Факторы ориентации.Свет и температура

Известная всем плодовая мушка дрозофила обычно достигает своего зрелого состояния за час до рассвета. Именно в этот момент происходит выход мухи из куколки. Если же заставить яйцо дрозофилы созревать в полной темноте, то выхода взрослой мухи из куколки не произойдет. Для того чтобы «завести свои часы», личинка куколки должна получить по крайней мере хотя бы одну короткую вспышку света, ими­тирующую рассвет, более чем за два дня до момента выхода взрослого насекомого из куколки.

Таким образом, муха-дрозофила развивается благодаря своим внутренним механизмам, но для качественного скачка в развитии — перехода от личиночной стадии во взрослое жи­вотное— ей необходим специальный внешний раздражи­тель — свет.

Общеизвестным примером зависимости индивидуального развития от сезонных изменений времени года являются многолетние растения нашей средней полосы. Из года в год осенью они сбрасывают свой зеленый наряд, чтобы с первы­ми признаками весны снова надеть его, цвести и плодоно­сить.

Однако мы можем изменить строго заведенный режим жизни растения. Особенно наглядно это наблюдается при не­которых межвидовых скрещиваниях, тогда дерево начинает цвести и плодоносить раньше или, наоборот, позднее, чем это оно делало до прививки. В случае прививок мы влияем на внутренний часовой механизм жизни растения. Можно так­же изменить ритм работы растения, поместив его в условия искусственного освещения, обогрева и т. п.

Точно так же можно изменить ритм деятельности насеко­мых и животных. Известны, например, опыты, когда кур за­ставляли искусственно нести в сутки не одно, а два яйца. Для этого оказалось достаточным разделить сутки на две равные части, в каждой из которых создать свой день и ночь. В ре­зультате петухи дважды в день совершали свою утреннюю песню, а куры увеличивали кладку яиц.

Многие паразиты и вши живут только при определенной температуре. При лихорадке, например, они покидают чело­века. Таким образом, эти животные как бы имеют «внутренние термометры», с помощью которых они производят оценку окружающей их температуры.

Некоторые москиты чрезвычайно чувствительны к инфра­красному излучению. Каждый человек излучает инфракрас­ные лучи. Однако степень такого излучения у разных людей различна и зависит также от исходного состояния. Вот поче­му одни люди более предрасположены к укусам насекомых, а другие менее. Повышенной чувствительностью к инфра­красным лучам обладают также некоторые гремучие змеи.

Долгое время оставался неясным вопрос, чувствуют ли рыбы изменения температуры? Ответ на этот вопрос был дан остроумным экспериментом, проведенным в Гарвардском университете. В аквариуме, где жили рыбы, был установлен специальный рычаг, нажатие на который приводило к добав­лению в аквариум струйки холодной воды, снижавшей в те­чение секунды температуру аквариума на 0,5° С. После не­которой тренировки рыбы при повышении общей температуры воды в аквариуме, стали нажимать на рычаг, производя ох­лаждение воды до оптимального уровня.

Этот пример показывает, что животные не только пассив­но зависят от окружающих условий, но могут активным об­разом воздействовать на среду своего обитания.

Еще более яркие примеры активного поддержания окру­жающей температуры на определенном уровне представляют муравьи и пчелы. Ранней весной муравьи переносят свои ли­чинки под камни и доски, нагретые солнцем; с заходом солн­ца личинок уносят в муравейник. Пчелы в жаркие дни поки­дают ульи. Кроме того, они производят своеобразные движе­ния крыльями, вентилируя тем самым улей. Некоторые из них приносят воду и обрызгивают ею верхние поверхности сот.

Зимой пчелы собираются в специальный «клуб», поддер­живая температуру внутри его на строго постоянном уровне. При наличии постоянного количества сахаристых кормов тем­пература в центральной части сот, где находятся ячейки с яйцами, личинками и куколками, в течение всего периода вы­ращивания потомства поддерживается на уровне 33—34° С.

Подобную организацию общественного поддержания оп­тимальной температуры можно наблюдать у королевских пингвинов, которые при сильном морозе собираются в ха­рактерные «хороводы».

Таким образом, у многих живых существ свет и окружаю- щая температура являются важными факторами, способст­вующими проявлению их инстинктивной деятельности.

В настоящее время ряд исследователей предполагает, что в ответ на действие света и окружающей температуры насе­комые вырабатывают специальные гормоны, которые оказы­вают существенное влияние на течение внутренних механизмов инстинкта. Вот почему для развития куколки дрозофилы необходимо воздействие света.

При действии холода у спящих животных повышается продукция соматотропного гормона гипофиза, резко снижаю­щего уровень обмена веществ в тканях.

У таракана недавно обнаружены четыре особых клеточки, находящиеся под их крохотным мозгом. Эти клетки опреде­ляют его ночную деятельность от 6 часов вечера до 6 часов утра. Если извлечь эти клеточки и пересадить их лаборатор­ному таракану, который благодаря искусственному освеще­нию имеет другую форму деятельности с 6 часов утра до 6 часов вечера, то последний после операции переходит на другой ритм работы, а именно с 6 часов вечера до 6 часов утра.

В последнее время все больше сторонников завоевывает представление, согласно которому у высших животных и че­ловека центральная роль в регуляции ритмической деятель­ности в зависимости от окружающей среды принадлежит шишковидной железе.