Татьяна Дмитриевна Жданова

Сотворенная природа глазами биологов. Книга первая

От автора

«Бог нам дал все для жизни… Он дал нам возможность приобретать познания…»

Схиархимандрит Илий (Ноздрия)

Многие из нас привыкли к поразительным явлениям в сотворенной природе, и живое чудо уже не вызывает чувства удивления и восхищения, которые мы испытывали в детстве. Больше того, мало кто задумывается над тем, какие уроки преподает нам мир живого.

Мы зачастую не обращаем внимания на прекрасные растения или на маленьких, но премудро устроенных живых существ. А ведь те же муравьи, бабочки, жуки для жизнедеятельности и осуществления своего предназначения на Земле используют сложнейшие законы информатики, автоматики, аэродинамики.

Конечно, наиболее часто с тайнами природы сталкиваются ученые. Они пытаются найти ответы на многие вопросы, которые постоянно преподносит мир живого. Иногда это удается. И тогда появляется возможность рассмотреть в гениально «сконструированных» существах модели будущих устройств, систем управления и т. п.

Но нередко современной науке при всем своем широком арсенале исследовательской техники так и не удается разгадать многочисленные секреты живых существ. Большинство полагает, что пройдет еще немного времени и будут созданы более совершенные средства, которые существенно расширят научные горизонты. Вот тогда-то основные тайны живых созданий и будут раскрыты.

А может быть, стоит согласиться с теми учеными, которые уже давно осознали одну из главных истин жизни: чем глубже погружаешься во внутренний мир живого, тем больше проявляется его неисчерпаемость и целесообразность. Этот мир, являясь одном из источников Богопознания, для всех открыт, и у него есть чему поучиться.

Выражаю глубокую признательность Н. Ф. Жданову, А. Н. Жданову, И.Н.Романовой и А.Г. Белевцевой за духовную и сердечную помощь в начинании и реальном воплощении этой работы, а также за техническую и материальную поддержку.

Прошу ваших молитв об упокоении протоиерея о. Михаила Нейгума, который оказал автору неоценимую духовную помощь при создании этой книги.

Т. Д. Жданова

Как все премудро создано в природе

Оказываясь на природе, вы непременно сталкиваетесь с весьма энергичными и, на первый взгляд, хаотичными действиями самых разных живых существ. Например, насекомые постоянно бегают или летают над растениями, что-то несут или грызут. Однако такое впечатление обманчиво – в созданном мире нет хаоса.

В основном действия живых творений целесообразны, направлены к определенной цели – скажем, добыть цветочный нектар, построить жилище, накормить потомство, укрыться от врагов и т. п. И при этом каждое живое существо имеет свое главное предназначение на Земле.

Предназначение – это то, для чего были созданы и живут на Земле все ее обитатели. И основной смысл жизни любого из них – в служении человеку. Правомерен вопрос: как же это все живые создания, даже те, что никак не соприкасаются с человеком, могут ему служить? Однако противоречия здесь нет. Ведь и после изгнания Адама из рая вплоть до нынешнего времени мир остается для человека его обширным жилищем.

Поэтому жизнедеятельность всякого живого существа, если даже она не относится к людям, связана с поддержанием благополучия этого мира, направлена в конечном счете на служение человеку. При этом у каждого из живых творений свое предназначение:

• одни участвуют в поддержании на нашей планете необходимого природного равновесия;

• другие – домашние и прирученные животные – верно служат и оказывают помощь хозяину, способны дарить ему свою преданность и ласку;

• третьи – являются для человека источником вдохновения. Они не служат ему ни для одежды, ни для пищи, ни для других полезных целей, но доставляют ему огромную радость. В этом сотворенном чуде воплощена любовь Господа к созданному Им человеку – к тому, который способен по достоинству оценить их неземную красоту. С другой стороны, через это восхищение мы передаем Великому Творцу нашу благодарность и ответную любовь;

• и, наконец, особая жизненная задача всякого живого творения состоит в бережной передаче всех наследственно полученных возможностей и способностей от родителей их потомкам. Ведь Божье создание каждого вида неповторимо и по строению организма, и по образу жизни, и по поведению. Пройдя круг жизни, оно должно оставить после себя следующее поколение.

Чем наделены животные для жизни на Земле и исполнения своего предназначения? Чтобы обеспечивать природное равновесие, многие живые существа получили конкретную сферу деятельности, – то, что условно мы будем называть профессией животного. Так, насекомые-санитары не опыляют цветки, но очищают землю от органических остатков, а опылителями растений «работают» насекомые других видов.

Животным дано и определенное строение организма, соответствующее этой заведомо предназначенной профессии. Возьмем хотя бы почвообразователей – дождевых червей. Они получили удобное гибкое тело, сильные мышцы, послушные щетинки и смазочное устройство, которое облегчает им продвижение в земле.

Многие птицы и звери, бабочки и другие насекомые наделены причудливыми формами, дивным рисунком и широкой палитрой цветов, а также пением, грациознотью движений. Ведь предназначение этих животных наряду с прекрасными растениями – радовать людей своей неземной, первозданной красотой. Созерцая ее, человек сможет представить, каков же был потерянный им рай.

А еще все живые существа наделены особым строением организма и поведением, чтобы в зависимости от вида занимать определенные места обитания с конкретными факторами среды. И обитают они в окружении «своего» биологического сообщества.

Для того чтобы все живые создания «знали», как им жить и что делать на Земле, они получают от своих родителей определенные наследственные программы – программы их жизнедеятельности.

О программе жизнедеятельности. Такая генетически закрепленная программа заложена в каждую живую клеточку, а главное – в половую клетку. Она ожидает определенного сигнала к действию, и в первый же момент зарождения нового организма получает толчок для самопроизвольного разворачивания в пространстве и времени.

С чем можно сравнить программу жизнедеятельности живого? Ее можно представить в виде сложной компьютерной программы, которую составил опытный программист. Она четко, направленно и последовательно обеспечивает заданную цель, например, расчет строительных конструкций, игру в шахматы, создание робототехники, управление работой заводов-автоматов или полетом космических аппаратов, а также многое-многое другое.

При всей сложности рукотворной компьютерной разработки она не может даже отдаленно приблизиться к удивительным возможностям врожденной программы, которой наделен любой, даже одноклеточный, представитель живого мира. Ведь Программистом здесь является Сам Творец природы.

Даже детям легко объяснить, что же это такое – программа жизни животного. Ее в первом приближении можно сравнить, например, с современной игрушкой, которая «умеет» говорить, петь, двигать руками, танцевать и т. д. Все в ней от начала и до конца задумано человеком. Это он разработал конструкцию тела, придал ему красивый внешний вид, вложил запись песни, а для движений подключил к рукам и ногам рычаги наподобие живых мышц. А самое главное – человек поместил туда специальную программу, которая простым нажатием кнопки включает все эти действия. Сигналы, поступающие из «командного пункта» программы, заставят крутиться «шарманку» с песней, а искусственные «мышцы» начнут приводить игрушку в движение. И тогда на вопрос, могла ли такая программа появиться у игрушки сама, без участия умного программиста, даже ребенок ответит отрицательно.

Ученые-биологи утверждают, что если бы им удалось создать на самом высоком современном уровне программу и компьютерное устройство, воспроизводящее все действия, на которые способен, например, крохотный муравей, то поместить такое устройство пришлось бы в сооружении большем, чем небоскреб. А если запрограммировать действия огромной муравьиной семьи? Их, по логике, смогла бы воспроизвести машина величиной с город.

Но даже если пройдет немало времени и уровень компьютерной техники поднимется на совершенно новую высоту, это мало что изменит в соотношении возможностей программ, созданных Творцом и человеком. Между ними всегда будет непреодолимая пропасть.

А что такая программа дает живому творению? Во-первых, благодаря ей реализуется механизм создания его собственного тела определенной формы, «конструкции», окраски и т. д. Во-вторых, она обеспечивает функционирование организма и непрерывное регулирование его внутренних процессов. В-третьих, программа включает в себя определенный образ жизни и поведение живого существа, его предназначение на Земле, «профессию», способность отыскать и занять свою природную нишу, а также многое другое.

Все эти возможности и способности, зависящие от вида живых существ, заложены Творцом в каждый живой организм. Они бережно передаются по наследству от родителей к детям и постоянно поддерживаются Божественной энергией.

Равновесие в сотворенном мире

«Весь мир, видимый и невидимый: что было, что есть, что будет еще – все это один величественный, тончайший узор, цельное, богатейшее красками и формами, прекраснейшее кружево, где орнамент следует за орнаментом, не повторяясь, разнообразясь один от другого.

Ничто не нарушает общего замысла, все – в одном духе, в подчинении одной цели, перекликается одно с другим. Одно отражается в другом, вторит и аккомпанирует одно другому. Как в грандиозном и слаженном хоре сливаются и обогащают друг друга голоса певцов – высокие и низкие, легкие, звонкие и тяжелые, мужественные, – сливаются такие разные характеры, настроения и создают одно целое богатое и насыщенное звучание.

Так и в мире Божием!» [архим. Лазарь (Абашидзе)].

Превратность понятий «вредные» и «полезные» животные. Только следствием поверхностного взгляда на мир Божий является деление животных на «вредных» и «полезных» для жизни планеты и человека. Наша планета – идеально налаженная природная система. Каждый живой вид наделен Создателем собственной полезностью для среды его обитания.

Скажем, зачем природе нужен гнус: комары, мошки и другие подобные им насекомые? Оказывается, они являются важным звеном в обеспечении природного равновесия в местах своего обитания. Эти насекомые чрезвычайно плодовиты, размножаются в лужах и болотах. Их личинки служат пищей для рыб – их свыше 20 тысяч на каждом квадратном метре залитой водой площади.

Кроме того, личинки накапливают в организме множество ценных микроэлементов, вымываемых осадками из почвы, таких как кобальт, марганец, йод, железо, золото. Появившиеся из личинок насекомые, разлетаясь повсеместно, разносят накопленные микроэлементы, удобряя тем самым почву.

Тем самым досаждающий нам гнус обеспечивает пищей других животных и способствует круговороту многих микроэлементов, необходимых для почвообразования и питания растений.

Как видите, на нашей планете все заранее предусмотрено.

Полезны ли фитофаги? Казалось бы, насекомые-фитофаги, которые питаются растениями, должны приносить вред деревьям и кустарникам. Поэтому их, особенно личинок бабочек – гусениц, традиционно считают вредителями растительности. Но оказывается, это не так.

Одна из основных жизненных задач растений на Земле – производить пищу для многих животных и человека, участвуя тем самым в непрерывной биологической цепи. Поэтому, например, деревья специально образуют больше листьев, чем это им необходимо. Примерно каждый четвертый лист является запасным, чтобы обеспечить жизнедеятельность фитофагов.

Кроме того, незначительный урон, который наносит жизнедеятельность насекомых, зачастую не только не вредит растению, но и стимулируют его рост, повышая продуктивность. Иными словами, фитофаги способствуют увеличению урожая.

Все это свидетельствует о том, что программы жизнедеятельности этих насекомых и растений полностью взаимосвязаны. Насекомые-фитофаги наделены такими особенностями организма и поведения, которые позволяют им употреблять растения в пищу. А в процессе развития растения учтены потери некоторой его части.

Парадокс природы? Проверим, будет ли нарушаться природное равновесие при уничтожении гусениц человеком.

Обычно каждый гектар широколиственного леса заселяют гусеницы общей массой 200–300 килограммов. Там, где гусениц, сочтя вредителями, полностью уничтожали, листва оставалась невредимой. Однако осенью после листопада покрытый ею слой почвы оказывался настолько толстым, что его не успевали перерабатывать ни насекомые-почвообразователи, ни дождевые черви, ни другие организмы. Лесная подстилка из года в год становилась все более мощной. В результате нарушался газовый и водный обмен между почвой и воздухом, отчего постепенно отмирали корни деревьев, и по мере этого у них начинали сохнуть вершины. А поскольку упавшие семена сквозь подстилку не достигали земли, чтобы прорасти, то прекращалось и возобновление леса.

В тех же лесах, где против гусениц ядохимикаты не применяют, к началу лета насекомые съедают часть листвы. Не слишком густая листва по осени дает умеренную массу опада. К весне он успевает полностью перегнить, увеличивая содержание в почве полезных для деревьев органических веществ.

К этому еще добавляется солидная порция удобрений от жизнедеятельности гусениц – более 200 килограммов на гектар леса.

Иногда этот механизм природного равновесия называют парадоксом природы. Однако здесь, как и во всем, что нас окружает, проявляется великая мудрость Создателя.

Насекомые и «беззащитные» растения в единой экологической цепи. Чем лучше мы познаем природные процессы, тем больше делаем удивительных для себя открытий. Они настойчиво убеждают, что в мире живого существуют единые управляющие системы и механизмы сохранения на Земле всех его видов.

Ранее считалось, что такие «простые» организмы, как растения, не могут иметь системы коммуникации и самозащита их не является целенаправленной. Однако постепенно открывались поразительные факты. Оказалось, что растения наделены способностью самозащиты, больше того – «предупредить соседей» о нападении врагов и даже «позвать на помощь друзей». С этой целью в них синтезируются специальные химические вещества – феромоны и яды. Первые являются средством «химического общения», а вторые либо вызывают расстройство пищеварения у врагов растений, либо убивают их.

Рассмотрим это на примерах.

Как обороняются деревья. При активном размножении тутового шелкопряда в роще, пораженной гусеницами, сильно страдают лишь отдельные деревья. Оказавшись под угрозой, они посылают своим собратьям сигнальную информацию, выделяя в воздух феромоны особого химического состава. Причем эта информация предназначена не только для тутового дерева (шелковицы), но и для деревьев различных видов – тополя, клена, дуба, бука.

Как это происходит? При нападении насекомых в тканях первых же на их пути деревьев включается сигнал опасности. Согласно генетической программе повреждаемые листья начинают синтезировать и выделять в воздух вещества тревоги. Установлено, что, прежде чем насекомые успевают перебраться с пораженных деревьев на соседние, те уже готовы к обороне.

Интересно, что большинство деревьев вырабатывает не один, а целую серию ядов, состав которых из года в год меняется. Значит, в уникальной врожденной программе защиты растений учтено и привыкание насекомых к ядам.

Растения бьют «химическую тревогу». Программой собственной защиты и помощи сородичам наделены и другие виды растений, например, томаты и хлопчатник.

При нападении насекомых на эти культуры их листья начинают вырабатывать смесь ядовитых химических веществ. Кроме того, ткани у подвергшихся нападению растений, как и у деревьев, выделяют феромоны, с помощью которых объявляется «химическая тревога» и передается сообщение об опасности собратьям.

Получив и распознав химическую информацию, эти растения начинают срочно производить защитные вещества, отчего многие насекомые получают отравление.

Следовательно, растения сами способны предотвращать чрезмерные потери от насекомых. Они осуществляют это с помощью информационного обмена и путем химической защиты. Благодаря наследственной защитной программе нападение насекомых не наносит этим растениям заметного урона.

Помощники растений. Выделяемые вещества тревоги при нападении гусениц привлекают самок некоторых видов одиночных ос. Они специально обустраиваются рядом со «своими» растениями.

Получив химический сигнал, осы прилетают и жалят гусениц, парализуя их. Затем этих гусениц самки уносят в свои норки, где откладывают яйца. В дальнейшем, по мере того как вылупившиеся личинки съедают этот «законсервированный корм», осы спешат пополнить норки его новыми порциями.

Это наглядный пример взаимосвязи интересов различных представителей мира живого. Причем эта цепочка, включающая растения, гусениц, ос и их потомство, находится в равновесии. Все учтено в генетической программе каждого из участников цепочки. Так, у растений она руководит синтезом специальных химических веществ, призывающих «друзей». А ос программа обеспечивает «знанием» запаха этих веществ, который сообщает осам, что в месте его появления следует искать гусениц. Ведь без этой добычи потомство ос не выживет.

Таким образом, и растения защищены «друзьями», и гусеницы не размножились в катастрофических количествах, и осы накормили свое потомство. Жизнь продолжается.

Баланс в природе и… компьютерная игра. Тот факт, что природа действует как единый сложнейший и прекрасно отлаженный механизм с идеально подогнанными составляющими, подтверждает популярная некоторое время назад компьютерная игра. В ней предлагалось вначале создать модель планеты и определить необходимые параметры для ее существования в пространстве и времени. А потом, заселяя созданную планету животными и растениями, необходимо было анализировать развитие событий.

Даже на первом этапе почти никому не удавалось так подобрать все условия, чтобы получить равновесную самоподдерживающуюся систему. Планета то замерзала, то плавилась, то в атмосфере безудержно росло содержание каких-либо неподходящих газов… Словом, какие-нибудь процессы в ней постоянно происходили не так и не в нужном направлении. В конце концов, игрок выбирал параметры, предложенные компьютером.

И вот тут-то начиналось самое сложное. Жизнь на планете никак не подчинялась воле игрока. То расплодятся свирепые хищники и истребят всех травоядных, а без них сами вымрут от голода. То какие-нибудь микроскопические существа заполнят собой все пространство.

Всерьез задумавшись об этом, еще больше поражаешься, насколько все сбалансировано в природе, какой это тонкий, филигранный и сложнейший механизм: с одной стороны – невероятно хрупкий, с другой – прочный и устойчивый.

Но, радуясь и дивясь этой прочности, все-таки важно неустанно помнить и о его хрупкости. Мы часто даже понятия не имеем, как он действует, какая роль отведена тому или иному живому существу и как может отозваться исчезновение с лица Земли того или иного вида живого.

Если нарушаются законы природных сообществ

Трудно поверить, но потомки пары мух за один год могли бы заполнить собой всю поверхность земного шара, образовав слой толщиной в 14 метров. Но это лишь в том случае, если они окажутся в особо благоприятной среде обитания и при отсутствии в их сообществе регуляторов природного равновесия. В естественной же среде этого не происходит, так как на планете все держится под контролем.

Однако проблемы для Земли зачастую создает неразумная деятельность человека. Порой люди серьезно нарушают заданное равновесие. Например, ввозят животных из других местностей, соблазнившись пользой, которую могут от них получить. Тем самым резко изменяется установленный там порядок и исчезают исконные обитатели этих мест.

Ситуации, сложившиеся в Австралии. Стоило человеку бездумно завезти на этот континент любого из представителей животного мира или экзотических растений, как неизменно наступало национальное бедствие.

Так, ввезенные в Австралию европейские карпы, не имея там природных врагов, очень быстро захватили местные водоемы, вытеснив при этом австралийских рыб, лишенных своих пищевых источников.

А доставленные на этот обособленный океаном материк симпатичные кролики, размножившись в устрашающих количествах, перекопали и перепахали все места заселения. Несмотря на противодействие человека, они и поныне продолжают осваивать все новые и новые территории, поедая там почти всю растительность.

Не менее показательна и ситуация с обычными крысами. Они очень плодовиты, невероятно выносливы и легко приспосабливаются к любым условиям жизни. Попав в Австралию с кораблями европейцев, эти непрошеные гости быстро распространились там, вытеснив виды животных, которые составляли им пищевую конкуренцию. А найти управу на крыс очень трудно, поскольку они отличаются необычайной хитростью и способностью избегать отравления организма ядами.

Когда в Австралию из США завезли гигантскую 25-сантиметровую жабу агу, рассчитывали, что благодаря ее большой прожорливости получат надежную защитницу от вредителей сахарного тростника. Однако присутствие аги стало оказывать отрицательное воздействие на местных животных. Вначале исчезли змеи, которые, поедая жаб, погибали от их яда. Как следствие этого стали активно размножаться грызуны и насекомые, численность которых змеи постоянно сдерживали. Уменьшилось и количество пчел – опылителей растений и сборщиков меда, к которым жаба ага питает особое пристрастие.

В результате нарушения человеком установленного на материке равновесия, некоторые австралийские растения и животные исчезли навсегда. А ведь почти все виды Божиих творений этого удивительного континента уникальны, так как нигде больше не встречаются.

Помощь «спасателей». Спасти ситуацию в случаях, подобных австралийскому, можно только тогда, когда люди постигают и правильно используют законы природных сообществ.

Вот характерный пример. Неприхотливые кактусы, завезенные человеком в Австралию в небольшом количестве, распространились там в такой степени, что вынуждали оставлять пригодные для земледелия участки.

И вот тогда с родины этих растений на австралийский континент были специально доставлены особые «кактусоядные» насекомые. И потомство этих прибывших «спасателей» смогло приостановить захват плодородных земель и сбалансировать природное равновесие.

Или еще один факт. В Австралии до колонизации европейцами отсутствовали копытные животные. Однако человек быстро превратил вольные степи в огромные пастбища для овец и крупного рогатого скота. Стада стали исчисляться миллионами голов, но одновременно с этим выросли и «горы» навоза. Толстой корой он покрывал земли пастбищ, не давая расти траве. Причем беда не приходит одна. В навозе активно развелись кустарниковая муха и муха жигалка, напрочь лишив покоя животных и людей.

Все это произошло потому, что на отходы жизнедеятельности организма «приезжих» животных не нашлось своих санитаров. Ведь местные жуки «обслуживают» исключительно австралийских животных. А генетически закрепленная программа, обеспечивающая механизм переработки овечьего навоза, у них отсутствует. Нет в их организме и нужных ферментов. Австралийские навозники лишены даже поведенческой реакции на запах «чужого» навоза. Вот почему эти жуки к нему и не притронулись.

Беду отвели зоологи. С родины копытных животных в Австралию была завезена большая партия жуков-санитаров, которые «профессионально» перерабатывают навоз именно копытных. И эти насекомые отлично справились с задачей.

Немало подобных случаев лишний раз подтверждают, что установленные изначально «профессии» животных могут реализоваться только в конкретных биологических сообществах. А главное – что в сотворенном мире живого все идеально сбалансировано и разумно.

Чему научила печальная история с воробьями. Польза, приносимая пернатыми живой природе и деятельности человека, казалось бы, не вызывает сомнений. Но случается, люди уничтожают неугодных им по тем или иным причинам птиц. И тогда за непонимание того, что все живое на Земле имеет свое особое предназначение, то есть, создано с определенной целью, приходит неминуемая расплата.

Так, в сравнительно недавнее время вот что произошло в Китае. Основной сельскохозяйственной культурой в этой стране является рис. Там сочли, что воробьи наносят урон его посевам, и несчастным птицам объявили настоящую войну.

Воробьев отстреливали, ловили специальными ловушками, травили. В один из дней миллионы китайцев с помощью трещоток и грохота металлических предметов дружно принялись вспугивать птиц, не давая им сесть на землю. Обессиленные воробьи погибали. Каждый китаец был обязан сдать определенное количество убитых пичуг. Их грузовиками и вагонами вывозили на свалки. В конце концов, в этой неравной войне люди победили – во всем Китае невозможно было найти ни одного воробья.

Действительно, в первый год урожай риса был отличным. А потом пришла беда. Разобрались в этом лишь тогда, когда уже было поздно. Насекомые, бесконтрольно размножившиеся в отсутствие воробьев, превратили рисовые поля в бесплодные пустыни. Один за другим погибло несколько урожаев, и наступил голод. И тогда понадобилось завозить птиц из других стран, создавая им условия для размножения.

Так что за неразумные решения пришлось расплачиваться немалой ценой. Наконец, человек не только оценил полезную роль воробья – нашего самого близкого и постоянного соседа, но и понял, что любая птица находится в своей природной «нише» и очень ей необходима.

Хозяева почвы

Множество фактов подтверждает, как важно иметь правильное мировоззрение не относительно предназначения всего живого на Земле. Об этом можно говорить в рамках каждого отдельного класса животных, но допустимо также объединить представителей различных классов в одну группу по определенному признаку, скажем, по сходству данных им «профессий».

В качестве примера рассмотрим обитателей и полноправных хозяев почвы, которые своим неутомимым трудом постоянно приводят ее в порядок. Это – почвообразователи и санитары природы. Они служат для очистки земной поверхности от растительных и животных остатков, взрыхления, обновления и увеличения плодородия почвы.

Соревнование между бактериями и насекомыми. Насекомые – незаменимые труженики в процессе уничтожения мертвой растительности для поддержания круговорота веществ в природе.

Экспериментально установлено, что они быстрее бактерий способны перерабатывать опавшую листву в полезные удобрения. Листья под воздействием микроорганизмов не перегнивают в долгое время. А так же грибной комарик, отложив на них свои яйца, справляется с этой задачей несравненно скорее. Из комариных яичек очень быстро появляются белые личинки и принимаются за еду. И тогда листьям во влажной почве превратиться в удобрение достаточно трех дней.

Потомство грибного комарика питается не только листьями, но и грибами, что способствует очищению леса от перезрелых плодов.

Неутомимые термиты. В тропических лесах важными почвообразователями являются влаголюбивые термиты. Они перерабатывают в лесах всю отмирающую древесину и растительные остатки.

Кроме того, термиты пронизывают почву многочисленными ходами и перемешивают слои, перемещая землю в различных направлениях. К тому же, пропуская растительную пищу и почву через кишечник, эти насекомые активно влияют на происходящие в почве процессы. Да и сами термиты представляют собой достаточно калорийный источник питания для многих животных.

Хотя деятельность термитов порой противоречит интересам человека, разрушая его деревянные постройки, их положительная роль в жизни тропической природы неоценима.

Жуки-навозники. Важную роль для оздоровления окружающего мира играют жуки-навозники, представители которых, как уже говорилось выше, спасли выпасные угодья в Австралии. Они быстро разрушают помет скота, очищая и сельские загоны и пастбища, что создает условия для нормального развития растений. Переработанный жуками навоз служит к тому же прекрасным удобрением.

Для того чтобы постоянно заделывать навоз в почву и столько же земли выносить на поверхность, эти естественные санитары природы наделены огромной подъемной силой и специальными органами. Передние ноги у них предназначены для копания, как у крота, а рога работают подобно плугу.

Жуки каждого вида обеспечены своими способами переработки навоза. Одни навозники лепят из навоза специальную грушу. Другие роют под его кучами норы, делают ячейки и плотно утрамбовывают их навозом. Самки откладывают яйца, и тогда для вылупившихся личинок там готов «и стол, и дом». Естественно, жуки не размышляют над тем, каковы их жизненные задачи, зачем и как они должны убирать навоз и где устраивать место для будущего потомства. Все это они знают и умеют с появления на свет. Ведь санитары природы получили важную для них генную информацию, которая обеспечивает развитие их организма, жизнедеятельность и поведение.

Жуки-могильщики. Огромную пользу приносят природе и жуки-могильщики. Взрослые насекомые и личинки быстро справляются с телами погибших животных. Их целенаправленные действия полностью соответствуют врожденной программе, полученной от таких же неутомимых в работе родителей.

Благодаря прекрасному обонянию эти жуки мгновенно собираются с больших расстояний вокруг тела мертвого животного. Затем они определенным образом подрывают грунт под трупом зверька или птицы и, предав тем самым тело животного земле, роют рядом или вокруг него ямки, куда откладывают яйца. В результате получается двойной эффект: происходит очищение поверхности, а вышедшие из яиц личинки получают необходимое питание для дальнейшего развития и роста.

Сам факт, что на Земле имеются живые существа, которые призваны выполнять, как нам кажется, неприятную, однако весьма необходимую работу по очистке планеты, свидетельствует о том, насколько предусмотрительно создан наш мир.

Черви – почвообразователи. Дождевых (земляных) червей не случайно называют хозяевами почвы. Ведь они, так же как насекомые и другие почвообразователи, служат незаменимыми союзниками растений, способствующими их росту и развитию.

Неутомимые черви проделывают в земле множество ходов, взрыхляя почву, и тогда воздух, вода и питательные вещества легко проникают к корням растений. К тому же дождевые черви затаскивают в свои норки пищу – опавшие листья и траву. А остатки от их трапезы служат удобрением, повышая плодородие почвы.

Дождевой червь наделен для своей жизнедеятельности достаточно сложными, а главное, целесообразно устроенными частями тела, анализирующими органами и живыми приборами.

Очень сильные мышцы позволяют ему легко изменять форму тела. Они работают без устали, и при движении в определенном направлении животное может попеременно вытягиваться, сокращаться, изгибаться.

Прочные и послушные щетинки, покрывающие тело червя, всегда готовы, повернувшись нужным для животного образом, зацепиться за неровности почвы. Благодаря этому при попытке вытащить дождевого червя из земли, вы ощутите серьезное сопротивление.

На коже червя имеются клетки, которые вырабатывают смазку, что облегчает продвижение животного в земле.

Дождевой червь не имеет глаз, но он прекрасно отличает свет от тьмы благодаря присутствию в теле множества чувствительных к свету клеток. Червя пугает очень яркий свет, поэтому животное сразу же стремится спрятаться от него в своей родной среде – почве.

Удивительно, но дождевые черви способны чувствовать запах и вкус пищи. Если червю предложить на выбор самую различную еду, то в первую очередь он станет лакомиться морковью, жареным мясом и жиром.

Черви неплохие «синоптики», так как обеспечены чувствительными живыми приборами, которые вовремя дают им знать о предстоящей непогоде. И если сухим теплым вечером из земли начинают выползать наружу из земли дождевые черви, это значит, что предстоят резкие погодные изменения. Скорее всего, будет дождливо, с грозами.

Червь способен по сотрясению почвы ощущать приближение крота. Полученный сигнал опасности вызывает у червя сложную врожденную реакцию, называемую «реакцией убегания» (для червей вернее – уползания). От испуга тело червя покрывается более обильной смазкой, чтобы ускорить его прохождение сквозь почву.

А испытывают ли черви боль? Рыбаки, которые насаживают червяка на крючок, полагают, что он не ощущает боли. Однако это не так.

Исследования доказали, что червь способен испытывать болевые ощущения. При боли тело червя быстро покрывается дополнительной смазкой. А если животное взять в руки, оно начинает изо всех сил упираться щетинками о пальцы, чтобы поскорее выбраться из плена.

Шведские ученые установили, что в это время у земляных червей в ганглиях (нервных узлах) вырабатываются особые вещества, схожие с теми, которые образуются и в мозгу человека, когда ему приходится испытывать боль.

Вот вам и так называемые «примитивные» дождевые черви.

Трудолюбивые кроты. Наделенные способностью рыть землю кроты тоже являются хозяевами почвы. Они живут во влажной земле и почти без отдыха прокладывают ходы во всех направлениях.

Сложно переплетенные кротовые коридоры тянутся под самой поверхностью земли. Благодаря таким разветвленным лабиринтам происходит дополнительное рыхление и перемешивание слоев почвы. А корням деревьев достается больше воздуха и влаги.

Прокладка коридоров имеет свою технологию, которую определяют запрограммированные действия. Так, если крот натыкается на участок плотной почвы у тропинки или дороги, то он прокладывает под ней глубокий и короткий переход, которым пользуются все кроты, обитающие на ближнем участке леса (как тут не вспомнить наши подземные переходы). В случае повреждения такого постоянно действующего перехода кроты его ремонтируют – ведь прокладка нового требует большего труда.

А откуда крот берет воздух для дыхания и воду для питья? С воздухом у него проблем нет, ведь им заполнены все его коридоры. А вот воду в лужах или ручьях крот чувствует издалека и упорно роет к ним технический коридор. Если же водоемов поблизости нет, то он специально устраивает в земле углубления. Они постепенно наполняются водой и служат ему так же, как колодец служит человеку.

Форма тела у крота позволяет ему рыть грунт с удивительной быстротой. А его бег по подземным владениям сравнивают с лошадиной рысью.

Невероятную проходимость в земле кроту обеспечивают целесообразные копательные «инструменты». Это в первую очередь кисти передних конечностей, которые сильно расширены и вывернуты ладонями наружу. А их пальцы снабжены мощными когтями. Крот

ловко отгребает землю этими передними лапами и как штопор ввинчивается в грунт.

Для быстроты передвижения это животное имеет и особый коротковорсый мех. Он не уложен в каком-то одном направлении, так что крота с одинаковым успехом можно гладить как от головы к хвосту, так и наоборот. Такой мех в сочетании с коротким хвостом позволяет зверьку бегать в своих узких коридорах, как головой, так и хвостом вперед. Причем зверек делает это почти с одинаковой скоростью.

Даже такая, казалось бы, мелочь предусмотрена при создании этого замечательного подземного труженика.

Целесообразность организма животных

Существует большое разнообразие организмов живых созданий. Причиной этого являются как их определенная сфера деятельности и индивидуальная «профессия», так и различие мест и условий обитания.

Например, верблюд обитает исключительно в засушливых районах. Системы жизнеобеспечения его организма рассчитаны на жаркую безводную среду, а органы пищеварения – на потребление сухой и колючей растительности. Верблюд не может их покинуть по собственной воле. Он даже плохо переносит длительное питание сочной луговой травой и начинает от этого болеть. А вот организм северного оленя устроен именно для жизни этого животного в холодном климате и питания преимущественно тундровой растительностью.

Что же такое целесообразность? Часто ученые понятие «целесообразность» связывают исключительно с поведением живых существ. Причем это в основном касается поведения так называемых «высших» животных, которое носит характер осмысленных поступков. Но не менее применимо это же определение и ко всем типам движений и поведенческих актов, которые нельзя квалифицировать как поступки. К их числу относятся инстинктивные действия, рефлексы и т. п.

А разве не целенаправленно движение растений к свету, влаге, опоре (у вьющихся побегов)? Причем, если передвинуть опору, вьющиеся растения вновь устремляются в ее сторону, как бы «видя» изменение ситуации. Что за «невидимая рука» направляет их к заданной цели?

От этих движений один лишь шаг к движению развития целого организма из одной-единственной клетки. Разве не целесообразны действия всех участников непостижимого и загадочного акта ее деления? Ведь последовательность биологических событий определяет генетическая программа, которая заложена и поддерживается в любом живом творении. Зародыши, получившие эту программу по наследству от родителей, успешно развиваются во взрослые живые существа. Причем, строение их организма предопределено, ведь в зависимости от вида животные должны выполнять свои особые жизненные задачи и занимать территорию с конкретными факторами среды.

В результате оказывается, что само строение организма каждого существа и происходящие в нем процессы, поведение и образ жизни – в общем, все, что так или иначе приводит к изначально заданной цели, подпадает под понятие «целесообразность».

Особенности организма насекомых. В качестве примера целесообразности строения организма животных можно рассмотреть насекомых. Представители каждого их вида занимают только тот ареал и способны выдерживать именно те условия окружающей среды, для которых предназначен их организм, «настроены» врожденные механизмы жизнедеятельности и поведения. Это может быть и чрезвычайно широкий ареал, и очень узкий.

Благодаря этому насекомые могут обитать в самых суровых условиях, даже в холодной арктической тундре и на снежных горных вершинах, в солнечных саваннах и пустынях, во влажных тропических лесах и тайге.

Например, бабочки, – казалось бы, совсем хрупкие создания, – обитают на земном шаре почти повсеместно. Их активная жизнедеятельность возможна благодаря особой целесообразности организма, который условно можно назвать «южным», «северным», «тропическим», «универсальным».

Универсальный организм бабочек одних видов обеспечивает их распространение по многим районам с самыми разнообразными природными факторами. Так, крупные бабочки монархи, обитая в северной части Америки, стаей отправляются на зимовку в Мексику – за 3,5 тысячи километров от своего родного дома. Там они находят и конкретный район, и даже определенные деревья, где вместе садятся, плотным слоем покрывая ветви. За лето сменяются два или три их поколения. И весной, отправляясь в путь без сопровождения взрослых особей, юное потомство точно приземляется в назначенном месте – откуда были родом их родители. Для этого организм бабочек снабжен и «полетной картой», и «планом местности», и «навигационными приборами».

А организм других бабочек предназначен только для конкретного местообитания, как, например, у бабочек, живущих исключительно в Альпах, выше линии снегов при средней температуре -10 °C. Или, к примеру, у одного из обитателей пустыни – жука-чернотелки. У некоторых видов специфичное устройство организма обеспечивает активную жизнь именно в этой среде. Жук-чернотелка хорошо переносит жару и утоляет жажду, конденсируя живительную влагу ночных туманов.

Разнообразие организма рыб. Еще один пример. Рыбы заселяют пресные и соленые, холодные и горячие водоемы, а также разные глубины морей и океанов. Взаимосвязь между внешним видом тела рыб и глубиной их обитания просто поразительна.

Тело придонных рыб слегка приплюснуто, а их глаза специально направлены вверх. Поскольку они живут среди донной растительности, то обеспечены такими оригинальными устройствами, как жгуты и присоски наподобие ног и лап животных.

Если постепенно опускаться на глубину, то с каждым метром давление на морских обитателей существенно возрастает. Но их организм подготовлен к этим кажущимся нам неудобствам.

Донные рыбы часто обладают плоским, дискообразным телом. Например, камбала выглядит, как кусок раскатанного теста, и глаза у нее находятся на верхней половине тела. Причем эта сторона тела камбалы темная и способна изменять окраску под фон грунта. Цилиндрическое, змеевидное тело угрей позволяет им быстро ползать по дну. А морские коньки напоминают растрепанные листья водорослей, за которые они цепляются своим хвостом.

Фантастической внешностью поражают глубоководные рыбы. Тело у них либо вытянутое, лентовидной формы, как, например, у рыбы-сабли, либо змеевидное с плавниками самых разнообразных форм. Голова чаще всего имеет огромные глаза и рот. К тому же эти рыбы снабжены различными светящимися органами.

А некоторые пелагические рыбы, проводящие всю жизнь в активном плавании, наделены веретенообразным телом и плавниками наподобие крыльев. Уходя от преследования хищника, с их помощью они выпрыгивают из воды и способны пронестись над поверхностью моря на расстояние 100 метров.

Таким образом, строение организма живых существ точно соответствует образу их жизни и условиям обитания.

Удивительные системы организма

Для того чтобы обитать в любых уголках планеты и выполнять свои задачи на Земле, все живые создания получили от Творца определенную форму тела, особенности организма, а также сложнейшие многофункциональные системы.

Нервная система. Все процессы жизнедеятельности организма и поведение животных управляемы их нервной системой с ее центральным отделом – мозгом (мозговым центром), а также многочисленными анализирующими системами. Такой премудро «сконструированный» комплекс систем организма является необычайно важным даром живым существам. Причем у каждого вида эти взаимосвязанные системы имеют свои целесообразные особенности.

Нервную систему можно представить, как густую сеть проложенных в теле тончайших проводов, по которым мчатся с огромной скоростью различные сигналы и приказы. К примеру, у человека тонкие нити нервов тянутся к мозгу от всех точек тела: глаз, ушей, носа, языка, кожи и всех внутренних органов. Если бы соединить их все вместе, то тонкая, как паутинка, ниточка дважды дотянулась бы от Земли до Луны и обратно.

В нервной системе, куда ни загляни, всюду можно обнаружить, вроде бы, сходную деятельность: потоки нервных импульсов электрической природы. В то же время эти импульсы обеспечивают совершенно разный эффект. При раздражении уха поток электрических импульсов проходит по нервным волокнам к определенному участку мозга – и мы слышим звуки. Вместе с тем аналогичные сигналы, идущие от глаз, приводят к качественно совсем иному ощущению – света.

Волокна нервов устроены подобно электрическим проводам в резиновой оболочке. Они тоньше волоса, но, тем не менее, каждое нервное волоконце лежит в специальном гибком футлярчике. Он надежно отгораживает одно волоконце от другого, чтобы передавать донесения или приказы туда и обратно, не мешая соседям.

Нервная система призвана:

• воспринимать с помощью органов чувств и отдельных рецепторов внешние и внутренние раздражения;

• мгновенно перерабатывать с помощью системы анализаторов поступающие сигналы для подготовки и осуществления ответной реакции;

• координировать деятельность организма, управлять всеми органами и системами, уравновешивать их со средой для функционирования организма как единого целого;

• хранить в памяти в закодированном виде наследственную и приобретенную информацию, а также мгновенно извлекать ее по мере необходимости;

• разворачивать во времени инстинктивное поведение живых существ и обеспечивать их развитие за счет обучения, приобретения опыта и навыков;

• осуществлять высшую нервную деятельность, включая элементарное мышление (рассудочную деятельность) – для животных некоторых видов.

Нераскрытые тайны мозга. Ученые еще в недавнем прошлом утверждали, что для анатома и физиолога само собой понятно: «высокая степень разума животного должна соединяться с сильным развитием нервной системы и в особенности мыслительного аппарата – мозга». Считалось, что орган и его функция всегда должны стоять в известных отношениях друг к другу. Однако, как оказалось, все в живой природе гораздо сложнее, в чем вам предстоит убедиться.

Так, между мозгом насекомого и мозгом позвоночного существуют весьма значительные различия. И в то же время совсем крошечный мозг мухи, пчелы, бабочки или другого насекомого позволяет им не хуже млекопитающих видеть и слышать, осязать и чувствовать вкус, передвигаться с большой точностью и, более того, летать на значительные расстояния, пользуясь внутренней «картой», взаимодействовать между собой, обучаться. В чем же причина такого несоответствия?

Дело в том, что исследователями отчасти установлены направления потоков информации в мозге. По поведению животного можно судить о том, какие им приняты решения. Но что при этом происходит в скоплениях нейронов врожденного «индивидуального компьютера» живого существа?

Что об этом может сказать наука, та же нейробиология? Смогла ли она разгадать тайну мозга – этой самой сложной и таинственной из данностей, известных людям?

Первый нейробиологический опыт принадлежит древнеримскому врачу Галену. Перерезав у свиньи нервные волокна, с помощью которых мозг управлял мышцами гортани, он лишил ее голоса – животное тотчас онемело. Это было во II веке.

Далеко ли с тех пор ушла наука в своих познаниях о принципе работы мозга?

Оказывается, несмотря на огромный труд ученых, принцип работы даже одной нервной клетки, так называемого «кирпичика», из которого построен мозг, является тайной.

Нейробиологи многое понимают из того, как нейрон «ест» и «пьет». Как он получает необходимую для своей жизнедеятельности энергию, усваивая необходимые вещества, извлеченные из среды обитания. Как затем этот нейрон посылает соседям самую различную информацию в виде сигналов, зашифрованную либо в определенной серии электрических импульсов, либо в разнообразных комбинациях химических веществ.

А что потом? Вот получила нервная клетка конкретный сигнал, и в ее глубинах началась в содружестве с другими клетками, образующими всю разветвленную нервную систему и мозг животного, уникальная деятельность. Происходит запоминание пришедшей информации, извлечение из памяти нужных сведений, принятие решений, отдача приказов мышцам и различным органам. Однако каким образом? На это сегодня нет четкого ответа. Ну, а поскольку непонятно, как действуют отдельные нервные клетки и их комплексы, то не ясен и принцип работы мозга в целом.

«В мире земном есть много еще явлений, для нашего ума необъяснимых. Но при всем том в нем в таком свете является великий Ум Божественный, что нельзя не прийти к убеждению в том, что совершающееся для нас на земле непонятное совершается также по планам премудрости Божественной».

Так говорит сам Бог: «Как небо выше земли, так пути Мои выше путей ваших и мысли Мои выше мыслей ваших» (Ис. 55, 9) («О святой православной вере»).

Мозг и перестройка организма. Среди многих тайн, связанных с деятельностью мозга, существует удивительное явление, возникающее при метаморфозе. Метаморфоз (от греч. metamorphosis – превращение) – это переход одной стадии или формы послезародышевого развития некоторых животных в другую, выражающийся нередко в резком изменении строения животного. Он присущ не только многим видам беспозвоночных, но даже позвоночным животным – ряду рыб и земноводных. В его основе лежит глубокое преобразование строения организма личинки в процессе превращения во взрослую особь.

Общеизвестен такой пример метаморфоза, как превращение гусеницы в бабочку. Но, вероятно, мало кто задумывался, сохраняется ли при этом мозг или образуется новый.

У гусениц органы чувств и функции мозга хотя и достаточно сложны, но все же не настолько, как у взрослой бабочки. Ведь гусенице в основном необходимо управление мощными челюстями, системой пищеварения и относительно громоздким способом передвижения.

У бабочек же, в которых они впоследствии превратятся, хорошо развиты сенсорные органы и система передвижения, обеспечивающая виртуозный полет. Ее мозг управляет огромным комплексом целесообразного поведения, включая сложнейшие репродуктивные действия. Ведь жизненная цель бабочек – продолжение рода. Следовательно, мир бабочек значительно отличается от мира гусениц.

Во время метаморфоза организм гусеницы, ставшей на это время куколкой, чудесным образом полностью меняется на организм бабочки. В теле куколки происходит разрушение личиночных тканей и формирование органов взрослого насекомого. Одно существо как бы растворяется, и из разжиженной массы чудесным образом появляется другое.

Только представьте, как у куколки довольно быстро исчезают ноги, которые находились на брюшке, и уже в другом месте, в грудном отделе, создаются длинные ноги взрослого насекомого бабочки. А вместо жующих ротовых частей формируется изящный хоботок. Преобразуется и мышечная система. Появляются новые части тела – прекрасные крылья, расписанные различными

красками. Для получения красящего пигмента создаются очень сложные химические производства и т. д.

И хотя сущность этих превращений издавна привлекает внимание исследователей, механизмы и процессы при метаморфозе во многом не ясны. Например, не понятно, что происходит в это время с мозгом насекомого. Ведь при его обновлении появляются новые нервные клетки и связи между ними. Предыдущие же клетки мозга либо частично сохраняют свои функции, либо меняют их, либо перемещаются на другое место, либо погибают. Каким же образом тогда осуществляется руководство процессами построения всего нового организма?

Как считают некоторые ученые-биологи, в процессе перестройки мозга сохраняется таинственный «мозговой центр». Он и несет в себе весь уникальный комплекс генетических знаний по созданию организма бабочки из «строительных материалов» гусеницы.

Где находится «мозговой центр» у взрослых насекомых?

Вопрос об этом возникает не напрасно. Например, такое полужесткокрылое насекомое, как родниус, может целый год прожить без головы. При этом у него, как и у некоторых других групп насекомых, даже не исчезает реакция на свет. Оказывается, их глаза, хотя и создают зрительные образы, но не являются единственным источником световой чувствительности.

Но более всего поражают муравьи. Муравей с отрезанным брюшком может нормально выполнять свои обязанности – защищаться, таскать добычу, коконы, личинок и производить другие работы. Но и обезглавленный муравей в течение часа ползает и продолжает свою жизнедеятельность. А грудь муравья, лишенная головы и брюшка, может такое же время кружить короткими шажками и при падении подниматься.

Но самое удивительное, что и головы муравьев могут довольно долго жить без туловища, демонстрируя обычные реакции. В эксперименте рядом были помещены две головы муравьев из разных колоний. Они стали ощупывать друг друга с помощью антенн, открывать и закрывать жвала, после чего вступили в схватку, которая продолжалась около часа.

Так где же у насекомых сосредоточен «мозговой центр»? Это по-прежнему остается тайной.

Анализаторы и живые «приборы». Каким образом все живые существа – от тех, кого незаслуженно относят к «примитивным», до очень сложных – познают окружающий мир и ощущают изменения в своем организме? С помощью чего они определяют конкретную цель и точно, целеустремленно направляются именно к ней? Чем обеспечивается управление движением, да и вообще их разнообразной деятельностью? Чем наделил их для этого Создатель?

Таким даром животным является нервная система, а также система анализаторов, благодаря чему многие животные отлично видят и слышат, определяют присутствие в окружающей среде даже минимальных количеств химических веществ, находят пищевой источник или свою брачную пару и т. п. Эти системы являются «окнами» в мир и обеспечивают способность животных воспринимать и анализировать внешнюю информацию.

Основными частями анализаторов являются:

• рецепторный отдел – например, органы чувств (зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания), расположенные с соответствующими рецепторами (от лат. recipere – получать) на периферии (конце) анализатора. Он является воспринимающим устройством;

• проводниковая часть, образованная проводящими нервными путями, которые идут от рецепторов в «мозговой» отдел;

• центральный, «мозговой», отдел – это определенные для каждого вида анализаторов участки мозга, обрабатывающие сигналы от воспринимающего рецепторного устройства.

Существуют анализаторы, связанные с органами чувств, анализаторы мышц и внутренних органов. Кроме того, животные наделены таинственными «приборами» для восприятия различных физических полей.

С помощью анализирующих систем и живых приборов они способны, например, предсказывать землетрясения и предстоящую погоду, чтобы строить свое поведение сообразно ее изменениям, делать долгосрочные прогнозы, хорошо ориентироваться в пространстве и времени, чувствовать приближение опасности и многое другое.

Анализирующие системы и устройства позволяют животным также ощущать внутренние изменения в организме. Это необходимо, чтобы вовремя на них реагировать, выключая одни и включая другие процессы, обеспечивая таким образом непрерывность циклов жизнедеятельности или же исправляя появившиеся «неполадки».

Анализирующие системы настолько сложны и совершенны, что до сих пор научные знания о них совсем незначительны, хотя в живой природе они используются очень широко. Что же представляет собой каждая из этих сложнейших анализирующих систем?

Зрительная система

Зрение дано живым созданиям, чтобы добывать пищу, находить свое жилище, узнавать друг друга, врага. Лучше всего оно развито у животных-охотников.

Большинство животных видит мир черно-белым, окружающее предстает перед ними как бы в сумраке – серым или, быть может, в бледных пастельных тонах. Но зато для них, как и для многих других животных, мир богат звуками и запахами, которые зачастую недоступны человеку.

Зрительный анализатор. Для восприятия и анализа зрительных раздражений существует зрительный анализатор. Здесь особо чувствительной клеткой является фоторецептор. А с ним связаны проводящие пути (зрительный нерв) и другие нервные клетки, расположенные на разных уровнях нервной системы.

При восприятии световой информации последовательность событий такова. Полученные сигналы (кванты света) мгновенно кодируются и в форме электрических импульсов передаются по проводящим путям в определенное место центральной нервной системы. Там эти сигналы декодируются (расшифровываются) в соответствующее зрительное восприятие. Для его распознания из памяти извлекаются эталоны зрительных образов и другие необходимые сведения. А далее поступает команда различным органам для адекватного и быстрого ответного действия.

Телескопические трубы паука. С помощью сложного анализа ситуации охотится, например, паук-скакунчик. Его глаза обладают удивительным свойством. Крайние глаза видят не только то, что впереди и сбоку от паука, но даже позади него. А два средних глаза представляют собой настоящие телескопические трубы. Они даны скакунчику для того, чтобы рассматривать удаленные от него предметы, к которым он проявляет особый интерес. При этом сам корпус трубы надежно закреплен на теле, а сетчатка, принимающая изображение, перемещается в ту или иную сторону. Так что, исследуя окружающее пространство, паук даже не вращает глазами.

Трудно представить всю сложность зрительного анализа, каким обеспечено это маленькое существо, чтобы оно могло одновременно оценивать и общую ситуацию в окружающей среде и фиксировать конкретную цель для охоты.

Управление движением. Действия животных, направленные на достижение определенной цели, определяют их сенсорные и управляющие системы.

