Что такое биологические часы животных

Часы в организме высших животных

Часы в организме высших животных

Наконец, немного о биологических часах высших животных. Во всех клетках есть свои часы. Но, как уже сказано выше, многоклеточный сложный организм может нормально существовать только при условии согласованности во времени всех его функций, т.е. должны быть «центральные», «главные» часы, управляющие всеми остальными внутриклеточными часами.

Относительно недавно было показано, что эти «главные» часы расположены в головном мозге в супрахиазменном ядре таламуса. К этим часам подходят нервные волокна от зрительного нерва, с кровью приносятся различные гормоны и среди них вероятно, наиболее важный для настройки часов гормон эпифиза – мелатонин. Эпифиз, бывший когда-то «третьим глазом» у древних рептилий, сохранил свои функции регуляции циркадных ритмов.

В клетках супрахиазменного ядра таламуса циркадная периодичность сохраняется и в опытах, когда эти структуры изолированы из организма. Это позволило выяснить многие особенности действия этих главных часов.

С помощью волокон зрительного нерва и гормона мелатонина эти часы регулируются сменой светлого и темного времени суток, а среди сигналов, действующих на эти клетки, оказалась NO – окись азота.

То, что NO – участник важных биохимических процессов, открыл около 30 лет назад А.Ф. Ванин (в Институте химической физики АН СССР). Сейчас пути образования в клетке этого, как казалось ранее, вполне чужеродного вещества, изучают во множестве лабораторий в разных странах. Становится понятным смысл употребления препаратов нитроглицерина при стенокардии, выясняется механизм расширения коронарных сосудов сердца. Обнаружена роль этого вещества в самых разных процессах. И вот в механизмах временной организации сложного организма NO также играет ключевую роль.

Суточная периодичность может быть очень сложной

Проблема биологических часов не ограничивается чисто научными задачами. Очевидно принципиальное значение этих вопросов для медицины. Изменение физиологического состояния организма на протяжении суток – изменение работоспособности, умственной активности, проявлений иммунитета – всё это необходимо учитывать в повседневной жизни. Одни и те же лекарства могут давать совершенно различные эффекты при приеме в разное время суток, при разных фазах биологических ритмов.

Помимо околосуточных, циркадных, периодов наши организмы подчинены многодневным – околонедельным, околомесячным, годичным и еще более длительным ритмам. Этим вопросам посвящена обширная литература, но они еще далеки от полного выяснения. В последнее время большой интерес вызывают исследования и концепции доктора медицинских наук Л.Я. Глыбина, директора Кардиологического центра Владивостока.

Л.Я. Глыбин полагает, что в сутках есть несколько периодов повышенного и пониженного физиологического состояния организма. Пониженная сопротивляемость болезням, пониженная работоспособность приходится на время 2–3, 9–10, 14–15, 18–19, 22–23 ч местного времени. Высокая работоспособность и сопротивляемость болезням характерна для времени суток 5–6, 11–13, 16–17, 20–21 и 24–1 ч. Соответственно этим периодам, Л.Я. Глыбин полагает желательным начинать день в 5–6 ч утра и ложиться спать до 22 ч, соответственно перестроив всю общественную жизнь, отменив работу в ночные смены, вечерние сеансы кино и театральные спектакли. По его мнению, «совы» отличаются от «жаворонков» только тем, что они используют период 24–1 ч и пропускают чрезвычайно продуктивный период 5–6 ч. Так ли это? Потребуется много усилий, чтобы найти ответы на такие вопросы.

Мы многое узнали в эти недавние годы расцвета исследований природы биологических часов. Еще больше предстоит узнать. Это очень увлекательно. И особое чувство вызывает то, что в каждом новом достижении так или иначе проявляются труды, мысли и жизненные судьбы многих поколений исследователей. Я не мог по краткости времени и места даже упомянуть большинство имен и могу лишь отослать любознательных к книгам и статьям, опубликованным по этой проблеме.

Данная статья была опубликована в № 45/2004 газеты «Биология» издательского дома «Первое сентября». Все права принадлежат автору и издателю и охраняются.

