Утро вечера мудренее

Вся природа пульсирует, откликаясь на колебания космических электромагнитных полей, и мы пульсируем с нею вместе. Все на свете совершается ритмично (можно сказать «циклично» — смысл не изменится). Ритмы солнечной активности, смена времен года, лунных фаз, приливов и отливов, смена дня и ночи, сна и бодрствования, ритмы питания, походки, дыхания, обмена, сердечных сокращений — всюду, куда ни глянь, в космосе и на земле, в живой природе и в неживой, всюду ритмы и пульсации — ритмы двадцатидвухлетние, одиннадцатилетние, годичные, месячные, суточные, часовые, минутные.

Слова «ритм» и «цикл» греческие. Ритмом мы называем равномерное чередование каких-нибудь явлений или элементов — ритм танца, работы, стиха и т. д. Слово «цикл» в переводе означает «круг»; когда мы говорим о цикличности, мы имеем в виду, что нечто проходит полный круг и возвращается к начальной точке. Если промежутки между начальным моментом движения и возвращением в исходную точку более или менее одинаковы, то цикл можно назвать ритмическим.

В американском городе Питсбурге есть научное учреждение — Фонд по изучению циклов. Его сотрудники зафиксировали более пятисот различных явлений, повторяющихся со столь правильными промежутками времени, что приписать эту повторяемость чистой случайности невозможно. По их наблюдениям, устрицы раскрывают створки раковины с наступлением каждого прилива, а живущая у побережья Калифорнии рыба «атерина гренион» устремляется на берег и мечет икру в песок у воды точно через пятнадцать минут после каждого из двух наиболее высоких приливов месяца. Оба эти цикла ритмичны. Ласточки, возвращающиеся каждой весной в калифорнийский городок Сан-Хуан-Капистрано, прилетают чаще всего в день св. Иосифа — 19 марта.

Роясь в архивах компании Гудзонова залива, занимающейся заготовкой и сбытом пушнины, президент Фонда Эдвард Дьюи обнаружил, что с 1735 года по 1969 наибольшее количество рысьих шкур добывалось в среднем каждые 9,6 года. Самый богатый улов атлантического лосося тоже случается каждые 9,6 года. Канадские зайцы-беляки, куницы, совы, ястребы — все они достигают пика своей численности в среднем каждые 9,6 года. Так же как и урожай пшеницы в США и… как заболеваемость сердечными недугами в Новой Англии. Означает ли все это, что природа регулярно отбивает 9,6-годовой ритм? Может быть, это действительно так, но не все животные маршируют под этот барабан. Эпидемии чумы у мышей происходят каждые 4 года. Тяга кузнечиков к самоубийству подчиняется трем циклам — в 9,2 года, 15 лет и 22,7 года.

Темная крячка размножается и выводит птенцов на острове Вознесения, неподалеку от западного побережья Африки. В 1942 году военно-воздушные силы США сделали этот остров пунктом промежуточной посадки для бомбардировщиков. Те, кто выбирал базу, хорошо знали, что остров служит гнездовьем для темной крячки, но они решили, что гнездование происходит раз в год и что, таким образом, большую часть года птицы не будут мешать самолетам. Но бомбардировщики врезались в тучи крячек в самое неожиданное время, и дело часто кончалось катастрофами. Работники Министерства авиации обратились к орнитологу Дж. Чаплину и узнали, что крячки с острова Вознесения выводят птенцов не раз в год, а раз в 9,6 месяца.

Подобные закономерности обнаружены в самых разнообразных областях и даже, если верить ЭдварДу Дьюи, в финансово-экономической. В США публику, естественно, интересует, цикличны ли курсы ценных бумаг на бирже и можно ли их предсказать. На биржевом рынке обращается около двух тысяч видов ценных бумаг, каждая из которых имеет свои индивидуальные особенности, так что предсказывать их падение и повышение почти невозможно. Однако при анализе биржи обнаруживается много циклов разной периодичности. Если несколько коротких циклов совпадают по фазам, получается длинный цикл, и можно сделать прогноз. Вот, например, цены на хлопок. В течение 240 лет, с 1731 года по 1970-й, они колебались с периодичностью в 17,5 года. У курса обыкновенных акций выявлен 9,2-годовой цикл. Пятьдесят раз повторился 9,18-месячный цикл тонно-километров в грузовых перевозках Канадской тихоокеанской железной дороги. Циклы повторяются неуклонно, на протяжении всего того времени, о котором имеются цифровые данные, и длина циклов остается неизменной во все времена. В переменах цен на кованое железо в Англии отмечен цикл в 16,67 года. Существует он чуть ли не семьсот лет.