Человек, веками создавая «рукотворные» машины и механизмы, лишь недавно стал сознавать, что делает некоторое упрощенное, приблизительное подобие того, чем обладают живые управляющие системы. Ведь они удивительно целесообразны и сложны.

Примером технической системы, способной к целенаправленным действиям, может послужить зенитное орудие, управляемое радаром. Не трудно проследить определенное сходство в действиях орудия и живой системы. Рассмотрим в качестве примера действия такой системы сложные управляемые движения лягушки.

Итак, когда цель оказывается в радиусе действия орудия, происходит наведение на нее и выпуск снаряда для поражения. Также и лягушка поворачивается или прыгает в сторону летящего насекомого и, с большой точностью выбросив язык, настигает добычу.

В обоих случаях механизмы, которые обеспечивают попадание, имеют общие главные элементы:

• движущуюся или неподвижную мишень;

• воспринимающее устройство (сенсорный орган): радар в случае зенитного орудия и глаз у лягушки. Это устройство необходимо, чтобы установить положение мишени и составляющих ее движений в трехмерном пространстве в определенный момент времени. То есть мишень как бы передает информацию о себе и своем местонахождении через воспринимающее устройство;

• систему обработки информации, или вычислительное устройство. Такая система анализирует полученную информацию и предсказывает положение мишени в последующие моменты. У лягушки для этого служит мозговой отдел системы зрительных анализаторов, а у зенитного орудия – специальное устройство. Они обеспечивают вычисление направленности движения ствола орудия и языка лягушки для поражения мишени. Все расчеты основываются на информации, поступающей от сенсорного органа – в одном случае радара и в другом глаза;

• орган действия – эффекторный орган, непосредственно осуществляющий управляемое действие. В случае орудия – ствол со снарядом, который при выстреле пересечет траекторию мишени в рассчитанный момент. В случае лягушки – мышцы ее липкого языка, обеспечивающие его выбрасывание изо рта. Причем для четкого контакта с добычей это должно происходить точно в расчетное время и с заданной скоростью.

Центром этих управляющих систем является вычислительное устройство, обрабатывающее информацию. Если работа устройства управления зенитным огнем вполне известна, то механизмы обработки информации в мозгу лягушки пока таят в себе много неясного. А ведь это пример только одного поведенческого акта из целого комплекса целенаправленных действий лягушки при пищевом поведении.

Не менее точный расчет сопровождает молниеносный прыжок этого животного в сторону добычи. И если случается, что он оказался недостаточно точным, то система управления позволяет скорректировать полет. Лягушка успевает развернуться в нужном направлении, орудуя растянутыми перепонками на широко расставленных пальцах лап. И делает она это в последний момент, так как во время прыжка ее глаза закрыты и втянуты внутрь орбит во избежание возможных травм. Лишь вблизи добычи в рассчитанный момент лягушка выставляет вперед лапы, открывает глаза, с высокой точностью корректирует движение тела и только потом выбрасывает свой липкий язык.

Эти примеры показывают, какими удивительно сложными управляющими системами наделена «обыкновенная» лягушка. Могло ли устройство для преследования цели стать результатом последовательного самосовершенствования амфибии? Могли ли и сенсорный орган – глаз, и вычислительное устройство – мозговой отдел системы анализаторов, и эффекторный орган – подвижные мышцы липкого языка особой конструкции с целесообразным способом крепления во рту постепенно возникнуть, чтобы образовать замкнутую цепь для осуществления серии целесообразных поведенческих актов?

А теперь представьте, вероятно ли, что положенные рядом необходимые части сенсорного органа – радара, вычислительного устройства и самого орудия со стволом и снарядом способны постепенно самособраться и самоорганизоваться для целенаправленного поражения мишеней. Даже если бы на то им были отведены миллиарды лет.

Чувствительное обоняние

Зачастую мы недооцениваем возможности обоняния, так как быстрее воспринимаем окружающий нас мир посредством зрения. Чего нельзя сказать о большинстве живых существ. Ведь чувствительным обонянием Творец наделил даже тех, от кого мы меньше всего этого ожидаем. Оказывается, даже грибы способны различать запахи! Самые чувствительные органы обоняния животных могут ощутить одну-единственную «пахучую» молекулу среди 10 триллионов молекул пахучих веществ.

Обонятельный анализатор. Животные обеспечены обонятельным анализатором для восприятия и анализа химических раздражителей, действующих на их органы обоняния. Так же, как и все другие анализаторы, он состоит из воспринимающего, проводникового и центрального отделов.

Обонятельные рецепторы – хеморецепторы (от лат. chimia– химия + лат. recipere – получать) воспринимают молекулы пахучих веществ, и тогда электрические импульсы, сигнализирующие об определенном запахе, по нервным волокнам направляются к мозгу для анализа. Там происходит выработка ответной реакции.

Например, обонятельный анализатор комара точно определяет вещества, составляющие запах человека и теплокровных животных, и направляет насекомое в нужную сторону. Причем комары способны обнаружить стадо на расстоянии трех километров от себя.

Или же великолепное обоняние у собак – это их главное чувство. Благодаря обонятельному анализатору собака-ищейка способна почувствовать и распознать до полумиллиона запахов (!) и обнаружить удивительно малую концентрацию пахучего вещества. Если в 1 кубическом сантиметре воздуха будет содержаться только одна его молекула, то и она способна запустить анализатор в работу! И тот быстро определит, что же это за вещество, и оповестит животное. Это значит, что память собаки способна хранить огромное количество сведений о разных веществах и мгновенно, по первому же требованию, предоставлять их для анализа.

Поспорить с нюхом собаки способны носороги. Они близоруки и на расстоянии 40 метров не отличат человека от дерева, но зато по запаху находят даже очень далеко находящихся от них сородичей.

А радужная форель способна обнаружить стомиллионную долю грамма примесей, растворенных в 1 литре воды. С помощью природных анализаторов проводится как количественный, так и качественный химический микроанализ.

Именно благодаря такой чувствительности обоняния и других органов и живых «приборов» лососевые рыбы безошибочно находят «родной дом» после долгих странствий в открытом океане.

Анализирующие системы в помощь личинке. Личинка балянусов – усоногих рачков, называемых морскими желудями, принадлежит к свободноплавающим существам. Но вот приходит время, когда ей нужно крепко прикрепиться к твердой поверхности прибрежных скал или раковин моллюсков и построить свой известковый белоснежный домик со створками.

Как же личинка находит удобное место для прикрепления? Оказывается, ей дано использовать опыт предшественника. Если он жил на этом месте и оставил после себя след – «запах», то и ей здесь должно быть безопасно. Поэтому личинка балянуса обладает превосходным анализирующим устройством для поиска белка, оставленного предыдущим поселенцем. Причем анализатор позволяет личинке не только не спутать его с белком других живых существ, но и точно узнать место, где прикреплялись балянусы именно этого вида. То есть своим индивидуальным анализатором личинка способна «почувствовать» те незначительные отличия в молекуле не растворимого в воде белка, которые по конфигурации соответствуют ее виду.

А где же находится такое совершенное анализирующее устройство? Если под микроскопом рассмотреть личинку балянуса, то на ее антеннах можно увидеть своеобразные диски, окруженные волосками. Это и есть рецепторная часть анализирующего прибора, позволяющая оценить даже конфигурацию белковых молекул. Информация анализируется, и выдается сигнал на прикрепление балянуса к найденному месту или поиску нового пристанища.

Создание подобного чувствительного анализатора, которым наделены юные рачки, человеку пока недоступно.

«Умные» глаза человека. Мы, люди, хотя и не лишены обоняния, чувства вкуса, слуха и осязания, наиболее важным для нас является зрение. Причем мы живем в очень ярком и многогранном мире света и цвета.

Экспериментально установлено, что зачастую образ, который мы видим, отличается от того, который фиксируют наши глаза. В сотрудничестве с мозгом они создают особые зрительные образы. Это вовсе не значит, что глаза нас обманывают. Просто мозг дополняет картины, которые мы видим, множеством логических деталей. Так, на сетчатке глаза имеется слепое пятно, куда подходит зрительный нерв и где нет зрительных клеток. Но благодаря мозгу мы не видим дыры в пейзаже, а воспринимаем целостный образ, создаваемый как бы из мозаики.

Или, например, шутка, которую играет с нами мозг, когда мы перечитываем собственную рукопись. Мы порой не в состоянии увидеть свои ошибки, хотя кто-то другой заметит их сразу. Дело в том, что мозг «знает», что мы имели в виду, и автоматически показывает нам правильный вариант, скрывая опечатки.

Интересно, что зрачки чутко реагируют на наше состояние и даже выдают его. Оказывается, они сужаются при виде чего-то отвратительного или пугающего нас и, напротив, приятные или интересные объекты заставляют их расширяться.

Вкусовая система

Вкус – это ощущение, возникающее при воздействии раствора химических веществ на рецепторы (хеморецепторы) органа вкуса животного.

Вкусовой анализатор. Рецепторные вкусовые клетки являются периферической частью сложной системы вкусового анализатора. Они воспринимают химические раздражения, в них происходит первичное кодирование вкусовых сигналов. Анализаторы тотчас передают залпы хемоэлектрических импульсов по тонким нервным волокнам в свой «мозговой» центр. Каждый такой импульс длится менее тысячной доли секунды! А затем центральные структуры анализатора мгновенно определяют вкусовые ощущения.

Органы вкуса у птиц представлены вкусовыми почками, которые лежат в некоторых частях клюва и языка. Причем они находятся вблизи от протоков желез, выделяющих слюну, так как ощущение вкуса возможно только в жидкой среде.

Благодаря работе вкусовых анализаторов птицы хорошо различают не только сладкое, соленое и кислое, но некоторые из них ощущают и горькое. Они также способны вырабатывать условные рефлексы на вещества, создающие такие ощущения, – на растворы сахара, кислот и солей. Обычно птицы отдают предпочтение сладкому.

Вкус человека. В ротовой полости человека тоже содержатся вкусовые почки, в которых расположены нервные окончания, обеспечивающие способность ощущать вкус пищи. Интересно, что к сладкому наиболее чувствителен кончик нашего языка. Достаточно прикоснуться им к шарику мороженого, и вы сразу же узнаете его вкус. Кислое же лучше всего ощущают края языка, а горькое – его основание.

Наш язык служит своего рода сторожем. Если в рот попадает что-нибудь несвежее, язык тотчас передаст эту информацию в мозг. А тот мгновенно пошлет приказ мышцам рта. И тогда мы, не задумываясь, избавимся от того, что не приемлет организм.

Вкус – комплексное ощущение. Если вкусовой анализатор работает одновременно с органами обоняния, то вкус воспринимается лучше. Вы, вероятно, замечали, что, когда при насморке притупляется обоняние, хуже различается вкус пищи, порой она кажется даже безвкусной.

Слуховая система

Слуховой анализатор. Звуковые волны воспринимаются и обрабатываются слуховым анализатором – системой механических, рецепторных и других структур. Эти колебания преобразуются слуховыми рецепторами в нервные импульсы, которые передаются по слуховому нерву в центральную часть анализатора. В результате происходит восприятие звука и анализ его силы и тембра.

Множество примеров, свидетельствует о том, как слуховая система животных служит им для извлечения нужной информации из звуковых волн. Слышат и расшифровывают информацию даже рыбы.

Долгое время считалось, что из-за примитивности слуховой системы рыбы почти не способны различать звуки. Однако исследования показали, что это вовсе не так. Например, треска не только слышит звуки разной частоты, но и с помощью анализаторов определяет место, где находится их источник. Даже слабые звуки, издаваемые рыбой при схватывании добычи или перетирании пищи челюстями, привлекают других хищников, а миролюбивых рыб повергают в бегство.

Установлено, что рыбы отлично слышат телефонный звонок и реагируют на его звук. В опытах, связанных с обучением рыб, скромные маленькие пескари использовали свой слуховой анализатор для определения нужного звука и получали пищу по свистку или звуку камертона. Причем воспринимали звук от источника, удаленного от них на 30 метров.

Выяснилось также, что эти рыбки могут хорошо различать два тона с интервалом в одну октаву, что не всегда является простой задачей и для человека. Услышать разницу с интервалом в один тон может не всякий. А пескари на это способны! И что удивительно – при звуках скрипки в басовом регистре они начинают как бы «пританцовывать» в такт, ритмично вибрируя грудными плавниками. В этом не уступают им и карпы. При звуках мелодии они «танцуют», плавая то вверх, то вниз. Но как только музыка стихает, тут же успокаиваются. И это все при том, что орган слуха у рыб, казалось бы, очень прост – он представлен только внутренним ухом, заключенным вместе с органом равновесия в хрящевую капсулу.

Но разве можно назвать простой всю анализирующую систему, которой одарены рыбы, если они проявляют такие удивительные способности?

Чувствительный слух человека. Чувства связывают человека с окружающим миром и позволяют с ним взаимодействовать. Большинство из нас уверено, что самое важное из чувств – это зрение. Но слух тоже не менее удивительное и сложно устроенное чувство. Как оно возникает?

Когда звук достигает наших ушей, то барабанные перепонки начинают вибрировать – быстро или медленно, сильно или слабо. Они рассчитаны даже на предельно малую вибрацию, которую создают некоторые звуки – в одну миллиардную сантиметра! И все изменения вибраций несут в себе важную информацию о природе слышимого нами звука.

Подхватывают и усиливают вибрации перепонок три крохотные косточки среднего уха, называемые молоточком, наковальней и стремечком. Затем они передают вибрации дальше, в переднюю часть ушного лабиринта, называемую улиткой. Она содержит около 25 тысяч крошечных волосковых клеток. Те окончательно преобразуют вибрации в электрические сигналы и посылают их в мозг. Такова, хотя и длинная, но очень надежная и быстродействующая цепочка передачи звуковой информации от воспринимающего устройства, каким является ухо, до мозгового центра слухового анализатора.

Наш слух создан так целесообразно, что мы особо чувствительны не к низким, а именно к высоким звукам. Ведь если бы наша чувствительность к низким звукам была также высока, то нас постоянно отвлекали бы внутренние звуки организма, в том числе, бегущей по артериям крови.

Чувство осязания

Осязание – это не единая сенсорная система, а целый комплекс кожных ощущений. Он включает ощущения давления и боли, щекотки и температуры и т. п. Классическим примером служит восприятие нами влажности, которое вызывается смешением ощущений давления и холода. Его можно испытать вообще без какой-либо влажности. Это чувство знакомо любому, кто надевал резиновые перчатки.

Сеть чувствительных анализаторов. При восприятии различных ощущений одни рецепторы регистрируют, например, давление, а другие – температуру. Затем центральный отдел анализаторов мгновенно расшифровывают полученные сигналы, а мозг объединяет эту информацию в единое целое. Поэтому, потрогав предмет, мы вовсе не задумываемся о его свойствах. Ведь вывод возникает как бы сам собой: холодный он или теплый, твердый или мягкий, гладкий или шероховатый. Интересно, что с помощью чувствительных рецепторов температуру можно ощутить, даже не прикасаясь к предмету.

Осязание – необходимое чувство и для многих животных. Так, на показания своего осязательного «радара» во многом полагаются все кошачьи, в том числе и наша домашняя кошка. Его роль играют и шерстинки на лапах, лбу, ушах и, конечно же, длинные тонкие усы над верхней губой. Когда кошка настораживается, они разворачиваются в пространстве с помощью специальных мышц.

При этом образуется веер из колеблющихся волосков, которые связаны со сверхчувствительной нервной сетью анализаторов. Благодаря этому кошка ощущает и анализирует все подозрительные вибрации, и в первую очередь те, которые вызываются движениями живого существа. Она даже способна ловить грызунов, оставаясь совершенно неподвижной, – может сторожить сразу несколько нор, улавливая самые ничтожные движения потенциальной добычи.

Изучать осязание любого животного весьма непросто. Но едва ли не наибольшую сложность представляет исследование его у насекомых. Каким же образом осязают мир эти закованные в хитиновый панцирь существа? Известно, что у них тоже существуют анализаторы, определяющие температуру, давление и т. д. Но многое в механизмах их действия остается пока неизвестным.

Насекомые наделены осязанием и для того, чтобы добывать пищу, и для того, чтобы спасаться от опасности. Именно благодаря осязанию не так-то просто прихлопнуть самую обыкновенную, как мы считаем, муху. Ее зрение позволяет заметить угрожающий объект только на расстоянии 40–70 сантиметров, зато она способна отреагировать на малейшее перемещение воздуха, вызванное опасным движением руки, и мгновенно взлететь.

А каким тонким чувством осязания обладает паук! На его педипальпах и ногах расположены осязательные волоски особого строения. С их помощью через вибрацию паутинных нитей паук ощущает даже самые незначительные дуновения воздуха. Он чутко воспринимает и степень натяжения нитей. При изменении состояния паутины паук будет разыскивать свое убежище, двигаясь всегда вдоль наиболее сильно натянутых нитей.

Все это еще раз подтверждает, что в мире живого нет ничего простого – все существа от мала до велика обеспечены сложными высокочувствительными сенсорными системами для активной жизнедеятельности и собственной защиты.

Полезна ли боль? Дарованное нам чувство осязания играет огромную роль. Ведь, утратив его, мы лишаемся, к примеру, ощущения боли, а значит, способности чувствовать опасность.

Боль является врожденным чувством и неизбежным спутником человека с первых и до последних дней его жизни. Если у вас заболела голова или сердце, сильно «дергает» воспаленное место с занозой, вы понимаете, что это – сигналы о неблагополучии в организме. Древние говорили: «Боль – сторожевой пес здоровья». Так что же такое боль?

Боль – это данная животным и человеку психическая и физиологическая реакция на беспокоящее или нестерпимое раздражение чувствительных нервных окончаний при уколе, ударе, порезе, воспалении и т. п.

Согласно одним представлениям болевое ощущение возникает благодаря существованию особых болевых рецепторов, связанных с собственной системой передачи нервных импульсов. Такие рецепторы находятся в коже, мышцах, надкостнице, внутренних органах. На 1 квадратный сантиметр кожи приходится 100 болевых точек, а всего их на поверхности тела человека – около миллиона. По другим представлениям боль может вызвать сильное раздражение любых рецепторов – от прикосновения, тепла, холода и т. д.

Задача высокочувствительных рецепторов – быстро, со скоростью 120 метров в секунду, передать в мозг информацию: на такой-то участок тела сел комар или же упала капля дождя. Но, быстро передав сведения, рецепторы столь же быстро отключаются. И мы забыли бы напрочь об укусе комара или о других болевых раздражениях, если бы не сложные системы, которые, словно гибкая растительность густого тропического леса, пронизывают наше тело. Эти системы, называемые свободными нервными окончаниями, обладают пониженной чувствительностью, и скорость передачи информации у них в сто раз медленнее. Зато, раз включившись, они неспешно, но упорно посылают в мозг свои однообразные сообщения. И только благодаря их настойчивости вы через какое-то время все же обратите внимание на кусающего вас комара или другое неприятное воздействие.

Конечно, комар, если это не полчище кровососущих насекомых, – не так и страшен. Опаснее, если человек по какой-то причине лишен болевой чувствительности. Он может вовремя не среагировать на порез и истечь кровью, незаметно для себя замерзнуть или получить серьезные ожоги, не ощутив губительного действия огня. То же самое относится и к животным.

Таким образом, боль, обеспечивающая сохранение жизни, является благом, которое мы зачастую недооцениваем.

Добрые прикосновения. Научно доказано, что осязание особенно важно для многих новорожденных.

Детеныши животных, которых облизывают матери, обладают повышенной сопротивляемостью болезням. И у них больше шансов дожить до зрелости, чем у тех, к кому в младенчестве их мамы не прикасаются. Если, например, овца не лижет новорожденного ягненка, он умирает вскоре после рождения.

Так и наши дети. Те, кому в первые месяцы жизни не доставало ласковых родительских рук, страдают от бессонницы, потери веса и слабого иммунитета. Ведь в каждого из нас вложена потребность в добрых прикосновениях.

Анализаторы приходят на помощь

При ослаблении или выходе из строя некоторых органов чувств, в организме животных включается особая система подстраховок.

Помощь слепым. Возьмем, пример, земноводных, у которых окраска может изменяться и «подстраиваться» под цвет фона или окружающего пространства. Для этого в работу включаются сложнейшие системы зрительных анализаторов, обеспечивающих свето– и цветоощущение.

Однако особи, полностью лишенные зрения, сохраняют способность менять окраску тела на фоне другого цвета. Так, маленькая слепая и беззащитная квакша, снятая с коричневого ствола дерева, постепенно приобретает цвет ярко-зеленого живого листа, на который посажена. Но как же она «видит» цвет?

Оказывается, обычно мозг руководствуется информацией от зрительного анализатора, подавляя эту деятельность кожных пигментных клеток. Но для критических ситуаций у организма существует целая система подстраховок – когда одни анализаторы «выключены», их задачи частично берут на себя другие.

Это удивительная способность, данная животным, показывает, что они не оставлены беззащитными в сложных жизненных ситуациях.

А помогают ли анализаторы человеку в трудную для него минуту? Да, помогают. Например, ослепший человек начинает узнавать людей по запаху, или же у него сильно развивается осязание. Многие слепые прекрасно ориентируются по слуху. Известен случай, когда слепой мальчик научился ездить на трехколесном велосипеде, объезжая прохожих и вовремя сворачивая, чтобы не съехать на мостовую.

Слепые в своих способностях ориентироваться опираются на разные ощущения. Одни чувствуют препятствие лицом – обладая как бы лицевым зрением. Для других главную роль приобретает слух. Третьи ощущают «давление», или у них появляются другие неясные чувства, вызываемые препятствием.

Эксперимент показал роль слуха при ориентировании в пространстве слепого человека. Ему предлагали пройти по мягкому ковру, заглушающему звуки его шагов. И тогда оказалось, что у слепого значительно ослабла способность обнаруживать препятствие. Он наталкивался на него и тогда, когда ему закрывали уши. Значит, потерявший зрение человек пользуется отраженным звуком – эхом. Следовательно, способность к эхолокации проявляется только тогда, когда «закрывается» его главное «окно» в мир – зрение.

Возможности для тренировки. Важно знать, что зрение, слух, обоняние и другие анализаторные структуры и функции можно тренировать так же, как и мышцы.

Например, у человека, который в труде проявляет достаточно усердия, восприимчивость может достичь поразительного совершенства. И тогда шлифовальщик приобретает способность различать просвет в две тысячных доли миллиметра, а сталевар – через синие очки по тончайшим оттенкам расплавленного металла подмечает его готовность.

Или же опытная ткачиха, определяет на слух момент, когда заканчивается нитка в челноке, мукомол на ощупь – сорт муки, красильщик – тысячи оттенков ткани, а опытный и внимательный врач по некоторым внешним признакам способен поставить диагноз болезни.

Живые «приборы» на службе у животных

Кроме анализаторов на основе конкретных органов чувств животные наделены множеством комплексных живых «приборов». Это биоиндикаторы и природные компасы, сейсмические и метеорологические устройства, биолокаторы и определители самых разных полей. Причем удивительно сложными приборами обеспечены любые живые существа, даже те, которых люди необоснованно считают примитивными.

Рассмотрим в качестве примера деятельность трубчатых червей с перьевыми жабрами. При строительстве своего защитного дома-трубки они используют осколки раковин и песчинки, которые склеивают секретом, выделяемым из кожных желез. Интересно, что эти черви наделены необычным прибором, благодаря которому способны с редкой точностью подбирать по форме и размерам каждый «кирпичик» для своего дома. Затем эти беспозвоночные животные точно и ловко укладывают из этих кирпичиков стенки футляра-трубки.

Другие черви, наделенные зеброподобной полосатой наружностью, имеют индикаторы, которые позволяют им оценивать расцветку рифа, куда попадают, а потом точно повторять ее на своем теле.

А вот креветка-чистильщик обслуживает не всякую рыбу, а только каменного окуня. И находить его помогают живые приборы по принципам, известным только им. Окунь, в свою очередь, позволяет креветке чистить зубы, узнавая ее после предварительного анализа, раскраски, запаха и других примет. Приборы обоих животных помогают им встретиться и быть полезными друг другу – и креветка сыта, и рыба опрятна.

Или же, являясь друзьями, голубая ставридка и медуза тоже наделены приборами для поддержания генетически заложенного симбиоза – тесного взаимовыгодного сотрудничества. Так, в случае опасности ставридка быстро находит медузу и прячется в ее щупальцах, которые смертельны для других животных. А медуза кормится остатками обеда рыбки.

Уникальные анализирующие приборы находятся и на языке самки африканского крокодила. Время от времени она выкапывает яйца из своего гнезда и, положив себе на язык, сразу узнает, жив ли в них зародыш. Яйца с погибшими эмбрионами, которые могут разлагаться, она откладывает в сторону, а живые вновь закапывает в песок. Эти анализаторы обеспечивают целесообразное поведение заботливой мамы, чтобы исключить заражение здоровых яиц нежизнеспособными.

Великолепно «работают» различные анализирующие устройства и в организме млекопитающих. Так, у морского животного касатки одним из наиболее чувствительных приборов является язык. Он играет роль термометра, барометра, а также химического анализатора воды.

Рассмотрим возможности живых приборов более подробно.

«Гигрометры» мокриц. Мокриц, относящихся к отряду равноногих, называют сухопутными раками. Предназначенное им место обитания – особо влажная среда. И поэтому для постоянного контроля за содержанием в ней паров воды мокрицы обеспечены специальными средствами.

На теле мокрицы установлено более ста сложных по конструкции датчиков. Каждый такой датчик – это устройство в виде бугорка с тонкой хитиновой оболочкой, к которому подходят нервные окончания. Проникающая через хитиновую пленку влага доходит до нервных окончаний, и таким образом воспринимается информация о влажности. А далее возникшие сигналы поступают в нервную систему, где анализируются. И тогда мокрица получает «указание», оставаться ли ей на месте или пора передвигаться в сторону повышенной влажности.

Как считают ученые, совершенство «гигрометра» мокрицы трудно превзойти. Там, где находятся оснащенные ими животные, влажность всегда близка к абсолютной.

Сложные сенсорные системы мокриц обслуживают все процессы их жизнедеятельности и удивительные поведенческие проявления. Например, мокрица-мать постоянно выводит «погулять» своих малышей и внимательно следит, чтобы они далеко не разбредались. Благодаря анализирующим системам она вовремя узнает о приближении опасности и быстро загоняет детенышей в норку.

Материнская забота таких, казалось бы, непривлекательных животных, наряду с предоставленными их организму сложными устройствами, которые обеспечивают столь сложное поведение, не может не вызывать восхищения.

Биолокационные устройства. Многие животные обладают способностью к биолокации. Благодаря этому они определяют свое собственное положение или положение какого-то предмета в пространстве. С этой целью они наделены устройствами для генерирования физических (электромагнитных, звуковых, тепловых и др.) волн, а также приборами для улавливания отраженных волн и анализа полученной информации. Кроме того, живые локационные приборы определяют характеристики физических полей.

Так, совершенство звуковой локации животных обеспечено особой звуковоспроизводящей системой. Ведь при такой точной локации звук посылается не во все стороны, как это обычно происходит при звуковой сигнализации между животными, а отправляется узким пучком в том направлении, которое необходимо обследовать.

Известна способность, например, рыб к радио– и электролокации. Они могут воспринимать силу и конфигурацию отраженных радиосигналов и сигналов электрического поля, которое сами и создают. Это позволяет определять характер объекта, попавшего в зону поля, – металл ли это, живое ли существо и т. д.

А некоторые ночные насекомые, так же как змея-щитомордник, гремучая змея, обеспечены устройствами для термолокации. В темноте они способны воспринимать тепловое инфракрасное излучение объекта добычи гораздо лучше, чем созданный человеком прибор «ночного видения».

Для многих животных характерна эхолокация – способность генерировать и воспринимать отраженные звуковые сигналы. Прекрасно ориентируются с помощью ультразвука летучие мыши, стрижи, салаганы, некоторые кулики, морские свинки, дельфины.

Использование своего биолокатора наглядно демонстрируют тюлени, обитающие в полярных морях. Эти животные не отходят от своих лунок и следят, чтобы не замерзли полыньи, в которых они кормятся и скрываются в случае опасности. Наблюдения показали, что тюлени предпочитают ловить крупные экземпляры рыбы, которые встречаются только на глубине 800–900 метров. Так что тюлень не тратит силы на охоту за мелкой рыбой. Он точно «знает», когда почти на километровой глубине появится движущаяся в его сторону крупная добыча. И тогда ему остается только нырнуть и встретиться с нею под водой. А сделать это надо с опережением, чтобы приблизиться к рыбе именно в тот момент, когда она проплывет под лункой.

Это пример типичной биолокации, предоставленной животным для активной жизнедеятельности. Но как проводит эхолокацию тюлень и с помощью каких «приборов» он обнаруживает рыбу, ученые пока не знают.

Приборы для ориентации. Не только взрослые животные, но и совсем юное потомство обеспечено превосходными анализирующими системами.

Специалисты решили выяснить, как находят свой дом, например, котята на первом месяце жизни. Для этого их помещали на площадку, оборудованную датчиками. Оказалось, что в первые же дни котята проявили полученную по наследству способность к поиску дома.

Сначала малыши ориентировались только по перепаду температур – тянулись к теплу. Когда у котят «открылись» уши, они стали пользовать слухом, потом – обонянием, а затем зрением. Особенно помогает котятам ориентироваться слух. В ходе эксперимента они очень точно пользовались акустической информацией. А далее включаются «приборы» для ориентации на незнакомой местности и определения верного пути к родному дому.

Как уже упоминалось, кошки и некоторые другие домашние животные обеспечены таинственными биолокационными приборами. Увезенные в другую местность, они, мужественно преодолевая самые разные препятствия, возвращаются в свой родной дом. Для собак описаны не менее удивительные случаи биолокации, когда они находили своего хозяина в другом городе, где сами никогда не бывали.

Своими чувствительными «приборами» пользуются и юные насекомые. Интересен пример с личинками цикад, развивающимися в земле, которые выходят на поверхность почвы только при хорошей погоде. Но как узнать, какая погода наверху? Для определения этого они создают над своими подземными убежищами специальные земляные конусы с крупными отверстиями – своего рода метеорологические сооружения. Там через тонкий слой почвы цикады довольно точно оценивают температуру и влажность. И если погодные условия неблагоприятны, личинки возвращаются в норку.

Биологические компасы. Многие животные получили способность к ориентации в электромагнитном поле. Это наглядно обнаруживает поведение мелких рачков из рода дафний, тысячами развивающихся в теплых прудах. Их организм оснащен приборами, позволяющими точно ощущать изменение силы и частоты магнитных колебаний. Достаточно проследить за этими маленькими животными в аквариуме, проделав простой опыт. Если на дно аквариума насыпать магнитные опилки, то рачки соберутся там группами в определенных местах. При этом очертания их скоплений точно повторят конфигурацию участков дна, заполненных опилками.

Что касается насекомых, то они в качестве важнейшего ориентира используют магнитное поле Земли. Так, термиты все свои подземные галереи и входы в термитники устраивают в направлении магнитного меридиана. И даже свою крупную самку они укладывают вдоль него.

А мухи используют магнитное поле Земли для ориентации при посадке. В помещении без окон и при искусственном освещении они предпочитают садиться по осям север – юг и восток – запад.

Точно определяют направление сторон света и устраивают муравейники с южной стороны деревьев лесные муравьи. Их основные входы и выходы также направлены на юг. Большинство птиц, гнездящихся в дуплах, тоже предпочитают, чтобы отверстие дупла располагалось на южной стороне. И барсуки при рытье норы тоже ориентируют ее вход на юг.

Зная, что многие животные обеспечены живыми компасами, можно по их поведению или результатам труда определить расположение сторон света и сориентироваться в любом месте. Для этого достаточно лишь желания вникнуть в установленные свыше законы природы и наблюдательности.

Живые часы

Биологические часы. Все живые творения обеспечены жизненно важными биологическими часами. Эти генетически заложенные в их организм приборы времени обеспечивают четкое регулирование как внутриорганизменных процессов, так и ритма жизнедеятельности человека, животных и растений.

Наблюдая за животными, можно увидеть, что их поведение «расписано по часам». Простейший пример – наступление чувства голода, которое происходит через определенные промежутки времени. Кроме того, животные могут измерять время морских приливов и отливов, лунных и годовых циклов. Биологические часы помогают им безошибочно проводить периодические миграции или вовремя впадать в спячку.

Точное действие живых часов наглядно демонстрируют птицы. Так, при эксперименте помещенный в изолированную от внешнего мира клетку зяблик сам себе устраивал «ночь». Как только он садился на привычную для сна жердочку, свет автоматически выключался. Когда же птица слетала с жердочки – свет включался, и наступало «утро». Опыт продолжался 17 месяцев в полной изоляции от внешних раздражителей. И зяблик из месяца в месяц точно отмерял сутки, почти минута в минуту.

Птиц называют звучащими живыми часами. Весной и летом по началу их пения можно легко определить время. Около часа ночи просыпается соловей, в два-три часа запевает полевой жаворонок, в пять утра дает о себе знать зяблик. Позже других просыпается живущий рядом с человеком воробей – в шесть часов. А самым верным утренним будильником считают петуха, который поднимает в деревенской местности людей на работу не только весной и летом, но и в любое время года.

Принцип действия живых часов. В основе живых часов лежит генетически заложенная цикличность всех процессов, происходящих в организме, их строгая взаимосвязь между собой, и с ритмикой внешних условий, и прежде всего с основным ритмом Земли – ее вращением. От него зависит освещенность, температура, влажность воздуха, барометрическое давление, гравитация, космическая радиация, атмосферное электричество, смена дня и ночи. Лишь под влиянием изменений положения над уровнем моря и времени года могут происходить некоторые отклонения в четкой деятельности живых часов.

А существует ли конкретный орган, в котором находится «прибор», управляющий всеми ритмичными процессами?

Многочисленные исследования показали, что такого органа нет. Ведь каждый процесс в сложной системе организма может иметь свой ритм. И все они постоянно корректируются определенными повторяющимися явлениями во внешнем мире – заходом и восходом солнца, наступлением прилива и отлива, сменой времен года и т. п. Даже при переходе в новые условия все «часы» организма некоторое время сохраняют свой прежний ритм, постепенно перестраиваясь на новый, на что уходит от трех до четырех суток, а порой и до 28 дней.

Как же устроены живые часы и каков их механизм? Наукой пока не установлены те структуры организма, которые ответственны за жизненные ритмы. И тем более не найдены молекулы структур, задающие колебания в биологических часах. Существуют лишь самые разные гипотезы, предполагающие устройство датчика времени. Согласно одной из них механизм биологических часов невозможно рассмотреть ни в один микроскоп, потому что «маятником» их может служить особая молекула белка. Поскольку такой маятник колеблется очень часто, то он, вероятно, похож на звучащую струну. И в каждой клетке колеблется не один, а миллионы мельчайших молекулярных маятников.

Если в рукотворных часах есть видимые стрелки, которые ползут по циферблату, то в биологических часах механизмы, играющие роль стрелок, конечно же, не видны. И в них не три стрелки, принимая во внимание и секундную, а значительно больше. Ведь они отсчитывают часовые, суточные, месячные, сезонные, годовые ритмы, а возможно, даже и жизненные периоды. А на уровне отдельных клеток минимальные временные отрезки могут составлять тысячные доли секунды. Но обо всем этом науке пока известно слишком мало.

Так что о сезонных часах мы знаем лишь то, что они могут включать и выключать на определенный сезон работу отдельных генов. Благодаря этому некоторые животные впадают в зимнюю спячку. И когда биологи посмотрели, что же происходит в организме спящего животного, то оказалось, что многие функции, вплоть до тех, что на клеточном уровне, у них выключены. Спит организм, и крепко спят его клетки – ничем их не разбудить.

Та же лягушка каждую зиму переживает холодную пору, зарывшись в ил не замерзающего до дна пруда. В это время ее клетки не делятся, так как они отключены, что устанавливается по клеткам хрусталика глаза.

В эксперименте эту амфибию попробовали разбудить зимой. Ее перевели в теплое помещение, осветили, и через некоторое время лягушка проснулась. Она даже смогла тихо квакать. Но в то же время при рассмотрении клеток хрусталика ее глаза под микроскопом обнаружилось, что они спят. И будут спать до самой весны, пока сезонные часы их не включат. Только тогда животное по-настоящему проснется, и клетки начнут делиться.

Знания о биологических часах помогают дополнить наше восприятие любого живого организма как совершенного творения, в котором нет мелочей. При этом можно представить себе, что существуют не только биологические часы, встроенные в организм человека и всех живых существ, но и невероятные по сложности часовые механизмы, управляющие всеми процессами во Вселенной.

Системы для целенаправленных действий

Движение – одно из важнейших проявлений жизнедеятельности животных. Для осуществления двигательных процессов и целенаправленных действий все без исключения организмы получили специальные органы, высокоэффективные устройства, например мышцы, а также системы координации и управления движением.

За движения тела, например, млекопитающего ответственны поперечно-полосатые мышцы, которые как бы натягивают «рычаги» костей скелета. Они осуществляют внешние движения их туловища, головы, конечностей, языка, включая и все произвольные поведенческие действия. А гладкие мышцы удерживают внутренние органы и обеспечивают их непроизвольные движения. Они образуют мускулатуру стенок кровеносных сосудов, пронизывают ткани внутренних органов и кожи.

Стереотипны ли действия животных? Существует комплекс врожденных движений, одинаковый для всех животных одного вида, так же как и характерные для них форма туловища, наличие окраски или ядовитых выделений и т. п. Такие признаки действий могут служить своего рода «визитной карточкой» вида.

Можно привести в пример работу пауков по плетению сети, когда каждый представитель определенного вида плетет паутину с конкретным, изначально заданным рисунком и особенностью ее конструкции. При этом, производя работу, он следует программе врожденного поведения и использует в основном одинаковые движения.

Но всегда ли врожденные действия животных являются стереотипными? Решили экспериментально проверить, как пауки станут справляться со своей довольно сложной работой, если их поместить в разные условия. Ведь тут невозможно обойтись только путем видотипичных (типичных для их вида) последовательных движений.

Опыты проводили на проволочных рамках с паутиной различной степени готовности. Предварительно эту паутину строили молодые паучки, но закончить работу им не дали. Работников снимали поочередно, а потом поменяли местами.

Казалось бы, молодежь в силу стереотипности инстинктивного поведения должна начать строить паутину заново. Однако все паучки продолжили плести паутину именно с того места, где она была оставлена предшественником. А тот молодой паук, который попал на уже готовую сеть, принял боевую позу в ожидании добычи. То есть маленькие неопытные создания сумели закончить построение сети с любой предварительной стадии.

Эти эксперименты свидетельствуют, что паучки изначально наделены способностью оценивать существующее положение вещей, прежде чем приступить к работе или очередному ее этапу. Кроме того, они могут контролировать последовательность своих действий в новой, сложившейся до этого момента ситуации, чтобы организовать весь комплекс необходимых движений самым рациональным образом.

Изучая мир живого, на каждом шагу убеждаешься, что целесообразностью отличается абсолютно все, чем по праву владеют живые создания, – их органы, системы организма, физиологические процессы и поведение. «Если станешь рассматривать члены животных, найдешь, что Творец не прибавил ни одного лишнего и не отнял необходимого» (св. Василий Великий).

И все это несет в себе определенный смысл и цель, связанные с жизненным предназначением всего сотворенного на Земле.

Можно еще и еще раз показывать это на примере животных разных классов и видов.

Возможности организма млекопитающих

Млекопитающие в зависимости от видовой принадлежности, а значит, самых разнообразных возможностей организма способны жить в воде и в воздухе, на земле и под землей, в Арктике и Антарктиде, в знойных, безводных пустынях и во влажных субтропиках.

Самой характерной особенностью организма всякого млекопитающего является его теплокровность. Это означает, что у животных при различной температуре окружающей среды поддерживается постоянная температура тела. Для этого в организме млекопитающего предусмотрены сложнейшие системы, которые постоянно вырабатывают тепло, и разного рода механизмы терморегуляции: химические, которые регулируют продуцирование тепла, физические – для контроля его отдачи.

Удерживать тепло животным позволяют те или иные теплоизоляционные средства. Это может быть волосяной покров различной густоты, толстый слой кожи или мощный жировой слой. При этом они решительно отличны, скажем, у жителя равнин и гор кенгуру и обитателя водной стихии дельфина.

А чем обеспечены млекопитающие для исполнения своего жизненного предназначения? В первую очередь они, как и другие живые существа, получили конкретную сферу деятельности, то, что мы условно называем профессией. Например, верблюды являются профессиональными «кораблями пустыни». Они веками служат человеку – перевозят грузы и людей через безводные засушливые пространства.

Во-вторых, млекопитающие наделены определенным строением организма и образом жизни, соответствующим этой заведомо предназначенной профессии. Взять хотя бы довольно активных почвообразователей – кротов. Эти «хозяева почвы» получили гибкое тело, особый мех, сильные мышцы, удобные лапы, которые облегчают им подземное продвижение и рыхление земли.

В-третьих, звери имеют определенные места обитания с конкретными факторами среды. Это может быть и чрезвычайно широкий ареал, и очень узкий. Например, только в пустыне живут замечательные зверьки – песчанки. Они помогают многим животным переносить суровые условия обитания. Отчасти в этом их жизненное предназначение. Песчанки селятся целыми городками, которые являются своего рода средоточием жизни в пустыне. Спасительные прохладные норы используют в качестве убежища ящерицы, змеи, насекомые и многие другие животные.

В-четвертых, животные обладают особым строением организма для того, чтобы занять определенное место обитания. В качестве примера можно привести оснащенность всем необходимым замечательного обитателя Арктики – моржа. Чтобы не замерзать, он обеспечен толстой защитной кожей, теплой «фуфайкой» в виде большого слоя жира. А еще на спине моржа спрятаны воздушные мешки для сна на воде. То есть, в его удобном теле предусмотрены даже «спасательные жилеты».

О тех, кому предназначено жить в пустыне

Целесообразность устройства организма млекопитающих, которые обитают в суровых природных условиях, наиболее наглядно проявляется в особенностях строения и поведения жителей пустынь.

Условия пустынь не случайно называют экстремальными. Там так палит солнце, что в отдельных районах температура воздуха днем порой поднимается до 58 °C, а поверхность земли при этом раскаляется почти до 90 °C.

Чего совершенно не хватает в пустыне, так это, конечно, влаги. Месяцами на иссушенную солнцем землю не падает ни капли дождя.

Какими же средствами наделены организмы животных, которым предназначено обитать на песке или почве, почти не покрытой растительностью, переносить высокие температуры и отсутствие влаги и при этом передвигаться, охотиться, производить потомство?

Ночью и днем. Некоторые пустынные животные ведут ночной образ жизни. Например, так спасается от изнуряющей дневной жары шакал.

Кенгуровые крысы в часы самого пекла сворачиваются в клубок в своих убежищах и лежат неподвижно, экономя силы. Только так они могут переносить жару.

Тушканчики, как и пресмыкающиеся – гекконы, песчаные удавчики или насекомые – жуки-чернотелки, тоже прячутся от палящих лучей солнца в глубоких норках.

Животные используют всякую возможность, чтобы избежать потерь драгоценной влаги. Те же тушканчики совершенно лишены потовых желез, а потому вообще не потеют. Чтобы вести активный ночной образ жизни, они получили крупные глаза и большие уши, что обеспечивает им отличное сумеречное зрение и тонкий слух.

Интересно, что, забравшись на день в свое убежище, тушканчик закупоривает вход земляной пробкой, называемой зоологами «копеечкой». На первый взгляд, ничего сложного в его действиях нет – сделал что-то наподобие дверцы и наглухо закрылся. Но специально изготовить преграду для проникновения пустынного жара в прохладную «квартиру» – это результат разумного и сложного поведения. Однако ни сам тушканчик, ни все его предки, тысячелетиями живущие в пустыне, не смогли бы для решения этой теплофизической проблемы выработать такое важное «инженерное решение».

Наряду с животными, которые ведут ночной образ жизни, в пустыне имеются и те, кто охотятся и выполняют другие жизненно важные функции днем. Они активны лишь в ранние утренние часы, пока еще не раскалилась почва. Когда же солнце поднимется выше и начнет немилосердно печь, живые существа прячутся в тени кустов и камней или скрываются в норах.

Некоторые млекопитающие способны охлаждаться, учащая дыхание, как делает это пума. Так они избегают перегрева в самые жаркие периоды дня. При этом температура тела у них снижается за счет испарения влаги с языка.

Способность сохранять и добывать воду. Пустынные животные наделены особыми физиологическими возможностями для экономного расходования воды, которую найти в местах их обитания нелегко.

Эти животные не только сохраняют, но и добывают воду самыми разными способами. Одни из них, например растительноядные грызуны (песчанки и суслики), получают воду из сочных частей растений – зеленых веточек, листьев, корневищ и луковиц. Другие жители пустынь умеют находить в расщелинах скал и глубоких норах выпадающую по ночам росу.

Кенгуровая крыса – жительница безводных австралийских пустынь – получила очень хитроумный способ извлекать воду даже из почвы. Этот зверек питается семенами различных растений. Но они обычно высушены так, что практически не содержат влаги. Поэтому собранные сухие семена крыса сразу не ест, а переносит в нору в своих особых защечных мешках, которые защищены от просачивания в них слюны.

Теперь представьте, что у вас нет воды, но есть пересушенные сухари и влажная ткань. Если вложить сухари в ткань, они довольно быстро впитают в себя воду, а потом помогут вам утолить жажду. Так же инстинктивно, поступает и крыса. Собранные на поверхности земли семена кенгуровая крыса складывает в предварительно подготовленные глубокие влажные норки, где совершенно сухие семена начинают всасывать влагу. И только после обогащения семян водой зверек их поедает.

Передвижение по песку. Животные пустынь обеспечены очень удобными устройствами для быстрого передвижения по сыпучему песку. Так, у мохноногих и гребнепалых тушканчиков лапы имеют густую опушку, а на подошвах – волосяную щетку. Их мохнатые ступни не проваливаются в рыхлый песок, и зверьки легко передвигаются по склонам песчаных барханов.

Этому способствует еще и особое строение лап и хвоста. Передние лапки у тушканчиков маленькие, но зато задние, прыгательные, – с удлиненной ступней. Хвост у них обычно длиннее туловища и послушно служит органом равновесия при прыжках и рулем поворота на крутых виражах. Прыгая на задних лапах и балансируя хвостом, тушканчик в поисках воды и пищи может за ночь преодолеть более 10 километров. Интересно, как пьет мохноногий тушканчик, – зверек специально мочит в воде передние лапки и затем быстро слизывает с них капельки.

Вопреки суровым условиям жизни. В таких местах не всегда стоит беспрерывная засуха, бывают и периоды дождей, благодаря которым жизнь вновь возрождается. Поэтому недостаток влаги между дождями и иссушающая жара не являются препятствием для продления рода у выносливых животных. В период ливней местность преображается – на песке или на глинистой поверхности появляется зеленый покров. И именно в это время млекопитающие приносят детенышей, насекомые и пресмыкающиеся откладывают яйца, птицы вьют гнезда.

Таким образом, пустынные животные обеспечены всем необходимым, чтобы жить в таких экстремальных условиях, то есть спасаться от жары, добывать спасительную влагу, производить потомство – в общем, жить абсолютно полноценной жизнью. При всей суровости природы пустыня богато заселена различными животными, в том числе и млекопитающими.

Чтобы получить общее представление о целесообразности строения организма млекопитающих, обитающих в пустыне, остановимся на примере верблюда – одного из интереснейших ее представителей.

Верблюд – обитатель безводного царства песков. Всякому известен этот «корабль пустыни». Что заставляет верблюдов постоянно обитать там, где все живое то задыхается от палящего полуденного солнца, то дрожит от холода пустынных ночей?

Действительно, человеческая логика объяснить это бессильна. Ведь еще дикие верблюды с их сильными ногами давно могли бы уйти от мест с суровыми климатическими условиями и обосноваться там, где есть вода и разнообразная пища. Но, оказывается, не могли. Так предопределено Создателем – животное само не решает, где ему находиться и чем питаться.

По Его замыслу жизнь должна существовать во всех уголках нашей планеты, в том числе и в безводной жаркой пустыне. Поэтому всякий обитатель Земли наделен таким устройством организма, такими физиологическими процессами и такими особенностями поведения, чтобы он занимал не любую, а именно свою природную нишу.

Особенности организма верблюда. В отличие от мелких обитателей пустыни, которые в самые критические периоды способны так или иначе прятаться от зноя, это недоступно такому весьма крупному животному, как верблюд. Поэтому все, чем наделен его организм, представляет собой совершенно уникальный комплекс.

• Верблюд обладает защитным слоем густой шерсти.

• Организм этого пустынного животного наделен четко действующими системами регулировки температуры тела, а также водного баланса, благодаря чему животное может свыше двух недель обходиться без единой капли влаги.

• Верблюд неприхотлив в еде и обходится малым ее количеством; его организм позволяет питаться жесткими и колючими пустынными растениями.

• Верблюд предусмотрительно наделен двойными защитными рядами бровей и длинными ресницами, а также особыми мышцами, которые вовремя закрывают его ноздри. Такие устройства предотвращают попадание песка в глаза и нос даже в период сильных песчаных бурь.

• Это выносливое животное обеспечено и средствами для легкого передвижения по безбрежному песчаному морю. Плоские и широкие подошвы ног этого огромного млекопитающего устроены так разумно, что идти по барханам ему гораздо легче, чем коню, узкие копыта которого глубоко увязают в песке. Но ведь конь и не был сотворен как обитатель пустынь – у него на Земле другие задачи.

• Высокая грузоподъемность, «специальная обувь» вместе с названными выше преимуществами позволяют верблюду выполнять полезные для человека функции «корабля пустыни». Остановимся на некоторых примерах.

Обеспечение теплового баланса. В наследственной программе развития и функционирования организма верблюда предусмотрено абсолютно все, даже «минипроизводство» по изготовлению густой шерсти. Она ему жизненно необходима для защиты от перегрева в палящую жару и от переохлаждения при низких температурах, а также для предотвращения больших потерь влаги.

Толстый шерстяной покров помогает этому выносливому обитателю пустыни выдерживать температуру от -30 до +40 °C. Шерсть у верблюда быстро отрастает, и животное можно каждую весну стричь, получая до 7 килограммов ценной волнистой шерсти с каждой особи. Из нее выделывают сукна и знаменитые верблюжьи одеяла.

Кроме изготовления защитного покрова, организм верблюда способен с помощью управляющих систем поддерживать температурный баланс. Благодаря этому солнечные лучи днем медленно повышают температуру тела животного до 40,5 °C и соответственно снижают ее к ночи до 34–35 °C, так что вплоть до полудня верблюду совершенно не жарко.

При повышенной температуре тела у верблюда уменьшается потоотделение, за счет чего экономится вода. Благодаря этому организм верблюда теряет влагу втрое медленнее, чем, например, организм осла в тех же условиях.