Источник

Циркадные ритмы животных

Внутренние биологические часы некоторых животных позволяют им придерживаться жесткого распорядка дня даже тогда, когда они не могут знать, день сейчас или ночь.

Наиболее очевидные те биологические ритмы, которые соотносятся с природным суточным циклом – сменой дня и ночи внутри 24-часового периода. Это так называемые циркадные ритмы. Собственно, циркадные ритмы являются эндогенными процессами, то есть процессами, контролируемыми внутренними силами организма. Эти ритмы проявляются даже в том случае, когда внешние воздействия среды не меняются и искусственно сделаны постоянными. При изменении состояния внешней среды циркадные ритмы проявляются в организме и остаются еще некоторое время, тогда как нециркадные исчезают.

В каждом суточном цикле саранча активна на протяжении светлого времени и пассивна в темноте. Внешне это похоже на настоящий циркадный ритм, но если поместить саранчу в условия постоянного света или постоянной темноты, обычный для насекомых ритм активности быстро исчезает. В том же суточном цикле американский таракан (Periplaneta americana) активен только первые несколько часов темноты. Если это насекомые содержится при постоянном освещении или в темноте, то его поведение показывает, что действующий циркадный ритм является эндогенным.

На первый взгляд циркадные ритмы кажутся тем же самым, что и различные физиологические реакции, связанные с внешним суточным циклом. Но врожденные циркадные ритмы имеют четыре основные черты: они являются эндогенными, синхронизируются с внешними факторами, не подвержены влиянию температуры тела и могут быть разрушены только с течением времени, если внешние условия среды искусственно меняются.

Узнавание ритма

После нескольких дней, проведенных без воздействия основных естественных компонентов суточною цикла (например, смены света и темноты, тепла и холода), циркадные ритмы животных становятся менее четкими. Некоторые делаются немного короче, чем 24 часа, а некоторые немного длиннее, отсюда термин «циркадные», что означает «приблизительно сутки». Если южная летяга (Glaucomys volans) содержится в постоянной темноте, ее циркадный ритм активности сокращается, часто превращаясь 23,5-часовой цикл, который является ее наследственной периодичностью. Когда животное возвращается к нормальному 24-часовому режиму, периодичность света-темноты и температуры синхронизирует ее циркадный ритм таким образом, что он снова становится равным точно 24 часам. Эта способность внешних факторов синхронизировать циркадные ритмы называется «загрузкой», а воздействующие внешние факторы называются «программирующими», или «задающими» время.

Когда одногорбому верблюду (Camelus dromedarius) не хватает воды, колебания температуры его тела (разница между верхним и нижним значениями) увеличиваются от 2 °С до 6 °С, но циркадная периодичность изменения температуры не изменяется. Хотя температура тела влияет на многие физиологические процессы, она не затрагивает циркадные ритмы.

Циркадная активность комаров, проявляющаяся при низкой освещенности, становится более выраженной, если освещенность искусственно усилить. Таким образом, циркадные ритмы могут нарушаться многими искусственными внешними факторами. Что контролируют циркадные ритмы?

Если шишковидную железу, или эпифиз, воробья удалить хирургическим путем, он немедленно теряет свои циркадные ритмы. Если эпифиз пересадить обратно, воробей снова их обретает. Если пересадить эпифиз от птицы с иными циркадными ритмами, реципиент немедленно приобретает донорские ритмы взамен своих собственных. Более того, если прикрыть глаза воробья от воздействия света, его циркадные ритмы не меняются, но, если непрозрачный материал помешается на череп воробья, над шишковидной железой, птица теряет свои ритмы. У птиц циркадные ритмы регулирует секретируемый шишковидной железой гормон мелатонин, а эпифиз стимулируется светом от фоторецепторов в мозге, а не в глазах.

Сходный с результатом эксперимента по пересадке эпифиза у птиц эффект был получен в опытах с куколкой шелкопряда, которой пересаживали мозг. Без мозга куколка теряет свое циклическое поведение по превращению во взрослое насекомое, но если ей снова пересадить ее мозг, или мозг, полученный от других видов, циклическое поведение возвращается или соответственно становится таким, как у видов, мозг которых был имплантирован. Значит, и в этом случае поведение контролируется секрецией определенного
гормона.

