Все циклічно у цьому світі

Архів статей > Біологія > Все циклічно у цьому світі

С. Старикович Хімія та Життя №5, 1971 р., с. 40-43

Якби Господь Бог зробив мені честь запитати моєї думки при створенні світу, то я б йому порадив створити його краще, а головне - простіше. Король Альфонс X Кастильський, XIII століття

Є й інші процеси, що підштовхують або гальмують обертання Землю. Але, як правило, роблять вони це не через рівні проміжки часу, а час від часу. А в нас йдеться лише про циклічні явища. Так ось, з циклічною зміною швидкості обертання Землі справа йде сумним чином. Усього за сорок тисяч років доба подовжується на секунду. Через мільярд років на рік залишиться лише 283 дні. Зрештою, через припливне гальмування Земля повернеться до Місяця однією стороною; земна доба втратить індивідуальність, зрівняється з місячним місяцем. Слава Богу, це станеться не скоро. Але станеться. І викличе еволюцію всього живого.

Вертлява інфузорія, статечний індик, так само як і печінка людини, пристосувалися до обертання Землі, до зміни дня та ночі, літа та зими. В організмах склалися системи, які стежать за часом. У науково-популярної, та й у суто наукової літературі їх називають "живим годинником". Дуже солідний набір такого годинника цокає і в нашому тілі. Але про це розмова трохи згодом. А поки заглянемо в глибину часів, коли нога людини, та й взагалі жодна нога ще не зневажала Землю. Заглянемо у ті далекі часи, коли вершиною життя були одноклітинні.

У молодості Земля була швидше; в епоху виникнення життя вона встигала обернутися майже за половину нинішньої доби. Вважають, що перші крихітні істоти жили лише коротким 5-6-годинним днем. Вночі вони ніби вмирали, припиняли обмінречовин. І не дивно - енергія надходила до їхніх тіл порціями, тільки вдень. А накопичувати вони її ще не вміли. Ніч помалу подовжувалась, настали такі ночі, що можна було померти і по-справжньому. Мати-природа кинулася шукати вихід. І знайшла. Вона навчила організми запасати енергію про запас, і обмін речовин перестав вимикатися на ніч. Це стало можливим після винаходу природою ферментів-каталізаторів, які, увійшовши в ланцюжок біохімічних реакцій, завзято допомагали у складуванні енергії.

Саме складування енергії забезпечує ведмедеві безтурботне проведення часу взимку. Була б барліг, а їжі ведмедику не потрібно. Ведмідь добровільно (правда, не від хорошого життя) ніби подовжив земну добу, випередив час. На противагу йому деякі організми та життєві процеси не хочуть йти в ногу з часом, зберігають вірність міні-добам. Географ Н. М. Сватков вважає, що про це свідчить каріо-кінетичний поділ ядра клітин та ритм розмноження деяких бактерій. У природних умовах вони ділиться через 5-6 годин, тобто приблизно через половину найдавніших діб.

Ніщо не вічне під місяцем. Афоризм

Цей вислів неправильно хоча б тому, що вічні припливо-відливні явища, припливо-відливні цикли, що викликаються самим Місяцем. Двічі на добу спалахує повітряний океан. Двічі на добу здіймається земна твердь. Наприклад, Москва з усіма своїми будинками піднімається майже на півметра. Двічі на добу море настає на сушу і відкочується геть.

Після припливами в тканинах морських жителів коливається інтенсивність окислювальних процесів. Перед відливом можна не турбуватися, скоро кисню буде вдосталь – і окислювальні процеси завмирають. А коли вода настає, треба енергетично підготуватися до кисневого голоду – і окислення йде повним.ходом.

Вода відступає, стає світлішою - отже, треба поміняти забарвлення, замаскуватися по-новому. Саме так робить краб з американського узбережжя: за годину-дві перед відливом він розосереджує барвник меланін. Меланофори перестають його виробляти, і краб блідне, зливається з піском. Ритм тижнями зберігається, якщо краба посадити в акваріум (де, звичайно, про припливи й мови не може бути) і акваріум тримати в повній темряві або, навпаки, при постійному світлі. Так що біологічний годинник - річ досить міцна.