Дьюи и его сотрудники верят в то, что когда-нибудь они смогут полностью объяснить тайну циклов: понять, чем они вызываются, можно ли регулировать хотя бы некоторые из них и может ли человек приспособиться к тем, которые регулированию не поддаются. Разобраться в этом до конца, говорит Дьюи, было бы равносильно открытию Периодического закона.

Ученые, исследующие циклы и ритмы, в этом пункте согласны с Дьюи. Но его убежденность, что циклическим закономерностям подчиняются социальные сферы, разделяют лишь немногие его приверженцы: подавляющее большинство фактов не на его стороне. Вот биологические явления — другое дело.

ХОД ЧАСОВ НА ШПИЦБЕРГЕНЕ

Разыщите на мокром песке креветку и бросьте ее в воду. Креветка выплывет обратно на песок. Отнесите ее в сухое место — она возвратится к влаге. Креветок, живших на одном берегу острова, перенесли на противоположный и бросили в воду. Они поплыли не к берегу, а в открытое море, в направлении, к которому они привыкли. Что же их побуждает плыть и служит для них компасом? Не положение ли солнца? Креветок поместили в тень, отразили на них от зеркала солнечные лучи, и это не замедлило сказаться на их поведении. Те, кого бросили в воду, отправились дальше в море, а те, кто остался на суше, поползли в глубь острова. Когда же их перевезли на самолете из восточного полушария в западное, и в один и тот же час измерили угол между направлением их пути и направлением солнечных лучей, и угол этот оказался один и тот же, стало ясно, что у креветок есть часы, которые показывают им время и положение солнца, и, куда бы ни забросила их судьба, часы эти ходят везде одинаково.

Одни животные настраивают свои хронометры на положение солнца, другие — на время прилива и отлива. Когда медуз накрывает прилив, они разжимаются. Положите их в бак с морской водой, где нет ни прилива, ни отлива, — они все равно будут в положенное время сжиматься и разжиматься. Краб умеет ориентироваться и на солнце, и на приливы, а некоторые рыбы — еще и на фазы луны. Птицы летят осенью на юг, поглядывая на звезды.

Чувство времени связано с химическими процессами, а на их скорость влияет температура. Биолог Жак Лёб наблюдал, как быстро стареют мухи, которых содержат при слишком высокой температуре. Рой пчел был приучен прилетать к кормушке в одно и то же время. Затем экспериментаторы взяли хинин, про который давно было известно, что он замедляет обмен веществ, отчего и служит жаропонижающим средством, и подмешали его к пчелиному корму: пчелы стали опаздывать к кормушке. Когда же им подмешали тироксин, который усиливает обмен, они примчались к кормушке раньше времени.

Во всем этом нет ничего удивительного. Раз уж жизнь организмов протекает во времени и в пространстве, должны же у них быть какие-нибудь приборы, связывающие их со временем и с пространством. Удивляться скорее приходится тому, что уж очень подвержены эти приборы воздействию среды. Чуть повысилась температура — и заспешили часы. Чуть понизилась — стали отставать. Где же та самостоятельность, которая должна отличать живое от неживого?

Самостоятельность нашли у краба. Краб обладает строгим суточным ритмом изменения цвета. Днем черный пигмент разливается по клеткам его спины, помогая ему прятаться в тени расселин, а ночью собирается обратно в ядра клеток, и краб бледнеет. Нескольких крабов поместили в темную комнату и стали испытывать на них перемены температуры. Ритм расширения и сокращения пигментных клеток нарушился только тогда, когда температура снизилась до нуля. Попутно обнаружилось, что наибольшее потемнение клеток каждый день наступало на пять минут позже вчерашнего. На пять минут позже наступало в тех местах и время наибольшего отлива. Так было доказано наличие часов, независимых от температуры. Эта независимость и помогает организмам приспосабливаться к среде. Каждая клетка может иметь свои собственные часы. Дитя солнца и земли, клетка чутко откликается на внешние ритмы, но будучи частичкой организма, она прислушивается и к своим собственным ритмам, порождаемым сменой тех процессов, которые происходят в организме. Чем разнообразнее эти процессы и чем активнее весь организм, тем труднее изменить его режим таким простым способом, как перемена температуры.