Английский хирург Джордж Ньюпорт, состоявший членом Лондонского энтомологического общества, провел наблюдение над двумя пчелиными семьями во время солнечного затмения, которое наблюдалось в Англии 15 мая 1836 года. Полагая, что такое наблюдение может представить некоторый научный интерес, он послал свои записи в Philosophical Transactions.
Ниже приведен один из протоколов Ньюпорта.
13.30 — Вокруг ульев большое скопление пчел. Они громко гудят.
14.00 — Началось затмение, снаружи улья много трутней, пчелы сильно возбуждены, летают вокруг ульев.
14.15 — Солнце заметно померкло, пчелы торопятся домой. Вылетают очень редко.
14.30 — Солнечный свет продолжает меркнуть. Вылетают лишь отдельные пчелы.
14.45 — Пчелы быстро слетаются в улей. Несколько трутней все еще вне его.
15.00 — Интенсивность света сильно уменьшилась. Вылетел Geotrupes stercorarius (жук-навозник, летающий в сумерках).
15.15 — Стало еще темнее, в ульях тихо, как вечером, ни одна из пчел не покидает улья. Поют петухи, находящийся неподалеку городок подернут туманом; подул прохладный ветер, небо очень чистое.
15.20 — Затмение прошло свой максимум; еще две пчелы вернулись в улей.
15.30 — Света стало больше, пчелы толпятся у летка, начинают вылетать.
15.45 — Света заметно прибавилось, пчелы покидают ульи.
15.50 — Свет значительно усилился, пчелы продолжают вылетать.
16.00 —Стало светло; одна пчела вернулась с обножкой.
16.20 — Затмение почти закончилось. Но из улья № 1 вылетело всего несколько пчел.
16.30 — Пчелы вылетели из улья № 2; затмение закончилось.
17.00 — Пчелы вылетели из обоих ульев. Небо чистое, погода прекрасная.
Хотя эти наблюдения были сделаны почти полтораста лет назад, но и они убедительно доказали, что при уменьшении интенсивности освещения активность некоторых животных резко изменяется, даже если такое снижение освещенности наблюдается в необычное время дня. Это дает основание предполагать, что путем изменения условий чередования света и темноты «стрелки» временного механизма могут быть переведены. Далее мы увидим, насколько важным оказался этот вывод для последующих исследований проблемы живых часов.
Спустя столетие после Ньюпорта японский биолог Сюити Мори тщательно изучил поведение ряда животных во время солнечного затмения, которое наблюдалось на Хоккайдо 19 июня 1936 года. Безусловно, к тому времени и научные представления, на основе которых Мори планировал свою работу, и методы, которыми он пользовался, были уже более точными и надежными, чем во времена Ньюпорта.
Для своего эксперимента Мори избрал мух рода Protofucellia, поскольку они обычно активны только в светлое время суток. Эксперимент отличался необыкновенной простотой. Протухшие рыбьи внутренности в консервной банке и липкая лента шириной в четыре и длиной в тридцать пять сантиметров, на которую садились мухи, привлеченные запахом внутренностей, — вот все, что требовалось для эксперимента. Оставалось только считать пойманных мух.
«Мухи быстро собрались вокруг банки, — писал Мори, — и, разумеется, несколько из них прилипли к ленте. Через 30 секунд липкая лента была заменена, число прилипших мух зарегистрировано. Для каждого наблюдения бралась новая лента. Число пойманных за 30 секунд насекомых было принято за меру их активности».
Прежде всего Мори установил, как ведут себя мухи в нормальных условиях. Поэтому за три дня до затмения он провел контрольный эксперимент. За час до восхода солнца он в течение 30 секунд не поймал ни одной мухи. После восхода за то же время он поймал 48 мух, а в И часов — 72 мухи. На заходе солнца к ленте прилипло уже только 9 мух, а позже — ни одной: мухи прекратили свою активность до следующего дня. Результаты экспериментов Мори обобщил следующим образом: «Мухи обнаруживают активность только в светлое время суток. Можно предположить, что их активность находится в тесной связи с интенсивностью солнечного освещения, а не с такими факторами, как температура воздуха или относительная влажность. Это четко проявляется при вычислении коэффициента корреляции между числом насекомых и изменением окружающих условий».
В день затмения, вплоть до самого его начала, число отловленных мух оставалось близким к результатам контрольного дня. Как только на диске Солнца появилась тень Луны (14.08), Мори поймал за 30 секунд лишь 55 мух. В 15.20, когда стало совершенно темно, количество пойманных за 30 секунд мух упало до 14. После восстановления полной интенсивности дневного освещения за 30 секунд к бумаге прилипло 48 мух.
«По мере развития затмения и снижения интенсивности освещения активность мух падала и число пойманных насекомых снижалось. Время минимальной активности точно совпало со временем полного затмения. Затем, по мере увеличения интенсивности солнечного света мухи постепенно восстанавливали свою активность… мы считаем, что суточная ритмическая активность этой мухи (в той мере, в какой о ней можно судить по реакции насекомого на пищу) принадлежит к тому зависимому типу ритмической активности, которая регулируется главным образом суточными изменениями интенсивности солнечного света, а также частично температурой воздуха и лишь затем относительной влажностью. Некоторое расхождение между значениями коэффициента корреляции для освещения в обычные дни и в день солнечного затмения может быть связано со слишком быстрым изменением освещенности во время затмения. Если бы солнечное затмение длилось дольше, активность мух снизилась бы еще значительнее».