Увиденное невидимое

Каким же образом происходила починка часов нижнего таракана? Какое влияние оказывал на него верхний партнер? И на этот вопрос удалось ответить опытным путем. Оказалось, что можно и не соединять двух тараканов, чтобы одному из них исправить часы. Достаточно таракану с испорченными часами пересадить клетки от обычного таракана. Но не любые клетки какого попало органа, а только нервные клетки из подглоточного нервного узла. Тогда стало ясно, что именно эти клетки выделяют вещество, которое ведает суточной деятельностью животного. Оно и переносилось кровью из тела верхнего таракана к соединенному с ним нижнему. Образование этого вещества начинается сразу после наступления темноты. Теперь понятно, почему у невидящих тараканов нарушался обычный ритм жизни, - ведь через глаза передается сигнал к клеткам, вырабатывающим это вещество.

У человека тоже нашли клетки, связанные с биологическими часами. Расположены они в мозге. В головном мозге - как бы главный часовой механизм. А в разных органах и в их клетках имеются свои часы, со своим ходом. Более сотни процессов в теле человека изменяются в течение суток. Мы уже говорили о дыхании, температуре, работе сердца. Ночью понижается память (особенно между 2 и 4 часами), увеличивается число ошибок при решении задач. Мышечная сила человека больше всего с 8 до 12 и с 14 до 17 часов, а с 2 часов ночи до 5 утра и с 12 до 14 часов человек наиболее слаб.

Когда биологические часы идут нормально, мы и не замечаем их хода. А вот поломка этих часов дает о себе знать. Её всегда ощущают люди, которым приходится пересечь временные пояса Земли при перелете с запада на восток или, наоборот, с востока на запад. Например, при перелете из Москвы в Хабаровск (разница во времени в этих городах составляет 7 часов) человек испытывает слабость, утомление, желание спать, днем и бодрствовать ночью. Неисправность внутренних часов чувствуется и при работе с непривычки в другую смену. Требуется несколько дней для перестройки биологических часов. Вот почему, чтобы быть здоровым, чтобы организм работал правильно, не сбивался со своего суточного ритма, необходимо соблюдать режим: вовремя ложиться спать, в одно и то же время вставать, в определенные часы есть и делать уроки.

Изучают суточные ритмы в самых разных направлениях. С развитием космонавтики возникла новая область медицины - космическая медицина. В её задачи тоже входит изучение биологических часов. Необходимо знать, в какие часы суток человек лучше переносит различные перегрузки - действие ускорений, недостаток кислорода...

Надо выяснять, в какое время суток наиболее чувствительны клетки того или иного органа к действию на них разных лекарств. Может случиться, что лекарство не оказывает никакого влияния только потому, что его принимают не в те часы.

Мы должны внимательно относиться к ходу наших биологических часов.

Были и небылицы.

Одним из подвигов Геракла, героя древнегреческих мифов, было уничтожение Лернейской девятиглавой гидры, которая обитала в болоте. Она пожирала путников и отравляла дыханием все живое. Геракл смело вступил в единоборство с ней. Своим мечом он отрубал одну за другой головы чудовища. Но едва стекала из раны черная кровь, как на месте отрубленной головы вырастали две новые. Только когда огонь факела касался ран, головы не вырастали.

А в русских народных сказках Иван-царевич не менее отважно отсекал головы у трехголового змея. И опять на месте отрубленной головы появлялись две новые. Откуда брались такие истории? Вероятно, давным-давно люди заметили, что у ящерицы отрастает оторванный хвост, а из половинок дождевого червя образуются два целых червя. Тяжелые ранения во время кровопролитных войн вызывали мечты о волшебных исцелениях. Вот и появлялись сказочные истории.

А может ли действительно на месте отрезанной конечности вырасти новая? Дорастает ли кусочек живого тела до целого организма? Чтобы ответить на подобные вопросы, недостаточно случайных наблюдений. Необходимо ставить опыты.

Первые опыты по восстановлению частей тела провел французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр. Он был не только зоолог и ботаник, но еще физик и химик; он изобрел и спиртовой термометр. Реомюр наблюдал, как на месте отрезанных ног у речного рака вырастают другие. Он ввел в науку новое слово - "регенерация": от латинских слов "ре" - "снова" и "генератио" - "возникновение". Работа Реомюра о регенерации ног у рака была напечатана в 1712 году. Но она прошла незамеченной, и сам Реомюр прекратил свои опыты.

Только спустя 28 лет швейцарский натуралист Абраам Трамбле продолжил опыты по регенерации. Существо, на котором он экспериментировал, тогда не имело еще названия. Да и не ясно было, животное это или растение. Оно имело вид полого стебелька, который задним концом прикреплялся к стеклу аквариума или к водным растениям, а на переднем имел щупальца. Когда это существо разрезали на отдельные кусочки, то из каждого из них вырастало целое существо, подобно тому, как из черенка растения вырастает целое растение. Но это все-таки было животное, да еще хищное, которое питалось мелкими рачками. А когда Трамбле делал продольные разрезы на переднем конце этого животного, то на месте каждого разреза возникали новые щупальца. Одним словом, образовывалось многоголовое чудовище, весьма сходное с Лернейской гидрой, которую победил Геракл, только значительно меньшего размера. Само собой напрашивалось название для этого существа: гидра. Эта гидра обладала еще более удивительными особенностями, чем Лернейская: она дорастала до целой даже из 1/200 части своего тела. Быль превзошла сказку! Когда в 1743 году в Трудах Лондонского Королевского общества были опубликованы опыты Трамбле, им просто не поверили. Они казались неправдоподобными. И тогда Реомюр выступил в защиту Трамбле и подтвердил достоверность его исследований.

После опытов Трамбле многие ученые в разных странах, в том числе и Реомюр со своими учениками, начали изучать восстановление частей тела у самых различных животных. Оказалось, что у многих животных отрастают утраченные ими части тела. Более того, из части тела может восстановиться целое животное.

Если перерезать пополам ресничного червя планарию, то на одной половинке вырастет недостающая голова, а на другой хвост, то есть образуются две планарии. А если на передних и задних концах этого червя сделать продольные надрезы и не давать им срастись, то на каждом из них вырастут по голове и хвосту - образуется двухголовый и двухвостый червь. Из совсем крошечного кусочка тела планария дорастает до червя обычного размера. Даже из 1/280 части образуется целый червь!

Морским звездам не страшно лишиться лучей. У них на месте оторванного луча возникает новый. Но и сам оторванный луч может дорасти до целой звезды.

Как же это происходит? Да так же, как и при обычном росте. Рост недостающих частей также идет за счет быстрого деления клеток: из одной клетки возникают две, а после деления этих двух становится четыре... Но одного деления недостаточно, чтобы восстановить утраченную часть тела. Надо еще, чтобы клетки приобрели разные профессии: одни из них должны стать клетками кожи, другие - мышц, третьи - участвовать в пищеварении, четвертые...

Значит, чем сложнее устроен организм, тем труднее должна быть у него регенерация утраченных частей. Чудесные восстановления, подобные тем, что бывают у гидры или морских звезд, происходят только у низкоорганизованных животных. Да и то не у всех. Даже среди близких родственников способность к регенерации бывает различной: одни черви вырастают из маленьких кусочков своего тела, а для других оказывается гибельной перерезка пополам. Почему это так? Пока неизвестно. Во многих научных лабораториях ведутся исследования по регенерации. Ученые выясняют причины восстановления органов, ищут способы превращения небылиц в были.