Биологические прогулки: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Суточная и годичная периодичность так примелькалась нам, что уже не привлекает нашего внимания. И листопад, и перелеты птиц, и смена сна и бодрствования кажутся нам уже вполне «натуральными» явлениями, которые и объяснять нечего. Но теперь мы уже знаем, что это все требует объяснения. Посаженный на жаркой Мадейре персик периодически через год сбрасывает свои листья. Находящийся в темной коробочке таракан обнаруживает суточные колебания своей подвижности, как и сидящая в темной комнате сова, как растущее в темной комнате при постоянной температуре растение, выведенное из семени и, таким образом, никогда «не видевшее» света, тоже обнаруживает суточное колебание силы роста. Сосна цветет через каждые три года, яблоня — через год, женский яичник отделяет по яйцу каждый месяц. Через каждые 3 — 4 секунды наша грудь вдыхает воздух (у разных животных этот период очень различен, замедляясь у погруженных в зимнюю спячку животных), и один-два раза в секунду сокращается мышца сердца, тоже изменяя этот период в зависимости от температуры или от содержания углекислоты в крови. Вынутое из тела сердце бьется, и даже ничтожный микроскопический кусочек сердечной мышцы в соленом растворе продолжает долго и бесцельно биться.

А вот под ногами у вас одуванчик, как будто не желающий подчиняться этому закону. Ему положено судьбой цвести весной. А он вот не дождался будущей весны и расцвел вторично в осеннее безвременье. Да и не только один одуванчик — многие растения расцветают вторично осенью. Даже хозяйственная яблонька и та иной раз «дает маху» и вдруг в сентябре распустит два-три цветка, а то и много, явно обрекая их на погибель или во всяком случае на бесплодие. Значит, законы периодических явлений не так легко формулировать, но мы не будем долго на этом останавливаться. Лишь несколько слов о периодичности. Многие растения, например береза, цветут раз в год. Весной, переполненная сахаром, она распускает свои цветы и очень быстро успевает израсходовать весь запас сахара. Летом его в березе почти нет, но зато образуется большой запас крахмала, по своему химическому составу очень близкого к сахару. Когда наступает зима с ее морозами и жизнь внешне замирает, в березе совершается важный процесс: под влиянием холода крахмал превращается в сахар, и уже в феврале—марте начинается первое передвижение соков, заставляющее набухать почки. Вначале оно очень медленное, а потом, когда весна согреет землю, идет все с большей и большей скоростью, приводящей, наконец, к развертыванию листьев. Здесь перед нами вскрывается одна из причин периодичности — наличие химических процессов, которые совершаются не вдруг, а с некоторой скоростью. Пока береза из углекислоты и воды наготовит крахмал, этот крахмал перейдет из листьев в ствол, да пока крахмал превратится в сахар, пройдет известный срок, после чего береза приступает к цветению, расходует запасы сахара и оgять начинает новый период...

Вот и осеннее поле — скучное опустевшее жнивье. Все, что за лето вырастила здесь мать-земля, все убрано и увезено. Но чтобы вы не подумали, будто на пустом жнивье нечего смотреть, нагнитесь и сорвите остаток ржаного стебля и рассмотрите его, ведь это тоже чудо природы — как такая тоненькая трубочка могла стоять вертикально, да еще держать на вершине своей тяжелый колос, сгибающий соломину дугою при каждом порыве ветерка. Сосчитайте, во сколько раз поперечник соломины меньше всего стебля,— раз в 300 — 400. Попробуйте-ка построить такую башню, чтобы она не завалилась. Да, инженерное искусство природы поразительно. И главное — интересно то, что природа как будто великолепно знает все теоретические тонкости инженерного дела и знала их тогда, когда предки инженеров еще не прошли стадии очеловечивания, и даже несравненно раньше. Современные инженеры во всеоружии математики высчитали, что если дано известное количество материала (например, столько, сколько пошло на постройку стебля ржи) и при помощи этого материала нужно поднять на известную высоту колос, то для того, чтобы это сооружение держалось прочно, нужно из всего имеющегося материала приготовить не плотный стержень, проволоку, а пустую внутри трубку. Все это инженеры теперь в итоге длительной работы научились вычислять теоретически, а у природы, оказывается, все уже давно проведено в жизнь. Под микроскопом видно, что у растений имеется специальная, очень прочная «механическая ткань» и расположение ее в растениях великолепно соответствует требованиям механики.