У млекопитающих часть среднего мозга, известная как гипоталамус, содержит два небольших собрания клеток, называемых надзрительными ядрами. Эти клетки, безусловно, являются биологическими часами и совместное эпифизом запускают циркадные ритмы.

Надзрительные ядра «загружаются» внешним светом через глаза, но воздействуют на поведение не через гормональную активность (как у птиц и насекомых), а прямо через нервную систему.

Источник

Биологические часы животных

Все живые организмы Земли способны чувствовать течение времени и строить свою жизнедеятельность синхронно с ним: многие птицы поют в заданные природой моменты, рыбы нерестятся, при наступлении благоприятных условий, пчелы летят за нектаром, когда цветки отрывают для них свои лепестки.

Способность ориентироваться во времени называют биологическими часами.

Благодаря биологическим часам, животные распознают изменение погодных условий при смене времен года, это позволяет им перестроиться на другой жизненный ритм заранее: изменить окраску, подготовиться к длительной спячке или к дальнему перелету.

В поисках ответов на вопросы, какие факторы влияют на биоритмы живой природы, почему многие процессы у чело века, растений и животных совпадают и подчиняются суточному распорядку, учеными проводились многочисленные исследования.

Интересен эксперимент над любимицей генетиков – плодовой мушкой дрозофилой.

Взрослая дрозофила рождается из куколки всегда перед рассветом. Затем мушки спариваются, самки откладывают яйца, и через одиннадцать дней, тоже перед рассветом, появляется на свет новое поколение дрозофил.

Английский биоритмолог Колин Питтендрай обеспечил мушкам 24-часовое освещение в течение полугода, что для мелких насекомых целая вечность. В результате они не знали, что бывает день и его сменяет ночь.

Это не помешало шестнадцатому поколению дрозофил появиться из куколок точно перед рассветом.

Значит дрозофилам, как и всем существам на Земле, от амебы до человека, свойственно чувство времени? Быть может это свойство является основным во всех наследуемых программах поведения?

Если прислушаться и присмотреться к птицам, можно сделать немало интересных открытий.

Птицы подобны живым часам, недаром из настенных часов в прежние времена высовывалась кукушка, а по петухам определяли время по утрам. По часам птиц и в наши дни можно определить время.

В Панаме обитает шляпковый тинаму, он похож на маленького страуса. Тинаму заводит свою песню каждые три часа – днем или ночью, круглый год. Его панамцы называют трехчасовиком и считают, что внутри птицы спрятаны часы с репетитором.

Крапивник, самая маленькая птичка планеты, тоже очень пунктуален. Он начинает петь каждый день в 5,57 утра, независимо от восхода солнца, который смещается ежедневно на четыре с лишним минуты.

Понаблюдаем за крабами Бермудских островов.

Черный пигмент, разливающийся днем по спине краба, помогает ему прятаться в тени ущелий, ночью крабы бледнеют — пигмент уходит в ядра клеток. Смена окраски подчиняется суточному ритму, но есть у крабов еще одна привязанность – они обедают по лунным часам: спускаются в поисках пищи к воде во время отлива, и у ползают спать на высокий берег во время прилива. Отливы и приливы подчиняются лунным суткам и повторяю тся через 24 часа 50 минут.

Крабы, перенесенные в лабораторию, сохранили свои лунные привычки даже в отсутствие отливов и приливов.

Сохранят ли они их, если изменить время приливов? Для такого опыта взяли устриц, открывающих раковины в такт отливам и приливам.

Фрэнк Браун, американский биолог, собрал устриц на отмели штата Коннектикут и перевез в штат Иллинойс – подальше от океана. Там их поставили в темную комнату, положив в лотки с морской водой. В первые дни открытие раковин и наивысшая фаза коннектикутского прилива совпадали. Но через две недели устрицы перестроились, и открытие раковин стало происходить, когда луна в Иллинойсе была в зените. Если бы Иллинойс находился на берегу океана, самый высокий прилив в это время был бы там.

Опыт доказал, что раковины открывает Луна.