Молюски, актинії, плоскі черв'яки – кожен із аборигенів приливної зони виробив власний метод порятунку. Іноді пристосування зайшло так далеко, що без припливів і жити стало неможливо. Плоский черв'як, мабуть, помер би, якби море заспокоїлося. Справа в тому, що в травному тракті плоского хробака оселилися водорості. Вони допомагають йому обміні речовин. Але водоростям, як відомо, потрібне світло, а в животі у хробака темно. Так от, щоб забезпечити своїх годувальників променистою енергією, черв'як під час відпливу виповзає на поверхню піску, ближче до сонця. Тіло у нього напівпрозоре, і водорості можуть трохи пофотосинтезувати. А коли рівень води піднімається, черв'як ховається в пісок і рятує себе та свій персональний город від пошкодження хвилями.

Сонце так само часто недооцінюється, як і турботливість вірного чоловіка. Дональд Г. Меізел. "Наше Сонце"

Чи придивлялися ви, коли розкриваються квіти? Одні красуються вдосвіта, інші - вдень, а треті - тільки в сутінках. Ще у XVIII столітті знаменитий Лінней запропонував використовувати цю властивість рослин для влаштування квіткового годинника. Такий годинник був вирощений у місті Упсалі. Їхньою пружиною служило Сонце, яке о п'ятій годині ранку розкривало пурпурові квіти.козлобородника, а опівночі закривало величезні, що пахнуть ваніллю квітки кактуса "Цариця ночі".

Рух пелюстки – це складний біохімічний процес. Неймовірне число таких процесів пов'язані з обертанням Землі, зі світловими добовими ритмами. Їх непогано б враховувати при зборі ефіроолійних та лікарських рослин, та й у побуті це знадобиться. Наприклад, ягоди суниці, чорної смородини та малини, зірвані вдень, набагато корисніші за зібрані вранці або ввечері. Вдень у ягодах більше аскорбінової кислоти (вітаміну С).

А ось інший сонячний графік. Рівно за годину до заходу сонця шпаки зграйками відлітають на ночівлю, що зазвичай знаходиться за 10-13 кілометрів від місця харчування. На світанку шпаки летять назад. Майже всі птахи стають дуже рано. Лише аристократи - будинкові горобці дозволяють собі подрімати годин до шести.

І всередині нашого організму Сонце натискає на безліч кнопок. Температура нашого тіла вища вдень, а розміри клітин печінки вночі втричі більші, ніж вдень. Вночі з двох до п'яти годин ми дуже слабкі, а максимальне фізичне навантаження людина може винести з 8 до 12 і з 14 до 17 години дня. Добовий ритм фізіологічних процесів давно враховують лікарі. Так, при лікуванні глаукоми вони використовують ранкове підвищення та вечірнє зниження внутрішньоочного тиску.

Біологічний годинник - одне з найнеобхідніших пристосувань до зміни зовнішніх умов. Скорочення світлового дня говорить про наближення зими та стимулює зростання вовни та хутра у тварин. Світлові ритми так увійшли тіло і кров, що, варіюючи їх, можна робити чудеса. Наприклад, якщо овець весь рік тримати при 8-годинному дні (зима), то вони виростають на 20-40% більше вовни, ніж зазвичай. Змінюючи світловий день, можна змінити темп статевого дозрівання риб. Ще в минулому століттівзимку освітлювали курник, і кури несли більше яєць. Варіюючи тривалістю світлового дня, можна скоротити термін вагітності у ссавців.

Сонце звичайне своє сяйво відклади і в незвичайний вигляд перетворись як вид котла мідного. український літопис

Незвичайне потьмарення Сонця неодноразово реєструвала пам'ять людства. Воно всім впадає у вічі. Раніше це вважали пальцем божим. І не дивно - трапилося ж, що одного разу потьмарення Сонця співпало зі смертю Юлія Цезаря!

А ось до звичайних коливань сонячної активності докопалися лише минулого століття. Зробив це німецький астроном-аматор Генріх Самуель Швабе. Він цілих 43 роки щодня спостерігав у поганий телескоп за сонячними плямами. І його осяяло – кількість плям на Сонці закономірно змінюється через 11 років. Щоправда, згодом з'ясували, що цикл може розтягнутися і до 16-17 років. Та й взагалі так званий 11-річний цикл зовсім і не цикл, а начебто половина циклу. Тому що через 11 років групи сонячних плям змінюють свої магнітні характеристики на протилежні, тобто до колишнього стану вони повертаються за вдвічі більший проміжок часу. Цим ієрархія сонячної активності аж ніяк не закінчується. Є цикли 33, 169, 400, 600 і більше років.