В условиях отсутствия воды. Самая удивительная способность верблюда – не пить свыше двух недель. А если ему в пути удается найти какой-нибудь относительно сочный растительный корм, то его организм может обойтись без воды еще дольше. При этом двугорбый верблюд способен за счет потери воды утратить почти треть своей массы. А одногорбый – может выжить, даже утратив в своем теле около половины всей жидкости. Если сравнить: для человека смертельна потеря одной пятой части жидкости.

Что же дано организму верблюда для такой жизнеспособности в безводной пустыне?

Прежде думали, что он может долго не пить благодаря запасу воды в желудке. Потом предположили, что животному помогает расщепление жира в горбах. И действительно, такие жировые отложения – настоящие «водные склады». Чем выше горб, тем внушительней запас жира. У упитанных особей он доходит до 120 килограммов, что может при расщеплении жира дать свыше 50 килограммов метаболической воды.

Однако это оказалось не главным. Уникальность верблюжьего организма в том, что, в отличие от других животных, утратив много воды, он при этом удерживает влагу в крови; у верблюда при этом даже не происходит ее значительного загущения.

Но и это еще не все. Из всех млекопитающих только у верблюдов красные кровяные клетки (эритроциты) имеют овальную форму. Это обеспечивает их нормальное продвижение по кровеносным сосудам даже в том случае, когда кровь вследствие сильного обезвоживания организма все же становится более густой и вязкой.

Кроме того, верблюды теряют гораздо меньше воды с мочой и экскрементами, чем животные других природных зон.

Есть еще одна особенность, дарованная организму верблюда. Потеряв много жидкости, он способен быстро ее восполнить. Измученное жаждой животное, добравшись до источника, за считанные минуты может выпить десятки литров воды, даже если эта вода содержит значительное количество соли. Это очень важно, так как в пустыне многие водоемы солоноватые.

Неприхотливость в еде. В организме верблюда удивительно и то, что при питании самым скудным растительным кормом столь крупному животному вполне хватает вырабатываемой энергии. Это обеспечивает его чрезвычайно рациональная пищеварительная система. Кроме того, этот пустынный житель поедает растения, несъедобные для других животных, – верблюжью колючку и даже ветви мимозы, иглы которой могут проколоть подошву сапога. А при случае верблюд с удовольствием употребит в пищу старую корзину или подстилку из финиковых листьев.

Как и другие жвачные животные, он повторно тщательно пережевывает сухую растительную массу. Конечно, от сочного зеленого корма (бобов, зерна) верблюд тоже не откажется, и в таком случае вода ему не нужна.

Любопытно, что при сравнительно долгом питании на хороших лугах верблюды чувствуют себя гораздо хуже, чем в пустыне. Это лишнее напоминание того, что живые существа призваны занимать только определенные, предназначенные для их обитания уголки нашей планеты. Организм каждого из них точно рассчитан на использование местных пищевых источников и на определенные условия жизни.

Профессиональный «корабль пустыни». При перевозках грузов и людей через безводные засушливые пространства верблюд способен нести груз, масса которого составляет половину его собственной, а самые сильные из них – почти равную ей – около 700 килограммов. Под седлом, по жарким пескам и чаще всего без воды верблюд может проходить до 80 километров в сутки.

Особые мозолистые подушечки предохраняют стопы этих «кораблей пустыни», как и родственных им лам, от ожогов горячим песком и камнями, уберегают и от травм. А специальные устройства на ступнях помогают передвижению, иногда даже очень быстрому, по сыпучей песчаной почве. Верблюды при ходьбе опираются не на кончики, а на нижние поверхности двух пальцев, имеющие защитные мягкие жировые подушечки.

Благодаря толстым мозолям на запястьях, локтях, груди и коленях эти животные способны отдыхать даже на горячей поверхности почве.

Все приведенные факты подтверждают, что верблюд являет собой образец организма «пустынного» типа. И несмотря на все проблемы, связанные с местом обитания этих животных, продолжительность их жизни довольно высока и составляет 35–40 лет. А отдельные особи доживают и до семидесятилетнего возраста.

Уникальность строения жителя саванн – жирафа

Самое длинношее животное. Характерный признак жирафа – одного из самых красивых млекопитающих – длинная шея. Ее размеры могут достигать 2,5 метра.

Чем же должен обладать организм такого животного для того, чтобы не только гордо нести на плечах свою удивительную шею, но и жить полноценной жизнью?

Хотя у жирафа на шею приходится почти половина его роста, общее анатомическое строение этого животного во многом схоже со строением большинства зверей. У длинношеего жирафа те же семь шейных позвонков, только эти позвонки очень вытянуты.

Считается, что когда-то шеи у жирафов были обычными, и только у некоторых из них – чуть длиннее. С наступлением засухи, по мере того как пищи становилось меньше, более рослые жирафы способны были дотянуться до листвы высоких деревьев. И соответственно у них было больше шансов выжить и иметь потомство.

Но что интересно: у юных жирафов шея гораздо короче родительской. А поскольку молодь не может дотянуться до макушек деревьев, то в засуху она тоже должна была бы погибнуть. И тогда на Земле не осталось бы ни одного жирафа. Но ведь этого не произошло! К сказанному можно лишь добавить, что до сих пор так и не найдены окаменелости, по которым можно было бы проследить постепенный рост шеи у жирафов.

Пищевая ниша и особенности организма. В саванне довольно скудная растительность, и все же там обитают, не мешая друг другу, травоядные животные десятков видов. Ведь питаются они на разных «этажах»: животным одних видов доступны верхушки и ветки деревьев, для других существуют кусты и «макушки» трав, третьим достаются самые нижние части растений.

Необычное телосложение жирафа – длинные шея и язык, высокие плечевой пояс и передние конечности тесно взаимосвязаны с его пищевой нишей. Жираф питается не травой и другим подножным кормом, общим для многих обитателей саванн, а только находящимися на высоте листьями, молодыми побегами и бутонами мимоз, акаций, диких абрикосов и других деревьев. Причем благодаря тому, что рост самки жирафа обычно на метр ниже, а молоди – еще меньше, такое целесообразное различие исключает пищевую конкуренцию между разнополыми и разновозрастными животными. Занимая единую пищевую нишу, они потребляют корм каждый на своем ярусе растительности.

Для питания и одновременной постоянной «стрижки» густо покрытых листвой деревьев жираф наделен удобными устройствами и особыми поведенческими приемами.

Он имеет двух– или трехдольчатые нижние клыки, которые подобно гребню отделяют листья от небольших веток; подвижные губы для удобного обхватывания листьев и мелких побегов; очень длинный язык – более 45 сантиметров.

Благодаря такому целесообразному устройству жираф довольно ловко захватывает цепкими губами и языком тонкую веточку и направляет ее в рот. Затем он отгибает голову в сторону и, в отличие от слонов, которые обламывают ветки, пропускает их между длинными выемчатыми зубами. И те как гребенкой сдирают листья с ветки. А манипуляции длинным узким языком позволяют жирафу срывать листья даже с ветвей, покрытых крупными колючками.

Мы никогда не задумывались над тем, как легко передвигаются в пространстве наши руки или ноги, как быстро выполняют они наши мысленные приказы. При этом мы не планируем всей последовательности своих действий – органы движений сами сделают все правильно, слушаясь лишь внутренней команды. Стоит нам только подумать, например, что хочется съесть висящее на ветке яблоко, и все придет в движение. Нам не нужно руководить ногами, так как они уже понесли наше тело в сторону дерева. Куда идти – корректируют глаза. Затем руки наклоняют ветку и срывают яблоко. Когда мы начнем его есть, в работу автоматически включатся зубы, язык, появится слюна и т. д.

Вот так же в организм жирафа, как и любого живого существа, заложена система координации и управления движениями. Все, что им дано, работает четко и слаженно.

Замечательные легкие. Как известно, предназначение легких – обеспечивать ткани организма кислородом. Чтобы дыхательная система жирафа справлялась с этой задачей, она должна быть, как и все у этого высокорослого животного, тоже уникальной.

Его легкие в восемь раз больше, чем, например, у человека, а частота дыхания – втрое меньше.

Такие большие легкие необходимы жирафу в связи с большой длиной его трахеи, в которой задерживается значительный объем так называемого воздуха «мертвого пространства». Ведь после вдоха любое животное физически не в состоянии сделать полного выдоха. У жирафа эта проблема решена за счет увеличенного объема легких. В этом случае воздух «мертвого пространства» составляет лишь малую толику всего воздуха, содержащегося в дыхательных путях.

А вот медленное дыхание, оказывается, необходимо жирафу для того, чтобы из-за слишком быстрого движения огромных масс воздуха не «обветрилась» ребристая четырехметровая трахея.

Однако по сравнению, скажем, с лошадью относительный объем легких у жирафа не так уж и велик. Поэтому жираф не может долго бежать – он быстро начинает задыхаться и сбиваться с шага. Жирафы созданы не для долгого и быстрого бега, как лошади, – у них иные жизненные задачи.

Специфика кровеносной системы. Поскольку голова жирафа находится далеко от тела, это животное наделено необычайно большим сердцем и специфической сердечно-сосудистой системой. Для бесперебойной подачи достаточного количества обогащенной кислородом крови в мозг, находящийся на 3 метра выше сердца, все тоже предусмотрено.

Чтобы прокачать кровь через такую длинную шею, организму приходится создавать очень высокое давление, которое у высокоорганизованных животных зависит от работы сердца и сопротивления стенок кровеносных сосудов. Поэтому кровяное давление у жирафа несравнимо выше, чем у остальных животных.

Со всеми серьезными проблемами, которые могли бы возникнуть из-за высокого кровяного давления, жираф справляется в первую очередь благодаря совершенной системе артерий с утолщенными стенками. Кроме того, он наделен комплексом разнообразных клапанов, сетью мельчайших сосудов, а также системой рецепторов, оценивающих кровяное давление. Это позволяет организму жирафа справляться с мощным потоком крови, регулируя его в зависимости от давления.

Здесь правомерен вопрос: почему при столь высоком давлении, поранившись, жираф не истекает кровью?

Оказывается, целостность сосудов и нормальный ток крови обеспечиваются высокой прочностью кожи и внутренних связок. Кроме того, кровотечению препятствует довольно глубокое залегание всех вен и артерий в теле жирафа. Особое строение высокопрочной кожи жирафа даже заинтересовало специалистов НАСА в связи с разработкой новых космических скафандров.

Организм жирафа имеет еще одну важную особенность. Подходящие к поверхности кожи животного капилляры очень узкие, поэтому красные кровяные тельца у него необычно малы. Размер их втрое меньше, чем, например, у человека. При этом общая поверхность мелких красных кровяных телец гораздо больше, поэтому они лучше и быстрее усваивают кислород из легких и более эффективно снабжают им голову и конечности.

А если жираф опустит голову, чтобы напиться? Почему у него не происходит кровоизлияния в мозг от слишком большого притока крови? Ведь даже у человека кружится голова, когда он резко выпрямляется после наклона.

Жираф не избежал бы кровоизлияния, если бы в структуре его тела не были предусмотрены специальные клапаны. Каждый раз, когда животное наклоняет голову, чтобы напиться, они автоматически закрываются, не позволяя крови приливать к голове. Потом, когда жираф поднимает голову, те же клапаны препятствуют крови быстро отхлынуть от головы.

Как же все, чем наделено это самое длинношеее животное, мудро и целесообразно.

Бобры созданы для обитания на водоемах

Бобры принадлежат к наиболее крупным грызунам, живущим на планете. Весь облик этого животного свидетельствует о его полуводном образе жизни. Причем на воде он возводит собственное жилье и другие поистине уникальные сооружения, в том числе плотины.

Профессиональный пловец и ныряльщик. Эта слава закрепилась за бобром благодаря целому комплексу особых устройств его организма.

• Задние лапы бобра снабжены плавательными перепонками, образующими тем самым гребные ласты. И хотя его передние лапы коротки, плавая, бобр ловко отталкивается от воды сжатыми кулачками.

• Уплощенный и широкий хвост бобра, покрытый чешуйчатой кожей, служит мощным веслом, а также выполняет функцию руля при плавании и ускорителя при погружении и всплытии. Кроме того, хвост с его жесткой роговой основой является для бобра надежной третьей точкой опоры при подгрызании деревьев. Этот многофункциональный хвост играет еще и роль хлопушки, подающей громкий сигнал тревоги сородичам. При подозрительном шуме бобр громко шлепает им и уходит под воду. Услышав такой шлепок, соседи тоже ныряют. А под водой они с такой силой делают толчок хвостом, что молниеносно уходят от опасности.

Еще одна немаловажная функция хвоста – защита владельца от перегрева. Тело этого животного облачено в теплейшую шубу, и благодаря голому хвосту он избавляется от излишков тепла.

И наконец, в холода бобр может сжаться в комок, прикрыв хвостом нос и лапы.

Таким образом, чудесный бобровый хвост – это и весло, и руль, и опора, и коммуникационное устройство, и средство защиты организма от перегрева и холода.

• Погружающийся в воду бобр способен наглухо закрывать с помощью специальных клапанов ноздри и складывать вдоль головы ушные раковины. А прозрачные мигательные перепонки защищают его глаза и играют роль глазных линз, сохраняя животному хорошую видимость под водой.

• Губы у бобра тоже имеют особое строение, чтобы плотно смыкаться позади зубов. Благодаря этому, обрабатывая дерево под водой, грызун не захлебывается. А заодно такие губы служат «заслонкой», препятствующей проникновению в рот щепок и стружки.

• Способность бобра автоматически «задраивать» все отверстия в собственном теле делает его схожим с подводной лодкой.

Пребывание в холодной воде. Подолгу находиться в холодной воде бобрам позволяет толстый слой подкожного жира, а также аналогичная тюленьей система экономии энергии при пребывании на глубине.

Сохранить тепло даже в замерзающей воде бобру помогает также очень густой мех, за состоянием которого животное тщательно следит. Бобр систематически смазывает его маслянистым водоотталкивающим веществом, которое выделяют специальные железы у основания хвоста. Нанося жировую смазку, животное с усердием расчесывает мех зубами и лапами. Для этого зверь наделен раздвоенными чесальными когтями – по одному на каждой лапе. А вот до спины он сам не может дотянуться лапой, и шерсть там бобры расчесывают зубами друг другу.

Волосяной покров бобра имеет густой мягкий подшерсток и грубую ость. Количество пуховых волос на брюхе бобра составляет 25 тысяч на квадратный сантиметр! И что удивительно – каждый вид волосков меха имеет свою особенность: короткие волоски утолщены посередине, благодаря чему соприкасаются друг с другом так плотно, что между ними не проникает ни капли воды. А длинные, остевые волосики, расширяясь кверху, образуют над короткими подобие крыши.

Представьте, какова по сложности наследственная программа создания такого волосяного покрова. В ней учтено не только количество, но и точные размеры, а также форма каждого волоска. Поистине неисчислима предусмотрительность Создателя!

Чудо-системы млекопитающих

Чему люди научились у тюленей. В период Первой мировой войны германские подводные лодки наносили английскому флоту огромные потери.

Тогда были созданы специальные приборы – гидрофоны, которые должны были по шуму гребных винтов «узнавать» подводные лодки противника. Гидрофоны были установлены на кораблях, но вскоре выяснилось, что во время их хода движение воды у приемного отверстия гидрофона создает такой шум, что он заглушает звуки винтов подводной лодки.

Этот недостаток долго не могли устранить, пока ученые не предложили инженерам поучиться у тюленей, которые прекрасно слышат даже при быстром движении в воде.

Когда же приемному отверстию гидрофона придали форму ушной раковины тюленя, гидрофоны стали «слышать» даже на полном ходу корабля. И больше того, что немаловажно, – они позволяли определять направление на источник звука и расстояние до него.

Как кошки возвращаются домой. Обыкновенные домашние кошки, так же как и собаки, способны после долгих скитаний, преодолев сотни километров пути, возвратиться домой. Тому множество примеров. Так, при переезде на новую квартиру кошку отвезли в другой конец города. Чтобы возвратиться к прежнему месту жительства, ей пришлось преодолеть реку, канал и пройти через весь город. Или же случайно оказавшийся на речном пароходе кот пропутешествовал на нем более 700 километров. А когда он оказался на берегу, то отправился домой и весьма отощавшим появился у порога родного жилища через десять месяцев! И таких примеров можно привести очень много.

Что же за таинственный компас влечет кошку к дому, и как он работает?

Возможно, если кошки находятся на сравнительно небольшом расстоянии от дома, то найти дорогу им помогают великолепная зрительная память и знакомые запахи. Но как они умудряются найти дорогу, когда их увозят за десятки километров от родных мест?

Провели эксперименты с несколькими кошками. Их отвезли далеко за город и посадили в загон с выходами в разные стороны. И когда дверцы открыли, каждая кошка покинула загон именно через тот выход, который смотрел в сторону ее далекого, невидимого, но такого родного дома.

Органы чувств и удивительные качества. Глаза лошадей хорошо видят как днем, так и ночью. И обычно эти осторожные животные принимают позу, обеспечивающую хороший обзор. У них прекрасное обоняние. Появившийся на свет жеребенок первым делом обнюхивает свою мать. А если отстанет от нее, то всегда найдет по запаху даже в самом большом табуне.

Лошади отличаются очень острым слухом. Большие и подвижные уши могут поворачиваться во всех направлениях, так что животное может определять источник звука, не меняя положения тела. Кожа этих животных снабжена множеством рецепторов, что делает особенно чувствительным осязание. Для коня не останется незамеченным даже легкое касание лапок насекомого.

К числу важных качеств лошадей относится их удивительная память на места и предметы. Тот, кому приходилось довериться лошади на ночных дорогах, хорошо знает, что она всегда безошибочно выведет к дому.

Часто коневоды в отношении лошадей используют термин «понятливость». И действительно, людей всегда поражала отличная память и осмысленность поведения этих животных.

Например, когда хозяин отправляется в путь, животные сначала не знают, куда их направляют. Но постепенно они начинают

понимать, что дорога ведет туда, где год или два назад они паслись на хорошей траве. И тогда лошади оживляются и прибавляют шагу. Даже если ими не руководить, память позволяет животным направиться точно в нужное место.

Но если вы в зимнее время направите лошадей к местам, где они паслись летом или весной, то в любом случае они пойдут неохотно. Ведь в это время там травы нет. Значит, эти сообразительные животные способны различать времена года.

Свойство лошадей легко запоминать маршрут связано с их отличной памятью, а также со сложной системой ориентации. Благодаря этому животные могут вполне самостоятельно возвратиться табуном домой с самого дальнего пастбища по бездорожью, даже если оказались там впервые.

Часто ориентация лошадей связана с обонятельным фактором: животные ощущают собственные запахи, оставленные когда-то в пути. Из опыта мексиканских ковбоев, которые верхом пасут коровьи стада, известно, что лошади с помощью нюха находят потерявшуюся и далеко ушедшую корову.

В то же время лошади могут ориентироваться, не пользуясь обонянием или слухом. В нужный момент включается их зрительная память. Например, она помогает в тех случаях, когда на лошадях выезжали в лес, где разветвляется и пересекается множество дорог. Стоит лошади лишь однажды пройти по какой-либо из них, и она безошибочно найдет верный путь и через несколько лет. Такую точность нельзя объяснить памятью на запахи. При этом есть одна интересная особенность. За это время в упряжке могут поменяться все лошади за исключением одной. И тогда этот конь-ветеран становится вожаком. Вспоминая дорогу, он ведет за собой всю упряжку, а остальные лошади его безоговорочно слушаются.

Органы чувств у собак – в помощь людям. Собаки живут в мире запахов, на втором плане по значимости в восприятии окружающего мира у них – острый слух и уже затем – зрение. Первые эксперименты по оценке нюха собаки были проведены в 1885 году. Цепочка из двадцати человек ступала след в след за хозяином собаки. Когда группа разделилась на две части и каждая направилась в свою сторону, собака легко отыскала место, где укрылся ее хозяин.

Высокочувствительное обоняние помогает собаке решать даже такую невероятно сложную задачу, как отыскание однояйцевых близнецов. Ведь они имеют совершенно одинаковый состав белков. Разница лишь в том, что один из близнецов образовался на ранних стадиях развития из правой, а другой из левой половины общего зародыша.

Многие специалисты – криминалисты, геологи и даже газовщики – не прочь воспользоваться этим живым «прибором» собаки. Так, специально подготовленная группа из нескольких собак следит за исправностью газовой сети. Ведь утечку газа глубоко под землей не могут обнаружить никакие приборы. А собаки точно находят место нарушения газопровода и практически никогда не ошибаются. Тренируют собак и для поисков полезных ископаемых, взрывчатки, наркотиков.

Эти удивительное животное обладают и способностью к эхолокации. Чувствительное ухо собаки после тренировки может легко улавливать отраженный от предметов шум шагов. Поэтому лишенная зрения собака за один-два дня способна научиться не натыкаться на стены и крупные предметы.

Необъяснимая биолокационная способность. Благодаря предоставленному собакам прекрасному по своим возможностям обонянию, они, как известно, успешно ведут сыскную деятельность. Однако существуют факты, когда собаки находят своего хозяина или даже людей, с которыми крепко подружились, в том городе, где сами никогда не бывали.

Известна история о том, как один писатель познакомился в доме творчества с местным псом. Когда он приезжал на короткий отдых, собака ходила вместе с ним ловить рыбу. Она зорко следила за поплавками и предупреждала лаем о начавшемся клеве.

Непонятно, каким образом, но пес узнавал о приезде своего приятеля с семьей в дом творчества и неизменно появлялся всегда за два дня до его приезда. А перед этим месяцами там отсутствовал.

Вершиной этих совсем необъяснимых связей явилось то, что собака отправилась в Москву, чтобы разыскать в многомиллионном городе полюбившихся ей людей. Через несколько месяцев она появилась у нужного подъезда, дождалась, когда жена писателя выйдет из дому, и бросилась к ней, едва не сбив с ног. Радости не было конца. И таких правдивых историй на встречается довольно много.

Подобные случаи говорят об удивительном даре, который получили эти животные – способности к так называемой «биолокации». Что же означает это понятие?

Его трактуют как способность животного определить свое положение или положение какого-то предмета в пространстве. При этом они генерируют и улавливают отраженные физические (электромагнитные, звуковые, тепловые и др.) волны, определяют напряжения и силовые линии физических полей и т. п. (Например, летучие мыши ориентируются с помощью ультразвука).

Но в последнее время все больше фактов свидетельствует о более тесной взаимосвязи человека и животных, к числу которых принадлежат собаки, кошки, лошади, слоны и др. Эта душевная связь позволяет с помощью непостижимо сложных билокационных процессов найти не просто человека, а именно друга или хозяина, преодолев огромные расстояния.

Как же не восхититься теми способностями, которыми Творец наградил этих верных созданий.

Разнообразие движений

Многие звери наделены как традиционной системой мышц для осуществления самых разнообразных отлично управляемых движений, так и особой подкожной мускулатурой. Она участвует в теплорегуляции и в общении животных. Это и управление мимикой, и изменение положения волосяного покрова, который в холод приподнимается, создавая воздушную подушку. Кроме того, полость тела животных поделена на грудную и брюшную части особой мышцей – диафрагмой, что обеспечивает интенсивное дыхание.

Великолепно сконструированная и хорошо координируемая опорно-двигательная система позвоночных животных представляет собой множество звеньев, подвижно соединенных в суставах. Эти суставы допускают поворот одного звена относительно другого.

Соответственно они обладают одной, двумя и тремя степенями свободы и придают телу высокую подвижность, гибкость и маневренность.

Рассмотрим некоторые примеры использования млекопитающими этого великолепного дара, позволяющего им осуществлять удивительно разнообразные движения.

Скоростной бег. Чтобы спастись от врага или, наоборот, догнать жертву, животным, особенно обитателям открытых пространств, необходим быстрый бег. Развивать большую скорость и двигаться прыжками им позволяет пальцехождение, то есть опора на фаланги пальцев.

К пальцеходящим животным относятся хорошо знакомые нам собаки. Причем скорость их бега обусловлена еще и особым устройством системы мышц и сухожилий ног. Они обеспечивают не только попеременное сокращение и расслабление мышц, но и создают, подобно передаточному механизму автомашины, постоянное крутящее усилие.

Гармонично и совершенно устроены представители семейства кошачьих. Каждая часть их тела не только по-особому изящна, создает неповторимую грацию животного в движении и в состоянии покоя, но еще и предельно функциональна – в любой момент может обеспечить защиту или стать орудием нападения. В эту группу входят такие дикие звери, как тигры, пантеры, леопарды, львы, ягуары, рыси, гепарды.

Так, гепард, принадлежащий к самым быстроногим млекопитающим, способен развивать скорость до 110 километров в час. Механизм его перемещения во время бега состоит в одновременном выбрасывании вперед двух передних конечностей, а за ними обеих задних. И тогда при максимальной скорости бега они едва касаются земли. Ведь после распрямления все четыре ноги оказываются в воздухе, и животное как бы летит над землей.

Такой высокоскоростной бег гепарда известен многим обитателям саванн. Если газели могут подпустить к себе львов даже на 200 метров, то появление гепарда и на значительно большем расстоянии обращает стадо в бегство.

Ловкость жителей гор. На первый взгляд может удивить, что самым быстрым бегом в горах отличаются копытные. Ведь, казалось бы, копыта – не самые подходящие средства для лазания. Взять хотя бы лошадей – они действительно с трудом ходят по склонам. Но лишь настоящие обитатели гор, такие как горные козлы и антилопы-прыгуны, имеют удивительно целесообразно устроенные копыта. Они очень компактны, поэтому животные могут опираться ими на узкие выступы в скалах, а также являются совершенно не скользкими при твердых внешних краях подошвы. Благодаря хорошему сцеплению копыт с поверхностью животные без труда перемещаются по склонам даже в снежную и дождливую погоду.

Кроме того, горные животные наделены отличным чувством равновесия и способны точно оценить расстояние между объектами и угол наклона поверхности. А еще эти обитатели гор в отличие от большинства других животных лишены чувства инстинктивного страха перед пропастями и крутыми спусками. Так, серны легко перепрыгивают трещины шестиметровой ширины и способны подниматься и опускаться по почти вертикальным склонам. Их детеныши всего нескольких недель отроду не менее бесстрашно преодолевают препятствия, не отставая от своих родителей.

Целесообразное строение ног, исключающее соскальзывание с гладких поверхностей, имеют и скалистые кенгуру, обитающие в Австралии. Прыгая по горным кручам на задних ногах, они удерживают равновесие с помощью хвоста. Длина такого прыжка иногда превышает 4 метра.

Маленькими цепкими ножками с копытообразными когтями наделены и даманы. Эти зверьки, обитающие на Ближнем Востоке, легко передвигаются по скалам и деревьям благодаря тому, что подошвы ног этих зверьков действуют как присоски.

В сотворенной природе нет упущений.

Оценка расстояния и точность движений. Зоологи решили проверить, умеют ли животные перед прыжком определять расстояние на глаз или этому нужно учиться.

Опыт решено было провести на крысах, причем не на маленьких, а на стодневных. Этих животных с рождения выдерживали в темноте, чтобы они не могли научиться зрительной оценке расстояний.

Молодых крыс посадили на небольшую платформу. В двух– трех сантиметрах от нее находилась другая платформа, где крысу ждала вкусная приманка. Животные сразу же без труда стали перепрыгивать с платформы на платформу, каждый раз получая за это вознаграждение.

Затем платформы раздвинули на значительное расстояние друг от друга и продолжили эксперимент. И оказалось, что прыжки крысят оставались такими же точными: ни одна малышка не промахнулась, не повисла на краю, не приземлилась на посуду с приманкой, а точно попадала на платформу рядом с ней. Животные четко оценивали расстояние между платформами. Благодаря этому они правильно соизмеряли усилия своих мышц, чтобы осуществить прицельный прыжок. И все это – с первого раза без предварительной тренировки.

Водные животные. Многие млекопитающие наделены врожденной способностью прекрасно держаться на воде. Для этого им даны короткое тело обтекаемой формы, плоский хвост, плавательные перепонки на передних и задних (или только на задних) лапах.

Настоящими водными животными являются ластоногие, китообразные и сирены. Хотя некоторые представители млекопитающих, такие как утконосы, бобры, ондатры, нутрии, – тоже хорошие пловцы, но все же более тесную связь они имеют с сушей, где добывают корм или выводят потомство.

Тюлени и моржи, относящиеся к отряду ластоногих, имеют конечности-ласты в форме весла. Животные с рождения умело их используют для гребли и в качестве рулей глубины. Ластоногие выходят из воды лишь для размножения или отдыха. И конечно, передвигаться по суше им труднее, чем в воде. Так, тюлени, подтягиваясь на передних ластах, перемещаются бросками или ползут подобно гусенице. И все же при кажущейся неуклюжести они передвигаются довольно быстро. А ушастые тюлени благодаря задним ластам, которые могут подгибаться вперед, способны даже прыжками взбираться на довольно крутые скалы.

Судостроители учатся у китообразных. Китообразные, как известно, живут в воде от рождения и до самой смерти. Поэтому их телу изначально придана совершенная для плавания торпедо-видная форма. Передние конечности в виде ласт служат этим млекопитающим рулями глубины, позволяя делать довольно точные повороты и осуществлять торможение.

Ученые неспроста стали изучать обтекаемую форму тела кита. Она значительно лучше обеспечивает перемещение животного в воде, чем ножевидная форма современных судов. И тогда судостроители сконструировали океанский лайнер, придав ему форму этого крупного животного. Благодаря такому инженерному решению удалось заметно уменьшить мощность его двигателей, хотя этот корабль обладал той же грузоподъемностью и скоростью, что и обычный.

Изучение структуры кожи китообразных оказалось полезным для создания обшивки судов и других плавающих сооружений.

К этому пришли не сразу. Вначале была изготовлена модель дельфина, точно воспроизводящая это животное по массе и форме. Когда же модели сообщили двигательную силу, равную силе дельфина, оказалось, что модель движется в воде значительно медленнее. При изучении проблемы оказалось, что все дело в особой структуре кожного покрова дельфина, которая способствует уменьшению вихревых потоков при перемещении животного. Именно эти потоки и тормозили движение модели.

Разработки искусственного покрытия, обладающего некоторыми свойствами кожи дельфина, позволили создать модель торпеды, движение которой в полтора раза превысило скорость торпеды с обычной обшивкой.

Чудо-хобот слона. Многие полагают, что слоны неуклюжи и неповоротливы. Но в жизни и работе их тело оказывается весьма послушным. Взять хотя бы способ колоть кокосовые орехи. Наступив на орех ногой, слон способен так точно соизмерить усилие, что раздавит только скорлупу, а ядро ореха останется невредимым. Столь же аккуратно он может выкопать батат (сладкий картофель), не повредив при этом тонкой кожицы клубня.

Но наиболее широкими возможностями наделен у слона хобот.

В нем заключена огромная сила: слон способен и поднимать им бревно массой в тонну, и с такой мощью выбросить струю воды, что погаснет большой костер. А кожа хобота так прочна и упруга, что не поддается ножу.

Хобот возмещает слону слишком короткую для его роста шею. Он служит своему хозяину и шлангом при водопое, и рукой. Слон нередко берет в хобот палку, чтобы почесать себе спину. А главное, с помощью хобота животное срывает с деревьев или поднимает с земли и отправляет в рот все, чем питается. Слон способен сложить бревна в штабель так аккуратно, как это удалось бы редкому человеку.

Хобот служит не только манипулятором, но и мощным оружием. Однако в этом случае слон пользуется им с определенной опаской, так как без хобота этому массивному, не способному сгибаться животному не обойтись. Поэтому в минуты особой опасности он быстро сворачивает хобот улиткой.

При всей своей колоссальной силе хобот может выполнять и удивительно тонкую, почти ювелирную работу. Так, в неволе прилежный слон-ученик легко приобретает навык развязывать даже маленькие узлы. Но каким образом ему это удается?

Оказывается, на кончике хобота у африканского слона находятся два очень удобных «пальца», а у индийского – один. И их хобот состоит не из 10 и не из 100, а из… 40 тысяч мышц – больших и маленьких, прямых, косых и круговых. Наделенный этим удивительнным даром в виде подвижнейших манипуляторов слон может даже сорвать цветок, поднять с земли спичку или самую мелкую монету.

Чудо-хобот – это еще и один из лучших в мире аппаратов обоняния. Его рецепторы позволяют слону воспринимать запахи на расстоянии до пяти километров.

Хобот является и высокочувствительным органом осязания. Слон никогда не полагается только на свои глаза. Чтобы иметь ясное представление о происходящем, он всегда поднимает хобот кверху или опускает его до самой земли, если передвигается ночью. Благодаря этому животное быстро и уверенно обходит все препятствия на своем пути.

А мамы-слонихи хоботом проверяют лоб своего малыша, словно хотят измерить температуру ребенка. Нередко именно хобот помогает заботливым родителям. Так пара слонов спасла своего детеныша из глубокой ямы. Самец крепко охватил слоненка хоботом за его же хобот, а самка помогла ему вытащить малыша наверх.

С помощью хобота слоны при общении между собой проявляют свою нежность. Они дотрагиваются хоботами друг к другу, оглаживают спины и головы.

Целесообразные действия. Серьезную проблему для обитателей тропических стран представляет изнуряющая жара. Особенно это касается таких крупных животных, как слоны, в большом теле которых вырабатывается много тепла.

Для сохранения нормальной жизнедеятельности в жару слон обеспечен комплексом целесообразных поведенческих приемов. Чтобы добыть воду для питья и охлаждения, он послушно выполняет «указания» своей наследственной программы.

Когда нет обширного водоема для купания, животное умело строит запруду, перегораживая ручей камнями и древесиной. А если поблизости отсутствует даже маленький ручеек, слон каким-то образом определяет, где находится место с неглубоко залегающей подпочвенной водой, и роет там яму-накопитель. Когда же и это невозможно, в особо сильную жару слон использует собственный «неприкосновенный» водный запас. В его носоглотке есть особый резервуар, в котором хранится немало воды (еще один великолепный дар организму!). Слон хоботом набирает из «запасника» воду и устраивает себе охлаждающий душ.

Кроме того, слоны постоянно машут своими огромными ушами, которые играют роль охлаждающего устройства. Они создают токи воздуха, что значительно ускоряет процесс теплоотдачи. Поэтому африканским слонам, обитающим в условиях саванны, они даны значительно более крупных размеров, чем индийским.

Оказывается, эти спасительные «опахала» богато снабжены кровеносными сосудами. По ним проходит горячая кровь, подаваемая из глубины организма, и отдает тепло в окружающую среду. На трехметровой высоте, где находятся уши, несколько прохладнее, чем внизу, поскольку даже при полном безветрии здесь происходит некоторое движение воздуха.

А еще для охлаждения слон использует свою слюну, так как его кожа не содержит ни одной потовой железы. Чтобы не перегреться, слон набирает слюну изо рта хоботом и умелыми движениями размазывает ее по телу.

Как видите, слон не оставлен без защиты. В его организме Творцом предусмотрено все, чтобы это замечательное животное могло избавиться от излишков тепла в организме при температуре окружающего воздуха, близкой к температуре тела, а под ногами раскаленная солнцем высохшая земля.

Птицы – воздушные работники планеты

Предопределенность «профессий» животных и их мест обитания можно наглядно проследить на примере птиц.

Птицы бывают крошечными, размером со шмеля, как колибри, а бывают и выше человеческого роста, как страусы. Некоторые птицы – неутомимые путешественники, способные совершить полет вокруг земного шара. А некоторые – вообще не могут летать. Хотя в большинстве своем пернатые – самые совершенные из летающих животных. И у них все – от особенностей строения организма и физиологических процессов до наследственной программы жизнедеятельности и специфического поведения – предназначено для полета.

Превосходные летные качества птиц обеспечивают:

• мощные грудные мышцы, составляющие у некоторых из них половину массы тела (в то время как у человека – всего лишь 1 %);

• высокое кровяное давление и чрезвычайно интенсивный обмен веществ – самый высокий уровень среди всех животных, благодаря чему грудные мышцы и получают энергию, необходимую для полета;

• сочетание в птичьем скелете полой и пористой конструкций, отчего он весьма легок. К примеру, у фрегата размах крыльев больше 2 м, а масса скелета менее 500 г;

• совершенное птичье оперение. Это лишь малая часть летного оснащения птицы, но оно свидетельствует о сложности систем для осуществления полета, в том числе бесшумного. Достаточно рассмотреть комплекс конструктивных особенностей, которым наделены крылья ночного охотника – совы. По переднему краю ее крыла тянется острый гребень – своеобразный глушитель. Его назначение – при взмахе крыльев тормозить, отклоняя в сторону, поток встречного воздуха. А задний край крыльев совы с мягкой бахромой уничтожает воздушные завихрения позади крыльев.

Да и все тело совы действует по принципу глушителя. Устранению возникающих в полете звуков способствует и мягкий пух, и распушенные бородочки. Поэтому, даже если сова пролетает так низко, что ее можно схватить рукой, приближение ночной птицы услышать практически невозможно.

Могло ли такое прекрасное устройство совы, снижающее уровень «шумов обтекания», появиться в результате постепенного накопления приспособительных признаков? Конечно, самостоятельно добиться этого ее организму не под силу.

Большая часть птиц выполняет на планете определенные функции – они опыляют растения, сдерживают чрезмерное размножение многочисленных насекомых, играют роль санитаров природы. Но для нас, людей, практическая польза пернатых не важнее их божественной красоты.

Не для того ли человеку дано чувство прекрасного, чтобы заставить его, подняв голову от земли, оглянуться вокруг или посмотреть вслед птицам ввысь и вспомнить об утерянном рае?

Многие птицы поражают нас не только красотой, но и сложностью поведения, превосходной памятью, способностью к обучению и к элементарной рассудочной деятельности, иногда превосходящей таковую у приматов. Птицы издавна привлекали к себе повышенное внимание ученых и изучены гораздо лучше других животных, однако особенности организма и образа жизни пернатых таят в себе еще немало загадок.

Обо всем этом пойдет речь в следующей книге серии. Здесь же постараемся хотя бы на некоторых примерах показать, как разумно и целесообразно устроена жизнь пернатых и какую огромную роль, предназначенную только для них, играют птицы в жизни планеты, а значит, и человека.

Каждой птице определено свое место обитания

Вся жизнедеятельность птиц в очередной раз подтверждает, что в сотворенной природе отсутствует хаос. Ведь даже у этих, казалось бы, вольных живых творений есть не только установленная свыше «профессия», но и свое место для жизни. И каждая птица, например, при устройстве гнезда или перелете в теплые края, в первую очередь поступает так, как этого требуют ее врожденные знания.

Точные координаты мест обитания. Вы никогда не увидите всех лесных птиц в одном лесу. Одни из них, например корольки, чижи, клесты, живут только в хвойных лесах. Другие селятся лишь в смешанном или лиственном лесу. В то же время некоторые птицы могут жить в окружении любых деревьев, но и они стараются занять там свое постоянное место, чтобы вырастить потомство.

Среди знакомых нам птиц имеются и такие, которые никогда не вьют гнезд в наших лесах. Так, свиристели и чечетки прилетают к нам только зимой. А весной родительский инстинкт зовет их на север, чтобы именно там, причем в определенном месте, свить свои гнезда. Но откуда эти места гнездований известны юным птицам, если они там никогда не бывали? Ведь молодежь не всегда летит туда стаей во главе с опытным вожаком.

Оказывается, каждая птица еще в зародыше получает от родителей не только генетическую программу поэтапного развития и функционирования организма, но и программу инстинктивного поведения, маршрут перелета и подробную «карту» места будущей зимовки или семейного поселения.

В определенное время года у птицы включаются все необходимые физиологические процессы организма и механизмы поведения для подготовки к перелету. Она начинает усиленно питаться для накопления жира, составляя тем самым свой энергетический запас, который идеально рассчитан на определенное расстояние до конечного пункта назначения. Накопив нужное количество жира, точно в назначенный час мигрирующие птицы отправляются в путь. Пользуясь «картой» перелета, они сразу устремляются к цели.

Таким образом, в одной-единственной зародышевой клетке этого создания вмещается великое множество знаний о его будущей жизни, включая даже точные координаты мест обитания.

Этажи обитания. Для пернатых определен еще более точный адрес, чем просто место обитания. Где бы птицы ни селились, в хвойном ли или лиственном лесу, они четко следуют изначально установленному «закону этажности». В их общем доме строго соблюдается определенный порядок. Поэтому каждый природный «этаж», «чердак» и даже «подвал» заселен птицами только конкретных видов.

Так, в подвальных этажах размещаются ласточка-береговушка, зимородок, сизоворонка и щурка золотистая – птицы, которые должны жить исключительно на обрывистых берегах. Они не умеют строить гнезд на деревьях, но зато получили врожденные знания, чтобы устраивать в речных обрывах очень удобные жилища-норы, часто с длинными коридорами. Если в подвале живут лишь отдельные виды птиц, то первый этаж леса заселен гораздо плотнее. Жильцы здесь самые разнообразные. Тут и соловей, который вьет и ловко прячет гнездо под густым кустом. И козодой, самка которого откладывает яйца прямо на землю. Там она и насиживает их, рассчитывая лишь на собственную маскировочную окраску. А рябчик, хотя тоже имеет хорошую маскировку, но все же делает гнездо в укрытых местах в виде глубокой ямки.

Гнездо зяблика можно увидеть в средних этажах и даже в верхних. Оно тщательно сплетено, скреплено паутинками и изнутри выстлано пухом. Для маскировки зяблик искусно облицовывает гнездо снаружи лишайниками или кусочками коры.

Коршун – житель только высоких верхних этажей: насколько позволяет высота крупного дерева. Там же живут королек и чиж.

А ястреба называют жителем чердачного этажа. Свое жилище он стремится устроить на вершине самого огромного дерева. И находит именно такое, у которого верхние сучья позволяют укрепить большое и тяжелое гнездо, сделанное из толстых веток.

Так что в мире птиц, как и во всем мире живого, существует установленный свыше порядок. Они удобно устроены на предназначенных для них местах обитания.

Радетели природного равновесия

Важность каждой роли, выполняемой птицей. Известно, что в большинстве своем птицы питаются насекомыми. Это около 90 % всех видов пернатых. И именно такой тип питания предопределяет их важную для природы жизненную задачу – подавлять вспышки численности вредителей растений, чтобы сохранять на Земле природное равновесие. Даже трудно представить себе, что пара маленьких кукушек способна очистить от гусениц, в том числе малосъедобных мохнатых, целый лес.

Велика на Земле роль и тех птиц, которые осуществляют контроль над массовым размножением грызунов. Профессия этих птиц, особенно крупных размеров, включает также выполнение санитарных функций. Ведь они снижают заболеваемость среди животных, так как их добычей в первую очередь становятся больные и слабые особи.

Естественными санитарами являются и те птицы, которые освобождают землю от погибших существ. К их числу принадлежат, например, грифы, активные участники круговорота веществ в природе.

Некоторые миниатюрные птицы, например колибри, могут наравне с летучими мышами служить опылителями тропических растений. Ведь они питаются цветочным нектаром.

Еще есть виды птиц, в обязанность которых входит распространение растительности. Потребляя плоды, они переносят в своем желудке семена и оставляют их далеко от родительских растений, позволяя избежать скученности поросли.

Итак, питание составляет у птиц одно из важных проявлений жизнедеятельности и реализации их предназначения. При этом важно, что пернатые многих видов изначально обеспечены своим рационом и способом добывания пищи, так что между ними в основном нет соперничества.

Именно с этим связано разнообразие внешнего облика и образа жизни этих пернатых. Профессиональной предопределенности птицы с абсолютной точностью соответствуют:

• устройство клюва, лап, крыльев и даже жесткого опорного хвоста и длинного языка с гарпунчиком, как у дятла;

• размеры и пропорции тела;

• преобладание тех или иных органов чувств;

• способы передвижения в пространстве;

• определенное поведение и т. д.

Реализация жизненной программы птиц специально подготовлена особенностями не только именно их организма и поведения, но зачастую и их партнеров, в частности растений.

Взаимовыгодный союз. Пернатые опылители растений взаимодействуют только с определенными цветками, которые, в свою очередь, изначально устроены таким образом, что вырабатывают гораздо больше нектара, чем цветки, опыляемые насекомыми. У этих растений даже «конструкция» цветков рассчитана на добычу нектара птицами.

На такое обоюдовыгодное содружество точно рассчитано и летное мастерство этих пернатых, например маленьких колибри. Оно позволяет птицам, подобно насекомым, подолгу зависать над растениями. При этом пичуги машут крыльями с той же частотой,

как насекомые опылители, – до 100 взмахов в секунду. Все очень удобно: подлетев к цветку, колибри замирает в воздухе и вводит внутрь цветка свой клюв, который бывает длиннее ее тела. А затем пернатый опылитель чуть высовывает свернутый в трубочку язык и, как насекомое хоботком, высасывает сладкий нектар. В сотворенной природе нет праздных мелочей!

Тщательно подготовлен и взаимовыгодный союз для широкого распространения некоторыми птицами растительных семян. У растений-родителей тоже все заранее предусмотрено.

Прежде всего, их плоды имеют яркую окраску. Поэтому птицы узнают ягоды издали и хорошо запоминают места с кормовым изобилием, чтобы прилетать к ним даже зимой. Например, ягоды рябины, калины являются излюбленным кормом зябликов, щеглов, коноплянок, жаворонков, воробьев, дроздов.

Кроме того, семена (дети растений) «одеты» в специальную оболочку, чтобы, проходя через кишечник птицы, они не переваривались. Более того, не прошедшие через желудок птицы семена, лишенные важной для них обработки, могут и не прорасти. Тут и еще одно преимущество – семена попадают на землю вместе с птичьим удобрением, получая дополнительные питательные вещества для ускоренного роста. В природе все сообразно поставленной цели.

Конечно же, мы сейчас говорили об основных, массовых задачах большинства птиц. При этом не хотелось бы подводить смысл жизни всего мира пернатых под сугубо утилитарное (от лат. utilitas – польза, выгода) служение природному сообществу планеты.

Каковы жизненные задачи, например, у пингвинов? Или какие «профессии» у других редких или малочисленных видов птиц, жизнедеятельность которых практически не сказывается на природном равновесии мест их обитания? Мы этого не знаем. Может быть, ответ кроется в том, что Земля – это планета, созданная Творцом для жизни в любых ее уголках. А может быть, и в особом влиянии сотворенной природы на чувства человека.

Так, об Антарктике один из исследователей писал, что она представляет собой мрачный суровый край, но оставляет у людей, посетивших ее, немало светлых воспоминаний. Среди них – непередаваемая красота снежного буревестника и гнездовья пингвинов, демонстрирующих истинную силу для выживания в краю, где человек имеет лишь временные стоянки.

На что способен их организм

Широкое распространение пернатых связано с разнообразием их жизненных задач и условий обитания, и соответственно организм разных птиц имеет свои особенности.

Представители одних видов птиц обладают типом организма, который можно условно назвать «универсальным», и занимают природный ареал с большим диапазоном факторов среды. Другие же виды привязаны к более узким диапазонам условий – в тропических странах, в пустыне и т. д.

Те птицы, которые обитают в местностях с сезонно изменяющимися факторами среды, бывают мигрирующими или оседлыми.

Холодная зима для оседлых птиц – это всегда испытание их организма на выносливость. Они могли бы отправиться на постоянное местожительство в теплые края. Однако не улетают, поскольку не имеют на то своей собственной воли. Организм и поведение зимующих птиц рассчитаны на то, чтобы переносить не только морозы, но и бескормицу.

Другие же, неоседлые птицы с наступлением неблагоприятных условий (низкие температуры, засуха, недостаток корма и т. п.) совершают дальние перелеты, называемые миграциями. Такое поведение закодировано в их наследственной программе. И для каждого вида птиц установлены и свое время отлета и строго определенные пути миграций.

Рассмотрим целесообразность устройства организма и поведения как оседлых, так и мигрирующих птиц.

Мигрирующие птицы. Мигрирующие птицы отлично подготовлены для сезонных перелетов.

• В генетическом «паспорте» перелетной птицы содержатся сведения о разных местах ее проживания. Одна такая запись указывает на летнее местообитание птицы для выведения потомства, а другая – на зимнее. И та и другая местность имеет все необходимое для жизни птицы в течение достаточно длительного срока.

Расстояние между летними и зимними территориями у разных видов пернатых может колебаться от нескольких десятков до многих тысяч километров. Но даже самое большое расстояние не мешает многим птицам на протяжении всей жизни знать о местоположении и обстановке этих участков, чтобы отправляться туда ежегодно в точно установленные сроки.

• Птицы обеспечены внутренними «часами» со специальным «сигналом», который пробуждает их от повседневного размеренного ритма жизни, налаженной в одной из местностей и зовущей собираться в полет. Таким толчком к началу миграции является заданная для этого вида птиц длина светового дня. Она служит своего рода импульсом для включения определенных физиологических процессов. Тогда организм приступает к накоплению жира, чтобы обеспечить себя энергией для длительного перелета.

• Дальние миграции пернатых организованы не хуже наших хорошо отлаженных авиалиний. Перелеты птиц также проходят по строго определенным маршрутам и в соответствии с установленным свыше «расписанием». Для этого они обладают способностью к навигации, «полетной картой» и «компасом». Эти навигационные атрибуты позволяют осуществлять перелет с большой точностью. Поэтому во время осенней или весенней миграции многие птицы ежегодно следуют через определенный географический пункт почти день в день и в строго определенное время.

То, что птицы обеспечены врожденной программой миграции, включающей знания, куда лететь и как ориентироваться, можно показать на поведении ржанок. Если ранее не мигрировавших молодых птиц отделить от родителей, то в определенное время они самостоятельно и уверенно отправятся на юг. Причем сразу же выберут самый надежный путь – над сушей и точно прибудут в место назначения.

Дальность перелетов. Итак, крылья многих мигрирующих птиц уносят их из районов, куда осенью пришли непогода и бескормица, в места с более благоприятным климатом и обильной пищей. А места эти – самые разные.

Известно, что аист, ласточка, стриж, обыкновенная горихвостка, мухоловка-пеструшка и многие другие пернатые летят из нашей страны в Африку. Ржанки, гнездящиеся у нас в Северо-восточной Сибири и на Аляске, проводят зиму на Гавайских островах, преодолевая расстояние более 3 тысяч километров. А некоторые кулики из Восточной Сибири добираются до Новой Зеландии, преодолев расстояние в 15 тысяч километров.

Те птицы, что зимуют в Западной Европе (утки, грачи, скворцы), летят на юго-запад. Например, грачи, которые гнездятся под Москвой, зимуют во Франции. А некоторые утки и кулики – в Северной Америке. Таким образом, перелетные птицы, гнездящиеся в нашей стране, осенью разлетаются по всем материкам, даже в Австралию.