Изменяющаяся траектория движения улиток показала связь биологических ритмов животных с изменениями силы магнитного поля.

С ним связы вают и уникальную способность птиц ориентироваться в пространстве во время сезонных перелетов.

12 тысяч километров ежегодно преодолевает полярная крячка в одну и столько же в обратную сторону.

Гнездится она от Северного полюса в 150 км, а с приходом осени отправляется в дальний путь – пролетает над Канадой и пересекает Атлант ический океан, летит вдоль Африки, огибает мыс Доброй Надежды и держит курс к юго-востоку к месту своей зимовки.

Орнитологи более 100 лет экспериментировали с перелетными птицами, и сделали вывод, что в своем движении птицы ориентируются по звездам – ночью, по солнцу – днем, а по магнитному полю, когда не видно звезд и солнца.

Голуби имеют два компаса – магнитный и солнечный. Как и многие другие животные, они различают отклонения магнитных силовых линий по вертикали и их направление. Как утверждают орнитологи Терлицки из Нью-Йорка, голуби умеют ориентироваться по луне и по источникам инфразвуков, не доступных человеческому уху.

Если солнце надолго скрывается в облаках, необходимое направление птицы находят по картине поляризованного света. У них хорошо развита память на запахи.

Все эти ориентиры складываются в многослойную карту местности, помогающую определить направление и расстояние.

Пять-шесть компасов и многослойная карта – природа хорошо позаботилась о безопасности межконтинентальных перелетов птиц!

Таким образом, на биоритмы животных имеют влияние

Все живые организмы подчиняются суточному ритму, источником которого является вращение Земли.

По материалам книги А. Вейна «Три трети жизни».

Предлагаю посмотреть интересное видео:

Елена Вальве для проекта Сонная кантата

Источник

Ход часов лишь однозвучный

Нобелевская премия 2017 года по физиологии и медицине присуждена за исследования циркадных ритмов

Первая нобелевская премия 2017 года, которую традиционно вручают за достижения в области физиологии и медицины, досталась американским ученым за открытие молекулярного механизма, обеспечивающего все живые существа собственными «биологическими часами». Это тот случай, когда о значимости научных достижений, отмеченных самой престижной премией, может судить буквально каждый: нет человека, который не был бы знаком со сменой ритмов сна и бодрствования. О том, как устроены эти часы и как удалось разобраться в их механизме, читайте в нашем материале.

В прошлом году Нобелевский комитет премии по физиологии и медицине удивил общественность — на фоне повышенного интереса к CRISPR/Cas и онкоиммунологии награду присудили за глубоко фундаментальную работу, сделанную методами классической генетики на пекарских дрожжах. В этот раз комитет снова не пошел на поводу у моды и отметил фундаментальную работу, выполненную на еще более классическом генетическом объекте — дрозофиле. Лауреаты премии Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг, работая с мушками, описали молекулярный механизм, лежащий в основании циркадных ритмов — одной из важнейших адаптаций биологических существ к жизни на планете Земля.

Что такое биологические часы?

Циркадные ритмы — результат работы циркадных, или биологических часов. Биологические часы — это не метафора, а цепочка белков и генов, которая замкнута по принципу обратной отрицательной связи и совершает суточные колебания с циклом примерно в 24 часа — в соответствии с продолжительностью земных суток. Эта цепочка довольно консервативна у животных, а принцип устройства часов одинаков у всех живых организмов — у которых они есть. В настоящее время достоверно известно о наличии внутреннего осциллятора у животных, растений, грибов и цианобактерий, хотя у других бактерий тоже обнаруживаются некие ритмические колебания биохимических показателей. К примеру, наличие суточных ритмов предполагается у бактерий, которые формируют микробиом кишечника человека — регулируются они, по всей видимости, метаболитами хозяина.

У подавляющего большинства наземных организмов биологические часы регулируются светом — поэтому они заставляют нас спать ночью, а бодрствовать и принимать пищу днем. При смене светового режима (к примеру, в результате трансатлантического перелета) они подстраиваются под новый режим. У современного человека, который живет в условиях круглосуточного искусственного освещения, циркадные ритмы нередко нарушаются. По данным специалистов из Национальной токсикологической программы США, смещенный на вечернее и ночное время рабочий график чреват для людей серьезным риском для здоровья. Среди нарушений, связанных со сбоем циркадных ритмов, — расстройства сна и пищевого поведения, депрессия, ухудшение иммунитета, повышенная вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний, рака, ожирения и диабета.