У результаті сонячного циклу порція променистої енергії, одержуваної Землею, змінюється. Але сильно, в 20 разів, змінює інтенсивність ультрафіолетової радіації, що серйозно позначається на живій природі. А як інакше - навіть простий схід сонця викликає біохімічну перебудову в організмі. Ось, наприклад, "реакція сходу", відкрита японськими дослідниками. Вони виявили, що флокуляція - реакція, що передує згортанню крові, - перед сходом сонця йде на 20% інтенсивніше.

Багато земних процесів ніби стежать за сонячними плямами. Іколи плям ставати більше, пожвавлюються надра, атмосферу розбурхують магнітні бурі, погода страшенно вередує. Причому найсильніші обурення відбуваються через один сонячний цикл, а ще через три. Механізм такої кратності ще не зрозумілий. А розгадати його було б непогано. Бо найспекотніші і сухі, найвологіші та холодні роки невідворотно приходять через 30-35 років, через три сонячні цикли.

Слідом за Сонцем та інші небесні тіла вносять свій внесок у скарбничку ритмів. Надра Землі найбільше неспокійні через 22-23 роки, але особливо потужний розгул підземної стихії трапляється за певного становища планети Уран.

А ось плеяда припливоутворювальних циклів: 1 рік, 2 роки, 8,9 років, 18,9 року, 111 років і 1800-1900 років. Ритм у 1800 років – особливо яскравий. Сонце, Місяць та Земля потрапляють на одну площину та на одну пряму. Відстань між Землею та Сонцем стає найменшою. А сили тяжіння тільки й чекають на сприятливий випадок, щоб показати, на що вони здатні. Земну кору та океан розбурхують колосальні приливні хвилі. На поверхню світового океану виринає холодна глибинна вода. Охолоджується атмосфера. Таке на пам'яті людства вже бувало.

Ритми оточують нас усюди. Недарма у новітньої монографії академіка З. У. Калесника " Загальні географічні закономірності Землі " є широка глава про ритмічні явища живої і неживої природі. Ритмів стільки, що вони накладаються одна на одну, то посилюючи, то послаблюючи ефект. Одне й те явище - коливання температури води Північної Атлантики - обумовлено періодикою сонячної активності і Місяцем.

Особливо чіткі ритми, спричинені космічним польотом Землі. Найкоротший із них - зміна пір року. Найдовший і найпотужніший за своїми наслідками цикл у 180-200 мільйонів років пов'язаний із оборотом Сонячноїсистеми навколо ядра Галактики. Саме через такі проміжки часу на Землі різко змінювався рельєф, флора та фауна.

Одним каменем багато горщиків не переб'єш. Із записів В. Даля

Це прислів'я стосовно нашої статті б'є не в брову, а в око. І як інакше - якось пізнавши взаємозв'язок між ритмами, можна перебити купу горщиків, стати оракулом-прогнозистом, здавалося б, зовсім розрізнених природних явищ.

Пізнання циклів вже дає перші плоди. Коли з'ясувалося, що катастрофічне розмноження сарани відбувається на четвертий-шостий рік після початку чергового циклу сонячної активності, заздалегідь почали вживати заходів, і лихо відступило. Заздалегідь передбачали (і виправдали) епідемію вірусного грипу. У деяких країнах після кожного спалаху на Сонці шоферів просять бути уважнішими. Адже реакції у них у цей час дуже сповільнені.

Географи, спираючись на ритміку природних явищ, передбачають, що рівень Каспію падатиме до середини 70-х років і море обміліє ще на тридцять сантиметрів. Але потім вода у Каспії почне прибувати. З періодичних варіацій клімату, вважають, що віковий мінімум температури біля СРСР настане на початку 80-х; у найближчі тридцять років посиляться льоди в Арктиці та плавати там стане важче; знизиться рівень води в Байкалі та Аральському морі.

Все циклічно, але цикли не повторюють одне одного. Планета еволюціонує. Куди вона йде?

Ось одна зі стежок. Нині щороку через дегазацію мантії в океан надходить 3•10 8 тонн води. Якщо рівень океану зростатиме нинішніми темпами, то людям та звірам загрожує всесвітній потоп - за мільярд років три чверті суші втопиться. Але людству рано ламати голову над проблемами неосяжно далекого майбутнього. Є речіі актуальніший.

1. Хто відкрив нам часу рахунок?Літинська Л. Л. Хімія та Життя №4, 1981 р., с. 24-28

2. Ланцюг добових ритмівДердіященко А. А. Хімія та Життя №5, 1987 р., с. 44-47