Среди мигрирующих птиц самые дальние путешествия способна совершать близкая родственница чаек полярная крачка. Она летит к берегам Северного Ледовитого океана, чтобы там гнездиться. А зимует эта удивительная птица среди льдов морей, омывающих другой полюс Земли – Антарктиду. Трудно даже представить, что она делает перелеты туда и обратно дважды в год!

Накопление питательных веществ. Известно, что пища нужна птицам для построения и возобновления клеток и тканей, для обеспечения постоянства их химического состава и метаболических процессов, а также для получения энергии на процессы жизнедеятельности. И наиболее расходуемая ее часть – на полет.

Поэтому птичьему организму дана способность накапливать избыток питательных веществ. Последующее их окисление и служит непосредственным источником энергии. По способности накапливать жир птицы примерно вдвое превосходят любых других животных. В миграционный период эти запасы у некоторых из них могут достигать 30–50 % от общей массы тела.

А поскольку каждому организму животного для выполнения поставленных задач нужны органы только определенной «конструкции», то пернатые обеспечены своеобразным желудком и крупной печенью. Это позволяет им перерабатывать большие количества пищи, чтобы и обеспечивать свои жизненные потребности, и накапливать значительные энергетические резервы.

Сколько «горючего» нужно для перелета? Протяженность миграционного пути птиц, как уже говорилось, весьма различна. Но в любом случае на каждые 100 километров полета, например, наши мелкие птицы, тратят от 3 до 8 килокалорий. А дальним путешественникам, отличающимся экономичным расходом энергии, для перелета через то же Средиземное море и Сахару (3600 километров) требуется 108 килокалорий. То есть птичке массой 15–30 граммов нужно брать «на борт» около 100 килокалорий горючего в виде жира и углеводов (примерно 11 граммов).

Преимущество здесь имеет жир, обладающий очень удобными для птичьего организма качествами. Он высококалориен, к тому же при сжигании жира высвобождается вода, так что, расходуя жир, птица не нуждается в питье. Этим птицы напоминают верблюдов, которые в пустыне благодаря своим жировым отложениям в горбах частично пополняют запасы воды.

А как происходит накопление жира перед полетом? Биоэнергетические исследования показали, что обычно масса птицы и расходуемое количество энергии постоянны. Но в период подготовки к дальней миграции пернатые начинают поедать больше пищи и откладывать в своем теле запасы жира. Этот процесс за 10–15 дней до начала миграции включается внутренним предупреждающим сигналом. С этого момента отложение жира у птиц происходит со скоростью 0,1–0,5 г в сутки.

Чтобы жир, который служит постоянным и основным источником энергии, не был балластом, птица никогда не запасает его в избыточном количестве. В ее организме существует программа, рассчитывающая объем горючего с учетом предстоящих проблем. И тогда максимальный уровень жировых резервов перелетной птицы соответствует величине необходимых затрат на перелет, а также на бросок через преграды на пути.

Но если все-таки птица по каким-то причинам не сумела накопить нужного количества жира и резервы энергии истощились во время пути, то она временно прекращает полет и начинает усиленную подкормку. Отощавшая птица при достатке корма способна накапливать до 2–5 граммов жира в сутки, чтобы как можно скорее продолжить путь.

Способность переносить холод в родных краях. Ну, а как и за счет осуществления каких процессов переносят зиму, порой очень суровую, птицы, не улетающие в теплые края?

Нередко приходится наблюдать, как на замерзшем озере вокруг полыньи бодро толпятся утки, часто проводя на холодном льду большую часть дня. Прыгая на снегу, не мерзнут и воробьи.

Оказывается, у птиц в ногах расположена целая система артерий, через которые из тела вниз спускается кровь с температурой, близкой к 40 °C. Эти артерии переплетаются с венами, в которых поднимающаяся обратно кровь имеет температуру всего лишь 30 °C. Теплая кровь, проходя по своим сосудам, разогревает поднимающуюся от ног холодную венозную кровь. И тогда та поступает в тело уже потеплевшей.

Благодаря такому совершенному «теплообменнику», который получили в свое распоряжение зимующие птицы, в морозы они никогда не мерзнут.

Подготовка к суровой северной зиме. В умеренных и северных широтах Земли распространены такие выносливые к холодам птицы, как тетерева, глухари, рябчики и белые куропатки. У них своя подготовка к суровым северным зимам.

• Перед тем как земля укроется снегом, плотное оперение этих птиц пополняется дополнительными пуховидными перьями. Даже их ноздри защищены непроницаемой для снега перьевой «щеткой».

• Густое оперение лап и пальцев помогает птицам часами сидеть на снегу. Оно служит им теплой подстилкой. Кроме того, такое оперение образует своеобразные «лыжи», которые не позволяют птице проваливаться в рыхлый снег.

• Эти птицы с помощью лап и клюва устраивают в снегу убежища-камеры, в которых, например тетеревиные, проводят почти круглые сутки, выбираясь из «теплой постели» лишь на короткую кормежку. Камеры по размерам всегда немного превышают объем самой птицы, что позволяет ей «утеплиться», распушив оперение. В таком убежище устанавливается постоянная температура, практически не зависящая от силы мороза. А если снег при оттепели начинает подтаивать, птица умело проделывает в потолке вентиляционное отверстие.

И все эти совсем не простые действия обеспечены врожденной программой поведения птиц.

Способность птенцов впадать в спячку. Особыми возможностями организма и поведения отличаются зимующие в родных краях стрижи. При резком понижении температуры эти птицы ведут себя не так, как свойственно другим пернатым. Они быстро покидают зону похолодания и, улетая на многие километры от дома, безбоязненно оставляют гнезда с яйцами или птенцами. Неужели они бросают свое дорогое потомство на верную гибель?

Оказывается, наследственные знания «подсказывают» родителям, что при похолодании и бескормице им нужно спасти собственную жизнь. А их птенцы надежно защищены уникальным механизмом – в это время они как бы замирают. Малыши лежат в гнезде совсем неподвижно, плотно прижавшись, друг к другу, при этом в их организме резко снижаются обмен веществ и частота дыхания.

С улучшением погоды, после от 3– до 12-дневной отлучки стрижи-родители возвращаются к своим гнездам. Они сразу же начинают почти насильно кормить птенцов, и через некоторое время те обязательно окрепнут. Таков рациональный способ защиты жизни в этом пернатом семействе.

Подобной способностью к выживанию вида обладают и некоторые другие пернатые. Впадать в спячку способна взрослая птица, принадлежащая к семейству козодоев. При этом нормальная температура ее тела снижается с 40 до 17 °C, дыхание становится незаметным и не прослушивается биение сердца. В сонное оцепенение по ночам и в холодную погоду могут впадать и маленькие колибри.

Пингвины – полярные птицы. Пингвины способны выдерживать лютые морозы, которые на их родине в Антарктиде порой достигают -60 °C, и ураганные ветры. Кроме того, большую часть жизни пингвины проводят в ледяной воде. Они могут глубоко нырять, великолепно «летать» в воде и стремительно из нее выпрыгивать на высокий берег.

Пингвины не погибают от холода на суше и в воде благодаря высокой холодоустойчивости и полной «экипировке» для водного образа жизни.

• Тело пингвинов обеспечено тремя водонепроницаемыми и теплоизолирующими слоями:

1) покрытыми жиром и налегающими друг на друга (подобно рыбьей чешуе) мелкими перьями;

2) довольно толстым слоем подкожного жира и 3) теплым слоем воздуха, нагретым от тела птицы. Ведь пингвины принадлежат к теплокровным животным – например, у Императорского пингвина температура тела составляет +37,7 °C.

• В самую непогоду и жестокие морозы пингвинов спасает от гибели их почти полная дремотная неподвижность и товарищеское поведение – пингвины тесно прижимаются друг к другу, и тогда собрат согревает собрата.

• Да и сама пурга становится для них защитой. Так, пингвинов Адели при высиживании яиц или при линьке оперения часто заносит снегом. При этом птицы знают, что необходимо все время расчищать клювом отверстие наружу, и поэтому они не задыхаются под снежным покрывалом.

• Для того чтобы питаться на «планктонных пастбищах» поверхностных течений, они могут в ледяной воде покрывать большие расстояния, преследуя рыб, ракообразных и головоногих моллюсков. Их нёбо и язык целесообразно обустроены наподобие рыболовной снасти с крючками. Они усажены ороговевшими шипиками, которые направлены острием назад, чтобы удерживать скользкую добычу.

Так что теплокровные пингвины обеспечены абсолютно всем для того, чтобы жить на снегу, постоянно пребывать в ледяной воде, выводить и растить птенцов в условиях, казалось бы, не переносимых живыми организмами.

Гусеобразные – сочетание рационального с прекрасным

Самые морозостойкие из пернатых. Стойко выдерживать особо низкие температуры способны и северные птицы отряда гусеобразных. Среди них – белые гуси, обитающие преимущественно на острове Врангеля, где они гнездятся огромной колонией. Или же черные казарки, которые размножаются на многих арктических островах и холодных участках материкового побережья.

К холодоустойчивым относятся и гаги, которых полярники и моряки видят плавающими среди льдин в самых высоких арктических широтах. Пух этих птиц (известный «гагачий пух») не имеет себе равных по мягкости и теплоизоляционным свойствам.

Какова же максимальная отрицательная температура, которую способен выдержать организм животного со сравнительно высокой телесной организацией? Если продолжительный холод разрушит, например, их кровеносные сосуды, то тогда ничто уже не способно возвратить организм к жизни.

Норвежские биологи экспериментально доказали, что среди животных Земли наиболее морозоустойчивым организмом наделены именно гусеобразные. Как показали опыты, эти птицы могут выжить при температуре 110 °C ниже нуля!

В то же время белые медведи и тюлени сохраняют жизненную активность при температуре до -85 °C. Правда, такие морозы в природных условиях очень редки – рекордно низкая температура, которую зарегистрировали на станции «Восток» в Антарктиде, составляла -89,2 °C.

Особенности тела водоплавающих. По суше водоплавающие, например утки, ходят вперевалку, так как их ноги отодвинуты далеко назад. Но стоит птице поплыть, ее удлиненное, обтекаемое туловище удобно ложится на воду. Оно напоминает корпус лодки, серьезно продуманный инженерами. Широкое поперечное сечение тела создает хорошую устойчивость. Благодаря этому даже при сильной качке птица сохраняет равновесие.

Короткие ноги, расширенные за счет перепонок между пальцами, служат очень удобными веслами. Перепонки, которые обеспечивают отталкивание ног от воды при плавании, не мешают быстрому движению птицы вперед.

Здесь тоже все предусмотрено – пальцы в этот момент инстинктивно сжимаются благодаря особому расположению мускулов и сухожилий. Или, например, у сидящей на воде утки голень постоянно находится почти в горизонтальном положении. При медленном плавании птицы это положение почти не меняется, ноги работают попеременно, и двигается в основном цевка – кость между голенью и пальцами. Как только требуется плыть быстрее, в работу тут же включается голень и начинает ходить взад-вперед как поршень.

А каким образом водоплавающая птица меняет направление следования при виде хищника? В этом случае самые разные мышцы конечностей мгновенно получают нужную команду. И благодаря координируемым движениям ног совершается быстрый поворот или остановка.

Защита от намокания. У гусеобразных предусмотрены особые средства и поведенческие приемы для защиты перьевого покрова от намокания. Их организм наделен специальной копчиковой железой, выделяющей жироподобное вещество. А поскольку от состояния пера зависит плавучесть этих птиц, в их поведении учтена постоянная смазка оперения, что совсем не просто. Достаточно сказать, что на теле, например, лебедя насчитали свыше 25 тысяч перьев.

Гусеобразные время от времени стимулируют клювом выработку жировой смазки, выжимают ее из железы, как из тюбика, и тщательно наносят на перья. Эта инстинктивная процедура выполняется всегда в строгом порядке: сначала обрабатываются перья на груди, а потом по бокам, на спине, крыльях, животе, хвосте, бедрах и в завершение – на голове.

Только пятая часть перьев птицы распределена на теле, остальные же – на голове и длинной шее. А поскольку смазать голову клювом невозможно, то у гусеобразных на этот случай существует своя программа последовательных действий. Птицы когтями снимают смазку с клюва и точно направленными осторожными движениями расчесывают ими перья на голове либо определенными круговыми движениями потирают голову о спину.

Водоплавающим птицам необходимо постоянное купание, без которого они не способны ни летать, ни плавать и даже могут утонуть. Это может показаться странным: казалось бы, они и так все время находятся в воде. Но на самом деле при плавании вода омывает лишь перья на животе птицы, да и то снаружи. А без воды тончайшие, но особо важные для птицы щетинки пера, так называемые бородочки, слипаются и ломаются.

Рассмотреть секрет устройства бородочек можно только с помощью микроскопа. Дело в том, что одни бородочки, обращенные к основанию пера, изогнуты дугообразно и имеют край, загнутый в виде желобка. Другие же, которые направлены к вершине пера, то есть наружу, снабжены на концах миниатюрными, но очень крепкими и острыми крючочками. Эти-то крючочки и цепляются за обращенные им навстречу желобки соседних бородочек. И тогда возникает удивительно прочное сцепление, работающее по принципу «застежки-молнии». Кстати, не исключено, что «молнию» человек изобрел, присмотревшись именно к строению птичьего пера.

Выбравшись на берег после купания, птицы сильно встряхивают перья. Тем самым они не только сбрасывают с них воду, но и восстанавливают уникальную структуру бородочек. Микрокрючочки автоматически входят в соединение друг с другом, и перья снова становятся упругими.

Между хорошо смазанными и «застегнутыми на молнию» перьями резко увеличивается вместимость воздуха. Так, у взрослого крякового селезня под перьями, которые весят менее 100 граммов, вмещается почти целый литр воздуха! Это оперение облегчает плаванье, полет и снижает теплопотери птичьего тела.

Все это еще раз показывает, что в сотворенной природе нет мелочей.

Целесообразность строения и красота. К числу особенностей гусеобразных принадлежит и их удлиненная шея, которая облегчает им добычу пищи. Особая подвижность и значительная длина шеи компенсирует птицам отсутствие у них способности сгибать туловище, чтобы напиться воды, достать корм с земли или со дна мелких водоемов.

Венчающая шею небольшая голова наделена плоским и широким клювом с поперечными пластинками – своеобразным «решетом». Такой клюв играет роль цедильного аппарата. Через него птицы пропускают воду, удерживая растительный корм или пойманную добычу – мелкую живность.

Но при знакомстве с гусеобразными обычно восхищение вызывает не столько целесообразность их строения – такой подход был бы слишком утилитарным, – сколько красота этих птиц. Например, лебедю дарована превосходно изогнутая шея, равная длине тела птицы или даже превышающая ее. Она придает прекрасной птице с белоснежным или иссиня-черным оперением неповторимую грациозность, особенно при величественном скольжении лебедя по воде.

Недаром красота лебедей воспета языком поэзии, музыки, живописи, изобразительного искусства.

Урок, который нам преподают дятлы

Дятлы живут и питаются преимущественно на деревьях, что определяет строение их тела и поведение.

Способность к древолазанию. Телесное строение дятлов, так же как поползней и пищух, способствует тому, чтобы легко передвигаться по древесным стволам. Для этого им служат короткие мощные ноги с длинными пальцами и острыми когтями. Причем на ногах два пальца направлены вперед, а два назад, что помогает передвигаться по вертикальным поверхностям.

Кроме того, у большинства пернатых древолазов роль дополнительной точки опоры играет собственный хвост, имеющий особую форму. Чтобы долбить дерево с большой силой и скоростью, дятел прочно удерживается на отвесном стволе, вцепившись когтями в кору и опираясь на прочные и эластичные внутренние пары перьев хвоста с острыми или раздвоенными кончиками.

Хвост такой «конструкции» для птицы жизненно важен. Не случайно даже его линька происходит в строгом порядке: самая прочная центральная пара рулевых перьев выпадает лишь после того, как вырастут и сменятся все остальные.

«Плотничий инструмент». Для постоянной работы по древесине дятел получил идеальный инструмент – прямой и острый клюв. И среди птиц в искусстве обращения с деревом ему нет равных. Дятел сравнительно легко выдалбливает глубокое дупло для гнезда, раздалбливает шишки и достает семена, а также вытаскивает из-под коры жуков-короедов и личинок.

Когда дятел берется за дело и пускает в ход свой удобный для работы клюв, то вокруг «стройплощадки» фонтаном разлетаются стружки длиной до 15 см. Интересно, что ноздри у дятла щелевидные, и около них вовсе не случайно растут густые щетинки-фильтры. Они препятствуют попаданию туда древесной трухи и пыли.

Почти все дятлы для дупла выбирают осину с ее мягкой древесиной, подверженной сердцевинной гнили. Прежде чем приступить к постройке гнезда, они обстукивают своим замечательным клювом ствол, чтобы определить на слух, стоит ли начинать работу именно на этом дереве или поискать другое.

Природный «амортизатор». Клюв дятла работает так же интенсивно, как отбойный молоток. При обработке дерева птица совершает десятки ударов в секунду. Дятел способен проделать дырку в самой твердой древесине и даже в бетоне, не нанося при этом никакого вреда мозгу.

Как это возможно? Представьте, как дорожные рабочие разбивают асфальтовое покрытие отбойным молотком и как быстро острие молотка бьется об асфальт, откалывая от него куски. А если отбойный молоток держать не руками, а головой? Мозг не вынес бы такой нагрузки и считанные секунды.

И только дятлу под силу выдержать такой «отбойный молоток» в голове, так как он наделен тем, чего нет ни у кого из животных. В черепе дятла предусмотрено особое устройство из необычных сплетений мышечных волокон, которое работает как амортизатор. Оно смягчает отдачу от удара по стволу дерева.

На счету у человека немало самых разных амортизационных устройств, в том числе для удобства пользования автомобилем. Но это сделали люди, руководствуясь разумными решениями для устранения определенных проблем.

А мог ли сам организм дятла целенаправленно создавать, пусть даже постепенно, встроенные в голову «антивибрационные устройства»? Конечно, нет. Только Великий Конструктор мог с любовью предусмотреть все детали, вплоть до мелочей, этого живого организма, позволяющие ему функционировать столь совершенно.

Уникальный язык. Для того чтобы доставать насекомое или личинку из любой узкой и глубокой щели в дереве, дятел получил свой необычайно длинный язык. Тонкий и гибкий, он по длине может даже превышать тело птицы. Но куда же дятел прячет такую узкую длинную «ленту», пока она не занята делом?

У всех птиц язык растет вперед из задней части ротовой полости. Будь это же у дятла, то при такой длине его язык спутался бы во рту в клубок. Потому-то его сверхдлинный язык рационально закреплен и выходит из правой ноздри и, проходя прямо под кожей, оборачивается вокруг головы. Все очень аккуратно и удобно.

Иногда полагают, что язык у дятла становился длинным постепенно. Однако трудно себе представить, как обычный короткий язык птицы мог сам удлиниться при переходе ее на питание древесными вредителями. Тогда при росте он должен был бы сам по себе открепиться от задней стенки рта, обернуться вокруг головы птицы и закрепиться в правой ноздре. Это слишком невероятно. Конечно же, таким язык дятла был изначально.

Ко всем преимуществам языка дятла добавляется и то, что он обеспечен увеличенными слюнными железами. Они вырабатывают клейкую жидкость, чтобы к языку прилипали найденные в дереве насекомые. А бывают языки, как, например, у европейского большого пятнистого дятла, похожие на рыболовный крючок или гарпун. В этом случае кончик у языка острый, с особыми зубчиками, направленными назад. Благодаря такой его «конструкции» дятел легко вытаскивает насекомое, попавшее, как рыбка на крючок, из любой щели.

Подумаем об этом. Чтобы долбить деревья и добывать спрятавшихся там насекомых, тело дятла должно быть изначально запроектировано, а все процессы и действия заранее определены. Для этого нужно было многое учесть.

• Какой должна быть система закрепления птицы на вертикальных поверхностях стволов с учетом мощных ударов клюва о древесину, а также каким должен быть набор древолазных средств для долбления коры и дерева? Для этого нужно как раз то, что имеет дятел – крепкий клюв, сильную мускулатуру шеи и ног, жесткие рулевые перья хвоста, которые служат опорой при лазании по деревьям.

• Как защитить мозг птицы от постоянной сильной вибрации, и что должен представлять собой миниатюрный, но очень надежный амортизатор? У дятла роль такого амортизатора выполняет специальная прокладка в виде пористого губчатого вещества, которая и гасит встряску от каждого удара клювом. Она находится между клювом и черепом птицы. Этот природный амортизатор настолько хорош, что, по мнению ученых, намного превосходит все подобные устройства, созданные руками человека.

• Каким образом птице удается обследовать ходы и вытаскивать добычу из-под коры или из древесины? Для этого вокруг головы дятла расположен особо длинный и легко выдвигаемый язык, который к тому же способен прочно прикреплять к себе найденных в дереве насекомых.

Услышав, как дятел стучит по стволу дерева, может быть, стоит подумать о том, какой урок нам преподает знание о великой задумке Создателя, воплощенной в таком удобном для работы и жизни теле этой птицы.

«Окна» в мир у птиц

Рассмотрим теперь работу некоторых из великого множества премудро созданных сенсорных систем – своеобразных «окон» в мир у птиц.

Из пяти классических органов чувств для большинства видов птиц наиболее жизненно важными являются органы зрения и слуха. Однако благодаря тому, что птицы одарены еще и самыми разными живыми приборами, они имеют гораздо больше возможностей для восприятия окружающего их мира.

Птицы получили чувство равновесия, ощущения тепла и холода, магнитного и электрического поля, способность ориентироваться в пространстве. Все это имеет большое значение в повседневной жизни птиц, а также используется ими при навигации во время перелетов.

Зрительная система. Основную информацию об окружающем мире птицы получают посредством зрения. Птичий сенсорный аппарат сходен с нашим, но у пернатых зрение более острое. Для других животных зрительная система тоже играет большую роль, но в своих действиях они руководствуются главным образом обонянием, осязанием или слухом. Почему же особенно острым зрением наделены именно птицы?

Целесообразность такого решения в том, что с высоты «птичьего полета» точно оценить обстановку с помощью обоняния или осязания невозможно. Только отличное зрение позволяет увидеть оттуда пищу или хищника. Кроме того, зрительное восприятие помогает птицам улавливать даже малые изменения длины светового дня и соответственно им вырабатывать свою линию поведения.

Зрение необходимо птицам и для осуществления брачных ритуалов. При этом одни пернатые при ухаживании демонстрируют самые разнообразные позы, движения, танцы, своеобразные свадебные подарки, а также удивительно красивое оперение. А другие – воспринимая их, соответственно реагируют.

Это связано с тем, что в отличие от рептилий и большинства млекопитающих птицы обладают цветным зрением, то есть видят мир во всем богатстве его цветов и оттенков. Именно поэтому им и дана возможность использовать в брачных ритуалах яркие красочные наряды. Так, например, курица способна различать тончайшие оттенки в наряде ухаживающего за нею петуха.

Интересно, что окраска оперения самцов и самок, как скажем, у синиц некоторых видов, одинакова в видимом свете. Но в ультрафиолетовом свете она различается, и это птицы способны увидеть.

Цветным зрением птицы обладают с рождения. Так, птенцы чаек, выпрашивая корм у родителей, реагируют только на красное пятно клюва взрослой птицы. Такое инстинктивное пищевое поведение птенца включается лишь при получении этого зрительного сигнала. А если закрасить красное пятно или сделать модель клюва без пятна, то птенец погибнет от голода, поскольку не догадается открыть рот.

Каким же образом обеспечивается цветное зрение у птиц? Оказывается, их глаза снабжены миниатюрными и очень сложно устроенными светофильтрами красных, оранжевых, желтых и зеленых цветов.

В то же время ночные и ныряющие птицы в основном лишены таких фильтров. Они для них нецелесообразны. Ведь в темноте или под водой зрительные восприятия ослаблены. Особенно это касается диапазона красной части спектра. Поэтому, наблюдая за жизнью совиного семейства при освещении красным фонарем, можно оставаться незамеченным.

А вот для многих дневных птиц жизненно важный для них красный цвет, наоборот, привлекателен. Если им предложить на выбор шарики разных цветов, то они предпочтут красные.

Особенности птичьих глаз. В связи с важностью зрения глаза птицам даны очень крупные. У многих видов их объем превышает объем мозга. Например, у канюка, близкого по размеру к вороне, глаза по величине приближаются к человеческим, а у африканского страуса – к глазам слона. Они сравнимы по величине с теннисным мячом! Кажущиеся небольшими голубиные глаза на самом деле размером почти во всю голову – просто они прикрыты оперением и кожей.

Превосходное зрение пернатых обеспечивается главным образом за счет сетчатки – внутренней выстилки глазного яблока. Она имеет особое устройство, которое состоит из множества чувствительных к свету клеток – палочек и колбочек. Так, у канюка только колбочек насчитывается свыше миллиона. Фотолюбителям известно, что, чем мельче «зерно» светочувствительного слоя, тем выше качество изображения на пленке. Поэтому сетчатка птиц, подобная такой мелкозернистой пленке, способна передавать мельчайшие детали изображения.

Кроме того, у большинства птиц в средней части глазного дна существует центральная ямка, стенки которой действуют подобно сильной лупе. Она предназначена для увеличения изображения предметов на сетчатке. Это превосходное устройство также помогает воспринимать самые незначительные движения в поле зрения птицы для успешной охоты или своей защиты.

У голубя, кроме центральной ямки, этой своего рода подзорной трубы для увеличения изображения, рядом находится еще и орган, казалось бы, не имеющий отношения к зрению, так называемый гребешок. Эта налитая кровью складка, похожая на меха гармони, как бы вдавлена большущим слепым пятном в зоркие глаза птицы. Поскольку организму любого живого существа не дано ничего лишнего, то биологи настойчиво стремились понять ее предназначение. И наконец было установлено, что гребешок сродни темным противосолнечным очкам. Благодаря ему дневные птицы не мигая смотрят на Солнце. Это «слепое пятно» помогает перелетным птицам во время миграций, а голубям – в выполнении курьерских заданий.

Кстати, голуби плохо видят в темноте. И попытки вывести ночную породу почтовых птиц, которые «работали» бы во время сна дневных пернатых хищников, ни к чему не привели. Ведь голубь был изначально создан как дневная птица.

Зоркость птиц. Острота зрения у некоторых пернатых охотников в 5–8 раз выше, чем у человека. Так, сокол-пустельга видит в траве не только мышей, но даже насекомых со стометровой высоты, чеглок замечает стрекозу почти за 200 метров, а сокол-дербник по сигналу охотника возвращается на его руку с расстояния около километра.

Острота зрения у птицы-санитара – грифа – такова, что он видит труп копытного животного за 3–4 километра! В то же время парящие в высоте грифы неразличимы для человека, хотя и имеют трехметровый размах крыльев. По зоркости не отстает от них и беркут. Этот самый крупный орел способен заметить зайца с расстояния в 4 километра.

Небольшие птицы тоже наделены отличной остротой зрения. Они замечают парящего в высоте хищника гораздо раньше человека и выдают его присутствие тревожным поведением. А особенной зоркостью отличаются пернатые, которые используют поисковый полет во время охоты. Та же серебристая чайка различает в траве полевок и сусликов с высоты 100–200 метров. Или же каменный стриж замечает мушку с полукилометровой высоты и точно рассчитывает ее координаты, чтобы настигнуть в стремительном полете и схватить с необычайной ловкостью.

Бинокулярное и монокулярное зрение. Люди смотрят на мир двумя глазами одновременно, то есть используют данное им бинокулярное зрение. Оно составляет 150° и обеспечивает великолепное рельефное видение мира за счет получения единого стереоскопического изображения.

А у птиц эти показатели гораздо хуже – у совы и козодоя всего лишь 60°, у голубя – до 30°, у воробья, снегиря, зяблика – от 10 до 20°, а у кукушки его нет вообще. Но почему же многие птицы не получили своего рода «бинокли»?

Дело в том, что бинокулярное зрение – это лишь частный случай зрительных восприятий птиц. Поскольку глаза у большинства птиц расположены по бокам головы, то, сузив бинокулярное зрение, им значительно расширили общее поле зрения.

Это дает пернатым ряд существенных преимуществ. Они могут пользоваться глазами независимо друг от друга, что позволяет им наблюдать за всем происходящим впереди, по сторонам и даже сзади. И тогда общее поле зрения складывается из монокулярного и бинокулярного. Так, у чаек, кур, воробьев, голубей и многих других птиц оно составляет более 300°. При этом, например, чайка, облетая свою территорию, может одним глазом следить за соседями слева, вторым – за соседями справа и поглядывать время от времени вниз сразу обоими глазами.

Хорошим бинокулярным зрением наделены пернатые хищники, атакующие подвижную добычу, чтобы точно определять расстояние до цели.

Удивительно целесообразно устроены, например, глаза у лесного кулика вальдшнепа. Они большие, выпуклые и так смещены назад, что бинокулярное поле у него образуется не спереди, а сзади. Это очень важно для безопасности птицы, чтобы, манипулируя клювом в земле в поисках питания, ей можно было видеть все, что творится сзади.

А у цапли и выпи свои интересные особенности. В связи с целесообразным способом затаиваться в камышах и осоке с поднятым вертикально вверх клювом, бинокулярное поле у них специально смещено вниз под клюв. И тогда птица наблюдает сразу двумя глазами за тем, что происходит под ногами – за плавающими мелкими рыбками, лягушками и водными насекомыми, составляющими ее повседневную добычу. Цапля охотится, используя и зрение и рецепторы на клюве, определяющие как размеры, так и направление движения добычи. А завершает охоту клюв птицы – профессиональный рыболовный «инструмент», который не выпустит даже скользкой рыбешки.

У сов глаза тоже размещены не по бокам головы, а сильно сдвинуты к основанию клюва, чтобы бинокулярное зрение позволяло птицам точно оценивать расстояние до добычи. Но насколько это целесообразно? Ведь в таком случае обзор у сов невелик, поскольку сзади и сбоку они ничего не увидят. Но оказывается, это им не помеха: совы обеспечены взамен удивительным «крутящим» устройством наподобие шарнира, благодаря которому могут вертеть головой вокруг вертикальной оси на 270°, а вокруг горизонтальной – на 180°.

Вблизи и вдали, в воде и в воздухе. Многие птицы получили в дар и совершенную аккомодацию глаз (от лат. accomodatio – приспособление). То есть их глаза устроены таким образом, чтобы посредством фокусировки изображения на сетчатке (подобно действию изобретенного человеком фотоаппарата) они могли приспосабливаться к рассмотрению объектов на разном расстоянии.

У птиц это в основном достигается за счет достаточно быстрого изменения кривизны хрусталика под действием особых мышц.

Так, трясогузка обычно выискивает насекомых на открытой местности. И благодаря аккомодации может мгновенно отреагировать и на возникшую рядом добычу, и на пролетающего в вышине хищника.

Замечательны и глаза у бакланов. В воде при ловле рыбы им нужно ближнее зрение, а для полета, как и всем птицам, – дальнее. Поэтому их глаза способны сильно менять кривизну хрусталика, чтобы хорошо видеть и рыбешку, устремляющуюся к водным зарослям, и парящего в небе хищника. А пингвины, которые находят свою добычу в толще вод, выходя на берег, тотчас делаются очень близорукими.

Аккомодация характерна и для глаз других животных. Ею, почти в таком же виде, как у птиц, наделены и млекопитающие. А у головоногих моллюсков глаз в покое установлен на близкое видение, а аккомодацию обеспечивает перемещение шарообразного хрусталика назад. У земноводных и пресмыкающихся, в свою очередь, глаз установлен на дальнее видение, и нужный эффект достигается выдвижением хрусталика вперед.

Пластичность органов зрения ночных охотников. Известно, как хорошо видят совы, филины и сычи в темноте. Для этого их глаза устроены наподобие светосильного телеобъектива.

Используя самое малое количество света, огромный зрачок совы позволяет отчетливо видеть мышь на расстоянии до 600 метров от горящей свечи! Ведь они различают предметы практически в кромешной тьме, при освещении в две миллионных доли люкса. Никто, кроме сов, в таких условиях ничего увидеть не может. Как считают биологи, даже при освещенности в десятки тысяч раз сильнее ни одно другое животное не способно различать даже крупные объекты.

И что интересно – фокусировка совиных глаз устроена так целесообразно, что днем они видят не хуже других птиц! Это идет в разрез с распространенным заблуждением, что ночные охотники днем слепы. А их сильная дальнозоркость, то есть то, что совы не различают мелкие предметы ближе 15–20 сантиметров, совам совсем не страшна. Ведь при манипуляциях с кормом они закрывают глаза, полагаясь главным образом на свою великолепную осязательную чувствительность. Для этого у птиц имеются особые удлиненные щетинковидные перья, расположенные вокруг основания клюва.

А поскольку глаза ночных птиц специально устроены для зрительного восприятия как на очень слабом, так и на ярком свету, то они обеспечены еще и очень важными защитными механизмами, которые оберегают чувствительную сетчатку от повреждения слишком интенсивным дневным светом. Это происходит благодаря тому, что при воздействии яркого света, во-первых, быстро сокращающийся зрачок автоматически превращается в узкую щель. А во-вторых, в действие вступает специальная подвижная «занавеска» в сетчатке, которая заслоняет фоторецепторы от губительных лучей. Именно поэтому полярная, болотная и ястребиная совы при необходимости могут охотиться и днем, а домовый сыч с удовольствием греется на солнышке.

Прекрасной пластичностью органов зрения наделены и многие другие птицы. И тогда по необходимости при вечерних сумерках или ночью у них включаются «запасные» механизмы, которые не применяются при дневном образе жизни. Благодаря этому, например, глаза обыкновенных чаек в нужный период времени настраиваются так, чтобы при лете майских жуков птицы могли успешно их ловить даже в сумерках. Или же серебристые чайки, которым днем не дают покоя люди, образуют большие стаи из холостых особей, чтобы кормиться ночью.

Чарльз Дарвин писал: «Предположение, что глаз возник в результате эволюции, кажется мне в высшей степени абсурдным».

Мы не часто соглашаемся с Дарвином, но на этот раз нам нечем ему возразить!

Восприятие мира с помощью слуха. Зрительное восприятие мира пернатыми успешно дополняется слуховым.

Диапазон частот колебаний воздуха, воспринимаемый в качестве звуков, у птиц примерно такой же, как и у человека. Однако пернатые превосходят нас в умении различать и анализировать сверхкороткие звуковые импульсы и разделяющие их столь же короткие паузы. Серии, составленные такими звуками и паузами, на наш слух звучат слитно, птица же слышит и оценивает каждый из элементов серии в отдельности.

Для жизни птиц особенно важно, что их ухо «настроено» на восприятие таких звуков, как голоса их врагов и добычи. Так, ухо совы прекрасно слышит едва различимое попискивание мышей, недоступное человеческому уху. А лесным воробьиным птицам хорошо известен тревожный крик вороны, сороки и сойки, и они реагируют на этот звук, как на сигнал опасности. Вороны же легко узнают по волчьему вою, когда эти охотники находят добычу. И тогда птицы регулируют направление полета в зависимости от той информации, которую они получили от волков.

Звуковое общение и пение птиц. Слух и голос неразрывно связаны между собой. Поэтому птицы могут не только воспринимать, но и воспроизводить огромное разнообразие звуков. Звуковое общение птиц особенно важно там, где они не видят друг друга, – в чаще леса, кустарнике, густой траве. Причем целесообразно устроенное ухо птицы лучше всего воспринимает те звуки, которые преобладают в голосе ее соплеменников.

Для того чтобы издавать сложные и разнообразные звуки, птицы наделены особым звукопроизводящим аппаратом – нижней гортанью (в отличие от верхней гортани у млекопитающих). И наиболее совершенно она устроена у певчих воробьиных птиц.

Пение птиц – это не только специфичный для каждого вида сложный сигнал, призванный обеспечить успех размножения. Конечно, благодаря песне облегчается встреча самца и самки, а птицы-соседи оповещаются о том, что данная территория уже занята. Причем звучание у каждого вида птиц неповторимое, поэтому представители разных видов не спутают друг друга. Например, пеночки и камышевки по облику очень сходны, но их песни хорошо различимы.

И все же прекрасное пение птиц предназначено и для нас, людей. Никогда не надоест звонкая песнь соловья. Ведь часто и соседи его предупреждены о занятости территории, и самка давно рядом, а птица часами продолжает заливаться, издавая переливчатые трели. Нас очаровывает курлыканье журавлей, песня жаворонка, неповторимые и величественные аккорды певчего дрозда, флейтовые звуки иволги, нежный щебет многих и многих птиц.

Острый слух ночных птиц. Благодаря великолепному слуху ночные птицы, например совы, получают дополнительную информацию об окружающем мире, когда не достает зрительной. Так, они успешно ловят добычу даже с завязанными глазами или в абсолютно темной комнате. По остроте слуха совы превосходят всех других птиц и наземных позвоночных, включая млекопитающих.

Особый слух, которым наделены совы, отличается не только редкостной остротой, но и тем, что обеспечивает довольно точную локацию источника звука. В экспериментальных условиях абсолютной темноты сова способна определить местоположение мыши исключительно на слух и с точностью до одного градуса. Но для этого добыча должна передвигаться по полу, усыпанному опилками или сухими листьями. Если же их убрать, то по твердой поверхности мышь будет передвигаться практически бесшумно, и тогда сова не сможет ее обнаружить.

Это происходит за счет того, что у всех птиц для восприятия звука имеются не ушные раковины, а отверстия, которые полностью скрыты под оперением и снаружи не видны. А совиные уши и тут представляют собой весьма примечательное устройство.

Во-первых, совы получили некоторое подобие ушных раковин за счет особых складок кожи. По размеру они настолько велики, что смыкаются на голове вверху и внизу. Велики у сов и барабанные перепонки.

Во-вторых, у сов вокруг клюва и глаз расположены особые подвижные маленькие перышки, их расположение создает подобие лица. Этот так называемый лицевой диск играет очень важную роль в слуховом восприятии птицы. Он действует подобно современному локатору: улавливает и фокусирует на слуховые отверстия даже самые слабые звуки.

В-третьих, у многих сов положение на голове правого и левого уха асимметрично. Это не дефект их строения, а «специальная конструкция», облегчающая пеленгацию источника звука. Сова постоянно выворачивает голову вбок и вниз, чтобы точно установить, откуда слышен шорох.

Благодаря всем этим целесообразным устройствам слуховая система совы позволяет в десятки раз усиливать звук.

Использование принципа эхолокации. Для многих животных, которым предназначено вести ночной образ жизни, удобно и привычно использование эха. Это необходимо для ориентации в пространстве и определения своего положения относительно предметов.

Некоторые биологи считают, что принцип эхолокации прост: звуковая волна, воспроизведенная животным, отражается от встретившихся на пути предметов и возвращается обратно к его органам слуха. И по тому, сколько времени потребовалось звуковой волне на обратный путь, животное может судить, как далеко находится объект, а по характеру эха – и о свойствах этого объекта.

Такой комплекс для лоцирования пространства отнюдь не прост:

• для того чтобы издавать эти звуки, птицы (как и летучие мыши, дельфины и другие животные) обеспечены особыми звуко-производящими «аппаратами»;

• эти живые создания получили и врожденные знания, какие звуковые частоты для этого нужно использовать, так как для открытого пространства, воды и пещеры они различны;

• им даны и специальные живые «приборы» для восприятия и анализа эха, а также заложенные в памяти знания и эталоны, чтобы мгновенно судить о свойствах лоцируемого объекта.

Среди птиц, которые наделены способностью «видетьуглами», то есть использовать слух для ориентации в пространстве, есть ласточки-саланганы и другие ночные птицы. Наиболее известны среди них гуахаро – обитатели горных тропических лесов Южной Америки. День они проводят в глубине известняковых пещер, где в составе многотысячной колонии вьют свои гнезда на недоступных карнизах. А ночью эти птицы вылетают в поисках плодов тропических пальм, чтобы с рассветом возвратиться обратно.

Поскольку в глубине пещер царит полный мрак и ориентироваться с помощью зрения здесь практически невозможно, то гуахаро постоянно издают характерные высокие звуки частотой около семи тысяч герц. Это позволяет им уверенно проноситься в полной темноте по извилистым подземным коридорам, легко ориентируясь по отражению звука от твердых поверхностей стен, потолка и пола пещеры. Об этих птицах можно сказать, что им хорошо видна освещенная звуком дорога. Когда в эксперименте им плотно затыкали ушные отверстия ватой, птицы полностью теряли способность к правильной ориентации в пространстве и натыкались на стены и выступы.

Из поколения в поколение гуахаро бережно передавали и донесли до организма современных потомков программу создания аппарата эхолокации и наследственные знания о том, как использовать это совершенное устройство.

Живые «приборы» для ориентации и навигации. Инстинкт возвращения животных домой называют хомингом. Он возможен благодаря врожденной способности к ориентации и навигации. Ориентация позволяет им определять свое местонахождение в пространстве и осуществлять целенаправленное передвижение. А навигация – это самая сложная форма пространственной ориентации, которая дана животным, чтобы правильно выбирать направление движения при дальних перемещениях (миграциях).

Все эти процессы непременно происходят с участием памяти. Навигационные возможности у птиц определяет генетическая память. А конкретные ориентиры им приходится запоминать. При ориентации задействованы самые разные анализаторы, которые воспринимают и обрабатывают информацию из внешней среды.

Ориентирами могут служить очертания населенного пункта, запахи, звуки или же положение Солнца, Луны, звезд. Одни виды ориентиров птицам известны от рождения, а с другими они знакомятся по мере обучения и приобретения опыта. Поэтому для целенаправленого передвижения птицы воспринимают информацию об ориентирах и принимают решение в соответствии со сложившейся ситуацией.

Способность птиц к ориентации можно проследить на примере голубей. В них изначально заложено свойство прекрасно ориентироваться при дальних полетах, что позволяет использовать их в качестве почтальонов. И хотя с развитием современных средств связи голуби утратили это свое назначение, их способности не исчезли. Поэтому развитие получил голубиный спорт.

В процессе обучения птиц сначала выпускают близко от дома, где они знакомятся с окрестностями места старта. Затем отвозят все дальше и дальше, постепенно увеличивая расстояние. Обучение помогает птицам изучить новый маршрут, чтобы на финише направить полет вдоль узкого коридора над хорошо знакомой местностью. В заключение курса голубей увозят далеко от последних границ изученного ими по частям маршрута. Благодаря великолепной способности к ориентации птицы, поднявшись в воздух, целенаправленно летят в сторону уже знакомой трассы. Побеждает голубь, который самостоятельно находит к ней дорогу и первым прилетает к месту старта. Существуют гоночные трассы протяженностью в тысячи километров.

Многолетние исследования, связанные с ориентацией птиц, некоторые вопросы пока оставили без ответа. До сих пор окончательно не выяснено, ориентируются ли голуби по мысленной пространственной карте и насколько в этом процессе участвуют зрение, обоняние и восприятие магнитного поля Земли. Возможно, существуют и другие факторы внешней среды, которые еще не известны или же не принимаются во внимание.

В большинстве своем ученые считают, что здесь задействован целый комплекс самых разнообразных способов ориентации, каждый из которых включается в нужный момент. Так, данные радионаблюдений за голубями, которым на спину помещали миниатюрный передатчик с батарейкой и антенной, свидетельствуют, что голуби возвращаются к дому не по прямой, а довольно часто меняя направление. Однако общая направленность движения птиц остается постоянной. По-видимому, после каждого отклонения срабатывает механизм того или иного способа ориентации (в зависимости от того, день ли это или ночь, светит ли солнце или небо затянуто облаками), благодаря чему происходит постоянная корректировка траектории движения.

Солнечный компас и биологические часы. Для навигации многих животных решающую роль играет солнечное освещение.

Особенно для ракообразных и пауков, рыб и жаб, черепах и аллигаторов и, конечно, птиц, особенно голубей, созданных для выполнения функций почтальонов.

Солнечно-компасная ориентация голубей имеет свои особенности.

Во-первых, для того чтобы следить за изменением азимута Солнца, птицам необходимо привязаться к системе неподвижных ориентиров на земной поверхности (горы, деревья, местонахождение гнезда). Молодым голубям, уже способным ориентироваться вблизи голубятни по местным приметам, требуется еще около месяца для освоения ориентации по Солнцу.

Для понимания хода этих часов голубям, как, впрочем, и пчелам, достаточно пронаблюдать только половину солнечного пути. Ученые считают, что возможность такой широкой экстраполяции (предугадывания) говорит о существовании какого-то сложного аппарата расчета в их центральной нервной системе. Кроме того, птицы, пересекающие экватор, обеспечены системой корректировки внутреннего солнечного компаса к необходимому направлению движения. Такая удивительная способность приобретать знания о перемещении Солнца у них врожденная.

Во-вторых, для того чтобы ввести определенную поправку на смещение светила в течение суток, голуби пользуются биологическими часами – врожденной способностью их организма ориентироваться во времени.

Так, в ходе эксперимента птиц обучали движению в самых разных компасных направлениях. Например, их перевозили в пункт с другой географической долготой, отчего внутренний отсчет времени суток голубей расходился с местным. Но птицы постоянно меняли курс на угол, близкий к изменению солнечного азимута за тот период, который соответствовал рассогласованию их внутреннего и местного времени. Поскольку астроориентация невозможна без измерения времени, то ученые справедливо говорят об ориентации голубей в пространстве и времени.

И еще важно отметить: когда на голубом небе не видно солнца, птицы используют эффект поляризации света, а в предутреннее время – свет зари. И даже в пасмурную погоду они ориентируются по самому светлому участку небосвода.

Таким образом, птицы, как впрочем, и многие другие животные, наделены замечательной возможностью гибко реагировать на изменение условий освещения, чтобы не сбиваться с намеченного курса.

Оценивают ли птицы высоту? Многие молодые животные боятся высоты, потому что в их генетической памяти в закодированном виде заложены знания об опасности падения. Это подтверждает серия экспериментов.

Так, над полом на определенной высоте укрепили лист толстого стекла и посередине его постелили дорожку. По одну сторону от нее на нижнюю сторону стекла наклеили обои рисунком кверху, чтобы стекло в этом месте выглядело, как опора для дорожки. По другую сторону дорожки обои приклеили на пол, чтобы испытуемым стало ясно – твердая поверхность дорожки нависает над пропастью.

Поведение выпущенных на дорожку манежа цыплят, котят, щенков, слонят и других детенышей оказалось одинаковым. Все они безбоязненно сходили с дорожки, как им казалось, на «мелкую» сторону и избегали «глубокой».

И только утята, так же как и водные черепашки, не боялись высоты. Если этих малышей подталкивали к «опасной» стороне, они не выказывали никакого волнения. А иначе как бы они, едва начав бегать, решались прыгать со сравнительно высокого берега в воду?

Следовательно, падение с высоты, опасное для одних птиц (цыплят), является нормой повседневного поведения для других (утят); иными словами, водоплавающие животные наделены наследственно обусловленной смелостью для прыжков с высоты.

Метеорологические способности. Что заставляет птиц собираться в ранний отлет на юг, если предстоит холодная осень? Почему они заранее сооружают гнезда на южной или северной стороне деревьев в зависимости от того, какое будет лето? Какие живые приборы обеспечивают пернатых метеорологической информацией на предстоящий сезон?

Например, в районе Барнаула утки устраивают свои гнезда либо по обоим берегам Оби, если предстоящее половодье будет слабым,

либо только на высоком левом берегу – когда оно будет сильным. Ведь при значительном половодье низкий правый берег окажется затопленным.

Ответов на эти и многие другие подобные вопросы наука пока не нашла. Но одно неоспоримо – птицы способны оценивать только им ведомые приметы и тщательно анализировать весь комплекс факторов. Это позволяет пернатым в зависимости от длительных прогнозов рационально организовывать свою жизнедеятельность.

Создатель не оставил без Своей заботы ни птиц, ни их потомство. Он дал им и огромный комплекс знаний, и все необходимые приборы, и целесообразные устройства организма для полнокровной жизни на Земле и реализации их жизненного предназначения.

Мастера полета

В большинстве своем птицы – самые совершенные летающие животные. У них все – от особенностей строения организма и физиологических процессов до наследственной программы жизнедеятельности и специфического поведения – предназначено для полета.

Превосходные летные качества птиц обеспечивают:

• мощные грудные мышцы, составляющие у некоторых из них половину массы тела (в то время как у человека – всего лишь один процент);

• высокое кровяное давление, а также чрезвычайно интенсивный обмен веществ – самый высокий среди всех животных, благодаря чему грудные мышцы и получают мощную энергию, необходимую для полета;

• сочетание в птичьих костях полой и пористой конструкций, отчего их скелет весьма легок. К примеру, у фрегата при

• размахе крыльев более двух метров масса скелета составляет менее полукилограмма.

Птицы издавна привлекали к себе повышенное внимание человека, а потому изучены гораздо лучше других животных, однако особенности организма и образа жизни пернатых таят в себе еще немало загадок.

Рассмотрим уникальные возможности организма некоторых их представителей, обеспечивающие им целенаправленное передвижение.

Рекордсмены высоты. Регулярные перелеты птиц, миграции, обычно связаны с сезонными изменениями в природе. В это время некоторые птицы покрывают очень большие расстояния. Так, полярные крачки преодолевают 17 тысяч километров, перелетая от Северного Ледовитого океана в Антарктиду. А наш обыкновенный скворец, чтобы оказаться в Бельгии, успевает пролететь свыше тысячи километров всего лишь за сутки.

Гуси, обитающие на севере, мигрируют так же, как и лебеди, в Южную и Юго-Восточную Азию, Иран, Афганистан и, кроме того, в Северную Африку, Индокитай, Индию. Белые гуси могут преодолеть около 3 тысяч километров за 60 часов. Ведь они проходят миграционную трассу с остановками, необходимыми для восполнения запасов жира.

Хотя гусеобразные перемещаются не столь быстро и не так далеко, но они являются рекордсменами высоты. Так, зафиксирован случай, когда утка-кряква столкнулась с самолетом над Невадой на высоте почти 7 тысяч метров над уровнем моря, а на уровне свыше 8 тысяч метров наблюдали стаю лебедей-кликунов. Гуси, направляясь к своим зимовьям на севере Индии и в Бирме, перелетают на высоте свыше 9 тысяч метров самые высокие горные хребты в мире – Гималаи.

Имеются свидетельства о способности нильских гусей забираться в верхние слои атмосферы. Так, их стая была сфотографирована над индийским поселением на высоте почти 18 тысяч метров (!). Для сравнения: рекордная высота для самолета – свыше 36 тысяч метров.

Если сравнить мощность двигателя реактивного самолета и силу крыльев гуся, то возникнет чувство преклонения перед теми необыкновенными возможностями, которые предоставлены этим Божьим творениям.