Суточный цикл человека: фаза бодрствования начинается с рассветом, когда в организме происходит выброс гормона кортизола. Следствием этого является повышение кровяного давления и высокая концентрация внимания. Лучшая координинация движений и время реакции наблюдаются днем. К вечеру происходит небольшое увеличение температуры тела и давления. Переход к фазе сна регулируется выбросом гормона мелатонина, причиной которого является естественное снижение освещенности. После полуночи в норме наступает фаза самого глубокого сна. За ночь температура тела снижается и к утру достигает минимального значения.

Рассмотрим подробнее устройство биологических часов у млекопитающих. Высший командный центр, или «мастер-часы», расположен в супрахиазматическом ядре гипоталамуса. Информация об освещенности поступает туда через глаза — сетчатка содержит специальные клетки, которые напрямую сообщаются с супрахиазматическим ядром. Нейроны этого ядра отдают команды остальным частям мозга, к примеру, регулируют выработку эпифизом «гормона сна» мелатонина. Несмотря на наличие единого командного центра, собственные часы есть в каждой клетке организма. «Мастер-часы» как раз и нужны для того, чтобы синхронизировать или перенастраивать периферические часы.

Принципиальная схема суточного цикла животных (слева) состоит из фаз сна и бодрствования, совпадающей с фазой питания. Справа показано, как этот цикл реализуется на молекулярном уровне — путем обратной отрицательной регуляции clock-генов

Takahashi JS / Nat Rev Genet. 2017

Пара CLOCK-BMAL1 регулирует экспрессию не только пары PER и CRY. Среди их мишеней имеется также пара белков, которые подавляют активность самих CLOCK и BMAL1, а также три фактора транскрипции, контролирующих множество других генов, которые не относятся непосредственно к работе часов. Ритмичные колебания концентраций регуляторных белков приводят к тому, что суточной регуляции оказываются подвержены от 5 до 20 процентов генов млекопитающих.

Причем здесь мухи?

Почти все упомянутые гены и весь механизм в целом был описан на примере мушки-дрозофилы — этим занимались американские ученые, в том числе и нынешние лауреаты Нобелевской премии: Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг.

Жизнь дрозофилы, начиная со стадии вылупления из куколки, строго регулируется биологическими часами. Мушки летают, кормятся и спариваются только днем, а ночью «спят». Кроме того, в течение первой половины ХХ века дрозофила была основным модельным объектом для генетиков, поэтому ко второй его половине у ученых накопился достаточный инструментарий для изучения мушиных генов.

Первые мутации в генах, связанных с циркадными ритмами, были описаны в 1971 году в статье Рональда Конопки и Сеймура Бензера, которые работали в Калифорнийском технологическом институте. Путем случайного мутагенеза исследователям удалось получить три линии мух с нарушением циркадного цикла: для одних мух в сутках как будто было 28 часов (мутация per L ), для других — 19 (per S ), а мухи из третьей группы вообще не имели никакой периодичности в поведении (per 0 ). Все три мутации попадали в один и тот же участок ДНК, который авторы назвали period.

В середине 80-х годов ген period был независимо выделен и описан в двух лабораториях — лаборатории Майкла Янга в университете Рокфеллера и в университете Брандейса, где работали Росбаш и Холл. В дальнейшем все трое не теряли интереса к этой тематике, дополняя исследования друг друга. Ученые установили, что введение нормальной копии гена в мозг «аритмичных» мух с мутацией per 0 восстанавливает их циркадный ритм. Дальнейшие исследования показали, что увеличение копий этого гена сокращает суточный цикл, а мутации, приводящие к снижению активности белка PER, — удлиняют.