Трубчатый стебель у растений, растущих самостоятельно вверх, можно встретить у очень многих травянистых видов. Замечательными трубочками одуванчиков все мы играли в детстве, как и дудочками дудников и других зонтичных, а соломинками злаков пускали мыльные пузыри. Но даже там, где нет настоящих трубочек, сердцевинная часть стеблей очень мягкая, например у бузины.

Еще более замечательную структуру, отвечающую законам механики, можно наблюдать в строении трубчатых костей животных, где тонкие костные перекладинки — трабекулы — образуют целую сеть, гораздо более сложную, чем сеть перекладин в фермах мостов или Эйфелевой башни. И совсем замечательно видеть, как после перелома кости в случае неправильного срастания сеть трабекул тоже перестраивается на новый лад, в соответствии с новым направлением линий натяжения и сжатия. Чтобы произвести расчет необходимого расположения трабекул в такой кости, потребуется произвести огромную расчетную работу, а при срастании перелома кости эта работа осуществляется организмом бессознательно.

Значит ли это, что в клетках растущей кости заключен какой-то ум, гораздо более совершенный, чем ум образованного инженера? Ум настолько совершенный, что его следовало бы писать с большой буквы, открывая дверь для идеализма и мистики. К счастью, дело обстоит иначе, и с большой буквы можно писать только о человеческом знании и науке, распутавших тайну происхождения целесообразной реакции организма и его ткани на давление и сжатие. А целесообразность этой реакции выработалась так же, как целесообразность всякого приспособления вообще: реакция эта изменчива, естественный отбор сохраняет наиболее удачные изменения, а неудачные отбрасывает, и отобранные формы передают свои свойства потомству. А так как отбор шел в течение нескольких миллиардов лет, то в наше время живут только организмы, обладающие очень усовершенствованной реакцией.

Известный русский энтомолог С. С. Четвериков 30 лет назад развил интересные мысли о роли механического принципа в эволюции одной из важнейших групп животного царства — насекомых. Общей особенностью эволюции насекомых является то, что они появились на Земле в виде довольно крупных, нередко даже гигантских форм, а потом стали мельчать и в настоящее время огромное число видов составляют крохотные животные.

Четвериков сопоставил эту особенность в эволюции насекомых с особенностью их строения. Насекомые построены из трубочек твердого хитина, внутри которых заключены все мягкие части — мускулы, нервы, кровь, тогда как у позвоночных, наоборот, твердые трубочки — кости — находятся внутри и одеты снаружи в мягкие ткани. Благодаря такому строению, как бы из соломинок (но из более прочного материала), насекомое при уменьшении размеров становится относительно более прочным и может, не теряя необходимой прочности, иметь очень маленькие размеры: например, сложно устроенный наездник — трихограмма, развивающийся в яичках многих бабочек, по размерам равен ¹/₃ — ¹/₂ мм, т. е. меньше многих крупных инфузорий. Так же ничтожна величина мельчайших жучков и мушек. Прочность их изумительна — например, некоторые наездники вводят свой тончайший яйцеклад на несколько сантиметров в глубь древесного ствола. Необыкновенной прочности достигают многие скачущие насекомые — жучки, блохи, цикадки.

Заяц! Вот, смотрите, покатил, только мелькает белая отметина сзади. Нет, говорят, зверя трусливее зайца. Впрочем, мы не будем очень доверять тому, что говорят. Ведь это говорят те самые, кто называет лису «хитрой», гиену — «подлой», тигра — «кровожадным», собаку — «благородной» и т. д., распределяя каждому по ложке из гущи человеческих пороков и добродетелей. От этого способа оценки свойств животных пора отделаться, так как он никакой пользы не принесет и даже принес довольно много вреда. И мы попробуем быть объективнее. Увидев нас, заяц спасается бегством. У животных имеются различные способы спасаться от опасности — клыки, рога, копыта, быстрые ноги, покровительственная окраска, вонючая жидкость, острые иглы. Из этого арсенала у зайца имеются великолепные ноги. Естественно, что он и пускает их в дело в нужную минуту, совершенно независимо от того, храбр он или труслив.