Обеспеченность гусей для полета. Сложно и целесообразно устроены у гусеобразных тело, органы и комплекс систем, обеспечивающие возможность летать. Согласно общим законам построения тела пернатых, гусеобразным даны крылья и обтекаемое тело с черепицеобразно уложенным перьевым покровом. Они, как и все птицы, имеют облегченный скелет с полыми костями, особые системы дыхания, кровообращения, интенсивного пищеварения, управления движением.

Немаловажную роль при перелетах играют не только великолепные летные качества этих птиц, но и их живые приборы. Они позволяют даже молодым и неопытным особям прекрасно ориентироваться в полете и точно прибывать в пункт назначения.

Однако гусеобразные имеют и свои индивидуальные особенности для перемещения в воздухе, полностью соответствующие их заданному образу жизни и поведению. Утке нужно летать так же быстро, как атакующему добычу соколу. А лебедю ни к чему летные качества миниатюрной птички колибри, питающейся нектаром цветов. Все, что дано этим птицам, предназначено именно для них и несет в себе определенный смысл.

Так, поскольку гусеобразные могут летать на таких невероятных высотах, которые одолевают лишь турбореактивные самолеты, то они часами вынуждены находиться в разреженном воздухе, где почти втрое меньше кислорода. Каким образом птицы выдерживают это? Ведь любое млекопитающее, сходное с ними размером, попав в такую среду, быстро потеряло бы сознание и, скорее всего, погибло. Да и люди сравнительно недавно стали шаг за шагом осваивать вершины тех гор, высота которых превышает 8 тысяч метров, и то с использованием специальных аппаратов, чтобы компенсировать сильнейшую нехватку кислорода.

А гусеобразным, оказывается, не нужны ни предварительные тренировки, ни дополнительные источники кислорода. Даже впервые летящие гуси довольствуются голодным кислородным пайком и долгое время не теряют дееспособности. Что предусмотрено для этого в их организме – биологический феномен, так пока и не понятый наукой.

Организация перелета. А как гуси организуют свой массовый высокогорный перелет?

Как и у многих перелетных птиц, в определенное время в их организме включается программа миграционного поведения. Ведомые знаниями о конкретном месте сбора в южной Сибири, они слетаются туда с разных сторон и разбиваются на несколько отдельных стай под руководством старых и наиболее опытных особей.

Затем гуси отдыхают перед тяжелым полетом и, наконец, в назначенный день на рассвете отправляются в путь. Перелеты у гусей осуществляются днем, когда птицы, наблюдая наземные ориентиры, легко придерживаются общего направления. Гуси пользуются своими традиционными маршрутами, которыми неизменно следуют опытные вожаки стай, показывая их при перелете молодежи. Орнитологи установили, что во время миграций птицы уже при старте выбирают правильное направление пути.

Стаи гусей, как и журавлей, имеют характерную V-образную форму. Она не случайна и воспроизводится у них из века в век. А летящая впереди особь гасит воздушные завихрения, облегчая полет следующим за ней птицам. Лидирующую птицу, которой приходится тяжелее всех, по очереди сменяют другие члены стаи.

Отмечено, что при перелете эти птицы соблюдают значительно больший порядок, чем солдаты на марше. При этом, тесно прижимаясь друг к другу в полете, гуси точно выдерживают расстояние, чтобы сильными крыльями не задеть соседа.

Набрав после взлета максимальную высоту, гуси целенаправленно двигаются к величественным горам. Многие часы птицы размеренно работают крыльями, выдерживая среднюю скорость на 35-градусном морозе!

Наконец, самые высокие пики остаются позади, и горы постепенно становятся ниже – теперь можно и спуститься туда, где легче дышать и можно реже махать крыльями. Еще два-три часа полета – и становятся видны холмы и леса Северной Индии.

У каждой стаи есть свои закрепленные места для остановки на отдых. Стаи даже могут делать крюк, отклоняясь от прямого маршрута, чтобы провести ночь на привычном месте. День близится к концу, и опытный вожак внимательно высматривает маленький низкий островок уединенного озера. Он дает сигнал, и смертельно уставшая стая опускается на землю.

Жизнь ласточки – в полете. Ласточки, относящиеся к семейству певчих воробьиных, слывут прекрасными летунами. Известную нам деревенскую ласточку (касатку), как и береговую ласточку, никогда не спутаешь с иными птицами, кроме, может быть, стрижей, на которых они очень похожи.

Значительную часть жизни ласточки проводят в воздухе. Их удлиненные и острые крылья прямо-таки созданы для длительного и стремительного полета. Ведь ласточки питаются исключительно насекомыми, которых ловят в воздухе на лету. Часами они носятся в небе, ловко хватая мух, комаров, мошек, жучков распахнутым, как широкий сачок, клювом. При этом ласточки способны проделывать в небе фигуры «высшего пилотажа» и ловко пролетать сквозь узкие отверстия.

На лету ласточки не только едят, но и пьют, стремительно проносясь с поднятыми крыльями и вытянутой шеей над самой поверхностью воды и зачерпывая ее надклювьем. Кроме того, при желании они могут окунуть в воду ту или иную часть тела и за несколько таких полетов полностью выкупаться.

В телесной организации каждой птицы помимо признаков, связанных со способностью к полету, находит отражение и то, где эта птица живет и чем питается. Если бы ласточки, подобно нашим курам, постоянно расхаживали по земле и копались в поисках корма, то этому соответствовало бы и строение их ног. А поскольку предназначение ласточек, впрочем, как и стрижей, – почти целый день носиться в воздухе, ловя на лету насекомых, то они имеют короткие ноги и ходят по земле с трудом. Эти птицы лишь изредка присаживаются на отдых и для очистки перьев на ветки или провода. На землю же они опускаются, если только собирают материал для строительства гнезд.

Координация движений. Совершая сложные маневры, ласточки, как и многие птицы, должны очень точно координировать свои действия. Для этого они используют широкий диапазон движений – от изгибов и полного поворота крыла до изменения амплитуды взмахов. Ласточки во многом схожи с современным реактивным самолетом с высокой маневренностью. Таким самолетом управляет компьютерная система, которая в доли секунды оценивает обстановку и дает необходимые указания комплексной системе, обеспечивающей передвижение.

Так и ласточка имеет сложнейшую систему управления полетом – свой мозговой компьютер, что позволяет ей точно корректировать действия на довольно большой скорости. А одной из главных исполняющих систем ее организма является великолепная мышечная организация. Самые сильные мышцы птицы рационально расположены вблизи центра тяжести ее тела, что увеличивает устойчивость во время полета. Грудные же мышцы, прикрепленные к килю, являются основными двигателями крыльев.

Нелетающие птицы

В качестве нелетающих птиц рассмотрим пингвинов. Они имеют крылья и перья, однако совсем не летают по воздуху. Зато великолепное устройство тела, включая не менее мощную, чем у летающих птиц, мускулатуру, позволяет пингвинам быстро и хорошо маневрировать, передвигаясь под водой. Они способны развивать на коротких дистанциях скорость до 40 километров в час, погружаться на большую глубину и вообще подолгу плавать в студеной антарктической воде.

Гладкое и обтекаемое тело этой птицы испытывает в воде намного меньшее сопротивление, чем мчащаяся торпеда. Так, стремительно вошедший в воду императорский пингвин способен за считанные мгновения достичь двухсотметровой глубины.

Разнообразие способов передвижения. Пингвины движутся в воде тремя способами:

• при погоне за добычей эти птицы быстро погружаются под воду и словно летят в ее толще, интенсивно гребя крыльями, как веслами. Обычно подводная охота длится минуту, однако описаны случаи даже двадцатиминутного их погружения;

• быстрый способ перемещения на далекие расстояния связан с подпрыгиванием. В этом случае пингвины мчатся в приповерхностном слое воды, периодически выскакивая из нее, как дельфины, чтобы вдохнуть воздуха;

• во время отдыха пингвины медленно плывут у самой поверхности, загребая крыльями и приподняв голову и хвост.

Пингвины, бесспорно, являются лучшими ныряльщиками среди пернатых. Обычно они ныряют на глубину до 60 метров и гребут при этом короткими и узкими крыльями-ластами. А рекордную для птиц глубину погружения императорских пингвинов ученые зафиксировали на уровне 265 метров. При этом один из пингвинов был снабжен передатчиком, регистрирующим максимальное давление воды. В подобных случаях глубоководного погружения пингвины быстро возвращаются на поверхность, чтобы исключить декомпрессию. Значит, им на генетическом уровне даны знания, как избежать кессонной болезни.

Эти птицы рекордсмены и по дальности подводного передвижения. Так, пингвины Адели, ныряя в полыньях, с легкостью проплывают подо льдом 120 метров. А императорские пингвины способны преодолевать от полыньи до полыньи почти 360 метров.

Пингвины не только искусные ныряльщики. Они еще и чемпионы по стремительному выскакиванию из воды, особенно когда их преследуют морские леопарды. Пингвины легко, буквально свечой выпрыгивают на лед или береговой уступ двухметровой высоты. Причем, как бы ни был труден прыжок, он всегда заканчивается точным приземлением на обе лапы.

Скольжение по льду и заимствование биоников. У пингвинов короткие, далеко отнесенные назад ноги, поэтому на суше они держат головы вертикально и неутомимо ходят или стоят, опираясь на жесткие перья хвоста. Зато эти птицы быстро скользят по льду или даже по снегу, лежа на брюшке и отталкиваясь крыльями и лапами.

Для защитного поведения этих, казалось бы, неуклюжих птиц, характерно, что, завидев преследователя, они мгновенно бросаются на живот и, активно действуя лапами, довольно быстро ускользают от него. При этом пингвины проворно лавируют между выступами, впадинами и трещинами. Значит, эти замечательные птицы используют не только врожденные знания о различных способах быстрого перемещения, чтобы уйти от опасности, но и способны мгновенно оценивать ситуацию и выбирать ледяную дорогу, наиболее оптимальную для высокоскоростного движения.

Бионикам пришла мысль создать машину с таким же целесообразным способом перемещения, как у пингвинов. Разрабатываемая машина должна двигаться по снегу на большой скорости даже со значительным грузом. Широкое днище будет скользить по снежной поверхности, отталкиваясь от нее специальными приспособлениями. Несмотря на то, что такой снегоход будет иметь массу больше тонны, он должен развивать скорость до 50 километров в час, что очень хорошо для подобных непроходимых мест.

«Земно»-«водные» труженики

Как ни удивительно, но такие, казалось бы, мало защищенные существа, как земноводные (амфибии), заселяют территории и трудятся, выполняя свои жизненные задачи, почти во всех частях света. Они получили все необходимое, чтобы не только жить и производить потомство во влажных, болотистых местах, но и обитать в самых сложных природных условиях. Так, одни виды амфибий можно обнаружить в Гималаях на высоте четырех с половиной тысяч метров, другие – в засушливых пустынях, третьи – за Полярным кругом. Потому-то амфибий, так же как и птиц, насекомых и других живых созданий, называют «вездесущими».

Пищевые объекты амфибий, в основном, опасны для жизни многих растений. В то же время земноводные практически не потребляют их основных опылителей. Здесь проявляется мудрая взаимосвязь интересов представителей флоры и фауны.

Также взаимосвязаны природные ниши амфибий и птиц, обитающих рядом и составляющих единые сообщества. Амфибии наделены важными охотничьими особенностями, которые позволяют дополнять «профессиональную» деятельность птиц.

Дело в том, что питающиеся насекомыми пернатые охотятся преимущественно в светлую пору суток. А многие земноводные питаются и в темноте, когда птицы спят. Взрослая жаба способна съесть за ночь до 100 насекомых, их личинок и даже слизней. К тому же в силу своей неприхотливости в отношении пищи амфибии слывут универсальными защитниками растений. Они порой поедают даже таких насекомых с неприятным запахом и вкусом, мохнатых гусениц и ядовитых беспозвоночных, к которым птицы в основном и не притрагиваются.

Но почему земноводные не боятся ядовитых существ?

Оказывается, их организм обеспечен прекрасными защитными механизмами. В их врожденной программе жизнедеятельности не заложена боязнь ярко окрашенной добычи, отпугивающей других животных. Птицам, как и многим другим животным, от рождения известно, что пестрая добыча не годна в пищу. Это доказывает простейший эксперимент. Если едва вылупившимся из яиц цыплятам предложить для еды скромно окрашенных и пестрых насекомых, ни одного яркого жучка птенцы не тронут.

А земноводные их не боятся. Но все же, несмотря на свою неприхотливость, некоторые амфибии, отведав неприятную для них пищу, стараются впредь ее избегать.

Преимущества земноводных. Амфибии принадлежат к холоднокровным животным, однако это не является их недостатком. Это даже составляет преимущество перед теплокровными животными в переменчивых условиях среды. Ведь земноводные наделены такими механизмами жизнедеятельности, которые позволяют им проживать в местах с неблагоприятными температурными и влажностными условиями, а также при ограниченной обеспеченности пищей.

Так, птицам, чтобы постоянно поддерживать температуру своего тела на уровне 39–41 °C, необходимо переваривать соответствующее количество пищи. При похолодании расход энергии птичьим организмом резко возрастает. Чтобы согреться, птицам требуется усилить питание, но как раз в это время насекомые прячутся и становятся недосягаемыми. Поэтому птицы либо гибнут от истощения, либо стараются улететь в районы с лучшими погодными условиями.

Особенно серьезный ущерб даже кратковременные периоды похолодания и бескормицы наносят птенцам. Однако птицы наделены удивительной способностью делать длительные погодные прогнозы, причем с большой точностью. Так, они определяют годы с неблагоприятными жизненными условиями и недостатком пищи и тогда откладывают яиц меньше обычного. В результате, когда наступает потепление и активное размножение насекомых, пернатых защитников растений становится явно недостаточно. Вот здесь-то и проявляется положительная роль холоднокровности земноводных.

Легко пережив временное похолодание и отсутствие пищи, они берут реванш при благоприятных условиях. Амфибии начинают интенсивно питаться, сдерживая в местах своего обитания чрезмерное размножение вредителей растений.

Звено в пищевой цепи. Земноводные – не только потребители пищи, они и сами являются объектом питания и таким образом включены в общий биологический круговорот. Некоторые птицы, змеи, звери и крупные рыбы питаются в основном лягушками. Ведь эти амфибии не прячутся днем в укрытия, так как активно охотятся на насекомых именно в эту пору суток. Кроме того, они не имеют таких кожных выделений с защитными свойствами, как едкая слизь у жаб, жерлянок, саламандр.

Но как же тогда сохраняются все виды этих незащищенных лягушек?

Несмотря на участие в пищевом рационе различных животных и вынужденные потери численность большинства видов лягушек, как правило, стабильна. Они наделены огромной плодовитостью, благодаря чему их количество быстро восстанавливается. Кроме того, лягушки отличаются относительным долголетием, поэтому среди земноводных, которым было суждено избежать опасностей и выжить, могут существовать бок о бок несколько поколений. И они продолжают регулярно производить на свет таких же плодовитых амфибий.

«Бдительное око Провидения с высоты небес надзирает за всеми одинаково – от огромного бегемота до мелкого воробья. Оно не допускает ни излишнего распространения некоторых родов, ни того, чтобы слабейшие животные были истребляемы через сильнейших. Каждому роду их указывает его границы, как бы говоря: "до селе дойдешь и не прейдешь"» (Иов. 38,11) (по прот. Г. Дьяченко).

Механизмы сохранения популяции

Несмотря на то что земноводные являются практически голыми животными, представители этого класса обитают почти во всех частях света. Они успешно живут и производят потомство в местах с самыми сложными природными факторами: за Полярным кругом и в засушливых пустынях, в горах и даже под землей.

Конечно, больше всего видов земноводных обитает в тропических странах, где тепло, влажно и изобилует пища, а также на территориях с умеренным климатом. А в холодных и сухих районах проживают представители совсем немногих видов. Но при этом амфибии именно не выживают, как принято считать, в среде, сложной для большинства животных, а живут той полноценной жизнью, особенности которой внесены в их генетическую программу. И именно они еще раз демонстрируют, какими же поистине чудесными возможностями наделены самые разнообразные животные.

Пример врожденной способности сохранять жизнедеятельность после разного рода критических воздействий демонстрируют хвостатые амфибии. Можно заморозить в воде саламандру или тритона, но стоит только растопить лед, и животные преобразятся, проявляя готовность продолжать жизнь.

Однако следует иметь в виду, что генетически обусловленные возможности животных не безграничны. Они имеют заданные конкретные пределы, характерные для каждого их вида.

Высокая холодоустойчивость. Среди земноводных существуют такие виды, представители которых благодаря очень высокой устойчивости к холодам способны занимать «северную нишу».

Так, редкостной холодоустойчивостью отличаются некоторые углозубы. Организм этих сибиряков позволяет им обитать даже за Полярным кругом и выдерживать температуры до -16 °C, а их нерест начинается при потеплении воды лишь до +4 1–5 °C. Отмечены случаи, когда углозубы, найденные после столетнего пребывания в вечной мерзлоте, благополучно оживали.

За Полярным кругом способны жить и такие бесхвостые амфибии, как лягушки и жабы некоторых видов. Жизненную активность при нулевой и отрицательной температуре им помогают сохранять замечательные добавки в кровь на основе глюкозы, напоминающие по своему действию антифриз, спасающий от мороза некоторые системы автомобиля.

Подобное вещество обнаружено и в организмах других животных, обитающих в условиях низких температур. Например, в антарктических водах живут рыбы из подотряда нототениевидных, температура замерзания тканевой жидкости которых -2,2 °C. У берегов Антарктиды вода не охлаждается ниже такой температуры. Рыбы вырабатывают свой собственный «антифриз» – в их крови нашли необычные соединения из Сахаров и пептидов, которые останавливают рост крошечных кристаллов льда сразу после их образования.

Воистину удивительна способность этих животных обитать в самых суровых условиях. Все рассчитано и устроено таким образом, что голые и холоднокровные земноводные живут и производят потомство не хуже укутанных в меха млекопитающих. Из поколения в поколение амфибии передают данное им уникальное устройство организма и свои удивительные способности.

Программа ускоренного развития. При развитии головастика в водоемах происходит очень сложная перестройка всего его организма. Обычно этот процесс длится целый сезон. В некоторых случаях, как у саламандр горных видов и тритонов на севере, детство затягивается на два – три года. А вот у земноводных – жителей жарких стран организм настроен на ускоренные процессы развития. Это связано с сезонами дождей. Так, головастики некоторых видов пустынных жаб завершают их за 9—11 дней!

Ускоренное развитие отличает и представителей одного из видов австралийских земноводных, которые тоже производят потомство в пустыне. Их организм обеспечен синхронизирующей системой, которая следит, чтобы время метания икры и развития молоди совпадало с периодом дождей. В пустынях Австралии дожди могут выпасть всего раз в два года. Но стоит такому событию произойти, как спящие лягушки тотчас получат сигнал к активным действиям.

Они быстро поднимутся из своих подземных убежищ на поверхность, чтобы отложить икру в образовавшиеся лужи. И прежде чем эти лужи просохнут, головастики успевают не только появиться на свет, но и превратиться в лягушек. А поскольку они не могут жить без воды, то при наступлении засухи впадают в спячку, предварительно закопавшись в землю подобно тому, как наши лягушки зарываются в ил для зимней спячки.

Проходит год или два, пока снова пойдет дождь. И тогда молодые лягушки получат такой же сигнал, как и их родители. Они проснутся и выйдут на поверхность, чтобы дать начало новому поколению. Жизнь продолжается!

Это еще раз подтверждает, что организму земноводных дано все необходимое для проживания в конкретной местности, в том числе с критическими природными условиями.

Жизнь в условиях бескормицы. Организм амфибий наделен еще и особыми возможностями пережидать голодные периоды жизни.

Так, в неблагоприятные засушливые или холодные периоды, когда насекомых бывает мало, амфибии не гибнут от голода, а лишь перестают расти. С появлением обильной пищи они едят до насыщения и продолжают быстрый рост. А представители северных видов еще и обладают механизмом откладывания жира «про запас», чтобы пережить холодную зиму.

За счет чего возможна жизнедеятельность амфибий, например, в бескормицу при похолодании? Как ни удивительно, но за счет их холоднокровия. Амфибиям не нужно вести постоянной борьбы за поддержание температуры своего тела на определенном уровне, как теплокровным. Их организму достаточно лишь чуть-чуть подтапливать свою «печку» пищевым биотопливом, чтобы компенсировать небольшие потери при ее остывании. В то время как теплокровные животные вынуждены продуцировать тепла в 30–40 раз больше.

Экономное расходование энергии позволяет земноводным потреблять гораздо меньше пищи и переносить длительные периоды голодания. При похолодании, когда беспозвоночный корм амфибий прячется, у них просто пропадает аппетит. И чем холоднее становится, тем на больший период времени растягиваются процессы выработки энергии телом амфибии. При температуре 15 °C они переваривают ужин 4 дня, а при 12 °C – 7 дней.

Благодаря такому свойству своего организма, например, жаба, находясь в сыром месте, может выдержать без пищи более двух лет.

Восстановление численности амфибий. Но если все же какие-либо резкие изменения погодных или других условий приводят к вымиранию большого количества лягушек, тогда включается таинственный регулирующий механизм сохранения их популяции.

В следующем поколении обязательно родится больше самок, чем самцов. А значит, в тот период, когда они подрастут и приобретут способность к размножению, и икры будет отложено гораздо больше обычного.

Так осуществляется целенаправленный внешний контроль над всей популяцией, в результате чего происходит восстановление численности амфибий.

«Два организма» в одном

При знакомстве с возможностями организма, которыми наделены земноводные для жизни и в воде и на суше, многое не может не вызывать чувства восхищения. Ведь быть обитателями двух сред совсем не простая задача: слишком различны характеристики воды и суши.

Так, в водной среде условия влажности постоянны, а на суше они имеют резкие суточные и сезонные колебания. Причем на большей части земной поверхности влажность сравнительно невелика. А эти условия очень существенны для амфибий, являющихся влаголюбивыми животными.

Значительны и температурные колебания. Если в воде они составляют 25–30 °C, то на суше сезонные колебания могут превысить и 100 °C.

Очень большое значение для дыхания земноводных имеет разница в количестве кислорода. В воздухе его в несколько раз больше, чем в воде.

В водной среде требуются небольшие усилия для поддержания тела, а с выходом на сушу эти усилия значительно возрастают. Изменяется и положение точки опоры. На суше – это земля, от которой можно оттолкнуться, находиться внизу. А вода окружает амфибию со всех сторон.

Как же удается этим одновременно и земно и водным существам жить без затруднений на границе двух сред? Оказывается, для этого их организм наделен как бы двумя комплектами органов и систем, а также автоматической системой для постоянного переключения с одного комплекта на другой.

Именно так переключается универсальная система «включения» и «выключения» нужных органов при дыхании лягушки в момент перемены среды. Пока амфибия находится в воде, она дышит кожей, но как только оказывается на суше – подключается система дыхания легкими и слизистой оболочкой рта. Чудо-система действует таким образом, что при каждом нырянии «включенные» органы лягушки автоматически отключаются.

Потребность во влаге. Для большинства видов земноводных характерно проведение личиночных стадий в воде или влажной среде. Но и во взрослом состоянии потребность их организма во влаге достаточно велика. Поэтому одна часть земноводных обитает всю жизнь в водоемах, а другая – поселяется вблизи их или в сырых местах.

Общее правило (за редким исключением) для большинства земноводных – использовать в качестве водной среды обитания и размножения пресные водоемы. При этом особи различных видов пользуются именно теми водными ресурсами Земли, на которые настроен их организм.

Одни из них могут занимать только теплые воды непроточных озер, прудов и даже луж. А организм других не переносит тихих заводей, позволяя амфибиям жить и растить потомство исключительно в бурных горных реках. Третьим дано занимать все ярусы тропического леса – от заболоченных низин до микроводоемчиков в пазухах древесной листвы, заполняемых водой в период тропических ливней. А четвертые, являясь обитателями сухих прерий и пустынь, полностью обустроены для активной жизнедеятельности только в сезон дождей.

Но не только пресная вода колыбель вездесущих земноводных. Есть представители некоторых видов, организм которых позволяет им обитать в солоноватой и даже в соленой воде. Например, зеленые жабы, жабы ага, травяные лягушки и некоторые виды саламандр могут успешно размножаться в слабосоленой воде.

А наилучшим образом для жизни в соленой воде обустроен организм филиппинской лягушки. Она обитает в зоне прибоя и прячется в норах крабов. Ее головастики не погибают и даже свободно плавают в воде, более соленой, чем черноморская. Выведение из организма этих амфибий излишков солей происходит за счет специально предусмотренных физиологических процессов.

Всасывание влаги кожей. Традиционное проживание земноводных вблизи водоемов в условиях относительно влажной атмосферы обеспечивает их нормальное кожное дыхание и сохранение влаги в организме.

Но даже если наступают периоды засухи, амфибии не остаются беспомощными. Они целенаправленно отправляются искать влажные места, чтобы устроить себе убежища под камнями, в глубоких норах или во влажной лесной подстилке. И тогда кожей, как губкой, эти животные впитывают живительную влагу.

Специальным устройством для всасывания воды из чуть влажной почвы у лягушек и особенно жаб является так называемое «тазовое пятно», пронизанное кровеносными сосудами. Например, у юных норных лопатоногов, американских родственников наших чесночниц, такое тазовое пятно совсем маленькое и занимает всего 5 % всей поверхности тела. Однако его всасывающая способность в 18 раз выше, чем у остальной кожи.

Благодаря такому «водозаборному устройству» молодые амфибии способны охотиться днем во время летней жары. Сидя на чуть влажной земле, они всасывают такое же количество воды, какое испаряет остальная часть их тела.

Удаленные от воды земноводные обычно быстро худеют, но остаются жизнеспособными при потере до половины своей массы и даже больше. Такая лабильность в отношении содержания воды в организме – чудесный дар амфибиям. Благодаря этому они способны выживать в условиях с резкими колебаниями влажности.

Если к изнуренной от сухости коже земноводного приложить что-либо влажное, животное быстро приходит в себя. В одном из опытов древесная лягушка массой 95 граммов после укутывания мокрой тряпкой увеличила массу до 152 граммов.

Сохранение воды в организме. Многие земноводные наделены прекрасными возможностями предохранения организма от потери влаги даже в особо засушливую пору. При этом для каждого вида существуют как свой присущий ему способ, так и индивидуальные устройства.

Например, при высыхании родного водоема инстинкт самосохранения одного из видов хвостатой амфибии сирен включает сложный комплекс поведения и физиологических процессов:

• сирен глубоко зарывается в прибрежный грунт;

• специальные железы в его организме начинают вырабатывать и выделять на поверхность кожи особую слизь. В смеси с глиной она покрывает все тело хвостатой амфибии, предусмотрительно оставив свободным только ротовое отверстие. Образуемый защитный кокон, подсохнув, предохраняет животное от дальнейшего высыхания;

• в работу включаются процессы окисления жира, который запасен заранее у более упитанных, а потому достаточно жизнеспособных особей. При окислении образуются углекислый газ, вода и высвобождается энергия;

• эта вода целенаправленно подается организмом в те органы, которые наиболее страдают от ее недостатка;

• освобожденная энергия не исчезает, а тотчас включается в работу по поддержанию сердечной деятельности и работающих в экономном режиме процессов жизнеобеспечения.

Все эти меры позволяют сирену провести в состоянии оцепенения больше года и дождаться спасительной влаги.

Подобные наследственные свойства позволяют пережить период засухи и барашковому лопатоногу – американскому родственнику наших чесночниц.

На первом этапе амфибия зарывается в песчаную землю на глубину более 1 метра с помощью лопатообразных выростов задних ног. На следующем этапе организм окружает себя водонепроницаемым коконом, сбрасывая несколько слоев кожи, и впадает в спячку. Обмен веществ у него замедляется до сигнала, который принесут органам чувств долгожданные осадки. Тогда кокон, как по команде, лопнет и спасенное животное выберется на поверхность для активной жизнедеятельности.

А одна из древесных лягушек наделена влагонепроницаемой кожей, и что удивительно – ее организм «знает», когда от такой кожи следует избавиться. Сохраняющая влагу кожа служит лягушке только в сухую погоду, чтобы та без особого вреда для здоровья могла в поисках пищи проводить несколько часов под жаркими солнечными лучами. При первых же ливнях амфибия начинает линять. На смену защитной коже организм производит обычную для данного вида проницаемую для воды легкую кожу. В нее и «одевается» лягушка до следующей засухи. Тогда «мудрый» организм снова изготовит ей защитную кожу.

Целесообразность кожного покрова

Кожный покров амфибий имеет ряд своих особенностей, необходимых для их жизнедеятельности.

• Кожа обладает системой слизистых желез, которые поддерживают ее влажность, что имеет особо важное значение для кожного дыхания. Она буквально пронизана кровеносными сосудами, поэтому через нее непосредственно в кровь поступает кислород и выделяется углекислый газ.

• В коже расположены и специальные железы, выделяющие бактерицидные, едкие, неприятные на вкус, слезоточивые, ядовитые либо другие вещества. Такое уникальное устройство кожи позволяет земноводным с голой и постоянно влажной кожей успешно защищаться от микроорганизмов, нападения комаров, москитов, клещей, пиявок и др. Благодаря своей коже амфибии успешно избегают встреч со многими хищниками.

• Кожа земноводных обычно содержит множество различных пигментных клеток, от которых зависит общая, приспособительная и защитная окраска тела. Так, яркая окраска, характерная для ядовитых видов, служит предупреждением для нападающих.

• У представителей некоторых видов земноводных в коже образуются объемные полости для хранения зародышей.

Универсальная дыхательная система. Земноводные, будучи обитателями воды и суши, наделены универсальной дыхательной системой, которая позволяет им дышать кислородом не только на воздухе, но и в воде, хотя там его количество приблизительно в 10 раз меньше. Такая универсальность организма земноводных возможна благодаря целому комплексу дыхательных органов для извлечения кислорода из той среды, где они находятся в конкретный момент. Это – легкие, жабры, слизистая оболочка рта и кожный покров.

Наибольшее значение для жизнедеятельности большинства видов амфибий имеет кожное дыхание. При этом поглощение кислорода через пронизанную кровеносными сосудами кожу возможно лишь в случае, если кожа находится во влажном состоянии. Чем суше окружающий воздух, тем активнее работают кожные железы, выделяя все новые и новые порции влаги. Чувствительные «приборы» кожи вовремя включают аварийные системы и режимы дополнительной выработки спасительной слизи.

А вот некоторые лопатоноги из семейства американских чесночниц обеспечены кожным дыханием для пребывания не в воде, а под землей. Там, зарывшись, они проводят большую часть жизни. На поверхности земли эти амфибии, как и все другие бесхвостые земноводные, вентилируют легкие за счет движений ротовой полости и раздуваний боков. Но после того как лопатоноги зароются в землю, у них автоматически отключается система вентиляции легких и включается управление кожным дыханием.

Универсальность системы дыхания земноводных выражается и в возникновении специальных дыхательных устройств в определенный период их жизнедеятельности. Так, гребенчатые тритоны не могут долго находиться в воде и, чтобы запастись воздухом, время от времени поднимаются к поверхности. Особенно трудно им дышать в период размножения, так как при ухаживании за самками они выполняют под водой брачные танцы. Для такого сложного ритуала у тритона именно в брачный период вырастает дополнительный дыхательный орган – кожная складка в виде гребня, богато снабженная кровеносными сосудами, что значительно повышает долю кожного дыхания. Систему организма по воспроизводству такого важного органа приводит в действие пусковой механизм репродуктивного поведения.

Хвостатые и бесхвостые амфибии наделены и дополнительным уникальным устройством для обмена бескислородного типа. Им с успехом пользуется, например, леопардовая лягушка. Она может прожить в лишенной кислорода холодной воде до семи суток.

Покровительственная окраска. Кожа земноводных обеспечивает и покровительственную окраску, которая является их важнейшей защитной мерой. К тому же и успех охоты часто зависит от умения спрятаться.

Обычно окраска повторяет какой-то определенный рисунок объекта окружающей среды. Так, окраска с разводами у многих квакш прекрасно сливается с фоном – стволом покрытого лишайником дерева. Причем квакша способна менять свой цвет в зависимости от общей освещенности, яркости и цвета фона, от климатических параметров. Ее окраска темнеет при отсутствии освещения или на холоде и светлеет на ярком свету.

Представительниц стройных квакш легко принять за поблекший лист, а чернопятнистых – за кусочек древесной коры, на которой она сидит. Практически все тропические амфибии имеют покровительственную окраску, часто чрезвычайно яркую. Ведь среди разноцветья и буйной зелени тропиков именно яркая окраска делает животное более незаметным.

Наиболее часто встречаются такие окраска и рисунок, которые создают иллюзию разорванности сплошной поверхности тела. В то же время при состыковке частей рисунка, находящихся на туловище и лапках (при их прижимании друг к другу), образуется кажущаяся непрерывность составного узора.

Сочетание характера окраски и рисунка часто создает удивительный камуфляж. К примеру, большая жаба наделена способностью создавать обманчивый, маскирующий узор с определенным оптическим эффектом. Верхняя часть ее тела напоминает лежащий тонкий лист, а нижняя – подобна глубокой тени, отбрасываемой этим листом. Иллюзия оказывается полной, когда жаба притаится на земле, усыпанной настоящими листьями.

Можно ли себе представить, что такая окраска возникла в результате случайных мутаций? Ведь речь идет не о грубой имитации – приблизительном сходстве, а о тонком, можно сказать, художественном подражании цвету и окраске опавших листьев.

И могли ли в организме всех предыдущих, пусть даже многочисленных, поколений амфибий постепенно появиться какие-то механизмы создания камуфляжного эффекта на теле? Причем для точного подражания природному аналогу – побуревшему листу с четко очерченной тенью под его краем – должны были быть учтены законы цветоведения и оптики.

Свето– и цветоощущение. У земноводных некоторых видов окраска может меняться, как у хамелеонов, хотя и гораздо медленнее.

Так, разные особи травяных лягушек в зависимости от различных факторов могут постепенно приобретать соответствующие преобладающие цвета – от красно-коричневого до почти черного. При этом окраска земноводных зависит от освещенности, температуры, влажности воздуха и даже от эмоционального состояния животного.

И все же главной причиной изменения цвета кожи, зачастую локального, рисунчатого, является подстраивание его под цвет фона или окружающего пространства. Для этого в работу включаются сложнейшие системы свето– и цветоощущения, а также система координации структурными перестройками цветообразующих элементов.

Амфибиям дана замечательная способность сравнивать количество падающего света с количеством света, отраженного от фона, на котором они находятся. Чем это соотношение меньше, тем светлее делается животное. При попадании на черный фон разница в количестве падающего и отраженного света будет велика, и кожа амфибии становится темнее.

Информация об общей освещенности фиксируется в верхней части сетчатки глаз земноводного, а об освещенности фона – в ее нижнем отделе. При этом происходит постоянное сравнение полученной информации о том, соответствует ли окраска особи характеру фона. И тогда принимается решение, в каком направлении ее следует изменять.

Эксперименты с лягушками это легко доказали. Их светоощущение вводилось в заблуждение. Если им закрашивали роговицу и перекрывали попадание света в нижнюю часть зрачка, то у животных создавалась иллюзия, что они находятся на черном фоне, и лягушки становились темнее.

Чтобы поменять цветовую гамму окраски своей кожи, амфибиям нужно не только сравнивать интенсивность освещения, но и оценивать длину волны отраженного света, то есть определять цвет фона. О том, как это происходит, ученые пока знают очень мало.

Защита от хищников. Самым действенным оружием против различных врагов у многих земноводных являются их кожные выделения. Причем это могут быть как яды, так и безопасные для жизни, но неприятные хищникам вещества.

Например, кожа квакш одних видов выделяет жидкость, которая обжигает подобно крапиве. У квакш других видов кожа образует едкую и густую смазку. Даже самые неприхотливые животные, коснувшись ее языком, выплевывают схваченную добычу. Кожные выделения жерлянок, обитающих в России, издают неприятный запах и вызывают слезотечение, а при попадании на кожу животного – жжение и боль. Хотя бы один раз отведав жерлянку, хищник хорошо запоминает данный ему урок и больше не решается трогать представительниц этого вида амфибий.

По утверждению зоологов, вовсе не змеям принадлежит пальма первенства в создании наиболее сильных ядов. Так, кожные железы тропических лягушек вырабатывают настолько сильный яд, что он представляет опасность для жизни даже крупных животных.

То, что земноводные способны вырабатывать столь эффективный яд, вполне оправданно. Ведь его впрыскивание происходит без специальных устройств (зубов, гарпунов, колючек и т. п.), которыми обеспечены другие я довитые животные, чтобы отравляющее вещество попадало в кровь врага. А яд земноводных выделяется из кожи в основном при сдавливании амфибии в зубах хищника. Он всасывается преимущественно через слизистую оболочку рта напавшего на нее животного.

Наряд ядовитых амфибий и безвредных обманщиков. Яркая окраска амфибий обычно указывает на то, что их кожа может выделять защитные ядовитые вещества.

Интересно, что у некоторых видов саламандр ядовитыми и наиболее окрашенными являются представители определенных рас. У аппалачских лесных саламандр кожа особей выделяет ядовитые вещества, а у других родственных саламандр кожные выделения яда не содержат. При этом именно ядовитые амфибии наделены яркой окраской щек, а особо опасные – и красными лапками. Птицы, которые питаются саламандрами, знают об этой их особенности. Поэтому амфибий с красными щеками они трогают редко, а с окрашенными лапками – вообще избегают.

С краснобрюхими американскими тритонами, которые ярко окрашены и совсем несъедобны, связан интересный факт. Живущие рядом с ними горные неядовитые красные тритоны, называемые «безвредными обманщиками», имеют ту же яркую окраску (мимикрия). Однако ложные красные тритоны обычно значительно обгоняют в росте своих ядовитых собратьев, отчасти утрачивая схожесть. Может быть, по этой причине яркая расцветка умышленно дана им только на первые 2–3 года. После этого срока у подросших «обманщиков» начинается синтез пигментов для темной коричнево-бурой окраски, и они становятся осторожнее.

Эксперименты с цыплятами наглядно продемонстрировали явное действие на них предупреждающей окраски. Цыплятам предложили в качестве пищи ярко окрашенных краснобрюхих ложных красных и ложных горных тритонов, а также неярких безлегочных саламандр. Цыплята съели только «скромно одетых» саламандр. Поскольку цыплята опыта встречи с амфибиями до того не имели, то напрашивается вопрос: откуда у цыплят знание об опасной окраске?

Может быть, родители цыплят, получив неприятный урок при встрече с ярко окрашенной ядовитой добычей, передали его по наследству своему потомству? Конечно, нет. Известно, что развития, совершенствования инстинктивных механизмов поведения не происходит. Имеются лишь последовательные возрастные стадии их реализации, которые в заданный момент сменяют друг друга.

Страх перед яркими существами, несущими в себе потенциальную опасность, изначально заложен в сложный комплекс защитных инстинктивных поведенческих реакций птиц.

Анализирующие системы

Эксперименты с земноводными и наблюдение за их поведением в природных условиях показали, какой высокой чувствительностью наделен их организм.

Амфибии отлично видят и слышат, ощущают в окружающей среде даже минимальное присутствие химических веществ и самых слабых полей, а их живые приборы способны предсказывать предстоящую погоду.

Глаза для работы в двух стихиях. Глаза этих «земно»-«водных» созданий специально рассчитаны на работу и в воде и на суше. Оптической частью глаза амфибий являются роговица, хрусталик и стекловидное тело. В задачу этой «оптики» входит фокусирование изображения на световоспринимающих элементах сетчатки. В воздухе световые лучи преломляются в основном роговицей, а в водной среде – хрусталиком. При этом изображение фокусируется, как и в фотоаппаратах. Хрусталик передвигается вдоль оптической оси глаза, то приближаясь к сетчатке, то отодвигаясь от нее.

Работе в обеих средах соответствуют и фоторецепторы. У животных, проживающих на суше, светочувствительным элементом в них является пигмент родопсин, а у обитателей водоемов с пресной водой – порфиропсин. Последний предназначен для работы именно в стоячих желтоватых водах. Сюда плохо проникает коротковолновая часть светового спектра, поэтому порфиропсин обеспечивает чувствительность в его длинноволновой части.

Исследования показали, какими удивительными свойствами обладают глаза у тритонов и саламандр. При погружении этих амфибий в водоем для нереста большая часть родопсина в фоторецепторах автоматически заменяется на порфиропсин. А летом, при выходе животных на сушу, родопсин также автоматически возвращается на место. Порфиропсин обнаружен и в фоторецепторах головастиков. Однако как только они подрастают, к моменту выхода на сушу фоторецепторы перестраиваются на пигмент родопсин.

Эти примеры свидетельствуют об универсальности зрительной системы и устройства глаз земноводных, равно как и об уникальности происходящих в них процессов, а именно:

• их глаза наделены сложными технологиями производства пигментов на оба случая жизни, зрительная система решает и всю совокупность проблем по организации и управлению их производством;

• они имеют автоматизированную систему включения в нужный период времени производства того или иного светочувствительного элемента;

• зрительная система под руководством генетической программы обеспечивает подачу в рабочую зону необходимого в данное время пигмента и утилизацию уже ненужного.

Остается только выразить восхищение тем даром, которым наделены амфибии – универсальным устройством глаз и автоматической системой для их целесообразного применения.

Слуховая и вкусовая системы. Немало споров в свое время вызвал слух земноводных. Бытовало даже мнение, что они глухи и не слышат собственных звуков. Однако исследования, в том числе нейрофизиологов, доказали обратное. Амфибии обладают слухом, который обеспечивается сложной и целесообразной слуховой системой.

У лягушки, например, она позволяет воспринимать, а затем анализировать звуковые сигналы по трем каналам. Поступающие по воздуху звуковые волны улавливаются клетками внутреннего уха через барабанную перепонку и ушную косточку. Звуки, распространяемые в почве, воспринимаются костями и мышцами конечностей и через кости черепа передаются во внутреннее ухо. В воде звуковые волны легко проникают в тело особи и быстро достигают внутреннего уха без специальных каналов. В то же время у хвостатых амфибий, тесно связанных с водой, барабанная перепонка отсутствует.

Особой чувствительностью наделен звуковой анализатор амфибий. Он фиксирует мгновенные, даже микроскопические сжатия и расширения среды, которые распространяются во все стороны от места их возникновения.

Органы вкуса земноводных представляют собой луковицеобразные тельца, находящиеся в слизистой оболочке неба и языка. Они являются периферической частью сложной системы вкусового анализатора. Казалось бы, зачем амфибиям вкусовые органы? Ведь они потребляют совсем неаппетитную, на наш взгляд, пищу. Однако оказалось, что вкусовые рецепторы земноводных способны не хуже, чем рецепторы других животных, различать четыре типа вкусовых веществ – сладкое, горькое, кислое и соленое. Причем каждая вкусовая луковица отвечает за восприятие двух – четырех их типов. Так, например, лягушка благодаря сложнейшей системе своих вкусовых анализаторов мгновенно и безошибочно отличит попавшего в ее рот жука от сухого листочка или щепочки. И это несмотря на хитиновый панцирь насекомого. Несъедобные предметы лягушка тотчас выплевывает.

Система обоняния. Органы обоняния у животных размещаются по-разному. У червей они находятся на голове, у клещей – на конечностях, моллюски воспринимают запах жабрами, ящерицы и змеи – посредством языка, а амфибии наделены для этого обонятельными мешками, которые находятся в легких. Воздух попадает туда через ноздри. Такая целесообразная обонятельная система является составной частью дыхательной системы, поэтому хеморецепторы анализируют весь воздух, потребляемый при дыхании.

Обонянием амфибии зачастую пользуются для ориентации в пространстве, во время охоты. Представителям отдельных видов оно помогает найти и съесть даже неподвижную добычу. А некоторые саламандры, охраняющие свою икру, способны обнаружить по запаху и съесть неоплодотворенные икринки. Делают они это инстинктивно, повинуясь внутренней врожденной программе. Ведь иначе икринки, не получив жизненного продолжения, погибнут, а развившаяся на них инфекция распространится на новорожденных головастиков.

Как все, что заложено в организм, осмысленно и мудро!

«Язык» запахов. У амфибий, как и во всем мире животных, среди многих способов передачи информации распространен и «язык» запахов. С обонянием связаны процессы коммуникации особей, поиска брачных партнеров, маркировки границ и т. д.

Амфибии пользуются для этого специальными химическими метками – феромонами. Эти биологически активные вещества в нужный момент автоматически выделяются организмом животного. А обонятельная система, например, самки или соплеменника, с помощью своих рецепторов воспринимает информацию об оставленных следах. Затем происходит сравнение полученных данных с находящимися в памяти эталонами запахов. И тогда животное получает команду для определенных целенаправленных действий – скажем, приближения самки к месту, подготовленному самцом для откладывания икры.

Свою территорию метят и охраняют многие земноводные. А некоторые из них, как, например, американская безлегочная амфибия – пепельная земляная саламандра, прекрасно узнают и отличают от других не только собственные метки, но и запаховые следы саламандр своего вида.

Красноспинная саламандра всегда внимательно принюхивается у родного участка. И если ненароком пересечет владение соседей, то старается поскорее возвратиться на свой участок. А вот границы территорий саламандр других видов она просто игнорирует. И защищают саламандры свои владения только от непрошеных гостей своего вида. При их вторжении на участок амфибия тотчас выделяет особое химическое вещество, которое сигнализирует о том, что территория занята.

Способность к ориентации и навигации. Некоторые из интереснейших проблем, касающихся поведения животных, связаны с их миграциями и способностью к ориентации и навигации. Эти удивительные особенности свойственны и амфибиям.

Обычно земноводные передвигаются не дальше своего охотничьего участка. От родимого места они добираются туда, где достаточно пищи, а затем возвращаются обратно. Но иногда амфибиям, особенно обитателям северных ареалов, приходится совершать дальние переходы – ведь в местах летнего проживания не всегда можно зимовать. В то же время по весне необходимо переходить

в свой постоянный водоем для откладывания икры и продолжения рода.

Миграционное инстинктивное поведение заставляет лягушек, жаб, тритонов, саламандр двигаться в определенное время к заданной цели с огромным упорством. Так, серая жаба, покинув весной зимнее убежище, отправляется к местам нерестилища (где впервые отложила она свою икру), преодолевая расстояние от 6 до 12 километров! Прудовые лягушки также имеют постоянные водоемы для проживания, охоты и выведения потомства, устремляясь к которым они могут проходить до километра в день. Миграции земноводных бывают и необычайно массовыми, что порой трудно объяснимо.

Поражает не только то, как настойчиво устремляются земноводные к освоенным ими ранее участкам для зимовки, охоты, размножения, но и удивительная точность, с какой они находят эти места. Например, королевские квакши, возвращаясь весной к своему пруду, обосновываются не дальше десяти метров от своего прошлого участка, а безлегочные саламандры и того точнее: их поразительная способность к ориентации и навигации позволяет находить свой родной ручей с ошибкой не более десяти сантиметров.

Об этой важной для поведения амфибий способности биологам многое известно, но остается еще и немало загадок.

Ориентация на суше. Так каким же образом ориентируются земноводные?

Во-первых, многие из них прекрасно ориентируются по запаху. Эксперименты показали, что при лишении обоняния лягушки некоторых видов полностью дезориентируются. Самцы многих бесхвостых амфибий в период нереста находят свой родной пруд по знакомым запахам. Эта способность приводит их на нерестилище раньше самок, где они начинают свои брачные песни. Внимая призывным звукам, их будущие подруги устремляются на водоем.

Во-вторых, земноводные наделены способностью ориентироваться по небосводу. Наблюдения за лягушками показали, что они устанавливают правильное направление пути, видя только

Солнце, даже если их перед этим двое суток выдерживали в темноте. Не менее точно они выбирали путь по положению Луны, а в безлунную ночь – по звездам. А если лягушек перемещали в незнакомое место, то спустя некоторое время они осваивали новые небесные ориентиры и по ним прокладывали кратчайший путь к воде.

Подобным образом могут ориентироваться даже юные жабы. Но если малышей долго продержать в темноте, точность их ориентировки нарушается.

Способным астрономом слывет не только лягушка-бык, но и некоторые другие земноводные. Установлено, что они могут ориентироваться и по положению небесных светил, и по магнитному полю Земли. Способность воспринимать магнитное поле обнаруживают и пещерные саламандры. Благодаря этому они легко ориентируются в глубине своих родных подземелий.

Таким образом, каждое живое создание для успешной жизнедеятельности наделено именно своими анализирующими системами и врожденными знаниями по их использованию.

Ориентация в воде. Поскольку амфибии созданы для жизни в воде и на суше, они наделены не только традиционными для позвоночных животных, но и особыми анализаторами, пригодными только для ориентации в воде.

Эти приборы, называемые органами боковой линии, сигнализируют амфибиям о волнообразных колебаниях воды. Они предназначены для активной локации водного пространства, особенно в мутной воде или в ночное время, и полностью заменяют зрение. Являясь органами дистанционного осязания, такие живые приборы чувствуют и колебания, вызванные движениями подводных жителей.

Органы для определения перемещений воды на боках у африканской шпорцевой лягушки представляют собой небольшие ямки, снабженные микроскопическими волосками. При движении воды вдоль тела лягушки волоски сгибаются. При этом возникают и направляются в нервную систему определенные импульсы. Их частота меняется в зависимости от того, куда движется вода: от головы к хвосту или наоборот.

Такая замечательная система оповещает лягушку о едва заметных завихрениях воды, вызванных плывущими насекомыми. Она позволяет даже слепым земноводным правильно ориентироваться относительно движущейся добычи и ловить ее с большой точностью. Исследованиями установлено, что эти особи способны не только обнаруживать различные предметы и подводные объекты, но и хорошо расти и развиваться, не отставая ни в чем от зрячих собратьев.

Органы боковых линий находятся на поверхности кожи земноводных, живущих исключительно в воде, и у каждого вида они имеют свои особенности. А представители тех видов, которые предназначены жить в наземных условиях, наделены такими органами только в личиночную, водную, пору развития. Это относится к безлегочной, черной альпийской и другим видам саламандр.

То есть их мудро созданный организм получил и знания, от каких органов и когда следует избавиться.

Устройства для передвижений

Наиболее распространенной конструкцией органов движения животных являются конечности. Это та система рычагов, которая приводится в движение сокращающимися мышцами. Удивительно эффективные и целесообразные устройства представляют собой конечности земноводных. Они созданы для активной жизнедеятельности как в воде, так и на суше, поэтому позволяют амфибиям двигаться во всех стихиях: прекрасно плавать, ползать, ходить и прыгать по земле и даже совершать перелеты по воздуху подобно планеристам.

Нередко конечности амфибий наделены целым арсеналом вспомогательных средств, расширяющих возможности «рычагов системы». Это диски-присоски и железы, выделяющие липкую жидкость для прикрепления к различным поверхностям; мягкие подушечки, смягчающие удар при приземлении; жесткие мозоли для рытья; плавательные перепонки и многое другое.