В начале 90-х сотрудники Янга получили мух с мутацией timeless (tim). Белок TIM был идентифицирован как партнер PER по регуляции циркадных ритмов дрозофилы. Надо уточнить, что у млекопитающих этот белок не работает — его функцию выполняет упомянутый выше CRY. Пара PER-TIM выполняет у мух ту же функцию, что у людей пара PER-CRY — в основном подавляет собственную транскрипцию. Продолжая анализировать аритмичных мутантов, Холл и Росбаш обнаружили гены clock и cycle — последний является мушиным аналогом фактора BMAL1 и в паре с белком CLOCK активирует экспрессию генов per и tim. По результатам исследований Холл и Росбаш предложили модель обратной отрицательной регуляции, которая и принята в настоящее время.

Помимо основных белков, задействованных в процессе формирования суточного ритма, в лаборатории Янга был открыт ген «тонкой настройки» часов — doubletime (dbt), продукт которого регулирует активность PER и TIM.

«Молекулярные часы» дрозофилы. На схеме отмечены упомянутые в тексте основные белки часов: CLOCK (dCLK), CYC, PER (P), TIM (T), DBT. Ph — остаток фосфата, присоединением которого регулируется стабильность PER и TIM.

Источник

Биологические часы в природе

С древнейших времен человек наблюдал за периодиче­скими изменениями у окружающих его живых организмов. Со времен Аристотеля (IV в. до н. э.) и до наших дней у исследователей не ослабевает интерес к удивительному и загадочному чувству времени. Некоторые факты, отме­ченные исследователями, настолько поразительны и нео­бычайны, что заставляют серьезно задуматься о природе их происхождения.

Человек с давних пор восхищался умением птиц на­ходить дорогу к дому. Открытие способности птиц ориен­тироваться по Солнцу изумило исследователей. А то обстоятельство, что во время ночных полетов птицы ориен­тируются по звездам, буквально потрясло ученый мир.

Изучение перелетов птиц позволило сделать важный вывод: многие птицы ежегодно совершают перелеты за сотни и тысячи километров по определенному маршруту. Если птицы сбиваются с пути или их специально удаляют от перелетных путей, то они все же самостоятельно нахо­дят дорогу к тем местам, через которые проходит их пере­лет в дальние края, и продолжают перелет по своему обычному маршруту.

Немецкий ученый из Германии Г. Крамер в 1945 г. начал экспериментальное изучение способов ориентации птиц. Он обнаружил, что днем птицы ориентируются, сопостав­ляя положение Солнца со временем, которое показывают их биологические часы. Как доказали исследования, для такой ориентации по Солнцу точность хода их внутрен­них часов очень высока. Ошибка не превышает одной ми­нуты.

Наблюдения Крамера показали, что многие птицы (особенно мелкие) совершают ночные перелеты. Днем они вынуждены пополнять запасы энергии, израсходован­ные во время полета. Птицы совершают перелет в ночное время еще и потому, что ночью меньше отвлекающих фак­торов, и им легче преодолевать большие расстояния.

Исследования дневных и ночных перелетов птиц Кра­мер проводил несколько необычным и оригинальным мето­дом. Он помещал исследуемых птиц в круглую клетку со стеклянным верхом так, чтобы птицы могли видеть лишь участок неба, находящийся под углом зрения примерно 70°. Прозрачный пол клетки позволял наблюдателю сле­дить за птицей.

Важное условие в опытах Крамера было то, с какой стороны попадал свет в клетку. Оказалось, что направле­ние полета птица определяла по Солнцу. Она знала, что для того, чтобы найти восток утром, надо двигаться по направлению к Солнцу, а в конце дня так, чтобы оно оставалось непосредственно сзади.

В одном из своих экспериментов Крамер «остановил» Солнце, поместив источник света в течение всего дня с одной стороны клетки. И что же произошло? Птица «пе­репутала» все стороны света, приняв восток за запад в 6 час. утра и север за запад в полдень.

Аналогичные опыты проводились в условиях искусст­венного ночного неба. В этих экспериментах было нагляд­но показано, что птицы во время перелетов хорошо ориентируются по звездам. Когда птице в планетарии показали весеннее небо, она повернулась на северо-восток, как это бывает в естественных условиях; под осенним небом – на юго-запад.