Этот рыжевато-серый длинноухий заяц называется заяц-русак. Вы, может быть, несколько удивитесь, узнав, что зайцев можно насчитать около 40 различных видов. Второй наш заяц — беляк отличается довольно резко от русака и считается особым видом. Различия их таковы.

Зайцы очень широко распространены по свету. Русак живет на протяжении почти всей так называемой палеарктической области. Зоологи разделили весь земной шар на несколько областей по характеру населяющих их животных. Европа и Азия, за исключением Крайнего Севера и крайнего юга Азии, и северный берег Африки имеют много сходных животных и соединены в одну палеарктическую область. Беляк тоже широко распространен в палеарктике (и в Северной Америке), занимая северную ее полосу и, кроме того, встречается в горах Альп и Пиренеев. И хотя этого высокогорного зайца и называют иногда иным именем (заяц альпийский), но это тот же самый беляк. Вместе с некоторыми горными животными и высокогорными растениями он служит живым свидетелем давно минувшего. В ледниковую эпоху, когда Великий ледник доходил до Тулы и даже еще южнее опускал свои языки, когда снеговая шапка Альп спускалась несравненно ниже, у подножия снегов жили беляки и многие иные животные и растения. Но, когда победило солнце, и стало теплеть, граница ледников начала отступать: северная граница пошла вслед за ледником на север Европы, другая начала подниматься выше в горы. А вместе с нею тронулся и беляк: одни беляки распространились на север, другие пошли в горы. Теперь эти высокогорные беляки отделены от своих северных собратий широкой полосой, где беляк не встречается вовсе, где живет один русак (в Альпах русак поднимается до 1500 м, а беляк живет между 1600—2600 м, только изредка спускаясь ниже — до 1000 м).

Уже вечереет. Коротки осенние дни. Помните, каким ключом била жизнь в этот час еще два-три месяца назад. Тогда Солнце еще заливало Землю теплым золотом своих лучей и властно управляло миром. А сейчас Земля, стремительно проносясь мимо Солнца, все сильнее и сильнее поворачивает свой Северный полюс в холодное пространство межпланетных пустынь, и медленно замирает жизнь Земли... Впрочем, это не совсем верно, в южном полушарии сейчас расцветает весна.

Уже вечереет, пора кончать нашу прогулку, пора возвращаться в каменные объятия города...

Там выковано дивное оружие мысли, там зреет могущество человеческое, которому станет покорно все — рано или поздно. Станут покорны и воды, и воздух, поля и леса, станут расцветать по мановению его руки в рощах и лугах незнакомые нынешнему миру цветы, созревать неведомые плоды, станут порхать новые красивые бабочки и птицы, о которых раньше лишь в сказках мечтал человек, а в нашу эпоху стал создавать по всему свету трудолюбивыми руками великого отряда селекционеров — «преобразователей природы».

Вечно зыблется лик природы... И все глубже и глубже врезается в нее стальная человеческая мысль, воскрешая бывшее и разрешая грядущее, отвергая всякие оковы и озаряя мир силой знания.

Александр Сергеевич Серебровский

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОГУЛКИ

Утверждено к печати

редколлегией серии

научно-популярных изданий

Академии наук СССР

Сдано в набор 2/1 1973 г.

Подписано к печати 4/V 1973 г.

Формат 84 X 108 1/32. Усл. печ. л. 9,13.

Уч-изд л. 9,2. Тираж 50 000. Т-04855.

ИЗД. № 2150/73. Тип. зак. 1586.

Цена 63 коп

Редактор

В. Н. Вяземцева

Цветные иллюстрации