Средства для прыжков по деревьям. Представители некоторых видов квакш проводят определенную часть жизни в кронах деревьев. Эти небольшие и ловкие амфибии оснащены замечательным комплексом устройств для виртуозных прыжков.

Кончики их пальцев оснащены специальными дисками или пластинками, которые действуют как присоски. Благодаря им лягушки удерживаются на гладкой поверхности ствола, ветки, древесного листа, могут прогуливаться по гладкой стене и даже висеть вниз головой. Порой не хуже пернатых они легко и непринужденно перепрыгивают с листа на лист. А чтобы сцепление присосок с поверхностью было надежным, в комплекте с ними предусмотрены еще дополнительные устройства и механизмы.

Во-первых, квакши имеют специальные мышцы, которые делают диски плоскими по отношению к гладким поверхностям прикрепления, а также позволяют подгонять их к рельефу шероховатой поверхности. При этом происходит полное совпадение выступов на подушечках с мельчайшими впадинами места прикрепления.

Во-вторых, их кожа на горле и животе, да и сами диски обладают желёзками, выделяющими липкую жидкость. Она обеспечивает капиллярные силы сцепления частей тела с гладкими поверхностями. Причем значительная площадь живота, покрываемая этой жидкостью, также служит отличной присоской. Такие устройства и механизмы прилипания позволяют лягушкам передвигаться даже по столь скользким поверхностям, как мокрое стекло.

Эти изящные существа являют нам пример чудесных возможностей. А создание животного с таким способом передвижения, как прыжки по деревьям, сопровождаемым применением присосок с жидкими липкими смазками, не может не предполагать глубоких познаний в гидродинамике, теории адгезии, химии и других областях науки.

Устройства для планирования по воздуху. Среди земноводных встречаются и летающие. Что помогает этим амфибиям переноситься в воздухе на достаточно большие расстояния (до 10–12 метров), прикрепляться к поверхностям, лазать по деревьям и плавать?

Яванская летающая лягушка и ее ближайшие родичи позволяют познакомиться с несколькими замечательными устройствами, обеспечивающими им разнообразие способов передвижения:

• для прыжка-полета эти лягушки имеют большие перепонки, которые расположены между специфичными длинными пальцами лап. Они прекрасно служат для опоры в воздухе. Ведь при длине животного около 10 сантиметров общая площадь перепонок на четырех лапах составляет 80 квадратных сантиметров;

• туловище их обладает возможностью надуваться до значительных размеров, что улучшает летные качества;

• для надежного приземления и лазанья по деревьям лягушки обеспечены пневматическими подушечками на концах пальцев.

Можно только удивляться оснащенности летающих амфибий не совсем обычными для земноводных устройствами и отлаженное™ механизмов их конкретного использования.

Анализаторы в системе координации движений. Земноводные зачастую довольно проворны и ловки. Как же осуществляется это проворство? Каким образом конечности животных, так называемые «системы рычагов», четко и слаженно выполняют свою работу? Каким образом координируется такое целенаправленное движение, как прыжок амфибии в точно рассчитанном направлении с приземлением в нужном месте? Рассмотрение этих вопросов составило бы целую книгу, а здесь можно ответить на них только в общих чертах.

Движение конечностей амфибий осуществляется при согласованной (скоординированной) работе определенных мышц. А они управляются импульсами (сигналами) из центральной нервной системы. Рождаются эти импульсы благодаря взаимосвязанным действиям различных анализаторов.

Так, зрительный анализатор через свой орган чувств – глаз получает информацию из внешней среды. Он анализирует ее, используя врожденные и приобретенные опытом знания. А затем выдает в виде сигналов точный расчет для прыжка амфибии или хватательных движений ее передних лапок. Тем временем двигательный анализатор воспринимает и анализирует сигналы, исходящие от мышечно-суставного аппарата. Они сообщают о направлении, величине и скорости совершающегося движения. И таким образом осуществляется координация движения животного.

Замечательная анализирующая система помогает, например, квакшам-древолазам в виртуозных прыжках по деревьям и в добывании пищи. Благодаря такому «компьютеру» производится расчет траектории полета насекомых и топографические характеристики места приземления.

Жизненные задачи и особенности организма насекомых

К насекомым многие люди относятся настороженно, а некоторых их представителей плохо переносят и даже боятся. В то время как мир насекомых – настоящее чудо живой природы, одно из самых ярких ее проявлений.

Все в нем удивительно – от сложности строения организмов и поведения до разнообразия видов и гигантской численности. Только описанных видов в этой группе животных насчитывается около миллиона, и открытия продолжаются. Ученые полагают, что насекомых на Земле не менее двух-трех миллионов видов. Это гораздо больше, чем всех прочих животных и растений, вместе взятых.

Чтобы активно жить на Земле, насекомые щедро одарены совершенными органами и системами, а также мозгом и своеобразным сердцем.

Не существует двух видов насекомых, которые вели бы себя одинаково. Представителя каждого вида можно узнать по многим признакам: по врожденной стратегии добывания пищи, по строительной деятельности, по тем позам, звукам, выделяемым химическим веществам, которые ему присущи при пищевой, семейной, защитной, социальной и других формах поведения.

Сложность поведения и строения организма общественных насекомых – муравьев, пчел, ос, термитов – всегда вызывала восхищение. Еще в V веке Августин Блаженный писал: «Нас поражают больше деяния маленьких муравьев и пчел, чем громадные тела китов».

Среди общественных насекомых имеются и фермеры, которые пасут, охраняют и «доят» полезных для них животных, и насекомые-земледельцы, способные не только собирать урожай, но и выращивать его, подготовив предварительно землю и посадочные семена.

Все общественные насекомые – прекрасные строители. Они сооружают в зависимости от своей видовой принадлежности и малые индивидуальные постройки, и большие общественные дома, и целые «города» с мощными коммуникативными системами. В них все учтено для нормальной жизнедеятельности как отдельной особи и семьи (вплоть до создания необходимого микроклимата), так и жизни колоний и гигантских федераций.

Многие ученые не видят принципиальных оснований для противопоставления поведения насекомых и так называемых высших позвоночных животных. Ведь у насекомых некоторых видов в поведении участвуют память, способность к обучению и выработке условных рефлексов, собственный «язык» и даже элементарная рассудочная деятельность.

Обо всем этом мы еще будем говорить, а сейчас познакомимся с их «профессиями» и рассмотрим на отдельных примерах, сколь велики жизненные задачи насекомых в жизни нашей планеты. Среди них есть прекрасные опылители, почвообразователи, санитары. Причем каждый вид занимает в природе свою индивидуальную нишу, свое положение в круговороте веществ в природе.

Содружество насекомых и растений

«В живых существах виден великий ум, многие разнородные мысли.

Прежде чем создать, например, растения, надобно составить план к устроению их, ибо в каждой их части дано особое дело.

Надобно составить не только общий план растения, но и всего громадного, разнородного растительного царства.

Затем, надобно поставить растения в ряду других существ так, чтобы они служили не для себя, как существа нечувствующие, но для существ живых», – писал известный духовный писатель второй половины XIX века протоиерей Г. М. Дьяченко.

Мир растений изначально рассчитан на то, что подавляющее их большинство опыляется исключительно насекомыми. Около 80 % диких и культурных растений не могут быть оплодотворены без помощи бабочек, пчел, шмелей, жуков, мух, комаров. Поэтому цветки растений обеспечены разнообразными средствами, чтобы привлечь к себе насекомых, а также устройствами для захвата ими пыльцы.

Цветки привлекают опылителей очертаниями, формой строения, красками, запахами, обилием пыльцы и нектара.

Растения производят особую пыльцу – обычно крупную с неровной и часто липкой поверхностью, что помогает ей удерживаться на теле опылителя.

Насекомые, в свою очередь, тоже нуждаются в содружестве с растениями. Ведь им для жизни и выращивания потомства необходимы и нектар и пыльца. И все подготовлено так мудро, что в процессе их сбора, при перелете с цветка на цветок, насекомые одновременно осуществляют и необходимое для растений перекрестное опыление. Для этого они наделены определенным строением тела, взаимосвязанным с процессами опыления, и особым поведением.

Активными собирателями пыльцы и нектара, опыляющими при этом максимальное количество цветков, являются медоносные пчелы. Чем же полезным они одарены для этого?

• Прежде всего, пчелы наделены врожденными знаниями о том, какие именно растения, в какое время и в каком месте способны обеспечить их нектаром и пыльцой. У них прекрасная память, позволяющая фиксировать все увиденное в полете и приобретать необходимые навыки.

• Эти насекомые обеспечены многими специальными устройствами, в их числе собирательные комплексы на задних ногах для сбора пыльцы, содержащие корзиночки, гребни и щеточки.

• Инстинктивные действия пчел отличаются совершенной координацией: насекомое умело очищает пыльцу с тела, даже если делает это впервые, образует из нее специальные комки и ловко перемещает их в корзиночки, а затем и в ячейки для хранения пыльцы.

И все это призвано обеспечить неразрывное содружество цветковых растений и насекомых-опылителей. При этом и насекомые с их потомством сыты, и растения опылены.

Им не жить друг без друга. Порой тесное содружество представителей животного и растительного мира граничит с самым настоящим чудом.

Известно, что насекомые-опылители ради нектара и пыльцы обычно посещают самые разные цветковые растения. Однако существуют и такие насекомые, которые могут опылять растения только определенных видов. Причем благодаря врожденной программе каждого из участников союза циклы жизнедеятельности этих опылителей удивительно тесно связаны с ритмом роста посещаемых ими растений.

Так, осы бластофаги опыляют исключительно инжир. И периоды развития крошечной осы идеально рассчитаны и совпадают с цветением и плодоношением этого растения. Кроме того, бластофаг наделен особыми устройствами для сбора пыльцы. Содружество осы и растения настолько тесное, что инжир не может быть опылен никаким другим насекомым и завершить свой жизненный цикл без осы. А жизнедеятельность осы полностью зависит от инжира. Гибель растения неминуемо влечет за собой гибель насекомого, и наоборот.

Не менее удивительны взаимоотношения моли пронуба и юкки – дикорастущего растения Мексики и юга Америки. Устройство цветка юкки таково, что его может опылить только этот вид мотыльков. А личинки моли пронуба питаются исключительно семенами юкки.

Привлеченная запахом цветков, моль направляется к тычинкам для сбора пыльцы.

Она ловко лепит из пыльцы твердый и тяжелый комочек, а затем аккуратно переносит его на рыльце цветка того же вида. После этого моль протыкает дырочку в семенной коробочке и откладывает между незрелыми семенами два-три яичка.

Таким удивительным способом мотылек опыляет цветки юкки и обеспечивает кормом свое будущее потомство. А поскольку личинки едят совсем немного, то выигрывают обе стороны. Благодаря такому сотрудничеству и растение и моль живут бок о бок и успешно плодятся. Связь между ними настолько тесная, что в Европе, где пронубы не водятся, юкка не способна приносить плоды.

Мимикрия у растений. Еще более поразительные факты свидетельствуют об идеально подготовленном союзе растений и их опылителей благодаря эффекту мимикрии.

Мимикрия – это подражательное сходство разных представителей животного и растительного мира между собой. Сходство может быть внешним, по форме и окраске, а могут быть подобными их отдельные органы, специфические запахи.

Например, такое растение, как белозор, способно привлекать к себе необходимых опылителей только за счет мимикрии. Его лишенные нектара цветки внешне напоминают медоносы. Поэтому к ним и слетаются зрительно ориентирующиеся насекомые. Не найдя корма, насекомые улетают к другим растениям, но успевают осуществить опыление, подготовленное таким целесообразным способом. И это удивительное содружество дает жизнь потомству белозора.

Мимикрией наделены и многие виды орхидей, не выделяющих нектара и излишков пыльцы. Для привлечения опылителей они наделены совершенно уникальным механизмом. Дело в том, что лепестки цветков орхидей по форме, цвету и рисунку сходны с самками некоторых видов перепончатокрылых, например длиннорогих пчел. И когда самец, движимый инстинктом, пытается сесть на цветок, внешне напоминающий самку, он касается головой липких мешочков с пыльцой. Приклеившись к голове насекомого, пыльца попадает на пестик другого цветка, также заманившего самца видом самки.

Ученые сугубо материалистических взглядов так и не смогли понять, каким образом могла сама по себе сложиться эта непостижимая по сложности генетическая программа растения. Ведь она все учитывает и целенаправленно руководит сложнейшими процессами в цветке для воссоздания образа самки будущего опылителя. Здесь предусмотрено все до малейших деталей: и расширение нижних лепестков, что характерно для тела пчелы этого вида, и окраска, и даже наличие на имитации ее головы «усиков» и «глаз»!

Чтобы самостоятельно создать такую программу синтеза цветка, орхидея должна была представить себе внешний образ будущего цветка в виде самки пчелы. А тогда у растения должен быть разум, позволяющий понять, каким должен быть этот цветок, чтобы обманным путем привлечь пчел-опылителей. Мало того, получив нужный результат, оно должно было самостоятельно закодировать процессы синтеза такого цветка в виде генетической информации, чтобы в дальнейшем передавать ее из поколения в поколение. Растению, даже такому прекрасному, как орхидея, все это, конечно же, не под силу.

Такую генетическую информацию и механизмы ее использования в живое творение каждого из видов заложил Сам Господь. Она несет сведения о структуре, процессах развития и функционирования организма, об образе жизни и поведении живого существа, а также о способе ее переписывания для передачи через потомков.

Насекомые и человек

Лишь малая толика насекомых (около 1 %) приносит невольный ущерб деятельности человека. Однако это ничто по сравнению с той важной ролью, которую они играют в его жизни, улучшая плодородие земель, опыляя цветки культурных растений, предотвращая неконтролируемое размножение фитофагов, производя мед и воск и т. д.

А самое главное – мир насекомых щедро дарит людям свою красоту. Это – прекрасные легкокрылые бабочки, «малахитовые» кузнечики, сверкающие медью бронзовки, тропические цикады, фонарницы и многие другие насекомые.

Внешнее великолепие и устройства для создания эффекта.

Изумительно красивы многие бабочки. Они относятся к отряду чешуекрылых, потому что основой прекрасного узора на их крыльях являются окрашенные пигментами чешуйки, плотно покрывающие всю поверхность.

Кроме пигментной окраски бабочки многих видов, особенно тропических, наделены и оптической окраской с металлическим блеском.

Для ее получения чешуйки образуют набор призм особого вида, в которых происходит разложение солнечных лучей на семь цветов спектра. Все эти цвета, кроме одного, гасятся внутри чешуек, и тогда рисунок дополняется волшебной игрой ярких красок с металлически-синим, зеленым или фиолетовым оттенком.

Особый эффект создают и чешуйки, придающие поверхности крыльев бархатистость. Например, у одной из красивейших наших бабочек – адмирала изумительно красивы бархатно-черные крылья с красной полоской, белыми пятнами на вершине и черно-точечной каймой.

Многие бабочки красиво сочетают цвет и рисунок как крыльев, так и тела. Например, одна из африканских бабочек имеет изумрудно-зеленые крылья с классическими черными бархатными вставками, а между ними – золотисто-желтое брюшко и головку с черными ниточками усов.

В начале XX века было модно использовать бабочек для украшения дамских причесок и интерьеров гостиных. Отлавливать ярких красивых бабочек тогда было выгодным бизнесом, что принесло немалый вред их популяциям.

Одними из самых красивых насекомых считаются жуки златки – они очень яркие и блестящие. Их разнообразная окраска зависит не только от пигментов, но и от оптических свойств покровов.

Яркая окраска с блеском достигается за счет уникального по сложности механизма. Свет попадает в слой специальных призм, которые особым образом располагаются под тонким верхним слоем кутикулы. Эти призмы преломляют и отражают падающие лучи.

А великолепный золотистый оттенок надкрылий у жуков создает преломление света в тонком слое находящейся там же гемолимфы.

Дивная музыка природы. Многие насекомые радуют нас и своим пением. Замечательные инструменты даны полевым сверчкам, кузнечикам и южным цикадам.

Нежное стрекотание неутомимых музыкантов – кузнечиков слышно везде: в поле, на лугу и в лесу. Можно как дивную музыку природы долго слушать песнь кузнечиков в сопровождении низкого по тону гула шмелей и тихого шелеста качающегося на ветру разнотравья.

И разве придет при этом в голову прозаическая мысль о том, что это своим пением самцы зазывают самок, используя органы стрекотания, расположенные в основании надкрыльев? Люди с удовольствием слушают, как поют и играют насекомые, используя даже записи их песен и музыки.

Красота движений. «Бегущими по волнам» замечательно назвали натуралисты клопов водомерок. Широко расставив длинные ноги, они, как конькобежцы на льду, с помощью быстрых изящных движений скользят по гладкой поверхности воды. Если же на пути встретится препятствие, водомерка делает сильный прыжок, также изящно, как взмывает в затейливом пируэте фигурист.

А как красивы в движении стрекозы – легко летящие с переливающимися всеми цветами радуги крыльями и яркой окраской тела. Полет стрекозы иногда стремительный, а иногда парящий. Охотясь за мошкарой среди вершин берез и сосен, она может виртуозно продемонстрировать все сложнейшие летные фигуры.

Волшебны и первые движения стрекозы, выходящей из личинки-нимфы. У повисшей на ветке нимфы вдруг лопается на спинке шкурка, и из мало симпатичной личинки появляется и расправляет крылья красавица-стрекоза.

Использование в приборах. Насекомые также служат объектами для научных исследований и дополнения знаний о природе. Интерес для людей представляют, например, насекомые-сейсмологи.

Известно, что перед землетрясением многие животные, в том числе и насекомые, ведут себя беспокойно и покидают свои жилища, в отличие от людей, которые без точных приборов не чувствуют приближения беды, продолжая спокойно отдыхать или работать. В предчувствии землетрясения паника охватывает многих животных. Не составляют исключения и насекомые. Так, муравьи начинают поспешно эвакуировать из подземелья своих куколок, а кузнечики некоторых видов выпрыгивают из норок.

Для предсказания землетрясений, ученые создают особо точные приборы, которые способны улавливать малейшие изменения, предвещающие это страшное природное явление. В том числе пытаются моделировать приборы живых систем, но пока тщетно.

Дело в том, что миниатюрные живые существа наделены не только биодатчиками, но и сложнейшей аналитической системой, которая перерабатывает весь комплекс полученной информации и передает сигналы управляющим системам организма. Те, в свою очередь, организуют необходимую в данной ситуации поведенческую реакцию.

Наиболее вероятно, что кузнечики с помощью своих сейсмических устройств чувствуют перед землетрясением даже минимальные колебания земной коры. Они могут оценивать и изменения других физических параметров окружающей среды. Эта разносторонняя информация тщательно анализируется, а затем органам движения выдается сигнал об опасности. Получив сигнал, кузнечики быстро покидают свои норки.

Что любопытно, эти насекомые, даже юные и неопытные, стараются расположиться подальше от наиболее опасных обрывистых откосов, где находятся их норки. То есть в наследственной программе учитывается и такой поведенческий прием, связанный со спасением этих живых существ.

Поскольку ученым пока не под силу воспроизвести уникальнейшее живое сейсмическое устройство, они избрали иной путь: подключать насекомых к физическим приборам, разработанным человеком, и регистрировать изменения в их поведении.

Перед норками кузнечиков устанавливают приборы – актографы, отмечающие двигательную активность этих насекомых. При обычных условиях движение кузнечиков спокойное и число покидающих норку и возвращающихся назад особей одинаково. Но перед землетрясением почти все насекомые выпрыгивают из норок, на что актограф реагирует резким увеличением импульсов.

Так как в комбинированном приборе используются живые объекты, то происходит постоянное саморазмножение высокочувствительных «датчиков». А забота об их правильном функционировании лежит на надежном генетическом механизме.

Удастся ли создать подобие живого анализатора запахов? Бионики предпринимают попытки создать электронный искусственный нос, работающий по принципу совершенных анализаторов запахов, которыми наделены насекомые. Ученые добились некоторых успехов, однако все же признают, что рукотворные приборы пока не идут ни в какое сравнение с живыми анализаторами.

Для химической локации насекомые используют перистые антенны-усики, усаженные хеморецепторами – своеобразными миниатюрными биодатчиками. Их чувствительность просто поразительна. Так, например, самки бабочек тутового шелкопряда выделяют вещество бомбикол. Даже незначительная его концентрация приводит самцов в сильное возбуждение – они начинают трепетать крыльями и совершать вращательные движения телом.

Какие же минимальные концентрации бомбикола может ощутить самец?

Цифра эта поразительно мала. Самцу шелкопряда подносили стеклянную палочку с каплей раствора, содержащего миллионную долю пиктограмма (1 пиктограмм = 1 миллионной доле грамма) бомбикола. И этого было достаточно, чтобы самец начинал сильно трепетать крыльями.

Кроме того, изучив состав бомбикола, биохимики, открыли еще одну удивительную способность самцов непарного шелкопряда. Оказывается, те не только улавливают своим анализатором минимальное количество бомбикола, но и различают стереоизомеры пахучих веществ, то есть конфигурацию молекул.

На вопрос, каким образом они это делают, исчерпывающего ответа ученые дать не могут.

Тайны «за семью печатями». Сотни лет наука бьется над загадкой уникальных способностей маленьких беспозвоночных и совсем невзрачных насекомых – термитов.

Известно, что термиты разрушают мертвую древесину, а заодно и деревянные постройки человека. Но что любопытно отметить, термиты могут съесть практически весь дом, однако не доводят до разрушения его несущие конструкции.

Каким-то непостижимым образом эти насекомые умеют оценивать дом как единое целое и устанавливать наиболее опасные для разрушения зоны, которые нельзя трогать. То есть термитам дана уникальная способность как бы сканировать пространство, чтобы получать информационную схему зон распределения напряжений в доме. В соответствии с этой схемой термиты не только не повреждают опасные места, но и, наоборот, укрепляют их. Для этого они используют прочный материал собственного приготовления, из которого строят термитники, – древесные опилки и экскременты, смоченные слюной.

Какие живые «приборы» используют для этого насекомые, остается тайной «за семью печатями».

Подобными не менее удивительными способностями наделены и муравьи. Их сооружения обычно многоэтажные и имеют довольно сложную конструкцию. Так что искусные строители должны четко подбирать строительный материал для своих построек с учетом их формы и отсутствия напряжений.

Не менее удивительна способность термитов, не наделенных зрением, ориентироваться в пространстве и возводить свои сложные сооружения. Экспериментальным путем было доказано, что термиты ощущают магнитное поле Земли и электростатическое поле. Они даже могут чувствовать на расстоянии живой организм. Как бы тихо ни приближался человек или животное к термитнику, часовые все равно поднимут тревогу. Видимо, каждое живое существо окружено комплексом различных полей, которые и воспринимаются термитами. Это предположение помогает объяснить, как осуществляется «видение» термитов в темноте и даже через стены своего жилища.

Мало того, когда термиты делают свои гнезда из самодельного картона, то внутри них возводят колонны и арки. При этом насекомые и тут используют непонятное науке подземное видение. Только в этом случае оно направлено не на живые объекты, а на строительные конструкции. А иначе трудно объяснить идеально точную стыковку концов свода арки, которую насекомые осуществляют в полной темноте. Правда, существует предположение, что для координации совместных действий термиты, находящиеся на концах арки, способны дистанционно обмениваться информацией.

Однако все это пока только предположения «всесильного» человека. А маленькие и, казалось бы, совсем беспомощные существа испокон века пользуются этими совершеннейшими приборами для решения своих жизненно важных задач.

Использование метеорологических способностей насекомых. Наблюдая за поведением различных живых существ, можно узнавать о грядущих изменениях погоды и даже о предстоящих природных катаклизмах, таких как засуха, наводнение или резкое похолодание.

Прогнозирование характерно для всего живого – будь то растение, микроорганизм, беспозвоночное или позвоночное животное. Ведь чтобы выжить, им необходимо заранее мобилизовать дополнительные защитные средства. И тогда живые существа используют данные им свыше внутриорганизменные «метеорологические станции».

Более 600 видов животных и 400 видов растений, известных на сегодняшний день ученым, могут играть роль своеобразных барометров, индикаторов влажности и температуры, предсказателей погоды. Живые «синоптики» имеются повсеместно, во всех климатических поясах.

Предчувствовать погодные изменения способны и многие насекомые. Перед дождем еще при ясном небе перестают стрекотать зеленые кузнечики, муравьи начинают плотно закрывать входы в муравейник, а пчелы, прекращая полеты за нектаром, с гудением сидят в улье. Стремясь спрятаться от надвигающейся непогоды, мухи и осы залетают в окна домов.

Наблюдения за муравьями определенного вида, обитающими в предгорьях Тибета, выявили их способности делать более долгосрочные прогнозы. Перед началом периода сильных дождей муравьи загодя переселяются на место с сухим твердым грунтом, а перед наступлением засухи – заполняют темные влажные впадины.

Исследователи подсчитали, что за год муравьиное сообщество правильно определило изменения погоды в 22 случаях, а ошиблось только дважды, что составило 9 % от общего числа прогнозов. Это выглядит весьма впечатляюще, если сравнить со средней ошибкой метеостанций, которая сводиться к 20 %.

Целесообразные действия насекомых, которые зачастую зависят от долгосрочных прогнозов, могут оказывать людям большую услугу. Так, опытного пасечника надежным прогнозом обеспечивают пчелы. На зиму они заделывают леток в улье воском. По отверстию для проветривания улья можно судить о предстоящей зиме. Если пчелы оставят большое отверстие – зима будет теплой, а если маленькое – жди суровых морозов. Также известно, что, если пчелы начинают рано вылетать из ульев, можно рассчитывать на раннюю теплую весну.

Муравьи же, если зима не ожидается суровой, остаются жить вблизи поверхности почвы, а вот перед холодной зимой располагаются глубже в земле и строят более высокий муравейник.

Факты свидетельствуют, что наблюдение за поведением термитов и муравьев в критических ситуациях помогает людям в прогнозировании сильных ливней и наводнений. Известен случай, когда индейское племя, проживающее в джунглях Бразилии, перед наводнением в спешном порядке покинуло свое поселение. О приближающейся беде индейцев предупредили муравьи. Но каким образом?

Оказывается, эти общественные насекомые обычно приходят в сильное волнение еще задолго до наводнения. Вместе с куколками и запасами продовольствия они срочно покидают обжитое место и направляются туда, куда не дойдет вода. Местное население вряд ли понимало причины такой удивительной чувствительности муравьев. Но, доверясь им, люди ушли от беды вслед за маленькими синоптиками.

Прогнозировать наводнение способны и термиты. Перед его началом они всей колонией покидают свои дома и устремляются к ближайшим деревьям. Предвидя размах бедствия, насекомые поднимаются именно на тот уровень, который будет выше ожидаемого наводнения. Там они пережидают, пока пойдут на убыль мутные потоки воды, которые мчат с такой скоростью, что порой валят под своим напором деревья. Что любопытно, термиты никогда не располагаются на тех деревьях, которые впоследствии оказываются снесенными бурными потоками.

Восхищение «мудростью» насекомых. Наблюдение за погодой ведет множество метеостанций, которые расположены и на суше, в том числе в горах, и на специально оборудованных научных судах, и на космических станциях. Оснащенные современными приборами, аппаратурой и компьютерной техникой, метеорологи фактически делают не прогноз погоды, а расчет, вычисление погодных изменений. В то время как насекомые действительно прогнозируют погоду, используя врожденные способности и встроенные в их организм специальные живые «приборы». Муравьи-синоптики и термиты, как было показано, не только определяют время приближения наводнения, но и оценивают его размах.

Иногда подобное метеопрозрение наблюдалось и у скворцов: весной они не занимали некоторые скворечники. Впоследствии те были сорваны ураганным ветром. Птица – относительно крупное животное, и, возможно, по качанию скворечника или по каким-то другим признакам она способна оценить ненадежность его крепления.

Но каким образом и с помощью каких устройств способны делать подобные прогнозы насекомые? Ученые пока не только не в силах создать подобное устройство, но даже не могут ответить на эти вопросы. Может быть, человеку, с его непоколебимой верой в чудеса науки, которой, как он по незнанию считает, подвластно все, стоит внимательнее отнестись к этим фактам.

«… потому что не можешь ни одного волоса сделать белым или черным» (Мф. 5: 36). Только Всемогущий Творец мог сделать так, что совсем маленькие животные в своем деле могут дать урок человеку.

В чем вина «вредных» для человека насекомых? Как показано ранее, в природе все естественные жизненные процессы идеально сбалансированы. Однако человек нередко их нарушает, скажем, начиная активно культивировать необходимые для него растения. Тогда культурные насаждения подвергаются нападению таких насекомых, как яблоневый цветоед, тля, озимая совка, усач, златка. Или, например, искусственное поддержание на определенной территории высокой концентрации посевов картофеля приводит к чрезмерному распространению колорадского жука.

Но ведь задача всех так называемых «вредителей» не допускать тотального захвата каким-либо растением жизненного пространства. И они старательно ее решают, истребляя излишки растительности.

Много неприятностей приносит жителям жарких регионов деятельность таких неутомимых работников, как термиты. Нескольких месяцев им достаточно, чтобы большой и крепкий дом превратить в труху. Для предупреждения этого бедствия даже разработаны правила противотермитного строительства.

Но разве есть ли в том вина термитов? Ведь они имеют на Земле своеконкретное задание – постоянно перерабатывать «мертвую» древесину для очистки от нее земли и увеличения плодородия

почв. И с завидной методичностью термиты готовы уничтожить любое деревянное творение человеческих рук. Такое сооружение изготовлено из неживой, а значит, по понятию термитов, не нужной природе древесины.

Особенности организма

Где только ни встретишь насекомых. Они отсутствуют только в глубине океана. Буквально кишит насекомыми почва, мириады их носятся в воздухе. Благодаря своему удивительному организму они способны обитать даже в нетрадиционной среде – солевом рассоле и нефти.

Нефтяная муха. Калифорнийская нефтяная муха ведет активную жизнь в емкостях с густой сырой нефтью и в пролитых нефтяных лужах на поверхности земли. Муха питается насекомыми, прилипшими к поверхности нефтяной пленки. Для этого ее организм имеет свои особенности.

• Кишечник мухи предусмотрительно заселен бактериями-симбионтами, которые расщепляют парафин нефти и обеспечивают его усвоение.

• Муха имеет особые подушечки на концах тоненьких ножек, чтобы свободно бегать по нефтяной пленке, не прилипая к ней. Поскольку это не исключает опасности прикосновения к нефти любой другой части тела мухи, она ведет себя очень осторожно.

• Личинки мухи тоже обладают всем необходимым для обитания в нефтяной толще и питания прилипшими насекомыми. Программа инстинктивного поведения заставляет их поднимать над поверхностью нефти кончики специальных дыхательных трубок, чтобы не задохнуться.

Жесткие испытания организма. Блоха изотома проживает исключительно на поверхности вечных снегов. Организм этого насекомого каждую ночь подвергается самым жестоким испытаниям, однако крошечное создание снова и снова проявляет неистощимую способность жить в предельно суровых условиях. Насекомое полностью замерзает, как только заходит солнце, но благодаря своей темной окраске также быстро оттаивает в его теплых утренних лучах. А ожив, блоха изотома как ни в чем не бывало продолжает заниматься всеми своими насущными жизненными проблемами, реализуя собственную наследственную программу, которую и передаст потомству.

Совсем недавно энтомологи обнаружили, что комары-дергуны некоторых видов тоже способны жить и продолжать свой род в таких экстремальных условиях, которые, казалось бы, несовместимы с жизнью. Они обитают в ледниковых трещинах и тоннелях на высоких склонах Гималаев. Организм этих насекомых наделен такими качествами, что дергуны прекрасно чувствуют себя даже при температуре -16 °C. Мало того, самка комара проявляет активность в зимний период, когда в горах свирепствуют морозы.

Не только у жителей высокогорий организм способен не разрушаться при быстром охлаждении почти до -40 °C. Такая холодоустойчивость характерна и для некоторых обитателей мхов и лишайников антарктических островов, например жуков.

Каким образом холодоустойчивые насекомые живут и продолжают свой род при столь низких температурах и что этому способствует – во многом пока остается загадкой.

Однако хорошо известно, что благодаря генетической программе в организме этих животных осуществляется минипроизводство глицеринового масла и других особых веществ. Их влияние на морозоустойчивость подобно действию известного автомобильного антифриза. Как уже говорилось, близкими по составу спасительными веществами наделены и некоторые виды земноводных, рыб и других выносливых представителей животного мира.

Жуки и мухи, обитающие на Аляске, способны выдерживать температуры до -60 °C. Насекомые, конечно, замерзают, но благодаря образующимся в их организме спасительным веществам мелкие кристаллики льда не повреждают их клетки, органы и ткани.

Множество других фактов тоже свидетельствует о том, что такие организмы никак не могут быть результатом случайных мутаций, а тем более целенаправленных внутренних изменений, для того чтобы поселиться в столь суровой среде.

Чтобы жить в пустыне. Насекомые составляют и значительную часть жителей пустынь. Больше всего там муравьев, москитов, комаров, жуков-чернотелок и красивых златок, особенно черно-золотистого цвета. Согласно программе инстинктивного поведения пустынные насекомые преимущественно прячутся от дневного зноя в глубоких норках и активно охотятся только с наступлением темноты.

Организм пустынных насекомых, как и всех здешних животных, отличается экономным расходованием воды. И все же насекомые нуждаются хотя бы в минимальном количестве влаги. Но где ее взять?

Оказывается, целая группа насекомых утоляет жажду исключительно каплями росы. Уникальные возможности организма и поведения демонстрируют жуки-чернотелки некоторых видов. Обитая в самых жарких и безводных районах, они целенаправленно отправляются ночью на вершины песчаных дюн, чтобы «испить влаги туманов».

Опустив голову, жук поднимает кверху брюшко и спиной поворачивается навстречу влажному ветру с моря. Влага конденсируется на специально подготовленной организмом хитиновой ребристой спинке и стекает насекомому прямо в рот.

Есть еще пустынные насекомые, которые создают влагособирающие земляные сооружения. Еще задолго до того, как поднимется ветер, они выкапывают в песке перпендикулярно его направлению небольшие траншейки. Постепенно на стенках этих канавок образуются капли драгоценной влаги. Насекомые, внимательно следя, чтобы они не стекли на дно канавки и не впитались в песок, вовремя их выпивают.

Термофильные муравьи. В экстремальных условиях Сахары, в Намибии и Австралии живут пустынные муравьи, которых еще называют термофильными. Их организм переносит сильную жару, нестерпимую для любого другого животного.

Когда температура поднимается выше 45 °C, почва пустыни вдруг буквально «вскипает» из-за того, что сотни термофильных муравьев выскакивают из норок. За несколько минут они успевают собрать высохшие останки других животных, которыми питаются.

Но почему пустынные муравьи добывают свою пищу именно в пик жары? Оказывается, такой целесообразный образ жизни позволяет им питаться в тот период, когда другие животные как раз прячутся, особенно их главный враг – ящерицы.

Особенность организма термофильных насекомых еще и в том, что они не оставляют пахучих меток, как большинство других муравьев. Те метят свой путь до источника пищи сигнальными веществами – феромонами, чтобы затем ориентироваться по этому запаху, передвигаясь между гнездом и более или менее богатым источником корма. Почему же пустынные насекомые этого не делают?

Сотворенная природа не нуждается в бесцельных разработках. Зачем же снабжать горячих муравьев минипроизводством феромонов, если их использование в самый пик жары просто бессмысленно. Ведь эти вещества в зной мигом испаряются, и к тому же песчинки, по которым проходит их путь, легко уносятся ветром.

Но как же тогда ориентируются термофильные муравьи, чтобы в очередной раз вернуться к добыче, если нельзя оставить запаховый след? По мнению зоологов, они используют для этого самые разные небесные ориентиры.

Анализирующие системы и живые приборы

Любая деятельность насекомых связана с непрерывной обработкой звуковой, обонятельной, зрительной, осязательной и иной информации. В том числе пространственной, геометрической, количественной.

Важной особенностью этих миниатюрных, но очень сложно устроенных созданий является их умение с помощью собственных приборов точно оценивать ситуацию. Среди них и определители различных физических полей, которые позволяют предвидеть землетрясения, извержения вулканов, наводнения, изменения погоды. Тут и отсчитывающие время внутренние биологические часы, и своего рода спидометры, позволяющие контролировать скорость, и навигационные приборы.

Органы чувств насекомых нередко связывают с головой. Но оказывается только их глаза – единственный орган, подобие которого есть у других животных. А структуры, ответственные за сбор информации об окружающей среде, находятся у насекомых в самых разных частях тела. Насекомые могут определять температуру предметов и пробовать пищу на вкус ногами, определять присутствие света спиной, слышать коленками, усами, хвостовыми придатками, волосками тела и т. д.

Тонкое обоняние и вкус позволяют им находить пищу. Разнообразные железы насекомых выделяют вещества для привлечения собратьев, половых партнеров, отпугивания соперников и врагов, а высокочувствительное обоняние способно улавливать запах этих веществ даже за несколько километров.

Насекомые наделены превосходным цветовым зрением и целесообразными приборами ночного видения. Любопытно, что во время отдыха они не могут закрывать глаза и поэтому так и спят с открытыми.

Познакомимся с анализирующими системами насекомых более подробно.

Зрительная система. Вся сложнейшая зрительная система насекомых – это удивительный дар, благодаря которому они, как и большинство животных, получают основную информацию об окружающем мире. Зрение необходимо насекомым при поиске пищи, чтобы избегать хищников, исследовать объекты интереса или обстановку, взаимодействовать с другими особями при репродуктивном и общественном поведении.

Глаза у них бывают сложными, простыми или с добавочными глазками, а также личиночными. Наиболее сложные – фасеточные глаза, которые состоят из множества омматидиев, образующих на поверхности глаза шестигранные фасетки.

По своей сути омматидий – это крошечный зрительный аппарат, имеющий миниатюрную линзу, светопроводящую систему и светочувствительные элементы. Каждая фасетка воспринимает лишь небольшую часть, фрагмент предмета, а все вместе они обеспечивают мозаичное изображение объекта целиком. Фасеточные глаза, свойственные большинству взрослых насекомых, расположены по сторонам головы.

У отдельных насекомых, например у стрекозы-охотницы, быстро реагирующей на передвижение добычи, глаза занимают половину головы. Каждый ее глаз состоит из 28 тысяч фасеток.

Именно глаза способствуют быстрой реакции насекомого-охотника, например богомола. Это, кстати, единственное насекомое, которое способно обернуться и посмотреть себе за спину. Крупные глаза обеспечивают богомолу бинокулярное зрение и позволяют точно рассчитать расстояние до объекта его внимания. Эта способность в сочетании с быстрым выбрасыванием передних ног в сторону добычи делает богомолов превосходными охотниками.

А у жучков семейства вертячек, бегающих по воде, глаза позволяют одновременно видеть добычу и на поверхности воды и под водой. Благодаря зрительной анализирующей системе, которой одарены эти маленькие создания, вертячки способны постоянно вносить поправки на коэффициент преломления воды.

Приборы ночного видения. У человека для ощущения тепловых лучей имеются терморецепторы кожи, которые реагируют на излучение только мощных источников, таких как Солнце, костер, раскаленная печь. Но он лишен возможности воспринимать инфракрасное излучение живых существ. Поэтому, чтобы определять в темноте местонахождение объектов по их собственному или отраженному от них тепловому излучению, были созданы приборы ночного видения. Однако эти приборы по своей чувствительности все же уступают природным «термолокаторам» некоторых ночных насекомых, в том числе тараканов и бабочек. У них существует особое инфракрасное зрение – свои приборы ночного видения.

Так, уникальными инфракрасными локаторами наделены некоторые ночные бабочки для поиска «своих» цветков, раскрывающихся именно в темноте. А чтобы переводить невидимые тепловые лучи в видимое изображение, в их глазах создается эффект флуоресценции. Для этого инфракрасные лучи проходят через сложную оптическую систему глаза и фокусируются на специально подготовленном пигменте. Тот флуоресцирует, и таким образом инфракрасное изображение переходит в видимый свет. И тогда в глазах бабочки появляются видимые образы цветков, которые ночью испускают излучение именно в инфракрасной области спектра.

Таким образом, у этих цветков есть передатчики излучения, а у ночных бабочек – его приёмники, и они целесообразно «настроены» друг на друга.

Органы слуха. Чем слышит большинство животных и человек? Ушами, где звуки вызывают вибрацию барабанной перепонки – сильную или слабую, медленную или быструю. Любые изменения вибраций сообщают организму информацию о природе слышимого звука.

А чем слышат насекомые?

Во многих случаях тоже своеобразными «ушами», но у насекомых они находятся на непривычных для нас местах: на усах – как у самцов комаров, муравьев, бабочек, на хвостовых придатках – как у американского таракана, на животе – как у саранчи.

Некоторые насекомые не обладают специальными органами слуха. Но они способны воспринимать различные колебания воздушной среды, в том числе звуковые колебания и ультразвуковые волны, недоступные нашему уху. Чувствительными органами у таких насекомых являются тонкие волоски либо мельчайшие чувствительные палочки. Они во множестве расположены на разных частях тела и связаны с нервными клетками. Так, у волосатых гусениц «ушами» являются волоски, а у голых – весь кожный покров тела.

Слуховая система насекомых позволяет им избирательно реагировать на относительно высокочастотные вибрации – они воспринимают малейшие сотрясения поверхности, воздуха или воды.

Например, жужжащие насекомые вызывают звуковые волны за счет быстрых взмахов крыльев. Такую вибрацию воздушной среды, например писк комаров, самцы воспринимают своими чувствительными органами, расположенными на усиках. И таким образом они улавливают воздушные волны, которые сопровождают полет других комаров и адекватно реагируют на полученную звуковую информацию.

Орган слуха у кузнечиков расположен на голенях передних ног, движение которых происходит по дугообразным траекториям. Своеобразные «уши» как бы пеленгуют, или сканируют, пространство по обе стороны от его туловища. Анализирующая система, получив сигналы, обрабатывает поступающую информацию и управляет действиями насекомого, посылая необходимые импульсы в определенные мышцы. В одних случаях кузнечик точными командами направляется к источнику звука, в других же, при неблагоприятных для него обстоятельствах, – спасается бегством.

Общение сверчков. Замечательным инструментом для общения с подругой наделен сверчок. При создании нежной трели, он потирает острой стороной одного надкрылья о поверхность другого. А для восприятия звука у самца и самки существует особо чувствительная тонкая кутикулярная мембрана, которая играет роль барабанной перепонки.

Показателен такой опыт: стрекочущего самца сажали перед микрофоном, а самку помещали в другой комнате у телефона. При включении микрофона самка, заслышав видотипичное стрекотание самца, устремлялась к источнику звука – телефону.

Ультразвуковая защита бабочек. Насекомые способны издавать звуки и воспринимать их в ультразвуковом диапазоне. За счет этого некоторые кузнечики, богомолы, бабочки спасают свою жизнь.

Так, ночные бабочки обеспечены устройством, которое предупреждает их о появлении летучих мышей, использующих для ориентации и охоты ультразвуковые волны. В груди, например, бабочки совки расположены специальные органы для акустического анализа таких сигналов. Они позволяют улавливать ультразвуковые импульсы охотящихся кожанов на расстоянии до 30 метров.

Как только бабочка воспринимает сигнал от локатора хищника, включаются ее защитные поведенческие действия. Ощутив ультразвуковые импульсы летучей мыши на сравнительно большом расстоянии, бабочка резко меняет направление полета, применяя обманный маневр – как бы ныряет вниз. При этом она начинает выделывать фигуры высшего пилотажа – спирали и «мертвые петли», чтобы уйти от погони. А если хищник оказывается на расстоянии менее 6 метров, бабочка складывает крылья и падает на землю. И летучая мышь не обнаруживает неподвижное насекомое.

Кроме того, бабочки некоторых видов обладают еще более сложными защитными реакциями. Обнаружив сигналы летучей мыши, они сами начинают издавать ультразвуковые импульсы в виде щелчков. Причем эти импульсы так действуют на хищника, что он, как бы пугаясь, улетает прочь. Что же заставляет таких довольно крупных по сравнению с бабочкой животных прекращать преследование и бежать с поля боя?

На этот счет существуют лишь предположения. Вероятно, ультразвуковые щелчки – это специальные сигналы насекомых, сходные с теми, которые посылает сама летучая мышь. Но только они гораздо сильнее. Ожидая услышать слабый отраженный звук от собственного сигнала, преследователь вдруг слышит оглушающий грохот – словно сверхзвуковой самолет пробивает звуковой барьер. Но почему летучую мышь не оглушают посылаемые в пространство собственные мощные сигналы, а только щелчки бабочки?

Оказывается, летучая мышь хорошо защищена от собственного крика-импульса своего локатора. Иначе такой мощный импульс, который в 2 тысячи раз сильнее принимаемых отраженных звуков, мог бы оглушить мышь. Чтобы этого не произошло, ее организм изготавливает и целенаправленно применяет особое стремечко. И прежде чем отправить ультразвуковой импульс, специальная мышца оттягивает это стремечко от окна улитки внутреннего уха – и колебания механически прерываются. По существу, стремечко тоже делает щелчок, но не звуковой, а антизвуковой. После крика-сигнала оно тотчас возвращается на место, чтобы ухо снова было готово принять отраженный сигнал.

Трудно представить, с какой скоростью может действовать мышца, ответственная за выключение слуха летучей мыши в момент посылаемого крика-импульса. При преследовании добычи – это 200–250 импульсов в секунду!

В то же время «пугающая» система бабочки устроена так, что ее опасные для летучей мыши сигналы-щелчки раздаются точно в тот момент, когда охотник включает ухо для восприятия своего эха. А это означает, что ночная бабочка посылает сигналы, которые изначально идеально подобраны к локатору хищника, заставляет его испуганно улететь прочь. Для этого организм насекомого настроен на прием частоты импульса приближающегося охотника и точно в унисон с ним посылает ответный сигнал.

Такие взаимоотношения между ночными бабочками и летучими мышами вызывают у ученых много вопросов.

Могла ли у насекомых сама по себе появиться способность воспринимать ультразвуковые сигналы летучих мышей и мгновенно понимать опасность, которую они с собою несут? Могло ли у бабочек постепенно в процессе отбора и совершенствования образоваться ультразвуковое устройство с идеально подобранными защитными характеристиками?

С восприятием ультразвуковых сигналов летучих мышей тоже разобраться не просто. Дело в том, что они узнают свое эхо среди миллионов голосов и других звуков. И никакие крики-сигналы соплеменников, никакие ультразвуковые сигналы, издаваемые с помощью аппаратуры, не мешают охотиться рукокрылым.

Только сигналы бабочки, даже искусственно воспроизведенные, заставляют мышь улететь прочь.

Высокочувствительный хоботок мух. Мухи проявляют удивительную способность ощущать окружающий мир, целенаправленно действовать соответственно обстановке, быстро двигаться, ловко манипулировать своими конечностями, для чего эти миниатюрные создания наделены всеми органами чувств и живыми приборами. Рассмотрим на некоторых примерах, как они их используют.

Известно, что мухи, так же как и бабочки, оценивают вкус пищи ногами. Но их хоботок тоже содержит чувствительные анализаторы химических веществ. На его конце имеется особая губчатая подушечка – лабеллум. При проведении очень тонкого эксперимента один из чувствительных волосков на нем включили в электрическую цепь и коснулись им раствора сахара. Прибор зарегистрировал электрическую активность, показывая, что в нервную систему мухи поступил сигнал о вкусе раствора.

Хоботок мухи автоматически связан с показаниями химических рецепторов (хеморецепторов) ног. Когда появляется положительная команда от анализаторов ног, хоботок вытягивается, и муха начинает есть или пить.

При исследованиях на лапку насекомого наносили определенное вещество. По выпрямлению хоботка судили, какое вещество и в каких концентрациях улавливает муха. С помощью особой чувствительности и молниеносной реакции насекомого такой химический анализ длится всего несколько секунд. Эксперименты показали, что чувствительность рецепторов передних лапок составляет 95 % от этого показателя хоботка. А у второй и третьей пар лапок она 34 и 3 % соответственно. То есть задними ногами муха пищу не пробует.

Органы обоняния. У насекомых хорошо развиты и органы обоняния. Например, мухи реагируют на присутствие даже очень малых концентраций вещества. Усики у них короткие, но имеют перистые придатки, а потому и большую поверхность для контакта с химическими веществами. Благодаря таким антеннам мухи способны издалека и довольно быстро прилететь к свежей куче навоза или отбросов, чтобы выполнить свое предназначение санитара природы.

Обоняние помогает самкам находить и откладывать яйца на готовый питательный субстрат, то есть в ту среду, которая в дальнейшем послужит пищей для личинок. Причем в их генетической памяти содержатся в закодированном виде данные о запахе именно того субстрата, где появляющиеся из них личинки сразу же находят для себя конкретный корм, соответствующий их виду. Поэтому для откладывания яичек мясные мухи с помощью обоняния отыскивают мясо и падаль, навозные – навоз, растительноядные – определенные растения, а паразитические – конкретное животное.

Одним из многочисленных примеров использования мухами своего прекрасного обоняния может служить тахина-хрущеедка. Она откладывает яйца в почву, отыскав по запаху участки, заселенные хрущами. Появившиеся на свет молодые личинки, тоже пользуясь обонянием, сами разыскивают хруща.

Усиками обонятельного типа наделены и жуки. Эти антенны позволяют не только уловить сам запах вещества и направление его распространения, но и даже ощутить форму пахучего предмета.

А божьей коровке обоняние помогает находить колонии тлей, чтобы оставить там кладку. Ведь тлями питается не только она сама, но и ее личинки.

Не только взрослые жуки, но и их личинки часто наделены отличным обонянием. Так, личинки майского жука способны двигаться к корням растений (сосны, пшеницы), ориентируясь по едва повышенной концентрации углекислого газа. В экспериментах личинки сразу же направлялись к участку почвы, куда ввели небольшое количество вещества, образующего углекислый газ.

Некоторые перепончатокрылые наделены настолько острым обонянием, что оно не уступает прославленному чутью собаки. Так, самки наездников, бегая по стволу дерева или пню, усиленно шевелят усиками. Они «вынюхивают» ими личинок рогохвоста или жука-дровосека, находящихся в древесине на глубине двух – двух с половиной сантиметров от поверхности.

Или же благодаря уникальной чувствительности усиков крошечный наездник гелис одним только их прикосновением к коконам пауков определяет, что в них находится – либо недоразвитые яички, либо уже вышедшие из них малоподвижные паучки, либо яички других наездников своего вида.

Каким образом гелису удается такой точный анализ, пока не известно. Вероятнее всего, он ощущает тончайший специфический запах. Хотя не исключено, что при постукивании усиками наездник улавливает какой-либо отраженный звук.

Вкусовые ощущения. Человек четко определяет запах и вкус вещества, а у насекомых вкусовое и обонятельное ощущения зачастую не разделяются. Они выступают как единое химическое чувство (восприятие).

