Так одна за другой наукой были отвергнуты все гипотезы, которые пытались как-то объяснить интереснейшую из тайн природы. И еще в 1942 году один из ученых, немало потрудившийся над этой головоломкой, писал: «Таким образом, мы не видим пока пути, который приблизил бы нас к разрешению загадки… Пока нам остается лишь не очень приятная обязанность отвергнуть фантастические, надуманные гипотезы и убрать их с дороги как строительный мусор».
А еще через несколько лет доктор Крамер начал свои опыты, которые помогли, наконец, найти правильную дорогу среди строительного мусора отвергнутых теорий.
Опыты Крамера
Давно было замечено, что певчие птицы, скворцы, например, славки и сорокопуты, даже в клетках, когда приходит пора улетать на юг или, наоборот, весной лететь на север, очень беспокоятся. В эту пору они сидят обычно на жердочках, повернувшись головой в направлении перелета, то есть в ту сторону, куда летят сейчас над лесами и полями их сородичи и куда устремились бы и они, если б были на свободе. Птицы бьют в возбуждении крыльями, словно им невмоготу сидеть на месте, а иногда срываются с жердочек и пытаются лететь.
Даже в клетке птицы не ошибаются в выборе правильного направления. Крамер решил проверить, будет ли разница в их поведении в солнечные и ненастные дни.
Он сконструировал клетку диаметром в 70 сантиметров целиком из металлической сетки и поместил ее в небольшом, закрытом со всех сторон павильоне. Лишь вверху были проделаны шесть окон. Птицы в клетке, подвешенной внутри этого павильона, могли видеть только небо и ничего больше. Павильон был на колесах и легко поворачивался вокруг своей оси. Лежа в павильоне под клеткой, можно было наблюдать за поведением птиц через решетчатое дно клетки.
И вот оказалось, что когда небо было затянуто облаками, скворцы летали и прыгали по клетке во всех направлениях.
Но как только облака рассеивались и солнце выглядывало из-за туч, сейчас же поведение птиц становилось иным. Все движения скворцов теперь были направлены в одну сторону— на северо-запад. Активность их, как выражаются специалисты, была строго ориентированной.
Тогда к каждому окошку павильона прикрепили по зеркалу и повернули их так, что солнечный свет стал падать на клетку под другим углом; не с юга-запада, а с юго-востока.
Птицы сразу же повернулись на юго-запад, хотя только что не могли оторвать взоры от северо-запада.
Еще раз и под другим углом повернули зеркала — пересели и скворцы на жердочке.
Так просто и бесспорно было доказано, что птицы в выборе нужного им направления ориентируются по солнцу. Птица должна видеть солнце или хотя бы ближайшую к нему часть небосвода в пределах дуги в 30–45 градусов. Чистое небо вдали от солнца не может служить для нее ориентиром, потому что в отличие от пчел и других членистоногих птицы не чувствительны к поляризованному свету.
Отчет о своих опытах Крамер опубликовал в 1950 году и сейчас же начал другую серию экспериментов.
Вокруг клетки, снаружи, прикрепили двенадцать кормушек, совершенно одинаковых и на равном расстоянии одна от другой. Скворцов кормили только в одной из этих кормушек. Они вскоре к этому привыкли и безошибочно ее находили, хотя она ничем не отличалась от одиннадцати других.
Единственным указателем, по которому ее можно было бы отыскать, оставалось солнце, вернее, положение этой кормушки по отношению к солнцу. Когда окна затемняли, скворцы беспомощно метались от одной кормушки к другой. Если же с помощью зеркал меняли угол между кормушкой и направлением солнечных лучей, скворцы летели к другой кормушке, отстоящей от первой ровно на такой же угол.
Эти же опыты повторили, заменив естественное солнце мощной лампой, снабженной рефлектором, которую перемещали по приделанной к потолку железной рейке. Результаты были те же.
И туг заметили еще одну поразительную черту в умении птицы ориентироваться.
Солнце в течение дня все время ведь перемещается в небе, и значит положение кормушки по отношению к нему каждый час бывает разным. Л птицы тем не менее всегда безошибочно ее находят, словно бы знают, как от часа к часу меняется положение солнца, и учитывают изменяющийся в связи с этим угол между кормушкой и солнцем.
Вывод из этого неожиданного открытия мог быть только один: у птиц есть чувство времени! Очень точный хронометр, счетчик времени, или, как еще называют его, — физиологические часы.
