Если в рукотворных часах есть видимые стрелки, которые ползут по циферблату, то в биологических часах механизмы, играющие роль стрелок, конечно же, не видны. И в них не три стрелки, принимая во внимание и секундную, а значительно больше. Ведь они отсчитывают часовые, суточные, месячные, сезонные, годовые ритмы, а возможно, даже и жизненные периоды. А на уровне отдельных клеток минимальные временные отрезки могут составлять тысячные доли секунды. Но обо всем этом науке пока известно слишком мало.
Так что о сезонных часах мы знаем лишь то, что они могут включать и выключать на определенный сезон работу отдельных генов. Благодаря этому некоторые животные впадают в зимнюю спячку. И когда биологи посмотрели, что же происходит в организме спящего животного, то оказалось, что многие функции, вплоть до тех, что на клеточном уровне, у них выключены. Спит организм, и крепко спят его клетки – ничем их не разбудить.
Та же лягушка каждую зиму переживает холодную пору, зарывшись в ил не замерзающего до дна пруда. В это время ее клетки не делятся, так как они отключены, что устанавливается по клеткам хрусталика глаза.
В эксперименте эту амфибию попробовали разбудить зимой. Ее перевели в теплое помещение, осветили, и через некоторое время лягушка проснулась. Она даже смогла тихо квакать. Но в то же время при рассмотрении клеток хрусталика ее глаза под микроскопом обнаружилось, что они спят. И будут спать до самой весны, пока сезонные часы их не включат. Только тогда животное по-настоящему проснется, и клетки начнут делиться.
Знания о биологических часах помогают дополнить наше восприятие любого живого организма как совершенного творения, в котором нет мелочей. При этом можно представить себе, что существуют не только биологические часы, встроенные в организм человека и всех живых существ, но и невероятные по сложности часовые механизмы, управляющие всеми процессами во Вселенной.
Системы для целенаправленных действий
Движение – одно из важнейших проявлений жизнедеятельности животных. Для осуществления двигательных процессов и целенаправленных действий все без исключения организмы получили специальные органы, высокоэффективные устройства, например мышцы, а также системы координации и управления движением.
За движения тела, например, млекопитающего ответственны поперечно-полосатые мышцы, которые как бы натягивают «рычаги» костей скелета. Они осуществляют внешние движения их туловища, головы, конечностей, языка, включая и все произвольные поведенческие действия. А гладкие мышцы удерживают внутренние органы и обеспечивают их непроизвольные движения. Они образуют мускулатуру стенок кровеносных сосудов, пронизывают ткани внутренних органов и кожи.
Стереотипны ли действия животных? Существует комплекс врожденных движений, одинаковый для всех животных одного вида, так же как и характерные для них форма туловища, наличие окраски или ядовитых выделений и т. п. Такие признаки действий могут служить своего рода «визитной карточкой» вида.
Можно привести в пример работу пауков по плетению сети, когда каждый представитель определенного вида плетет паутину с конкретным, изначально заданным рисунком и особенностью ее конструкции. При этом, производя работу, он следует программе врожденного поведения и использует в основном одинаковые движения.
Но всегда ли врожденные действия животных являются стереотипными? Решили экспериментально проверить, как пауки станут справляться со своей довольно сложной работой, если их поместить в разные условия. Ведь тут невозможно обойтись только путем видотипичных (типичных для их вида) последовательных движений.
Опыты проводили на проволочных рамках с паутиной различной степени готовности. Предварительно эту паутину строили молодые паучки, но закончить работу им не дали. Работников снимали поочередно, а потом поменяли местами.
Казалось бы, молодежь в силу стереотипности инстинктивного поведения должна начать строить паутину заново. Однако все паучки продолжили плести паутину именно с того места, где она была оставлена предшественником. А тот молодой паук, который попал на уже готовую сеть, принял боевую позу в ожидании добычи. То есть маленькие неопытные создания сумели закончить построение сети с любой предварительной стадии.
Эти эксперименты свидетельствуют, что паучки изначально наделены способностью оценивать существующее положение вещей, прежде чем приступить к работе или очередному ее этапу. Кроме того, они могут контролировать последовательность своих действий в новой, сложившейся до этого момента ситуации, чтобы организовать весь комплекс необходимых движений самым рациональным образом.