «В середине начал». •
Р. ТАМАЙО. «Космический террор»
ПРОКЛЯТЫЕ ВОПРОСЫ
Обращали ли вы когда-нибудь внимание на то( что в природе среди растений и животных довольно часто встречается форма спирали? Для английского натуралиста девятнадцатого века Альфреда Рассела Уоллеса спираль, в которую грациозно завивается раковина улитки или закручивается хобот слона, всегда казалась самой прекрасной из всех кривых линий. А немецкому поэту и мыслителю Гёте спирали, которые он наблюдал в природе, казались сложными и женственными, резко контрастирующими с твердой мужественностью прямых линий. Но самой обычной реакцией человека на спираль бывает простое удивление: «Как закручено, ведь это же надо!».
Посмотрев в микроскоп, вы можете увидеть спиралеобразные жгутики у некоторых бактерий, а взглянув темной ночью на небо, заметите спирали галактик. А как приятно. оказавшись рано утром на лугу, полюбоваться мокрой от серебряной росы спиралью паутины, старательно сотканной трудягой-пауком. В спираль закручены вершины завитков папоротника и усики вьюнов. Эта форма запечатлена и в строении сосновой шишки, и в улитке человеческого уха. Как писал в начале нашего века натуралист Теодор Кук в своей книге «Кривые линии жизни», эту экстраординарную и прекрасную формацию можно видеть во многих проявлениях органической природы.
Форма спирали так привлекательна, что люди часто используют ее в архитектуре, различных украшениях. Геометрические рисунки спирали встречаются на минойских вазах, созданных гончарами 3500 лет назад на острове Крит, а в древней Греции — на колоннах ионического ордера. В семнадцатом веке великий английский поэт Джон Мильтон в поэме «Потерянный рай», описывая Еву, остановил внимание на спиралях ее волос, которые, подобно виноградным лозам, завивались буйными кольцами. А спустя сто лет французская писательница Анна Луиза Жермен де Сталь так представляла себе развитие человечества: «Человеческий разум все время прогрессирует, но этот процесс идет по спирали».
Почему же одна из простых форм — спираль — так широко распространена в природе? Некоторые считают, что ответить на этот вопрос очень просто. Так, Рольф Синклер, руководитель физической программы, осуществляемой Национальным научным фондом США, заявил: «Понять, почему эти вещи возникают так неожиданно, значит осознать, что природой управляет невидимая рука физика и математика. Вообще в природе существует всего несколько простых уравнений, по которым все и происходит. А если так, то согласитесь, что спираль — всего лишь результат этого».
Рассмотрим случай с раковиной крупного морского моллюска наутилуса. Диаметр раковины взрослого моллюска достигает пятнадцати — двадцати сантиметров и состоит из тридцати пяти — тридцати восьми камер, разделенных мезду собой перегородками. Если допустить, что его раковина развивалась бы по прямой, то представляете, как бы выглядело это животное?
Но на вопрос, как среди множества различных форм развития природа все же выбирает спираль, ответа пока нет. Усики некоторых сортов винограда образуют витки постоянного диаметра. Эта форма известна под названием архимедовой спирали. Раковина же наутилуса образована по форме так называемой логарифмической спирали, радиус которой увеличивается по определенному закону. Кроме того, есть еще группа спиралей, основанных на математической последовательности, в которой каждое число ряда равно сумме двух предыдущих чисел (1, 1, 2. 3, 5, 8, 13, 21, 34...). Этому математическому закону, известному под названием ряда Фибоначчи (итальянский математик, родился около 1170 года, умер после 1228 года), следуют в своем развитии многие части растений. Но значит ли это, что такая строгая приверженность к простым математическим зависимостям дает живым организмам преимущество в борьбе за выживание? Недавно американский ботаник Карл Никпас решил проверить, действительно ли листья растений, построенные на основе ряда Фибоначчи, более активно воспринимают солнечный свет? Оказалось, что это не так.
Тайна спирали учеными еще не раскрыта, и пока мы можем только любоваться этой оригинальной формой в растительном и животном мире. Посмотрите, как изящно изогнуты камеры наутилуса, как красив туго закрученный хвост хамелеона. А обращали ли вы внимание на то, как цветет подсолнечник? Ведь его цветки и семена расположены по спирали ряда Фибоначчи. Такая же последовательность наблюдается и в шинках сосны, и в расположении колючек у некоторых видов кактусов. Но почему? Существует ли эволюционное преимущество, которое дает такая математическая последовательность, пока не ясно.
Вот божья коровка взбирается по спиральной лесенке побега тыквенного винограда. Но не для того же создала его природа в таком виде! Кстати, у одних видов винограда тянущиеся к свету побеги закручены по часовой стрелке, у других — против. Почему? А как красивы две спирали пуэрториканского морского червя, напоминающего чем-то рождественскую елку! Конические щупальца служат ему как для дыхания, так и для сбора пищи. Но почему они такой формы? А посмотрите на изогнутые рога барана Делла, обитающего на Аляске. Сражения самцов в брачный период продолжаются иногда до двадцати часе»! И такие мощные рога, поглощающие силу ударов, ему просто необходимы. Но не ради же этого создала их природа в такой форме? Тогда зачем?
Сплошные «почему» и «зачем». Да, форма спирали в живой природе полна загадок и вопросов. Конечно, со временем скорее всего человек получит на них ответы. Но когда?
По материалам зарубежной печати подготовил Е. СОЩАТКИН.
ИСТОРИЯ НАУКИ В ЛИЦАХ
Симон Шноль
Александр Леонидович Чижевский (1897-1964)