Изменяя положение звезд на небосводе планетария, в котором была установлена клетка, можно было созда­вать у птицы впечатление ее постепенного перемещения па юг. Таким образом, птица, никогда не покидавшая своей клетки и ни разу не летавшая на юг, определяла направление перелета в южные страны.

Для подкрепления этой гипотезы немецкий ученый из Ф. Зауэр провел эксперименты, в которых картина ночного неба менялась в соответствии с изменяемой долго­той. Реагируя на изменение долготы, птицы определяли на­правление полета иначе, чем они это делали при измене­нии широты.

Не менее удивительно и загадочно поведение пчел. Свои наблюдения о ритмических танцах пчел, о их особом тон­ком чувстве времени впервые опубликовал немецкий уче­ный К. Фриш еще в 1926 г. Он сделал важное открытие: танцы пчел позволяют им общаться между собой, являют­ся их языком. Аналогичным образом общаются и муравьи.

Впоследствии известный математик К. Шеннон (осно­воположник теории информации) высказал предположе­ние о принципиальной возможности установления контак­тов с обитателями других миров путем применения меж­планетного кода, в основе построения которого должен быть использован принцип языка пчелиных танцев и спо­собы общения муравьев.

В своих сообщениях путем танца пчелы передают основную характеристику корма, точное его местоположе­ние по отношению к Солнцу и расстояние. Нет сомнений, что такую информацию пчелы могут передавать, лишь имея внутренние биологические часы.

Интересно отметить, что расположение Солнца в зените сбивает ориентировку пчел во времени и пространстве. Такой случай можно наб­людать лишь на экваторе, где Солнце бывает в зените. Не имея ориентировки во времени и пространстве, пчела в та­кой ситуации оставалась на месте.

Пчелы обладают довольно высоко развитым чувством времени. По наблюдению многих исследователей, они в определенное время вылетают на поиски пищи и возвра­щаются в улей. Безусловно, без внутренних биологических часов они этого сделать не смогли бы.

Биологические часы есть и у растений. Их действие проявляется в периодических движениях листьев вслед за перемещением Солнца, во времени цветения и плодоноше­ния, раскрывания и закрывания цветов, уровне фотосин­теза и т. д.

Учитывая такую интересную особенность пробуждения и засыпания различных растений, на садовой клумбе мож­но устроить живые часы. Для этого на клумбе рассажи­вают цветы в таком порядке, в каком они раскрываются и закрываются. По этим живым часам можно довольно точно определить время суток.

Интересно понаблюдать за тем, когда начинают про­буждаться и петь различные птицы.

Биологические часы определяют суточную периодич­ность жизнедеятельности у многих животных. Она наи­более выражена в смене фаз двигательной активности и относительного покоя.

Период активности в суточном ритме включает в основ­ном короткие движения (бег, перелеты, порхание и т. д.) и более длительный относительный покой. Так, например, у некоторых хищников (щук, пауков, кошачьих) разви­лась способность к «оперативному покою», в котором они находятся, подкарауливая свою жертву. В состоянии по­коя животные обычно находятся без движений, однако не­которые из них ненадолго пробуждаются (обезьяны гамад­рилы просыпаются ночью на 30 мин. через каждые 2- З часа).

При соблюдении постоянства внешней среды (освещен­ности, температуры, влажности и т. д.) время наибольшей активности и покоя остается неизменным на протяжении длительного периода времени. Это обстоятельство впер­вые отметил в 1914 г. польский исследователь И. Шиманский. Он обратил внимание на то, что суточные ритмы активности сохраняются в условиях постоянной темноты и температуры. В связи с этим ученый высказал предполо­жение о существовании у животных врожденной способ­ности к измерению времени.

У плодовых мух дрозофил, как и у многих других на­секомых, вылет из куколок происходит на рассвете. Дей­ствия биологических часов отмечено у насекомых. У сверчков, например, максимум суточной двигательной актив­ности приходится на 15 час. Личинки поденки проявляют наибольшую активность в период с 19 до 7 час. Этот ритм у них не исчезает в течение четырех месяцев в условиях ускоренного или круглосуточного освещения.

Источник