Загадки и тайны науки - Евгений Пономарев

Но в чем же была загадка синелицых жителей Анд? Оказалось – все дело в высоте, на которой эти люди жили. Она приближалась к 6000 метров над уровнем моря. До сих пор возможной для длительного пребывания считалась высота чуть больше 5000 метров. Кроме того, чилийцы занимались тяжелым трудом – добывали руду. При большой физической нагрузке организму требуется больше кислорода, а его на столь значительной высоте как раз и не хватает. Перенос кислорода от легких к тканям и органам тела поручен гемоглобину – красному дыхательному пигменту крови. Если кровь насыщена кислородом – цвет ее ярко-красный, артерии и капилляры придают в этом случае коже розоватый, естественный цвет. В случае снижения кислорода во вдыхаемом воздухе гемоглобин нарушает свою концентрацию и кожа синеет. Так что внешние изменения – не что-то сверхъестественное, а реакция на физиологическую перестройку организма. К тому же у высокогорных рудокопов значительно увеличен объем легких и повышена частота дыхания.

Кроме изменения цвета кожи у людей в природе встречаются и другие феномены такого же порядка. В бразильском штате Рио-Гранди-ду-Сул в 1983 году всех удивил взрослый двухметровый крокодил. Его спина, вместо того чтобы быть обычной, серо-зеленой, была золотисто-оранжевого цвета. Причем после того, как его отловили, необычная окраска некоторое время сохранялась, но затем поблекла. К сожалению, хозяин аттракциона, в котором выступал оранжевый бразильский крокодил, не дал возможности ученым установить причину странной расцветки. Пробы воды из водоема, где крокодил был отловлен, позволили говорить лишь об экологическом неблагополучии. Но что именно дало оранжевую расцветку, установить не удалось.

В Дании в середине девяностых годов XX столетия произошла другая сенсация. Родился котенок с шерстью и когтями зеленого цвета. Изучением феномена занялись специалисты университетской клиники Копенгагена. Их вывод – повышенное содержание меди в шерсти животного. Возможно, вода и пища котенка имели избыток этого металла.

Давно замечено, что шерсть овец, поедающих листья оливкового дерева, приобретает красивую золотистую окраску. Происходит это потому, что кислота, входящая в состав оливковых листьев, попадая в организм животного, превращается в особое вещество – ланаурин. Это вещество имеет светло-красный пигмент, придающий шерсти золотистый цвет. Возможно, что золотое руно, за которым охотился Ясон, герой известного древнегреческого мифа, имеет вполне объяснимое происхождение.

Часы бывают разные: наручные, настенные, напольные. Бывают башенные – куранты на Спасской башне Московского Кремля или Биг-Бен на башне Вестминстерского аббатства в Лондоне. Посмотрев на часы, можно определить время суток. Мы слышим тиканье, звон или бой; можем заводить часовой механизм, подводить стрелки; когда нужно, ремонтируем часы. Одним словом, для нас они – реально существующие материальные предметы.

Но есть, оказывается, часы, недоступные человеческому глазу и слуху. Без циферблата и стрелок, они тем не менее идут, как настоящие. В них нет металлических шестеренок и маятников, их нельзя приложить к уху, чтобы услышать торопливый ход. «Тикают» они внутри живых организмов, будь то растение, птица или человек. Наука, изучающая действие этих загадочных, невидимых часов, называется хронобиология. «Хронос» в переводе с греческого – «время». Значит, главная задача хронобиологии – это раскрытие тайн биологического времени.

Все можно измерить – продолжительность деления живой клетки, частоту биения сердца, время выделения слюны при виде пищи. Но для того чтобы знать, как возникает, живет, умирает организм, как он существует среди других организмов на планете, необходимо сопоставить множество данных, основанных на наблюдении за ритмами. Ритм – это воспроизведение одного и того же события или состояния через равные промежутки времени.

Великий ученый А. Л. Чижевский (1897–1964) писал о том, что ритм одинаково присущ как неживой, так и живой природе. Он охватывает весь космос от атома до высших проявлений духа – человеческого творчества. Все виды искусства – музыка, танец, архитектура, живопись, поэзия пронизаны ритмом. Действуя в определенном ритме, человек в любой работе достигает наибольших успехов, так как расходует силы наиболее экономно. Еще на заре истории человечества было замечено, что ритм поддерживается звуками, которые издают орудия труда, например удары молота о наковальню. Позже для поддержания сил в работе люди стали использовать музыкальные инструменты. Известно, например, что этруски, населявшие Апеннинский полуостров в 1-м тысячелетии до нашей эры, месили тесто под звуки флейты. Большим подспорьем в тяжелой работе у разных народов была песня. Она позволяла подстраиваться под общий ритм и не снижать темп работы.

Периодичность ритмов, в которых существует весь мир, колеблется от долей секунды до сотен миллионов лет. Функции нервной системы млекопитающих, такие, например, как возбуждение или расслабление, имеют коротковолновые ритмы. Некоторые из них длятся всего 0,001 секунды. А самое продолжительное из известных ритмических колебаний, занимающее около 285 миллионов лет, относится к движению нашей Солнечной системы. Она за это время, составляющее галактический год, успевает совершить один оборот вокруг центра Галактики. Вся природа пронизана ритмическими колебаниями – чередование времен года, смена дня и ночи, океанские приливы и отливы, периоды повышения и понижения солнечной активности, геологические процессы.

В человеке тоже происходят ритмические колебания, так называемые биологические ритмы, или биоритмы. Они-то и представляют собой часы, которые невозможно ни увидеть, ни услышать. Что же делают эти – биологические – часы внутри нас? Хронобиологи обнаружили в человеческом организме более 500 ритмически меняющихся реакций. Одни завершают свой цикл (от греческого «циклос» – «круг») за доли секунды или минуты. Это колебания биотоков мозга или сокращения сердечной мышцы. Другие растягиваются на несколько часов, месяцев, лет. Например, периоды солнечной активности, пик которых приходится на 11-й год цикла, влияют на органы нервной системы человека.

Самым наглядным является суточный цикл. Считается, что сутки – как бы маленькая модель года. То есть за 24 часа человек проживает весну, лето, осень, зиму.

Зимой резко замедляются биологические процессы в природе, многие животные впадают в спячку. Этому холодному времени года соответствует ночь, а ночью организм отдыхает, снижается частота пульса, дыхание становится реже, понижается кровяное давление. Весна – утро жизни. Человек пробуждается, открывает веки, на сетчатку его глаз попадает свет. И тут же активизируется головной мозг, учащается дыхание, из легких в кровь поступает больше кислорода, ткани организма освобождаются от накопившихся за ночь шлаков. Постепенно в течение суток то усиливается, то снижается обмен веществ, что отражается на состоянии, настроении, работоспособности человека.