Тут мы должны немного отвлечься, чтобы поговорить об этих самых часах. Если этого не сделать сейчас, нам трудно будет понять друг друга, когда — речь пойдет о дальнейших опытах и теории солнечной навигации
Физиологические часы
Пчеловодам давно известно: если подкармливать пчел всегда в одно и то же время, они запомнят часы кормежек и будут прилетать в «столовые» без опозданий. Но вдруг случится непогода и даже пусть неделю простоят нелетные дни — пчелы прилетят опять туда, где их кормили, и в те же часы, лишь только пригреет солнце. Если же быстро на самолете перевезти этих пчел с Украины, скажем, на Алтай, они и тут будут искать корм по местному украинскому времени. Ни для кого также не новость, что многие цветы раскрываются утром, когда вылетают на добычу насекомые, опыляющие их. Раскрываются они незадолго до рассвета, «как будто знают, — пишет один ученый, — что через несколько часов взойдет солнце». Перенесите эти цветы в помещение, в котором нет света, они все равно раскроются в положенное время.
И уж, конечно, каждый из нас по своему опыту знает, что и без будильника может проснуться, когда захочет. Нужно только небольшим напряжением воли поставить на определенный час свои «головные часы», как называют исследователи этот неизвестный пока физиологический механизм. «Головные часы» некоторых людей с такой точностью измеряют время, что они, просыпаются за минуту до звонка будильника.
Пробовали помещать человека на несколько дней в башню молчания, где не было никаких часов, никаких звуков и впечатлений из внешнего мира, а «головные часы» по-прежнему отсчитывали время. И если ошибались, то не больше, чем на пятнадцать минут в сутки.
Еще точнее работают они под гипнозом. Гипнотизер говорит усыпленному пациенту: «Проснетесь через 240 минут и выпьете этот стакан воды». И хоть нет в помещении, где проводится опыт, никаких часов, человек просыпается ровно через 240 минут и пьет воду.
Все эти наблюдения, в достоверности которых никто теперь уже не сомневается, говорят о том, что и у растений, и у животных, и даже у человека есть в организме какие-то «ходики», какие-то циклические физиологические процессы, совпадающие во времени с движением солнца по небу. Короче говоря, есть солнечные часы.
Суточные ритмы были открыты у растений еще в прошлом веке. Люди заметили, что в определенное время суток растения выбрасывают споры, интенсивно растут, открывают и закрывают цветы. Листья поднимаются, напрягаясь днем, и опускаются ночью. И другие изо дня в день и в одни и те же часы повторяющиеся процессы: вся жизнь у птиц, рыб, зверей, насекомых, червей в разное время суток протекает по-разному — в определенное время они спят, ищут пищу, поют, роют норы, идут на водопой. Даже вылет из куколок у многих насекомых происходит из года в год в одни и те же дни и часы.
Распорядок этот врожденный. С первого дня появления на свeт все животные и растения живут по солнечным часам, которые отсчитывает какой-то внутренний механизм, бессознательно приспосабливая к ним не только свой обмен веществ и физиологию, но и привычки свои и режим.
Но если зародыши животных и семена растений поместить в полную темноту или, наоборот, содержать при непрерывном освещении, то такие животные, когда родятся, а растения, когда прорастут, не обнаружат никаких периодических ритмов, словно бы нет у них физиологических часов. Но стоит новорожденных хоть на мгновение осветить мимолетной вспышкой света (если развивались они в темноте) или ненадолго погасить свет (если их содержали при непрерывном освещении), как сейчас же появится у них такой ритм.
С тараканами проделали такие опыты: отрезали им головы. Насекомые сразу же теряли чувство времени, но жизнь не теряли: бегали и без головы еще много дней. Когда безголовому таракану прирастили кусочек ткани, взятой из головы другого таракана, он сразу стал жить по часам, но по часам того таракана, кусочком головы которого его наделили.
Срастили спинками двух тараканов: одного с головой, другого без головы, и новые «сиамские близнецы» стали обладателями одних общих часов — часов того таракана, у которого была голова.
У позвоночных животных (и у человека) работой клеточных хронометров заведует, приводя их, что называется, к одному знаменателю — к единому времени, центральная нервная система, то есть мозг. Но мозг такую регуляцию осуществляет через особые железы, выделяющие в кровь гормоны — вещества-регуляторы. Известно уже более 40 физиологических и психических процессов, суточным ритмом которых управляют гормоны. Адреналин и меланофорный гормон гипофиза играют, по-видимому, главную роль — роль пружины в наших «ходиках». Действие этой пружины представляют себе пока так: день и ночь, свет и темнота, чередуясь со строгой последовательностью, заводят пружину физиологических часов. Свет побуждает к деятельности симпатическую нервную систему, а она заставляет выделяться в кровь адреналин. Темнота возбуждает парасимпатические нервы и гипофиз, который в больших дозах, чем днем, производит меланофорный гормон.