Насекомые, обладающие вкусовыми ощущениями, оказывают предпочтение тем или иным веществам в зависимости от питания, характерного для данного вида. При этом они способны различать сладкое, соленое, горькое и кислое. Для соприкосновения с потребляемой пищей органы вкуса могут быть расположены на различных участках тела насекомых: на антеннах, хоботке и на ногах. С их помощью насекомые получают основную химическую информацию об окружающей среде.

Так, бабочки благодаря вкусовым ощущениям оказывают предпочтение тем или иным объектам питания. Органы хеморецепции бабочек находятся на лапках и реагируют на различные вещества посредством прикосновения. Например, у бабочки крапивницы они расположены на лапках второй пары ног. Экспериментально установлено, что если взять бабочку за крылья и коснуться лапками поверхности, смоченной сахарным сиропом, то на это отреагирует ее хоботок, хотя сам он к сахарному сиропу не чувствителен. С помощью вкусового анализатора бабочки хорошо различают растворы хинина, сахарозы, соляной кислоты. Причем своими лапками они могут почувствовать концентрацию сахара в воде в 2 тысячи раз меньшую, чем та, что дает нам ощущение сладковатого вкуса.

Биологические часы. Как уже говорилось, все явления, связанные с жизнедеятельностью животных, подчинены определенным ритмам. Регулярно проходят циклы построения молекул, совершаются процессы возбуждения и торможения в мозге, выделяется желудочный сок, наблюдается сердцебиение, дыхание и пр. Все это происходит по «часам», которыми обладают все живые организмы. Опыты показали, что их остановка происходит только при резком охлаждении до О °С и ниже.

В одной из экспериментальных лабораторий, занимающейся изучением механизмов действия биологических часов, подопытных животных, в числе которых были и насекомые, охлаждали на 12 часов. Это наиболее оптимальный способ воздействия на время, протекающее в клетках их организма. При этом часы на некоторое время останавливались, а затем, после отогрева животных, снова включились.

В результате такого воздействия на тараканов биологические часы разладились. Насекомые стали засыпать в то время, когда контрольные тараканы ползли за едой. А когда те засыпали, подопытные бежали есть. То есть подопытные тараканы делали все то же самое, что и другие, только с отставанием на половину суток. Ведь продержав их в холодильнике, ученые «перевели стрелки» на 12 часов.

Далее была проведена сложнейшая микрохирургическая операция: подглоточный ганглий (часть мозга таракана), ведающий скоростью живых часов, пересадили контрольному таракану. Теперь этот таракан обрел два центра, управляющих биологическим временем. Но периоды включения различных процессов различалось у них на 12 часов, поэтому таракан совсем был сбит с толку. Он не мог отличить день от ночи: принимался есть и тут же засыпал, но через некоторое время другой ганглий будил его. В результате таракан погиб. Это показывает, как невероятно сложны и необходимы приборы времени всем живым существам.

Интересен опыт с мелкими лабораторными мушками дрозофилами. Из куколок они выходят в предутренние часы, с появлением первого солнечного луча. Часы своего развития организм дрозофил сверяет с солнечными часами. Если поместить дрозофил в полную темноту, то часы, следящие за их развитием, разлаживаются, и мухи начинают выходить из куколок в любое время суток. Но что важно – достаточно секундной вспышки света, чтобы это развитие вновь синхронизировать. Можно уменьшить вспышку света даже до половины тысячной доли секунды, но синхронизирующее действие все равно появится – выход мушек из куколок будет происходить одновременно. Лишь резкое охлаждение насекомых до О °С и ниже влечет за собой, как было показано выше, остановку живых часов организма. Однако стоит только их отогреть, как часы снова пойдут и будут отставать ровно на столько времени, на сколько их остановили.

Возможности для целенаправленных действий

Целенаправленные движения мухи. В качестве примера, демонстрирующего самые разные возможности насекомых, можно рассмотреть поведение мухи.

Вот она суетится на столе, притрагиваясь своими подвижными лапками ко всем предметам. Потом нашла сахар и обсасывает его с помощью хоботка. Следовательно, муха прикосновением лапок может ощущать и выбирать нужную ей пищу.

Если вам захочется поймать беспокойное создание, сделать это будет совсем не просто. Вы осторожно приближаете к мухе руку, она тотчас прекращает движения и как бы настораживается. И в последний момент, едва вы взмахнете рукой, чтобы ее схватить, муха быстро улетает. Она видела вас, получила определенные сигналы о вашем намерении, об угрожающей ей опасности и спаслась бегством. Но через короткое время память помогает насекомому возвратиться. В красивом, четко направленном полете муха приземляется именно туда, откуда ее согнали, чтобы продолжить лакомиться сахаром.

Перед трапезой и после нее аккуратная муха изящно почистит ножками голову и крылья. Как видите, в этом миниатюрном, но удивительно совершенном создании проявляется способность ощущать окружающий мир, целенаправленно действовать соответственно обстановке, быстро двигаться, ловко манипулировать своими конечностями. Для этого муха наделена превосходными живыми приборами и удивительно целесообразными устройствами.

Она может взлетать без разбега, мгновенно останавливать свой быстрый полет, зависать в воздухе, летать вверх ногами и даже назад. За считанные секунды она может продемонстрировать множество сложных фигур высшего пилотажа, в том числе петлю. Кроме того, мухи способны выполнять в воздухе такие действия, которые другие насекомые могут делать только на земле, в том числе, на лету почистить лапки.

Великолепное устройство органов движения, предоставленное мухе, позволяет ей осуществлять быстрый бег и легкое передвижение по любым поверхностям, в том числе гладким, отвесным и даже по потолку.

Нога мухи заканчивается парой коготков и подушечкой между ними. Благодаря такому устройству она проявляет поразительную способность ходить по поверхностям, на которых иные насекомые не могут даже просто удержаться. Причем коготками она цепляется за малейшие неровности на плоскости, а передвигаться по зеркально гладкой поверхности ей позволяют подушечки, покрытые пустотелыми волосками. Через эти микроскопические «шланги» из особых желез выделяется маслянистый секрет. Создаваемые им силы поверхностного натяжения и удерживают муху на стекле.

Как скатать идеальный шар? Не может не удивлять способность одного из санитаров природы – жука-навозника делать из навоза идеально круглые шары. При этом жук скарабей, или священный копр, готовит такие шары исключительно для использования в пищу. А шары другой строго определенной формы, он скатывает для откладывания в них яиц. Четко координируемые действия позволяют жуку выполнять довольно сложные манипуляции.

Вначале жук тщательно подбирает необходимый для основы шара кусочек навоза, оценивая его качество с помощью своей сенсорной системы. Затем он старательно очищает комок от налипшего песка и усаживается на него, обхватив задними и средними ножками. Поворачиваясь из стороны в сторону, жук выбирает нужный материал для постройки и катит шар в его сторону. Если стоит сухая жаркая погода, это насекомое работает особенно быстро, скатывая шар за считанные минуты, пока навоз еще влажный.

При изготовлении шара все движения жука отличаются точностью и отлаженностью, даже если он делает это впервые. Ведь последовательность целесообразных действий содержит наследственная программа насекомого.

Идеальную форму шару придают задние ноги, кривизна которых в процессе построения организма жука неукоснительно соблюдается. Кроме того, его генетическая память сохраняет в закодированном виде способность к определенным видам стереотипных действий, и при создании шара он четко следует им. Жук неизменно заканчивает работу только тогда, когда поверхность и размеры шара совпадут с кривизной голеней его ног.

Окончив работу, скарабей ловко катит шар задними ногами к своей норке, двигаясь задом наперед. При этом он с завидным терпением преодолевает заросли растений и холмики земли, вытаскивает шар из ложбинок и канавок.

Для проверки упорства и сообразительности навозника был поставлен эксперимент. Шар прикололи к земле длинной иглой. Жук после долгих мучений и попыток сдвинуть его с места стал делать подкоп. Обнаружив иглу, скарабей тщетно пытался приподнять шар, действуя в качестве рычага спиной. Использовать для опоры рядом лежавший камушек жук не догадался. Однако когда камушек придвинули поближе, скарабей тотчас на него взобрался и снял свой шар с иглы.

Иногда навозники стараются похитить пищевой шар у соседа. При этом грабитель может вместе с хозяином докатить его до нужного места и, пока тот станет копать норку, утащить добычу. А далее, если он не голоден, бросить его, предварительно немного покатав в свое удовольствие. Однако нередко у скарабеев случаются драки даже при изобилии навоза, словно им грозит голодная смерть.

Последовательные действия личинки. Классический пример врожденной последовательности действий демонстрирует личинка муравьиного льва. Ее пищевое поведение основано на стратегии засады и имеет целый ряд сложных подготовительных операций.

Вылупившаяся из яичка личинка тотчас ползет на муравьиную дорожку, привлекаемая запахом муравьиной кислоты. Знания об этом сигнальном запахе своей будущей добычи личинка получила по наследству. На дорожке она тщательно выбирает сухой песчаный участок, чтобы соорудить воронкообразную ямку-ловушку.

Для начала личинка с удивительной геометрической точностью проводит на песке круг, обозначая размер ямки. Потом одной из передних лапок она начинает ее рыть. Чтобы выбросить песок за пределы круга, личинка нагружает его на собственную плоскую голову. Сделав это, она пятится назад, постепенно возвращаясь к исходной позиции. После чего проводит новый круг и выкапывает следующую бороздку. И так далее, пока не дойдет до дна воронки.

В этой врожденной программе перед началом каждого цикла предусмотрена даже смена уставшей «рабочей» ноги. Поэтому следующую бороздку личинка проводит уже в противоположном направлении.

Попадающиеся на пути маленькие камушки личинка с силой выбрасывает за пределы воронки. Крупный камень, зачастую в несколько раз тяжелее самого насекомого, личинка ловко взваливает на спину и медленными осторожными движениями вытаскивает наверх. А если камень круглый и постоянно скатывается назад, она бросает бесполезную работу и принимается строить другую ямку.

Когда ловушка готова, наступает следующий ответственный для насекомого этап. Личинка зарывается в песок, выставляя наружу только длинные челюсти. Когда какое-либо маленькое насекомое оказывается у края ямы, песок под его ногами осыпается. Это служит сигналом для охотника. Используя голову как катапульту, личинка сбивает неосторожное насекомое, чаще всего муравья, удивительно точными выстрелами песчинок. Добыча скатывается вниз к поджидающему ее «льву».

В этом поведенческом комплексе все действия личинки идеально последовательны и прекрасно скоординированы – одно строго следует за другим. Однако юное насекомое не просто выполняет свои стереотипные действия, а еще и подгоняет их под конкретные условия, связанные с разной степенью засоренности и влажности песчаной почвы.

Моллюски обладают удивительными возможностями организма и чувствительными живыми «приборами». Ползают они или плавают, сидят на одном месте или роются в земле – все, что делают эти животные, имеет определенную цель.

Медузу считают одним из простейших живых существ, состоящих на 98 % из воды. Но она имеет все необходимое для хорошо управляемого поведения. Например, убегая от врага, медуза целенаправленно изменяет курс своего передвижения.

Основную информацию об окружающем мире птицы получают посредством зрения. Его острота у некоторых пернатых охотников в 5–8 раз выше, чем у человека. Так, сокол дербник по сигналу охотника возвращается на его руку с расстояния около километра.

Стаи свиристелей прилетают к нам зимой. А весной инстинкт зовет их обратно на север, чтобы, широко рассеявшись, вить гнезда в определенных местах. Ученые не знают, как осенью птицы находят друг друга, чтобы собираться в крупные стаи.

Самая дальняя путешественница полярная крачка дважды в год летает между берегом Северного Ледовитого океана и льдами другого полюса Земли – Антарктиды! Для этого ей даны способность к навигации, «полетная карта» и «компас».

Особая структура кожи дельфина уменьшает вихревые потоки при его перемещении. Разработка покрытия со свойствами такой кожи позволила ученым создать торпеду с движением, в полтора раза превышающим скорость снаряда с традиционной обшивкой.

Настоящие водные животные, например моржи, наделены врожденной способностью прекрасно держаться на плаву. Им даны конечности-ласты в форме весла для гребли и в качестве рулей глубины, а также тело обтекаемой формы.

Млекопитающие живут на земле и под землей, в знойных пустынях, в Арктике и Антарктиде. Для этого в их организме предусмотрены сложнейшие системы для постоянного вырабатывания тепла, а также разные механизмы терморегуляции.

Множество вопросов ставит перед человеком изучение маневренного полёта насекомых. Так, стрекозы в совершенстве владеют фигурами высшего пилотажа. Они выполняют «бочку» и «мертвую петлю», известную нам как «петля Нестерова».

Деятельность живых творений всегда целесообразна: добыть цветочный нектар, построить жилище, накормить потомство, укрыться от врагов и т. п. И при этом каждое живое существо имеет свое главное предназначение на Земле.

У насекомых хорошо развиты органы обоняния. Усиками обонятельного типа наделены и жуки. Эти антенны позволяют не только уловить сам запах вещества и направление его распространения, но и даже ощутить форму пахучего предмета.

Мир насекомых щедро дарит людям свою красоту. Это – прекрасные легкокрылые бабочки, «малахитовые» кузнечики, сверкающие медью бронзовки и другие. В этом сотворенном чуде воплощена любовь Господа к созданному Им человеку.

В засуху лягушки специально направляются искать влажную почву, чтобы кожей, как губкой, впитывать воду. В помощь им дано особое устройство – «тазовое пятно». Его всасывающая способность во много раз выше, чем у остальной кожи.

Амфибии наделены удобными конечностями, а также вспомогательными средствами, расширяющими их возможности. Это диски-присоски и железы, выделяющие липкую жидкость для прикрепления к поверхностям; мягкие подушечки.

Сложность организмов моллюсков, кишечнополостных и губок

Мир моллюсков разнообразен: это и «многорукие» жители моря кальмары, осьминоги и каракатицы, и медленно ползающие по влажной траве улитки, и закопавшиеся в речной песок ракушки.

Многие из них защищены самыми разнообразными раковинами, отличающимися формой, цветом и размерами. В программе развития организма моллюсков каждого вида заложен «чертеж» и способ изготовления этих порой непостижимо красивых сооружений.

Независимо от того, ползают моллюски или плавают, сидят на одном месте, к чему-нибудь прикрепившись, или роются в земле – все, что делают эти животные, имеет какую-то цель, направлено на решение своих насущных задач. Их быстрое и хорошо управляемое перемещение можно рассмотреть на примере морских моллюсков гребешков.

Движение гребешков происходит за счет выбрасывания порций воды из раковины – способом обратного толчка, подобно ракете. Это делается настолько энергично, что моллюск «пролетает» в воде расстояние, которое в 10–20 раз превышает его собственную длину. Такое передвижение называют «перепархиванием», когда рывок следует за рывком до тех пор, пока гребешок не утомится или не наткнется на какое-нибудь препятствие.

Этот моллюск обеспечен всем необходимым для активного образа жизни, например, чтобы спастись от своего злейшего врага – морской звезды:

• он способен ощутить приближающегося хищника, так как по всей окружности раковины у него расположены маленькие синие глаза;

• с помощью анализаторов гребешок точно определяет безопасную сторону, куда целенаправленно и устремляется. Это происходит в результате скоординированных действий органов и систем, отвечающих за передвижение;

• для быстрого удаления от хищника моллюск использует данный ему принцип реактивного двигателя.

Любопытны при этом действия врага двустворчатых – морской звезды. Ее считают примитивным существом, за что и называют «республикой рефлексов». Известны случаи, когда морская звезда разрывалась надвое, поскольку одна группа ее ножек тянула в одну сторону, а другая – в противоположную.

В действительности же поведение морской звезды зачастую хорошо управляемо. Например, звезда, которая кормится мидиями, обнаружив с помощью органов чувств раковину, прикрепляется к ней и двумя группами ножек. Затем она оттягивает створки в разные стороны, пока раковина не откроется. Такое поведение едва ли было бы возможно, будь морская звезда действительно примитивной.

Моллюски демонстрируют удивительные возможности организма, высокочувствительные живые «приборы» и уникальные способности. При кажущейся простоте организации нервной системы многим моллюскам свойственна хорошая память, чувство дома и сложные формы поведения. А, например, головоногие моллюски наделены способностью обучаться, вырабатывать условные рефлексы, и некоторые задачи «на соображение» они решают не менее успешно, чем млекопитающие.

Моллюски способны преподать нам важный урок – те характеристики, которые мы привыкли связывать с высшими позвоночными животными, присущи самым разнообразным, в том числе беспозвоночным, созданиям.

«Умный» организм мидии

Подводный суперклей. Мидии относятся к двустворчатым моллюскам, так как раковина их состоит из двух створок, охватывающих тело с боков.

Важной особенностью организма мидии является его способность вырабатывать и применять особо прочный биологический клей. В этом он превосходит возможности организмов других живых существ.

Как известно, ничто так не препятствует склеиванию, как вода. Ученые не прекращают работ по созданию надежного подводного клея. А мидия получает по наследству и его сложнейший состав и довольно сложное производство.

Клей состоит из нескольких белков, которые готовятся организмом в строгом соответствии с наследственными химическими «инструкциями». Затем из них в заданных пропорциях составляется определенная композиция. И именно она обеспечивает оптимальную прочность, эластичность, сопротивляемость и высокую надежность клеевого соединения в морских условиях.

Некоторые белки клеящей композиции настолько необычны по структуре, что попытки ученых разгадать тайну клея мидии, чтобы наладить его производство, пока не увенчались успехом.

Уникальная технология приклеивания. Организм мидии не только содержит все необходимое для производства биологического клеящего вещества, но и обладает многофункциональной ногой и специальной техникой приклеивания собственного тела к твердым поверхностям.

Найдя уютное место, мидия обследует его с помощью своей ноги, похожей на резиновый поршень, и долго ощупывает поверхность. Наконец она убеждается, что подходящее место найдено. Тогда нога координируемыми действиями делает зачистку площадки и, уплощаясь, прижимается к ней. Затем производится откачка воды.

Следующим этапом приклеивания является образование вакуума, для чего мидия приподнимает центральную часть «поршня». И в это пространство через ногу-поршень поступают специально подготовленные вещества для образования клеящей композиции. Чтобы сделать их расход экономным, образующийся материал вспенивается. Получаемые из этой пены тонкие шелковистые нити быстро затвердевают в воде, и моллюски прочно прирастают к камням и друг к другу.

Все эти возможности и способности организма скромного моллюска мидии являются для нас еще одним свидетельством чуда творения.

Возможности организма улитки

Организм улитки каждого вида специально рассчитан на определенную среду обитания – океаны это или моря, пресные воды или суша. Большинство водных моллюсков живет на дне, и лишь небольшое число их представителей принадлежат к планктонным видам.

Целесообразные устройства. Любая улитка имеет все необходимое, чтобы легко передвигаться, хорошо защищаться от врагов, добывать себе пропитание.

Так, при помощи ноги с широкой плоской подошвой, мышцы которой ритмично сокращаются, улитка медленно, но целенаправленно ползет по морскому или речному дну к представляющему для нее интерес объекту – пищевому источнику, безопасному месту, на встречу с партнером при репродуктивном поведении и т. д. Она плавно скользит по любой поверхности, как на лыже, благодаря обильно выделяемой из специальной железы слизи и ресничкам.

Организм большинства улиток соответственно унаследованным процессам образует при росте довольно просторную и удобную раковину, куда моллюск прячется при малейшей тревоге. И тогда раковина становится неприступной крепостью, так как улитка тотчас надежно закрывает вход в жилище специальной роговой крышечкой, сформированной на конце ее ноги.

Улитки наделены и удобными устройствами, чтобы легко соскребать с поверхности камней водоросли и органические остатки. Это – плоский язык, или радула, похожий на терку, поскольку усеян множеством мелких острых зубов, число которых иногда доходит до 18 тысяч.

Универсальность системы дыхания. Улитки наделены сложной дыхательной системой, обеспечивающей их жизнедеятельность в различных условиях обитания. Моллюски, живущие в воде, в основном дышат растворенным в ней кислородом с помощью жабр. Но некоторые улитки для дыхания атмосферным воздухом обеспечены легким в виде особого кармана мантии, стенки которого пронизаны кровеносными сосудами.

Универсальной дыхательной системой для использования ее соответственно сезону обладает большая улитка ампуллярия, которая встречается в американских реках. Она дышит кислородом воздуха благодаря легочной полости и вместе с тем может свободно брать кислород из воды с помощью своего рода жаберных устройств. Организм улитки автоматически включает их в работу в прохладное время года. А с наступлением жары вода беднеет кислородом или портится, та же система управления организмом заставляет ампуллярию высовывать на поверхность дыхательную трубку, чтобы дышать атмосферным воздухом.

Не менее интересна система дыхания прудовиков. На ранних стадиях развития все они имеют легочную полость, заполненную водой, и дышат растворенным кислородом. Но в определенный момент наследственная программа дает сигнал различным системам жизнедеятельности моллюска, и легкое заполняется воздухом, вытесняя воду. Тогда организм прудовика переходит на систему дыхания атмосферным воздухом. При этом обитатели озерного мелководья периодически всплывают к поверхности воды, чтобы наполнить им свое легкое.

А особи этого же вида, опускающиеся в более глубокие участки водоема, откуда периодические поднятия к поверхности затруднены, используют уникальные возможности своей дыхательной системы. Они наполняют легкое водой, и организм включает программу перехода к водному дыханию.

Морская улитка эолис. Эолис очень красивое создание. Ее спину покрывают ворсинки, похожие на шерсть. Питаются эолис анемонами, которые покрыты крохотными жалящими (стрекательными) клетками. При малейшем прикосновении к ним во врага полетят тысячи ядовитых стрел. Как ни удивительно, но эолис проглатывает анемон вместе с его стрекательными клетками без малейшего вреда для себя.

Однако дальше происходит нечто еще более удивительное. Эти насмерть жалящие клетки, попав в желудок эолис, не перевариваются в нем. Мало того, желудок улитки имеет особые канальцы, покрытые внутри ворсинками, которые ведут к спине улитки, к кожным выростам, похожим на шерсть. Именно к этим выростам и попадают ядовитые клетки. И теперь уже эолис использует эти позаимствованные жалящие клетки для своей защиты.

Самостоятельно приобрести способность к заимствованию и использованию стрекательных клеток анемонов морская улитка не могла, не причинив себе вреда, даже за миллионы лет. При первой же попытке ядовитые клетки обожгли бы ей желудок. А в таком случае о приспособленных канальцах для выведения стрекал наружу и думать не приходится. Так что эолис была задумана такой, какой мы ее видим сегодня.

Совершенство организма головоногих моллюсков

К самым удивительным по своим способностям и строению моллюскам относятся головоногие – кальмары, осьминоги и каракатицы. Их тело, длиной от 1 сантиметра до 5 метров заметно разделено на крупную голову и туловище с многофункциональными конечностями, которые играют роль и рук и ног. Головоногие используют их во время «ходьбы», при перемещении и для манипуляции различными предметами.

У осьминогов, например, руки-ноги служат для захвата пищи, строительства убежищ, борьбы с врагами, охраны потомства и многого другого. В помощь строительной деятельности поверхность конечностей снабжена одним-двумя рядами липких присосок. Каждая отдельная присоска настолько сильна, что у некоторых осьминогов она способна удерживать до 2 килограммов.

Головоногие наделены способностью передвигаться исключительно быстро – реактивным способом, за счет выталкивания воды из мантийной полости туловища с конической воронкой. Многие представители головоногих имеют еще и дополнительный орган – пару плавников на конце или по сторонам мантии.

Осьминоги, как и другие головоногие, дышат в воде жабрами, но могут довольно долгое время находиться на суше и даже передвигаться по ней. Отправляясь в пешее путешествие, они прихватывают с собой частичку моря – воду, которая хранится в мантийной полости, запертой на «все кнопки». Так что запаса кислорода, растворенного в воде, хватает для дыхания на суше в течение нескольких часов, а то и, по утверждению некоторых рыбаков, двух суток.

Поразительно наличие у головоногих трех сердец. Одно, являющееся главным, состоит из желудочка и двух предсердий и гонит голубую кровь моллюска по всему телу. А два специальных жаберных сердца проталкивают ее через жабры.

Головоногие действительно наделены голубой кровью. Вместо гемоглобина она содержит гемоцианин, и находящаяся в составе этого пигмента медь придает крови характерный синеватый цвет.

Разве могло само по себе появиться такое невероятное разнообразие организмов головоногих? У них даже близкие функции могут осуществлять самые разные по строению и количеству органы, такие как, например, сердца этих моллюсков, а также вещества, содержащиеся в крови.

Устройства, которыми обеспечен организм головоногих моллюсков, издавна представляли интерес для науки, в частности принцип действия реактивного двигателя и защитной дымовой завесы.

Благодаря работам немецких исследователей, изучавших «химическое производство» моллюсков, был найден способ извлечения из морской воды меди, урана и других элементов. Установлено, что кровь осьминога содержит красный дианит – специальное вещество, которое позволяет аккумулировать эти элементы из морской воды и накапливать их в больших количествах.

Неподражаемый камуфляжный эффект. Головоногие первенствуют по своей способности реагировать на изменения окружающей среды созданием самого совершенного в животном мире камуфляжа. В этом они оставили далеко позади даже хамелеонов.

Камуфляж – это один из видов маскировочного окрашивания. Такая маскировка умело применяется животными, чтобы быть незаметными и хищникам, и потенциальной добыче. Та же каракатица наделена богатым «гардеробом» и меняет наряды соответственно окружающей среде. Когда она находится в состоянии покоя на белом фоне, ее кожа принимает перламутрово-белый цвет. А на хорошо освещенном песчаном дне спинная поверхность каракатицы приобретет пятнистый рисунок за счет отдельных участков светлых и бурых тонов. Попадание же моллюска на черный фон вызывает резкое потемнение пестрой расцветки.

Для создания маскирующего цвета в определенной окружающей среде осьминоги наделены сложной тонко организованной системой.

Кожа осьминога обеспечена особыми клетками – хроматофорами, которые расположены в определенном порядке в виде микроскопических шариков с красящими веществами – пигментами. На квадратном сантиметре кожи осьминога помещаются сотни хроматофоров, содержащих черные, коричневые, красно-бурые, оранжевые и желтые пигменты.

К каждой такой клетке подведено множество тончайших мускулов-дилататоров, способных за доли секунды управляемо растягивать и увеличивать размер хроматофора в 60 раз, создавая тем самым эффект окрашивания.

Под слоем хроматофоров находятся иридиоцисты – клетки, которые придают коже великолепный металлический блеск серебристо-голубых, фиолетовых и зеленых тонов. Кроме того, в коже специально размещена целая система из множества блестящих пластиночек-зеркал. Они отражают и преломляют свет, разлагая его на все краски спектра.

Трудно даже представить, какими превосходными минипро-изводствами обладает организм осьминога, чтобы изготовить все необходимое для создания камуфляжа. Взять хотя бы систему маленьких зеркалец, устройств для их крепления и многих других механизмов для целенаправленного создания нужного эффекта.

«Подстраховка» защитных способностей. Управление деятельностью всех этих клеток осуществляется посредством сложной системы, связанной с большими оптическими долями мозга. А включают их в работу, заставляя легко изменять окраску тела, глаза осьминога. Причем в его организме заложена еще и подстраховка этой защитной способности.

Исследования показали, что слепой на один глаз осьминог в основном теряет способность быстро менять окраску с одной стороны. А если он ослеп на оба глаза, то почти утрачивает эту способность. Почти, но не совсем.

Оказалось, что у осьминога существует еще и механизм создания камуфляжного эффекта, обеспечивающий изменение окраски за счет осязательных импульсов, исходящих от присосок. То есть слепой и, казалось бы, совсем беспомощный осьминог способен «видеть» присосками.

Пловцы и прыгуны. Головоногие моллюски наделены способностью очень быстро плавать благодаря резкому сжатию мышц и сильному выбросу воды из их эластичной трубки-воронки. Струя воды, действуя по принципу ракеты, сообщает телу мощный толчок в противоположном направлении. Если рассмотреть десятируких кальмаров, то их гибкое обтекаемое тело даже внешне походит на подводную ракету. И охотясь ночью за рыбой, эти пловцы нередко развивают скорость до 55 километров в час.

Кальмары обладают способностью выпрыгивать из воды и пролетать над волнами. Развив в воде максимальную реактивную тягу, они стартуют в воздух и пролетают более 50 метров. Случается, кальмары в прыжке падают на палубы судов и приводят к их серьезным повреждениям. Так произошло с японским рыбачьим судном, потопленным шестиметровым кальмаром, который вылетел из воды и ударился о борт судна. Под тяжестью удара образовалась пробоина, в которую и хлынула вода.

Известен случай, когда маленький шестнадцатисантиметровый кальмар упал на мостик яхты, возвышавшийся над водой почти на 7 метров. Подсчитали, что при угле в 45 °, под которым кальмар выскочил из воды, скорость его движения должна была составлять не менее 72 километров в час, что соответствует скорости поезда.

Осьминоги-строители. Сложность поведенческих проявлений осьминогов лишний раз доказывает, что чисто врожденных форм поведения, как и стереотипных действий, у животных практически не существует. При рождении они, несомненно, обладают базовым комплексом инстинктивной деятельности, позволяющей им жить, питаться, строить, защищаться от врагов, размножаться и т. д. Кроме того, у животных предусмотрена пластичность поведения за счет опыта, приобретенного в процессе индивидуальной жизни.

Примером может послужить гибкое использование осьминогами своих строительных возможностей. Сооружение ими гнезд из камней зоологи называют градостроительством. В некоторых местах, видимо, особо приглянувшихся осьминогам, водолазы находили на дне моря целые осьминожьи города – один каменный дом неподалеку от другого.

Для основы дома осьминог подбирает камни определенной формы и размера. А для вспомогательных целей старательно отыскивает куски кирпича, глиняные черепки, панцири крабов, раковины устриц и другие подходящие материалы. Типичная конструкция сооружения имеет покатую крышу в виде плоского камня полуметровой длины. С одной стороны он возвышается над грунтом на два десятка сантиметров за счет того, что стоит на меньших камнях и обломках различных материалов.

Строительством осьминоги занимаются по ночам, отправляясь словно по команде в определенное время на поиски камней. Эти труженики способны тащить камни непомерной величины – даже в 20 раз превышающие их собственную массу. При этом движения осьминогов четко координируются. А сами они проявляют способность к оценке ситуации и в зависимости от нее используют ту или иную стратегию перенесения материалов на место строительства.

Наблюдения показали, что маленькие камни осьминог обхватывает одними конечностями и плотно прижимает к себе, а затем с помощью других конечностей он подтягивает тело вместе с ношей. С большими камнями моллюск обращается иначе. Сначала осьминог осматривает камень, находит самую узкую часть, берется за нее и прижимает ко рту. Затем это беспозвоночное животное подсовывает под камень тело, будто взваливает груз на плечи, а потом, балансируя, осторожно передвигается с помощью двух ног иногда на большие расстояния – к месту своего будущего гнезда.

Координируемые передвижения гидры

Кишечнополостные благодаря разнообразным устройствам и живым приборам способны адекватно отвечать на внешние сигналы и осуществлять целенаправленные движения.

Одни представители кишечнополостных представляют собой подвижных прикрепленных животных, другие же могут менять форму тела и передвигаться, сокращая и расслабляя определенные мышечные клетки.

Так, гидры обычно большие домоседки и могут всю жизнь провести на одном месте, прикрепившись подошвой к камню или к подводному растению. Излюбленная поза этих кишечнополостных – висеть вниз щупальцами в достаточно светлом месте водоема, при этом не испытывая никакого дискомфорта.

В случае необходимости эти маленькие живые существа совершают и небольшие путешествия, перемещаясь в пространстве четырьмя разными способами, последовательно сжимая, вытягивая и расслабляя свое тело:

• гидра может шагать с помощью подошвы и щупальцев. Для этого она ложится на дно, вытягивает тело в нужном ей направлении и цепляется щупальцами за грунт. Затем гидра подтягивает к этому месту тело, закрепляется подошвой и готовится к следующему шагу;

• более быстрый способ передвижения гидры – катиться колесом. Начинает она так же, как и при предыдущем способе, но, закрепившись щупальцами, становится на «голову» и делает кувырок, причем обязательно в сторону движения. Таким способом катиться ей быстро и удобно;

• гидра умеет плавать, причем своеобразным способом. Вначале она поднимается вверх, создавая каким-то образом на подошве пузырек воздуха и пользуясь им как поплавком, потом как бы парит в воде, распластывая свои щупальца и медленно снижаясь;

• гидра способна еще и ловко двигаться по гладкой поверхности стекла. Она скользит, как на коньках, медленно передвигаясь на своей подошве.

Все эти способы передвижения не случайны, а закреплены у гидры генетически и воспроизводятся из поколения в поколение.

Особенности организма полипов

Стрекательная клетка – настоящее техническое чудо. Представление о простоте кишечнополостных меняется при более близком знакомстве с их удивительно сложным устройством для нападения на добычу.

Рассмотрим строение стрекательной клетки и четко согласованную цепочку действий прикрепленного кораллового полипа. На одном конце этой клетки находится изящный, словно точеный, гарпунчик. Он соединен с чувствительными волосками и сверху прикрыт такой же изящной крышечкой. На другом конце клетки расположена тонкая полая витая трубка – стрекательная нить. Капсула заполнена ядовитым веществом, которое специально вырабатывает «химическое производство» в организме полипа.

Стоит жертве задеть чувствительный волосок, как нервная система тотчас приводит в действие механизм управления цепочкой последовательных движений. Крышечка открывается, срабатывает своего рода пружина и выпускает гарпунчик, который вонзается в тело добычи. А за собой он тянет стрекательную нить, через которую впрыскивается яд. И вся эта цепная реакция происходит за десятитысячную долю секунды.

Трудно даже представить, сколь мощная генетическая программа должна быть заложена в этом животном. Ведь описанный механизм добывания пищи вызывает к действию целый комплекс сложнейших устройств и точно согласованных действий.

Надо ли говорить, что все эти устройства организм воспроизводит сам по наследственно полученным «чертежам» и технологиям – и капсулу клетки, и гарпунчик, и крышечку, и мини-«шланг» для яда. А ведь и материалы для них должны быть с разными характеристиками: одни, прочные, – для гарпуна, другие, гибкие, – для трубки и т. д.

Единый организм полипов. Коралловый полип имеет маленький домик в виде чашечки размером не более булавочной головки.

Может, и хорошо бы жилось в одиночку этому миниатюрному животному в своем уютном жилище, но полипам предназначено селиться вместе, образуя коралловые рифы. Даже самый небольшой риф состоит из миллиардов этих животных.

Построение такого совместного кораллового рифа начинается с одиночного молодого полипа, которому пришла пора прикрепиться к камню специально выделяемым клейким веществом. Вещество быстро затвердевает, образуя надежный домик. После почкования полипа его потомство благодаря инстинктивному поведению устраивает свое известковое жилище рядом. Следующее потомство по той же наследственной технологии вырабатывает нужные материалы, строит домики и тоже поселяется здесь же. Так постепенно образуется прекрасный коралловый город.

Но что самое интересное – полипы живут в нем как единый организм.

Все особи с помощью подвижных щупальцев принимают участие в ловле добычи. Кому бы ни повезло в охоте, питательный сок от пищи честно распределяется по всей колонии – между соседними домиками специально прокладывается связующая система тонких разветвленных каналов.

Симбиоз полипов и водорослей. Кораллы радуют глаз своей причудливой формой и красочными оттенками. Одни кораллы напоминают яркие и пышные кусты или грибы, другие – ажурные веера.

Разноцветье кораллов создается строго определенными водорослями, живущими в маленьких желудках этих полипов. Удивительно, но эти животные не способны жить без своих партнеров. Полноценное питание и выработку кальция для построения известкового скелета обеспечивают им именно продукты жизнедеятельности одноклеточных водорослей.

Такое содружество выгодно и водорослям. Благодаря коралловым полипам они имеют безопасную среду обитания и получают углекислоту, выделяемую в процессе дыхания этих кишечнополостных. А сами полипы при этом получают кислород.

Что важно, в наследственную программу каждого участника этого союза включена, кроме всего прочего, и поведенческая составляющая такого симбиоза. Инстинктивные действия полипа строятся таким образом, чтобы не мешать клеткам водорослей воспринимать солнце и синтезировать кислород. Ночью охотящиеся полипы свободно распускают свои щупальца во все стороны. А днем они их предусмотрительно сворачивают, подставляя тело, заселенное водорослями, солнечному свету.

Удивительные возможности медузы

Медуза, казалось бы, олицетворяет собой простейшую форму жизни. А на самом деле она в достаточной мере оснащена всем необходимым, чтобы проявлять сложные пищевые, защитные и другие целесообразные реакции.

Маневрирование медузы в воде. Медуза поддерживает определенное равновесие в воде и регулирует направление своего движения с помощью статоцистов. Благодаря этим органам, например медуза аурелия, способна держаться на таком расстоянии от поверхности моря, чтобы волны не растерзали бы ее нежное тело.

На свет медузы реагируют изменением движения зонтика. Ведь эти животные наделены светочувствительными глазками. У медуз некоторых видов ямки «глаз» даже заполнены особым прозрачным веществом, которое исполняет функцию хрусталика.

Яркий солнечный свет настораживает медузу. Прекратив сокращения зонтика, она уходит на глубину. Подобным образом воздействует на нее и изменение движения воды. В спокойной воде зонтик ритмично сокращается. С появлением волнения медуза также останавливает его сокращение и опускается вниз.

Медуза способна почувствовать перемещение морских планктонных рачков, которыми она питается, и целенаправленно последовать за ними.

Защищенность от врагов. Многие медузы очень красивы, но в основном они напоминают желеобразные шарики, настолько уязвимые, что, казалось бы, любое прикосновение может иметь для них роковые последствия. Однако медузы не так просты и беззащитны.

В земных водах насчитывается около 500 видов медуз. Они обитают на разной глубине – от поверхности воды до самого дна и имеют самые разные размеры – от совсем крошечных до громадных. Самая крупная медуза, львиная грива, достигает двух метров в диаметре, а щупальца ее имеют до 60 метров в длину.

При кажущейся простоте строения это эфемерное существо питается рыбами и ракообразными, которые легко могли бы разорвать ее на части. В борьбе за жизнь ей помогают длинные нитевидные щупальцы, каждое из которых содержит миллионы пенетрантов – капсул, снабженных крохотными острыми гарпунами. Легкого прикосновения к медузе достаточно, чтобы она мигом «выстрелила» из щупалец несколькими смертоносными токсинами. Так, существо напоминающее прозрачную капельку желе, легко расправляется с могущественными врагами.

Однако из сотен видов медуз лишь несколько десятков опасны для человека.

Управляемое изменение курса. Свободно живущая медуза отличается интересным способом передвижения. При каждом ритмичном сокращении ее колокола вода отбрасывается, а тело, как бы отталкиваясь, плывет в противоположную сторону. В этом случае создается управляемая реактивная пульсация.

Считается, что нервная система медузы, представляя собой всего лишь диффузную сеть нейронов, не должна быть способна на что-либо серьезное. Однако исследования показали, что это напоминающее прозрачное желе животное обладает всем необходимым для довольно сложного, хорошо управляемого поведения. Так, в случае опасности она может целенаправленно изменять курс и скорость своего передвижения. Если медузу потревожить, она разворачивается и уплывает в глубину, проявляя тем самым настоящую реакцию бегства.

И это, как традиционно считают, одно из простейших живых существ, состоящее на 98 % из воды.

Чудо сложности и целесообразности

Губка – чаша Нептуна. Ту истину, что каждое живое творение представляет собою воплощение Божественного замысла, хорошо выразил один из мыслителей, натуралист и поэт XIX века М. Пуше:

«Я никогда не могу смотреть на одну из громадных губок (чашу Нептуна), не преклоняясь пред мудростью Провидения, – говорил он. – Это поистине монументальное произведение воздвигается множеством клеток…

Кто же направляет и водит ими, чтобы придать постройке гармоническую симметрию? Когда часть ножки чаши бывает окончена, кто возвещает клеткам, что следует начать расширять ее? Кто предупреждает о наступлении момента, чтобы сделать углубление в чаше, обточить ее края или снабдить их ребра изящными украшениями? Наконец, какое высшее вдохновение указывает этому множеству рабочих, удаленных друг от друга, что, отливая чашу, следует соблюдать художественную пропорциональность? Мне еще понятна пчела, строящая свою ячейку. Понятны предусмотрительность и общий порядок в работе, все сотрудники которой могут видеться друг с другом, сообщаться и входить во взаимные соглашения. Но, признаюсь, все мне кажется непостижимым в зодческом произведении чаши Нептуна.

Эта великолепная постройка представляет собою лучшее возражение против материализма. Объясняют ли физико-химические науки, как сносятся между собою при устройстве своего общего жилища различные животные (потому что необходимо допустить, что всех их направляет одна господствующая идея)? – Нисколько. Эти гордые теории, увлекающие только своею дерзостью, совершенно бессильны».

Эту мысль М. Пуше продолжил известный духовный писатель XIX–XX веков, прот. Г. Дьяченко:

«Тот факт, что клетки сообщаются между собой, играет второстепенную роль. Превалирует тут другое. Чаша Нептуна представляет собой художественное произведение. Она выражает одну гармоническую мысль. Выполнение этой чаши и средства для этого возможны лишь тогда, когда план всего произведения заранее начертан в самой природе каждого из отдельных строителей. А это по своей сути относится уже к области психических явлений и само по себе опровергает всякое материалистическое толкование».

Как видите, при знакомстве с миром этих животных, незаслуженно называемых простыми, не может не возникнуть чувства прикосновения к настоящему чуду. А что по этому поводу говорит наука?

Межклеточное взаимодействие. Начнем с того, как общаются между собой клетки любого организма, например губки, и как они «договариваются» о роли каждой из них в построении тела.

Выше уже говорилось о том, что все животные снабжены сложными сенсорными системами. Поэтому их организм принимает поступающую информацию, анализирует ее, формирует необходимую команду, дает указания мышцам и различным органам для ответной реакции.

В то же время не менее сложными анализирующими системами наделены и клетки для восприятия внеклеточной информации и осуществления межклеточных взаимодействий. Но только эти сенсорные приборы – не многоклеточные комплексы, как у организмов, а микроскопические части клеток, что не мешает им быть не менее работоспособными.

Благодаря этим системам живые клетки наделены непостижимой способностью узнавать друг друга и общаться между собой. Это происходит как при непосредственном контакте, так и на расстоянии, когда клеткам-передатчикам и клеткам-приемникам приходится поддерживать дальние контакты через целые клеточные пласты.

Такую связь трудно представить. Ведь все промежуточные клетки между приемником и передатчиком ведут не менее активное общение между собой. А поскольку природа их связи близка, то множество «голосов» должно сливаться в сплошной шум, подобно радиопомехам. Однако этого не происходит. Приемник клетки выделяет из этого гула посланную издалека и предназначенную именно ему информацию. Никакой самый современный приемник, созданный человеком, даже отдаленно не способен на это.

Многие клетки обеспечены средствами и для непосредственного контактирования между собой, чтобы знать о состоянии дел у ближайших соседей. Поэтому у них происходит постоянный обмен информацией.

Исследование подобных процессов технически затруднено, но все же ученым удались эксперименты, проведенные на тонком слое поверхностных клеток. В него были имплантированы (внедрены) миниатюрнейшие фильтры, которые отделили одни клетки от других. Оказалось, что сигналы от клеток поступали через мельчайшие поры и они «слушали» друг друга. Однако в тех случаях, когда фильтр был пропитан парафином, связь между клетками прерывалась. Но она сразу же восстанавливалась после того, как клетки росли вниз, огибали фильтр и вступали во взаимный контакт.

Формообразование. Благодаря такому ближнему и дальнему взаимодействию клеток организма создается телесная форма животного. В частности, так воплощается в жизнь идея Творца о художественно пропорциональной форме чаши Нептуна.

Но действительно ли «выполнение этой чаши и средства для этого возможны лишь тогда, когда план всего произведения заранее начертан в самой природе каждого из отдельных строителей»? В первом приближении это так, хотя в природе все гораздо сложнее, чем способны предположить писатели или ученые.

Живой организм завоевывает пространство соответственно заранее установленным законам, то есть процессы формообразования генетически обусловлены. Во все клетки организма определенного вида заложена одинаковая генетическая программа. А для построения той или иной формы и получения гармоничного целого клеточные структуры должны быть разными. Вот поэтому клетки под управлением специальных управляющих систем дифференцируются и получают конкретные сведения о своем будущем расположении в организме. Теперь каждая клетка как бы «знает», где ей надо остановиться, когда перестать делиться и какую форму принять, чтобы войти в состав той или иной части тела.

Ну, а где хранится организационный центр формообразования, следящий за тем, как генетическая запись переводится в реальную объемную структуру, в тело живого существа, и как совершается общее руководство пространственным расположением и формой клеток, ученым пока не известно. Эксперименты продолжаются, причем они идут в самых разных направлениях.

Так, одни исследователи выясняли темпы размножения дрожжевых клеток в слабых излучениях других клеток и разных живых организмов. Например, в кюветы, заполненные питательной средой с дрожжами, поместили маленькие проростки двух сортов лука. А когда через двое суток кюветы определенным образом просветили, то получили очень интересные результаты.

Оказалось, что зона бурного развития дрожжей совпадала с объемом и формой будущих луковиц. В одном случае затемнение от деления дрожжевых клеток было большим и округлым, а в другом – удлиненным и напоминало расчесанную на две части бороду. Посадив эти проростки в почву, ученые к концу вегетации обнаружили, что в первом случае луковица была обычного вида, а во втором – раздвоенной. То есть маленькие скромные проростки несли информацию о том, какими они будут, когда

вырастут, и организовали соответствующим образом окружающее пространство!

Может быть, клетки нашей чаши Нептуна тоже на это способны? Официальная наука об этом умалчивает. Ведь так удобно считать подобные живые существа примитивными, закрыв глаза на непостижимую сложность всех информационных и формообразующих процессов, воссоздающих это прекрасное Божье творение.

Микроорганизмы и клетки

Организация нервной системы и мозга, например позвоночных животных и их аналогов, у одноклеточных творений настолько различна, что, на первый взгляд, представляется несопоставимой. И в то же время для самых разнообразных видов нервной системы, принадлежащих, казалось бы, и совсем простейшим и очень сложным организмам, характерны одинаковые функции.

Дело в том, что органы позвоночного животного, несмотря на некоторую степень самостоятельности, могут функционировать в целостном организме только в связи друг с другом. Поэтому-то такое живое существо наделено этой очень важной организующей и координирующей структурой – нервной системой. С помощью органов чувств и анализирующих систем происходит постоянный сбор и анализ информации о внутреннем состоянии организма и окружающей его среде. А затем формируется целесообразная ответная реакция и поведение животного в целом. Благодаря нервной системе осуществляется его питание, защита, размножение.

А как же тогда живет, например, инфузория туфелька? Ведь нервная система у нее, вроде бы, отсутствует. Однако туфелька движется, питается, выбрасывает наружу непереваренные остатки пищи, размножается. И все эти сложнейшие процессы происходят не хаотично, а в строгой последовательности. Любая реакция определяет последующую. А та, в свою очередь, дает продукт, который необходим для начала очередной реакции.

Рассмотрим некоторые возможности, способности и целесообразные действия микроорганизмов, а также отдельных клеток.

Ведь они, как и многоклеточные животные, получили от Создателя удивительно сложные и для каждого вида по-своему уникальные системы жизнеобеспечения. Это своего рода аналоги нервной системы и даже так называемый «мозговой центр».

К микроорганизмам относится обширная группа живых существ, зачастую различимых только с помощью самой современной исследовательской техники. Это бактерии, так называемые простейшие, микроскопические грибы и вирусы. Поскольку микроорганизмами называют мельчайшие организмы, то к ним, вероятно, можно отнести и сравнительно недавно открытые прионы.

В учебной и популярной литературе настойчиво воспроизводится мнение о примитивности микроорганизмов. Примеров тому множество, вот лишь некоторые из них: «Можно сказать, что бактериальная клетка – просто мешочек, набитый различными веществами» (Энциклопедия для детей, 1998); «Самое простое строение у амебы. Тело амебы представляет собой комочек полужидкой цитоплазмы с ядром посередине» (Детская энциклопедия, 1973).

Может быть такое мнение составителей и авторов основывается только на видимой в микроскоп и схематично изображаемой примитивности строения этих живых творений? Или оно вызвано недостаточным знакомством с научными фактами о сложности их проявлений и о непостижимых для нашего ума возможностях и способностях?

Уже столетия назад ученым было известно об эфемерности видимого в биологии. Да и ведущие современные естествоиспытатели стараются не опираться в своих выводах только на видимое, зависящее от уровня экспериментального оборудования. Они понимают, что в науке о жизни, как и в физике, непосредственная ненаблюдаемость того или иного феномена и невозможность изображения не означает отрицания его существования. На том же основании физиками не могли бы быть открыты элементарные частицы.

И в биологии, если мы даже не видим у живых существ определенных органов, нам все же приходится признавать у них ту или иную деятельность. Дышат все животные, даже те, которые не имеют конкретных дыхательных органов. Они передвигаются без мышц, действуют не только произвольно, но и с определенной целью, принимают пищу и усваивают ее, хотя у них отсутствует пищеварительная система. И все это силами одной-единственной клетки этих малых, но премудро созданных существ!

Еще больше тайн хранит в себе жизнедеятельность прионов, за открытие которых нейробиолог Стенли Прузинер удостоился Нобелевской премии (1997 год). Прионы являются активными, целенаправленно действующими инфекционными агентами, способными к расширенному воспроизводству.

Прионы состоят всего из одной молекулы белка (!), иными словами, они отличаются от всех прочих инфекционных патогенов (вирусов, бактерий и др.) тем, что у них отсутствует какой-либо геном – ДНК или РНК.

Но ведь согласно распространенному мнению, при отсутствии «банка» генетических информационных данных и центра управления организмом любая деятельность живых существ просто невозможна. Однако, как показывают факты, чем проще кажется их устройство, тем более сложные загадки преподносят людям эти Божий творения.

Сложные системы микроорганизмов

Несмотря на то что устройство микроорганизмов кажется примитивным, оно включает в себя строение и функционирование многих жизненно важных систем и органов:

• своеобразные сенсорные системы, в том числе живые приборы, позволяют микроорганизму воспринимать изменения окружающего и внутреннего мира, чтобы адекватно реагировать на полученные раздражения;

• органы движения обеспечивают различные, зачастую целенаправленные, перемещения одноклеточной особи в пространстве и все действия, связанные с ее жизненными потребностями;

• системы координации и управления – сложные комплексы, которые осуществляют организацию и руководство деятельностью всех процессов, систем и элементов даже такого миниатюрного организма.

Кроме того, все микроорганизмы, как и любые живые существа, имеют свои поведенческие особенности. То есть у представителя каждого вида существуют отличные от других врожденные действия и их различные вариации как результат адекватного реагирования на воздействие среды. Сюда входят, например, пищевое поведение, преимущественно связанное с добыванием пропитания; защитное поведение, реализующее оборонительные и защитные возможности организма; репродуктивное поведение и другие поведенческие проявления.

Поведение микроорганизмов в основном строится по наследственной программе – это инстинктивное поведение. И в то же время некоторые из микроорганизмов способны накапливать индивидуальный опыт, приобретать определенные навыки, что соответствует генетически обусловленному поведению на основе научения. Например, те же инфузории, которые, на первый взгляд, кажутся простыми созданиями, способны научиться сортировать взвешенные в воде мелкие частички, отправляя в «рот» съедобные и выбрасывая остальные.

Рассмотрим более детально удивительные возможности систем микроорганизмов, а также для сравнения примеры, демонстрирующие уникальные способности и самостоятельные действия живых клеток.

Как собраться в многоклеточный организм. У некоторых видов амеб существуют две фазы жизнедеятельности:

• фаза их жизни в виде отдельных самостоятельных клеток со всеми функциями одноклеточного организма. Они обитают в теплой влажной среде и питаются бактериями;

• фаза, в которой амебы собираются вместе, образуя многоклеточный организм. Эта вторая фаза связана с недостатком их пищи – бактерий. Так, например, образуется слизистый грибок миксомицет-диктиостелиум.

Сначала его будущие клетки живут самостоятельно, ползая по почве в виде миксамеб. Затем, когда наступают неблагоприятные условия для их жизнедеятельности, одна или несколько этих амеб начинают выделять вещество акразин. Это служит сигналом для их сородичей, и они начинают ползти навстречу друг другу. Ведь рецепторы акразина имеются на поверхности всех амеб. Кто назначает некоторых амеб на роль главных организаторов коллектива, ученым не известно.

Собравшиеся вместе миксамебы готовы к сборке нового организма. И в этом им помогают структурные и молекулярные приспособления, позволяющие клеткам узнавать друг друга и ассоциироваться. Миксамебы постепенно образуют многоклеточный плазмодий, который становится червеобразным слизевиком. Он превращается в маленький грибок с округлой головкой, где находятся споры. Головка гриба стоит на тонкой ножке, а сам он не более двух миллиметров.

Интересно, что этот многоклеточный организм собирается из отдельных клеток-амеб буквально на глазах. Причем благодаря генетической информации процесс самосборки исключает хаотичность при их взаимодействии. Идут строго упорядоченные и отлаженные механизмы формирования отдельных органов и всего организма в целом.

Новое живое существо имеет уже свои жизненные задачи – пережить период с недостатком пищи и произвести на свет споры. При благоприятных условиях во влажной среде из спор появятся молодые миксамебы. И таким образом замкнется жизненный цикл этих маленьких, премудро созданных животных.

Восстановление целого организма из его части. В условиях предыдущего эксперимента с миксамебами ученые решили сократить количество сливающихся клеток до половины. И оказалось, что из этой половины миксамеб получился той же формы грибок, но вдвое меньшего размера. Когда оставили четвертую часть клеток, они вновь собрались в совсем маленький грибок со всеми присущими ему формами.

Это говорит о том, что каждая клетка несет информацию о форме тела грибка данного вида, которую нужно совместно сложить.

Правда, существует предел, когда клеток для построения миксо-мицета не хватает.

Не менее интересны опыты, проведенные с плоскими червями планариями. В эксперименте планарию разрезали на множество кусочков произвольных размеров и оставили их в покое. И оказалось, что клетки в каждом кусочке ткани планарий стали изменять свою специализацию и перестраиваться в целое животное.

Прошло три недели, и по дну сосуда поползли едва заметные глазу планарии-крошки разных размеров. У них, к радости сердобольных исследователей, была даже видна головка с глазами и расставленными в стороны обонятельными «ушками». Эти животные продемонстрировали, что способны воспроизвести свой облик даже из 1/300 части тела планарий.

В этом эксперименте открылся еще один немаловажный факт: каждое новое существо восстановилось из разного количества клеток в зависимости от размера отрезанного кусочка тела планарий. Но все организмы получились как по одному «чертежу». Значит, во всяком кусочке ткани появлялся организующий центр, который, используя клеточную информацию о форме целого организма, управлял его сборкой из существующего количества клеток.

Подобные опыты ставились и с одноклеточными существами – с крупными, в 2 миллиметра длиной, инфузориями спиростомами. Инфузорию разрезали микроскальпелем на 60 частей, и по прошествии определенного времени каждый кусочек восстанавливался в целый организм.

Но как это возможно? – спросите вы. Ведь вся генетическая информация об этом одноклеточном организме как раз и заключена в его единственной клетке. И 1/60 часть инфузории должна была содержать только малую часть данных о будущем живом существе. Но это факт, и он еще раз показывает нам сложность и совершенство сотворенного микромира.

А вот еще эксперимент, в котором участвует инфузория трубач размером около 0,5 мм. Если ее разрезать на части, то в течение нескольких часов полученные кусочки округлятся и начнут быстро превращаться в трубачей меньших размеров.

Здесь также происходит восстановление одноклеточного существа из его малой части. Вначале идет сложнейший процесс изменения специализации различных участков бывшего тела трубача. Каждая часть в пространстве даст свою форму. Например, в том кусочке, где было скопление ресничек, происходит сужение конца трубача, а в другом – наоборот.

Многочисленные исследования и выдвинутые теории так и не смогли ответить на вопросы – какие приборы следят за формой восстанавливающейся клетки, откуда подается команда, как вести себя той или иной части клетки и т. п.

Координация движений. Хотя простейшие, как явствует из классификации, принадлежат к наиболее примитивно устроенным живым организмам, однако это не всегда соответствует действительности. Достаточно посмотреть на грациозные плавательные движения инфузорий, которые осуществляются благодаря координированным биениям ресничек.

Организованное движение подразумевает существование у этих организмов системы, которая служит аналогом нервной системы у высших животных. Это относится ко всем простейшим с координируемыми движениями. Однако нервной системы как таковой у них нет. Вместо нее имеются нервоподобные волокна, нейрофибриллы, идущие от контролирующего центра к усикам.

Так, клетки эуплотеса имеют очень высокую степень координации движения для такого, казалось бы, примитивного простейшего. То же самое можно сказать и в отношении обычных инфузорий. Экспериментально доказано, что нейроподобные волокна у них функционируют так же, как и нервы. Специальным инструментом, применяемым в клеточной хирургии, на клетке были сделаны надрезы между контролирующим центром и усиками. После этого клетки утрачивали способность к координированному движению. Аналогичные надрезы в других местах клетки не влияли на координацию движения, если целостность нейро-фибрилл не нарушалась.

Биохимический парадокс. Подобно множеству других одноклеточных форм, тетрахимена передвигается с помощью ресничек и питается более мелкими организмами, главным образом бактериями. Тщательные исследования показали, что для жизнедеятельности тетрахимены необходимы те же аминокислоты, минеральные соли, витамины и сахара, что и для высокоразвитого животного.

Однако это микроскопическое живое творение не может синтезировать необходимые химические соединения. Поэтому тут мы имеем дело с развитым одноклеточным гетеротрофным (от греч. heteros – другой) организмом, который с точки зрения биохимии почти так же сложен, как и животное, состоящее из триллионов клеток.

Так ли уж проста тетрахимена как форма жизни?

«Разборчивая» туфелька. Эти одноклеточные организмы тоже не так примитивны, как можно было бы думать. Так, парамеция туфелька глотает далеко не все, что попадается ей на пути. У туфельки хорошо развит вкус, и то, что ей не нравится, во временные «желудки» к ней не попадает. Парамеции вылавливают из воды бактерий, лакомятся растертым куриным желтком и почему-то охотно поглощают краситель кармин, в отличие от крупинок серы и микроскопических кристалликов солей.

Чтобы выяснить, каким образом пищевые вещества оказываются «во рту» парамеций и каким образом туда не попадают несъедобные частички, провели следующий эксперимент.

В каплю воды, где плавали инфузории, ввели смесь из равных частей тщательно размельченного кармина и серы. В микроскоп было отчетливо видно, что реснички ротовой впадины без разбора загоняли в глотку все, что плавало на воде, но красные частички кармина скапливались на дне глотки и через каждые минуту-пол-торы попадали во вновь образующиеся «желудочки», а желтые частицы серы, не задерживаясь, выбрасывались наружу.

Однако разгадать, как удается туфельке рассортировать взвешенные в воде частички, пока не удалось.

Действие «боевых стрел» инфузорий. Удивительно сложные защитные устройства и действия присущи инфузории-туфельке.

Кроме многочисленных ресничек, инфузория получила и бессчетное количество стрекательных палочек – трихоцист (от греч. trichos – волос). Они представляют собой цитоплазматические органеллы особой «конструкции» (из белковых телец длиной 2–6 микрометров) с плотными острыми наконечниками. Трихоцисты выполнены как боевые стрелы и предназначены в основном для защиты жизни миниатюрного животного.

Эти устройства предусмотрительно спрятаны в глубине крохотных отверстий на одноклеточном теле инфузории. А в цитоплазме они находятся в полной готовности, располагаясь перпендикулярно поверхности тела.

Стоит только коснуться тела инфузории даже тончайшим волоском, как это миниатюрное животное тотчас же ответит на раздражение залпом своего стрекательного оружия. При выстреле эти белковые тельца вытягиваются в нить длиной 20–60 микрометров, увеличиваясь в 10 раз. Поскольку наконечники «стрел» маленькой инфузории, так же как и стрелы индейцев, содержат ядовитое вещество, то они отравляют нападающего.

Трудно себе представить, какая мощная генетическая программа заложена в этом животном, так несправедливо называемом простейшим. В этой программе заключена не только «документация» на изготовление «боевых стрел» довольно сложного строения и яда определенного химического состава, но и определен сам защитный механизм скоординированного залпа. Ведь он обеспечен целым комплексом целесообразных устройств и согласованных действий цитоплазматических образований, заменяющих одноклеточным животным мышцы.

Как видите, даже одноклеточное существо не оставлено Творцом беззащитным.

Эти удивительные бактерии

Об основной части (99,9 %) всех видов бактерий мы ничего не знаем, так как они в основном не культивируются в лабораторных условиях. Знания наши основаны на 0,1 % видов бактерий (а их – миллионы видов). Но и это позволяет понять, что мир живого непостижимо сложен и поистине неисчерпаем!

Какую степень сложности должно иметь живое создание, чтобы обладать подобием органов чувств, правильно воспринимать среду обитания и определять собственные потребности, иметь кратковременную и длительную память, принимать правильные решения, чтобы адекватно реагировать на любые воздействия, да и вообще проявлять индивидуальные черты? – задались вопросом ученые. И сами же на него с изумлением ответили: достаточно быть одноклеточным организмом, той же бактерией. Как уже было сказано, по традиционным понятиям, ограниченным рамками существующих концепций, они представляют собой простейшие и бесчувственные формы жизни.

«Окна» в мир у бактерий. Как ни удивительно, но одноклеточным животным тоже даны «окна» в мир, способность ощущать среду обитания и неплохо в ней ориентироваться. Для этого они имеют высокочувствительные рецепторы, которые и играют роль органов чувств, а также систему для анализа полученной информации.

Например, рецепторы реагируют на строго определенные молекулы, и такая химическая чувствительность подобна восприятию запаха и вкуса. Как уже говорилось, запах может определяться вибрационными свойствами молекул и их составляющих. И любой аромат связан с конкретными частотами (волновыми числами) инфракрасного диапазона. Поэтому специфические рецепторы (хеморецепторы) способны реагировать на присутствие в среде химического вещества даже на расстоянии.

А далее воздействие вещества на рецептор запускает последовательную цепь таких сложных реакций, которые, казалось бы, не должны происходить у одноклеточных организмов. Но все то сложное и целесообразное, что происходит с микроорганизмами, еще и еще раз подтверждает, что каждое, даже очень малое, существо является уникальным Божиим творением.

Химическая ориентация. Каким же образом применяют микроорганизмы свои «органы чувств» при химической ориентации. Для многих из них характерен хемотаксис – процесс ориентации под влиянием химических веществ и полей различной природы. Он осуществляется с помощью хеморецепторов, расположенных прямо на самой клетке.

Хемотаксис лучше всего наблюдать на одноклеточных – инфузориях и амебах. Хорошо видно, как они убегают от одних химических веществ и движутся к другим, переходят из области низкой концентрации в высокую, или наоборот. Исследования показывают, что хеморецепторы очень чувствительны к изменению и концентрации и химического состава вещества вокруг этих животных. Часто они ощущают буквально считанные ионы, присутствующие в среде.

Такой таксис одноклеточных существ сравним с наведением ракеты на цель. В случае живых организмов он самоуправляем и сходен с действием той ракеты, у которой программа наведения рассчитана, например, на инфракрасное излучение. Одноклеточный организм принимает сигнал и либо движется навстречу передатчику и стыкуется с ним, либо движение происходит от передатчика, так как он старается избежать встречи.

Если таксис положительный, то приемник сигнала (в данном случае микроорганизм) обязательно должен найти передатчик. И куда бы тот ни отклонялся в определенных пределах, все равно будет найден стремящимся к нему животным. Иными словами, когда происходит перемещение передатчика сигнала, то, как и в случае с самонаводящейся ракетой, происходит корректировка траектории микроскопического организма, который до сих пор многие считают примитивным.

Такое поведение одноклеточных существ помогает ученым представить, как, используя хемотаксис, передвигаются в человеческом организме различные клетки, относящиеся к имунной системе (макрофаги, лимфоциты и др.) – Они призваны защищать организм от «непрошеных гостей». Поэтому клетки-спасатели должны на расстоянии узнавать о появлении болезнетворных агентов и целенаправленно двигаться в их сторону.

Высокая чувствительность и «эффект домино». Среди микроорганизмов можно найти немало рекордсменов, способных ощущать отдельные молекулы и улавливать наиболее слабые из известных нам, а возможно и неизвестных полей.

Так, бактерии дана способность ощутить разницу между одной и двумя частицами среди 10 тысяч таких же частиц. Представьте для сравнения, что перед вами две стеклянные банки, заполненные монетками, и вам нужно «почувствовать», в какой из них ровно 10 000 монет, а в какой их 9999!

Загадочную способность бактерии откликаться на одну-единственную молекулу ученые пытаются объяснить, прибегая к различным теориям, в том числе к «эффекту домино».

Рецепторы на поверхности клетки соединены в гигантский кластер (сложно организованную группу). И стоит только одной из молекул вещества вступить во взаимодействие с определенным рецептором, как срабатывает пресловутый эффект домино. Тогда весь кластер перестраивается согласно «указаниям» заложенной Творцом в одноклеточный организм генетической программы. Причем это происходит не произвольно, а строго определенным образом.

В результате изменяется состояние всей поверхности бактериальной клетки. И соответственно меняются некоторые организменные процессы, а также поведение этого живого существа.

Перевод химического языка на световой. Чувствительность к внешнему воздействию обнаруживают и другие микроорганизмы. Например, ночью на море можно увидеть слабый мерцающий свет. Это светятся одноклеточные ночесветки. Если ударить чем-либо по воде, то свечение в этом месте станет значительно интенсивнее, и вода вспыхнет голубоватым светом. Это ночесветки «зажгут» свои клетки-фонарики в ответ на механическое раздражение.

Таким же свечением они ответят даже на самое незначительное повышение ионов натрия или сахара в воде, то есть на химическое раздражение. Ведь их хеморецепторы являются приемным устройством в системе анализа химических соединений. А они редко ошибаются.

Опыты говорят не только об очень тонком механизме хеморецепции, но еще и о передаче информации другим одноклеточным существам. Вспышка ночесветок при введении в воду химических веществ – это перевод информации химического языка полученного сигнала, посланного веществом, на электромагнитный – световой. И тогда загоревшийся фонарик ночесветки становится сигналом своим соплеменникам. Он даст им предупреждение о возможной опасности, связанной с изменением состава химических соединений в водной среде.

Восприятие различных видов энергии. Молекулярные «органы чувств» бактерии информируют ее о различных внешних событиях не только благодаря химическому взаимодействию с сигнальными веществами. Бактерия дифференцированно воспринимает в виде раздражения и многие виды энергии: световые волны, звуковые колебания, гравитацию, вибрации, угловые ускорения и т. п.

Больше того, бактерии могут предупреждать нас и о всплесках солнечной активности за неделю до их появления. Эти микроскопические животные, способные менять свою окраску, служат главной «деталью» сверхчувствительного прибора. На что они реагируют – на изменение электромагнитных полей или на сигнальные частицы, летящие от Солнца, – пока не выяснено.

А организм бактерий, проживающих в соленых водах, специально создает крохотные цепочки магнитных кристаллических частиц – магнетосом. Они содержат железо в виде магнетита и помогают бактерии ощущать магнитные поля, чтобы направлять ее движение с помощью геомагнитного поля Земли. Благодаря своему чувствительному компасу миниатюрные существа легко ориентируются и быстро мигрируют в нужном направлении.

Наследственная способность бактерий создавать для себя настоящий компас – факт сам по себе удивительный. Заслуживает внимания и то, что представители трех видов бактерий, которые обитают в водах, насыщенных серой, строят свои компасы не из окиси железа, а образуют кристаллическое вещество греигит, соединяя железо с находящейся вокруг в избытке серой. Причем бактерии создают свой собственный кристалл греигита по уникальной, пока не разгаданной людьми микротехнологии.

Механизмы построения каждой разновидности таких кристаллов идентичны в любом организме бактерий конкретного вида. И эти технологические процессы изготовления собственных «приборов» с такой же точностью воспроизводятся у потомков бактерий. А эти потомки и дальше понесут эстафету, врученную когда-то первой появившейся на свет бактерии этого вида.

Такая неукоснительно соблюдаемая преемственность поколений заложена Создателем в организм этих отнюдь не примитивных существ. Для Него нет ни больших, ни малых творений – для Него все едины и каждому дано все необходимое, в том числе и «окна» в мир, чтобы жить своей полноценной жизнью.

Аналог нервной системы бактерии. Вот еще один парадокс, связанный с организмом бактерии. Восприятие этим одноклеточным существом окружающего мира происходит под воздействием самых разных сигналов. Циркуляция таких информационных сигналов внутри бактериального организма представляет собой весьма сложную систему со многими связями.

Чтобы правильно реагировать на поступающие сигналы, клетка бактерии должна решить несколько задач:

• воспринять сигналы, часто несущие огромное количество информации;

• доставить их по назначению;

• обработать полученную информацию;

• адекватно отреагировать на получение сигналов;

• выключить системы реагирования после исчезновения сигналов. Постоянная переработка всей информации чрезвычайно важна для жизнедеятельности бактерии. Для решения множества задач у такого, казалось бы, просто устроенного организма, также как и у многоклеточного животного, существует аналог нервной системы.

Устройства для целенаправленных движений. Поскольку у бактерии «в одном лице» представлены и клетка и организм в целом, то, восприняв раздражение, они каждый по-своему автоматически реагируют на него. Клетка переходит в состояние возбуждения – к активной физиологической деятельности, выражающейся, например, в возникновении биоэлектрического потенциала, способного к распространению, а организм – к активному движению.

Одни бактерии способны к скользящему передвижению за счет специально существующей слизистой капсулы на поверхности клетки. Другим же даны особые органы движения – жгутики (от одного до пятидесяти). Они берут свое начало под цитоплаз-матической мембраной, закрепляясь там с помощью пары дисков. Вращая эти жгутики, бактерия может достаточно активно передвигаться, причем направление их вращения периодически меняется.

Осуществлять движения бактерии помогает очень тонкая и сложная наследственная система управления организмом. Она-то и направляет определенные сигналы к так называемым «ротационным моторам» жгутиков. Один такой сверхмалый «мотор» размером до 30 нанометров (в 1 миллиметре – 30 тысяч таких моторчиков) может достигать 100 оборотов в секунду! Вращается он как вперед, так и назад, позволяя бактерии осуществлять четко направленные движения. Для «микропроизводства» такого «ротационного двигателя» должны быть закодированы тысячи специфических внутриорганизационных структур, так что жгутики – это совершенно уникальное образование.

С помощью длинного подвижного жгутика, находящегося на одном из концов тела, плавают и жгутиконосцы. Его устройство позволяет малышам развивать поразительно большую для их размеров скорость. За секунду эти микроорганизмы покрывают расстояние в 30 миллиметров, что в 50–70 раз превышает длину их тела. Для сравнения: автомобиль длиной около 5 метров при скорости 90 километров в час, то есть 25 метров в секунду, проходит расстояние всего лишь в 5 раз превышающее собственную длину.

Если бы жгутиконосцы были размером с этот автомобиль, то они за час пробегали бы дистанцию в 1000 километров, то есть со скоростью самолета.

А у инфузорий нет жгутика, зато все тело как шерсткой покрыто 10–15 тысячами ресничек, работающих подобно веслам. Движения ресничек великолепно координируются. Их взмахи равномерными волнами прокатываются вдоль всего тела инфузорий, позволяя им развивать немалую скорость – 2 миллиметра в секунду. Конечно, инфузории плавают медленнее жгутиконосцев, но тоже очень неплохо. Они за секунду покрывают расстояние, в 6—15 раз превышающее собственную длину, что соразмерно скорости автомобиля.

Память бактерий. Механизм, обеспечивающий бактерии возможность находиться в постоянном движении, казалось бы, прост. Но даже в нем есть тонкости, которые трудно ожидать от столь миниатюрного существа. Так, его действие зависит не от абсолютной концентрации какого-то вещества, а от ее изменения. Хотя мера возрастания или убывания концентрации, ее градиент – явление пространственное, бактерия воспринимает его во времени, так как она плывет. Бактерия замечает, что концентрация становится выше или ниже, чем была перед этим.

Иными словами, у бактерии есть что-то вроде памяти. Поэтому можно пространственный градиент заменить временным. Если взять аминокислоту и добавить фермент, разрушающий ее с подходящей скоростью, то концентрация аминокислоты будет снижаться. Бактерии отвечают на это изменением направления движения так, как будто они плывут в зону с более низкой концентрацией.

Бактерия – это индивидуальность. Существовало мнение, что бактерия – это своего рода подвижный самоуправляемый модуль, «биочип», который объединяет в себе сенсор, логическое и исполнительное устройство, а также системы подвижности.

Однако более поздние исследования показали, что на самом деле бактерии обладают не только памятью, но и проявляют определенные особенности, свою индивидуальность. Если понимать индивид как отдельный организм, элементарную единицу жизни, имеющую все признаки, свойственные ее виду, и в то же время наделенную собственными особенностями, отличающими ее от других таких же организмов этого вида, то бактерии принадлежат к их числу. Установлено, что молодые бактерии способны к научению и запоминанию, чего лишены их более старые сородичи. Если они не освоили чего-то в юности, то уже не смогут сделать этого никогда.

В процессе экспериментов обнаружилось, что несмотря на одинаковость генетической структуры и окружающей среды отдельные особи среди бактерий обладают совершенно уникальными поведенческими возможностями. Это подтверждает закон сохранения индивидуальности, согласно которому индивидуальная специфика организма возникает с момента появления на свет и сохраняется до его смерти.

Бактерии обладают органами чувств, похожими на глаза и уши, информацию от которых воспринимает некий аналог мозга. Благодаря ему бактерии способны принимать решения.

Описаны опыты, в которых с помощью растворов различных веществ, привлекающих или отталкивают бактерий, удалось обнаружить, что бактерии обладают не только кратковременной, но и долговременной памятью. Они помнят, где именно находили пищу. Столкнувшись с неизвестным, бактерии как бы разрабатывают стратегию действий и в следующий раз уже следуют ей по памяти.

Это открытие оказало ошеломляющее действие на исследователей. Ведь человек, принимая решение куда двигаться, задействует сотни, если не тысячи клеток мозга, а одноклеточная бактерия для этого руководствуется памятью только одной клетки.

Так существуют ли примитивные формы жизни?

Бактерия чинит свою единственную ДНК. Благодаря сложности строения и совершенным системам организма бактерии способны реагировать на внешние воздействия и зачастую устранять его «поломки». Известно, что организм, даже одноклеточный, всегда занят изготовлением и починкой сложных молекул, из которых он состоит. Как только он прекращает это делать, то умирает, превращаясь в совокупность более или менее свободных атомов. А они уже не смогут сами соединиться в макромолекулы, которые автоматически объединятся, чтобы восстановить живую клетку.

По способности ремонтировать (воссоздавать) кольцевую макромолекулу ДНК – самую сложную структуру клетки, ее «библиотеку» наследственных знаний, координирующий и управляющий центр – бактериальный организм не знает себе равных!

Обнаружены бактерии одного из видов, которые выносят дозу радиации, в 60 тысяч раз превышающую смертельную дозу для многоклеточного животного. И хотя такое излучение буквально рвет в клочки ДНК бактерии, после прекращения облучения ее организм способен привести свою макромолекулу в полный порядок.

Но ведь согласно классической теории именно ДНК является «банком» различных информационных данных и управляет процессами синтеза всех молекул. Какая же тогда структура возглавляет сложнейший комплекс работ по воссозданию самого носителя генетической информации?

Пока науке не известно, что представляет собой тот другой управляющий центр клетки и носитель наследственных знаний по построению макромолекулы ДНК, который не подвержен изменениям при облучении.

Возможности живой клетки

Огромная информационная насыщенность материала и интерес к непостижимым нашим умом способностям и возможностям живой клетки заслуживают отдельной книги. Здесь же мы лишь немного коснемся этой темы, чтобы читатель смог составить общее представление.

Информация клетки. Прошедший век открыл нам для размышлений, душевного восприятия и формирования мировоззренческих понятий об устройстве мира удивительные знания. Как оказалось, почти все клетки любого организма включают в себя полный комплект информации, необходимой для создания живого существа данного вида. То есть каждая его клетка, например сердца, глаза, кожи, «знает», как именно создается печень, вкусовой анализатор, мозг, да и весь организм в целом.

Например, жизнь любого организма после оплодотворения (в некоторых случаях и без него) начинается с единственной клетки, в которой заложена вся эта информация. После деления все клетки начинают организованно выполнять свою конкретную задачу: одни дают начало костям, другие – мышцам, третьи – печени, четвертые – мозгу.

Поскольку гены в каждой клетке способны дать начало любой части тела, то ученые предположили, что должны существовать какие-то специальные химические вещества, которые и отдают нужные команды генам. Например, гены определенных клеток в какой-то момент получают сигнал, что им пора начинать строить сложную «архитектуру» глаза по известным им чертежам и технологии, используя весь комплекс наследственной информации. А тем временем гены других клеток уже выполняют подобным образом организованную работу по построению, скажем, желудка.

Но откуда же химическим веществам известно, каким клеткам и в какое время отдавать приказы, чтобы именно в свое место поместить глаза, а в свое – желудок? Предопределенность такой специализации клеток, управляемой какими-то «умными» веществами, так и остается одной из многочисленных загадок.

Да и вообще, как считают ученые, клетка еще изучена слабо. Почти каждые 7—10 лет происходит открытие совершенно новой клеточной структуры. Мало того, функции давно уже открытых структур во многом до сих пор остаются неясными.

Как видите, не только нервная система во главе с мозговым центром, но и одна-единственная живая клетка предстает перед нами как огромный мир, полный нераскрытых тайн.

Выращивание клеток и тканей. Для того чтобы получить клеточную культуру, ткань животных или растений обрабатывают ферментами, что вызывает ее распад на клеточные элементы. Эти клетки выращивают при температуре тела в соответствующей для данного вида тканей среде с добавлением специальных веществ, что заставляет клетки расти и размножаться.

Одни из клеток требуют относительно простой среды, состоящей из неорганических солей витаминов и аминокислот. А для выращивания других нужна особо сложная среда, включающая микроэлементы, гормоны роста или пока не изученные вещества, встречающиеся, например, только в кокосовом молоке.

Ученые сумели получить даже непрерывные, «бессмертные», клеточные линии, которыми можно пользоваться десятилетиями. Кроме того, большинство клеток и тканевых культур хорошо переносят глубокое замораживание с помощью жидкого азота. В таком состоянии они способны храниться неограниченно долго (так создаются банки клеточных культур).

В настоящее время в прикладных целях широко используется метод выращивания специальных клеточных структур. Так, в Швейцарии создан биореактор, в котором под компьютерным контролем выращивается человеческая кожа, необходимая при лечении тяжелых ожогов. У пациента с непострадавшего участка тела берут кусочек кожи, из которого выращивается лоскут для пересадки на место ожога. При таком методе не происходит отторжения ткани. Швейцарский биореактор позволяет за 12 дней из 3 квадратных сантиметров кожи вырастить лоскут в половину квадратного метра.

Выдающимся достижением биологов стало выращивание в пробирке стволовых клеток, участвующих в «сборке» тела живого существа.

Нельзя не упомянуть и о методе создания артерий из культур клеток самого пациента. Они в 20 раз прочнее собственных артерий и, естественно, биосовместимы. Клеточные слои артерии выращиваются на пластиковой трубке в течение 7–9 недель, а затем пластик вынимается, и новый сосуд готов для хирургии.

«Хозяин» в чужом доме. Особенную самостоятельность и активность проявляют нервные клетки. Так, в условиях эксперимента клетки из серого вещества мозга одной крысы пересадили в белое вещество мозга другой крысы. И неожиданно для себя исследователи обнаружили у пересаженных донорских клеток быстрый рост аксонов – отростков, которые осуществляют передачу нервных импульсов. А далее еще интересней: 80 % этих клеток «пустили корни» в серое вещество мозга второго животного и стали передавать сигналы по новым направлениям так же ус

пешно, как и обычные нервные клетки хозяина.

Или, например, клетки костного мозга, пересаженные в другие ткани тела, способны реконструировать иммунную систему и стимулировать рост мускулов и костей у дистрофиков. А если в омертвевшую после инсульта ткань мозга впрыснуть культуру нервных клеток, взятых у пациента, то она приживается и через 24 недели восстанавливает его речь и подвижность.

Способность нервных клеток к самостоятельной деятельности позволяет «ремонтировать» спинной мозг. Проводятся успешные опыты на животных, в частности, на свиньях. Из нервных клеток земляных червей получают композит, «склеив» их полиэтиленгликолем. Затем с ним спрессовывают разорванные концы поврежденного спинного мозга свиньи. Проводимость мозга при этом возрастает до 58 %, и парализованные свиньи начинают бегать.

Непрерывное движение клеток. Отдельные клетки наделены очень важным свойством любого живого организма – находиться в постоянном движении. При этом они могут изменять форму, изгибать мембрану, ползать по поверхностям, пробираться через узкие проходы, плавать разнообразными способами в жидкости.

Движение одних клеток происходит благодаря работе псевдоподий – ложноножек. Эти непоседы передвигаются медленным шагом со скоростью 10–13 миллиметров в час. При таком движении, называемом в науке амебоидным, тело будто перетекает с одного места на другое.

Для других клеток характерен высокоскоростной способ передвижения за счет волокноподобных образований различной длины. Такие короткие образования, волоски, обычно называют ресничками, длинные – жгутиками. С помощью ресничек перемещаются, например, яйцеклетки в яйцеводах и слизь в дыхательных путях. А благодаря волнообразным движениям жгутиков передвигаются спермин растений и животных.

Клетка в процессе движения сохраняет свои границы, так как обладает своеобразным скелетом – цитоскелетом. Эта система построена из особых структур: белковых микротрубочек и микроволокон, пронизывающих всю цитоплазму. А двигательную функцию выполняют пучки из нитей, в состав которых входит, кроме других белков, – белок актин. Наличие цитоскелета не мешает плавающей в жидкости округлой клетке размером, например, в 10–15 микрометров проходить через 3—5-микрометровый капилляр. При этом шарик превращается в узкий тяж, а ядро – в палочку.

Клетки способны передвигаться и по различным поверхностям. Так, клетки эпителия (ткани, покрывающей поверхность кожи) на краях раны обладают очень важной для организма способностью. Они почти сразу начинают ползти на обнаженную раневую поверхность, чтобы ее быстрее затянуть.

Интересно, что клетки реагируют на поверхность в зависимость от ее состава: они не любят медь и не хотят приклеиваться к некоторым искусственным материалам.

Движение невозможно без информации о положении движущегося объекта и цели передвижения. Например, еще в эмбриональном периоде развития организма, когда закладываются ткани и органы, многие клетки активно переселяются в разные точки эмбриона. Они точно знают, в какой момент и куда им направляться. Каким образом регулируется это движение, пока остается загадкой.

Целенаправленное передвижение лейкоцитов. Лейкоциты – это белые кровяные клетки, предназначение которых быть защитниками организма. Они обязаны истреблять попадающие в него микроорганизмы и инородные частицы.

Для своей неутомимой деятельности лейкоциты наделены способностью проникать в самые дальние участки тела. При движении они выпускают ложноножки подобно амебам. У этих кровяных телец даже своя «походка», на которую влияет все: и как клетка выбрасывает ложноножку, и какой формы псевдоподии, и как быстро они образуются. Биологи способны по этим характерным особенностям определить почти каждый вид амеб, но пока не лейкоцитов.

Чтобы проникать через все препятствия, например через узкий капилляр, белые клетки даже при большом диаметре способны вытягиваться в узкий тяж. Для чего нужны такие преодоления препятствий?

Дело в том, что «родильный дом» лейкоцитов – кроветворные органы, а место их обитания находится в крови. Поэтому, чтобы попасть в кроветок, лейкоциты пересекают клетку и пролезают сквозь стенки кровеносного сосуда. Для этого их псевдоподии активно внедряются в стенку сосуда между ее клетками. А за ними сквозь этот узкий промежуток, вытягиваясь и причудливо изгибаясь, протискивается и весь лейкоцит.

При полученном сигнале «тревога!», скажем, если вы загнали грязную занозу, лейкоциты устремляются уже в обратном направлении – из крови через стенки сосуда в ткани. Далее они движутся к занозе, чтобы ликвидировать попавшие с ней инфицирующие бактерии.

Разве такие удивительные возможности клеток и их способность к самостоятельной деятельности не сравнимы с чудесами? Все в созданном мире живого сложно и целесообразно.

Заключение

Всякое дыхание да хвалит Господа

«Все, все в этом мире есть наука для человека, вся эта видимая тварь, вся эта пространная картина, предстоящая нашему умному взору, соткана для нашего вразумления, отрезвления, для нашего спасения. Каждая травинка, цветок, каждый ручей, каждое насекомое – это слова, которые учат нас, призывают познать Великого Творца Мира и Жизнеподателя Бога» (Архим. Лазарь (Абашидзе).

Во все времена – до и после грехопадения, главное предназначение любого живого существа – в служении человеку. Вот что об этом говорит прп. Симеон Новый Богослов:

«Бог в начале, прежде чем насадил рай и отдал его первозданным, в пять дней устроил землю и что на ней и небо и что в нем, а в шестой создал Адама и поставил его господином и царем всего видимого творения. Рая тогда еще не было.

Но этот мир бысть от Бога, как бы рай некий, хотя вещественный и чувственный. Его и отдал Бог во власть Адаму и всем потомкам его… "И насади Бог рай во Едеме на востоцех. И прозябе Бог еще от земли всякое древо красное в видение и доброе в снедь" (Быт. 2, 9), с разными плодами, которые никогда не портились и никогда не прекращались, но всегда были свежи и сладки и доставляли первозданным великое удовольствие и приятность. Ибо надлежало доставлять и наслаждение нетленное оным телам первозданных, которые были нетленны…

Адам был создан с телом нетленным, однако ж вещественным, а не духовным еще, и поставлен Творцом Богом как царь

бессмертный над нетленным миром – не только над раем, но и над всем творением, сущим под небесами…

После преступления Адама не проклял Бог рая… а проклял лишь всю прочую землю, которая тоже была нетленна и все произращала сама собою… Тому, кто сделался тленным и смертным по причине преступления заповеди, по всей справедливости надлежало и жить на земле тленной и питаться пищею тленною…

Затем и все твари, когда увидели, что Адам изгнан из рая, не хотели более повиноваться ему, преступнику… Но Бог… сдержал все эти твари силою Своею и по благоутробию и благости Своей не дал им тотчас устремиться против человека и повелел, чтобы тварь оставалась в подчинении ему и, сделавшись тленною, служила тленному человеку, для которого создана…»

Истак, великое множество живых творений призвано служить человеку и обеспечивать благополучие планеты – его просторного жилища. Одни из них выделяют кислород и очищают воздух, другие – сдерживают чрезмерное размножение потребителей растений или животных, третьи – являются опылителями, четвертые – почвообразователями, пятые – составляют важное звено в общей многозвенной пищевой цепи. При этом живые существа самых разных видов наделены целым рядом функций, о которых мы даже и не подозреваем.

Через мир живого передается любовь Господа к созданному Им человеку. Поэтому одно из главных предназначений растений и животных – доставлять людям душевную радость, являться для них источником вдохновения и напоминать о потерянном рае. А человек получил в дар способность ощущать, воспринимать прекрасное, имеет возможность чувствовать определенные закономерности окружающего мира – гармонию, симметрию, ритм, меру в звуковых и цветосветовых отношениях, чтобы по достоинству оценивать сотворенное живое чудо.

Для того чтобы все живые создания знали, как им жить и что делать на Земле, они обладают генетической информацией, определенной програмой жизнедеятельности. Заложенная в организм животного каждого вида, она неукоснительно выполняется и непрерывно передается из поколения в поколение. Благодаря такой

созидающей и управляющей роли Творца обеспечиваются все необходимые условия, чтобы каждое из живых существ реализовало свое предназначение, получило индивидуальную «профессию», могло занять только свое место, свою собственную нишу в идеально сплетенном живом кружеве, покрывающем всю нашу планету.

Животные распространены по всему земному шару. Но представители одних видов занимают территорию с большим разнообразием условий обитания, другие же обитают только в строго определенных условиях: в жарких странах, в тундре, в Антарктиде и т. д. Их нельзя поменять местами. Ведь организм живых существ каждого вида изначально рассчитан для своей нормальной жизнедеятельности на определенный диапазон условий обитания. Поэтому животные стараются занимать и могут адаптироваться только на той территории, которая отвечает заданным требованиям. И даже, казалось бы, совсем беззащитные создания не приспосабливаются и выживают в суровой среде обитания, а активно живут в ней той жизнью, особенности которой внесены в их генетическую программу. И они не пытаются сменить «неудобное» место обитания, поскольку не имеют на то своей собственной воли.

Знания о предназначении всего живого на планете могут стать основой для целостного понимания сотворенного мира, где ни человек, ни гигантское или микроскопическое животное и растение не были созданы без определенной цели. Может быть, это поможет осознать и наше собственное предназначение.

Живые создания в зависимости от вида получили в дар и многофункциональную нервную систему, которая обеспечивает им самые разные ощущения, восприятие среды обитания, внимание, воображение, память.

Важной частью общей нервной системы являются сенсорные анализирующие системы. Они представляет собой как бы своеобразные «умные окна» во внешний и внутренний мир животных. Их составляют органы чувств с рецепторами, живые приборы и структуры для анализа получаемой информации.

Кроме того, организм живых творений наделен сложными системами и органами, отвечающими за их движение – целенаправленное перемещение в пространстве, захват пищи и другие индивидуальные действия. При этом, что бы ни увидели глаза, ни услышали уши, ни почувствовала конечность или тело, – информация тотчас передастся в виде сигнала по нервным волокнам к мозгу для анализа. А уже от него разбегутся по ниточкам двигательных нервов приказы мышцам и внутренним органам.

Нет предела познанию совершенства сотворенного мира. Чем больше мы его узнаем, тем лучше понимаем, что ни одно живое существо не создано беспомощным, «глухим» и «слепым». Каждое имеет все необходимое для восприятия окружающей природы и передвижений. Для чего? Чтобы жить в ней полноценной жизнью, выполнить поставленные перед ним задачи и продолжить свой род, передав потомкам все генетические знания, полученные по наследству от своих предков.

Необычайно интересны и удивительны знания о возможностях и способностях представителей микромира. Характеристики, которые обычно относили к жизнедеятельности многоклеточного организма, практически во всей полноте присущи одноклеточным существам и мельчайшим составляющим целого организма – клеткам. Их внутренние микропроцессы, внешние взаимодействия и организованные информационные потоки идеально согласованы и управляемы. Ведь для своей жизни одноклеточные создания получили от Творца сложные генетически обусловленные системы – аналоги нервной системы многоклеточных животных.

Все – от малого и до великого творения, – с чем сталкивается пытливый ум человека, его чувства и душа, убеждает, что в созданном мире нет примитивности! Все живые существа прекрасны и совершенны:

«ВСЯКОЕ ДЫХАНИЕ ДА ХВАЛИТ ГОСПОДА!»

Биология – наука мировоззренческая

От автора

«Имеются два главных источника познания Бога – Божественное Откровение и творение, то есть видимый мир.

Первый источник познания Бога раскрывает духовную сущность, свойства и совершенства Божий, Его святую волю по отношению к человеку, план Божественного домостроительства нашего спасения. Божественное Откровение содержится в Священном Писании и в устном церковном предании.

Второй источник познания Бога – Его творение – свидетельствует о величии и премудрости Божией» («Доказательство существования Бога на примере порядка во вселенной»).

Что осталось за пределами общеобразовательных учебников? Человек знакомится с окружающим его миром с первых дней жизни. Основные же знания о живом он получает позже, в процессе обучения в средней и высшей школе.

Соответствуют ли приобретаемые знания о живой природе и о самом человеке истинной картине мироздания? Могут ли полученные знания служить источником познаний о Боге, о Его величии и премудрости?

Сегодня, как и столетие назад, преподавание ботаники, зоологии, общей биологии, основ антропологии и других биологических наук ведется исключительно в узком русле материалистических представлений. Такой односторонний подход отражен в учебных программах и учебниках, в научно-популярных книгах и энциклопедиях, в учебно-познавательных и развлекательных телевизионных передачах. И вся эта массированная информационная атака на учащихся определяет формирование у них сугубо материалистических представлений о мире живого и его природе. Она не отражает созидающей и управляющей роли Творца в жизни людей и окружающего мира.

Поскольку специально подобранные и традиционно пропагандируемые знания о живом влияют на общее мировоззрение человека, то в таком свете они направлены против Создателя.

Учебная программа по биологическим дисциплинам построена по принципу неотступного пропагандирования материалистической линии «от простейшего – к сложному и от обезьяны – к человеку». В связи с этим многие знания, противоречащие этому принципу, остаются за рамками учебников.

Так, в курс зоологии в основном вошли общие сведения по анатомии и физиологии живых существ, расставленных в ряд по созданной биологами систематике. При таком одностороннем подходе не составляет труда продемонстрировать кажущееся усложнение их организмов при переходе к следующему классу. Остальные же биологические знания в программу практически не включены, поскольку не укладываются в эту традиционную схему.

Тем самым за пределами учебников остались, например, знания о целесообразности строения организмов, целенаправленности происходящих в них процессов и поведении живых существ. Больше того, в биологии само слово «целесообразность» постоянно вызывало к себе резко негативное отношение, потому что это понятие касается важных мировоззренческих знаний:

• о данной Творцом и Вседержителем всем без исключения живым существам цели жизни, об их особом предназначении;

• о конкретных сферах деятельности животных, их «профессиях», местах обитания, биологическом окружении и законах содружества;

• о генетически обусловленном строении каждого организма и видоспецифичном поведении животных для жизни на Земле и воплощении их предназначения.

Стоит только сожалеть, что огромный фактический материал, несущий знания о присутствии целесообразности во всем сущем, не включался в учебную программу с самого начала активного продвижения материалистических воззрений. В учебниках отсутствуют и не менее важные знания о многоуровневых системах информации и управления жизнедеятельностью животных. Их изучением занимаются науки биоинформатика и биокибернетика. А ведь столь совершенными системами обеспечены даже микроорганизмы, которых биологи незаслуженно относят к самым примитивным существам.

Учебники неслучайно умалчивают и о сложнейших анализирующих системах и «живых приборах», которыми наделены все организмы, в том числе растения и отдельные клетки живых организмов. Только сейчас ученые стали признавать, что любое одноклеточное существо совершенно по своей организации. Иными словами, в мире живого примитивных организмов не существует.

В учебный процесс не попали и основные знания из таких биологических дисциплин, как зоопсихология и этология. А они изучают психическую деятельность и поведение животных в естественной среде обитания (этология), а также в экспериментах (зоопсихология). Эти знания раскрывают всю многогранность поведенческих проявлений – инстинктивных или приобретенных, индивидуальных или общественных.

Многие факты свидетельствуют и о способности животных многих видов к обучению и элементарной рассудочной деятельности. Причем этими качествами наделены не только так называемые «высшие» животные – млекопитающие, но и птицы, рептилии, насекомые.

Все эти знания остались за пределами учебников, так как наглядно показывают, что мир живого организован отнюдь не в виде цепочки «от простого к сложному».

Даже на примере зоологии видно, в каком узком поле знаний ведется учебный процесс. Учащихся преднамеренно воспитывают в основном на анатомо-физиологических представлениях об уровне сложности животных. В результате у детей по мере их взросления планомерно формируются упрощенные представления о мире живого и жизни вообще, где нет цели и отсутствует Создатель.

Кризис в биологии. Проблемы в биологическом образовании не случайны, они сопряжены с кризисом в самой биологической науке.

Современные ученые вынуждены признать, что при всем обилии разного рода биологических законов, принципов и теорий знания о мире живого в целом находится в состоянии хаоса. Они представляются огромнейшей грудой фактов, покоящихся на таких обобщениях, как клеточная теория, принцип эволюции органического мира и т. п. Эти обобщения лишь отчасти и весьма схематично систематизированы на основе локальных законов, объясняющих те или иные стороны биологических процессов и явлений.

Одному из крупнейших современных биологов К. Уоддингтону принадлежат слова: «Что касается теоретической биологии, то едва ли можно сказать, что такая наука уже существует…» Ибо одни ученые по-прежнему полагают, что теоретическая биология может быть возведена на фундаменте дарвинизма. В то же время другие им возражают, что сохранение традиционной парадигмы, хотя бы и в расширенном варианте, воспринимается сейчас как помеха науке. Другие ученые считают, что прежде чем возникнет теоретическая биология, несколько поколений исследователей должны будут сосредоточить свои усилия на математической биологии. Третьи же ставят вопрос о соответствии биологии второму началу термодинамики. А их оппоненты считают систему понятий термодинамики непригодной для анализа основных характеристик живой природы… Четвертые полагают, что новые перспективы перед теоретической биологией открывают появление кибернетики, теории информации и теории систем. Они допускают обобщение данных не только смежных, но и очень далеких областей знания. Но пока продемонстрировать эффективность этого подхода к биологическим проблемам не удалось.

Споры ученых продолжаются…

На самом же деле этот кризис обусловлен тем, что материалистическое направление в биологии исключает существование Творца мира и Вседержителя.

Многие нынешние учащиеся, как и те, кто уже получили среднее и высшее образование, не знают о существующем кризисе. Они представляют себе биологию всезнающей и всесильной наукой, которую современные методы исследований довели до совершенства. Разложенные по полочкам эволюционные знания кажутся им очевидными, убедительными и незыблемыми.

О необходимости создания дополнительной литературы.

Понимание проблем материалистического подхода к образованию и сущности кризиса самой биологии определяет потребность в новой литературе, которая необходима как общеобразовательным, так и православным школам.

Со светскими школами все понятно, но почему это касается православных школ и гимназий? Дело в том, что в их учебном процессе в основном используются все те же учебники. Ведь программа обучения для всех образовательных учреждений едина, и лишь в качестве дополнения к ним служат некоторые пособия для учителей и учащихся, созданные православными авторами. Они должным образом отражают многие стороны жизни, воплощенной по замыслу Творца, однако нуждаются в расширенном фактическом материале.

Существует немало и научно-популярной, мировоззренческой и духовной литературы, где в той или иной степени находят освещение различные области биологических знаний. Однако сугубо научная литература в основном слишком сложна для восприятия не только учащихся, но и педагогов. Духовная литература для создания альтернативного подхода к науке о жизни православными педагогами в основном не привлекается. А многочисленные научно-популярные издания содержат разноплановую информацию и в силу своей бессистемности не предназначены для учебного процесса.

Поэтому видится необходимость в новой литературе, богатой фактическим материалом, преднамеренно оставленным за пределами биологического образования. Вовсе не обязательно словесно бороться с материалистическим мировоззрением. Противоборствующие статьи и книги чаще всего мало кого и в чем убеждают. Требуются книги, где живые и убедительные факты раскрывали бы во всей полноте многогранные проявления живой природы – этого важного источника Богопознания. И факты будут говорить сами за себя.

Может быть тогда юные или взрослые читатели воспримут и умом и сердцем истину о совершенстве всего живого и поймут глубокий смысл, заложенный в словах: «Всякое дыхание да хвалит Господа» (Пс. 150: 6).

От преподавателя Московской Духовной Академии и Православного Свято-Тихоновского Гуманитарного Университета кандидата богословия иерея Олега Мумрикова

Одним из важнейших формирующих факторов личности является целостное мировоззрение, исключающее противостояние веры и знания. Напротив, упрощенные подходы как к религиозному, так и к светскому образованию рано или поздно приводят к глубоким внутренним мировоззренческим конфликтам. Взрослеющие дети начинают относиться к библейскому Откровению, как к мифу-сказке, или, что не менее опасно – усваивают негативное отношение к естествознанию, что в свою очередь является характерной составляющей сектантского мышления.

Каждый ребенок, формируясь как личность, в той или иной степени по-своему всегда соприкасается с Бесконечным. Между тем, как указывал известный православный педагог и мыслитель проф. протоирей Василий Зеньковский (1881–1962), само «возрастание в вере и формирование религиозного сознания есть сложный и динамический процесс, который в своей конечной непостижимости остается тайной, совершающейся внутри человеческой личности»[1].

Для гармоничного развития личности христианина необходимо не только должное расположение чувств и направление воли, но и правильное устроение ума, которое возможно только при наличии целостного христианского взгляда на мир, христианского миросозерцания. Атеизм, материализм, агностицизм, грубый потребительский утилитарный подход к окружающему миру преодолевается посредством знакомства с Христианской картиной мироздания, включающей в себя и «книгу природы», – то, что святые отцы называли Естественным Откровением: «Моисей в книге своей описал творение природы, чтобы о Творце свидетельствовали и природа, и Писание – природа, когда пользуемся ею, Писание, когда читаем его. Сии два свидетеля обходят всякую страну, пребывают во все времена, они всегда перед нами и обличают отступников, отрицающих Творца» (преп. Ефрем Сирин, IV в.)[2]; «Итак, до того как нас создать, Творец наш составил весь этот мир ради нашего тела; произвел из ничего. Для улучшения же нравов и руководства в добродетели, чего только не сделал любящий добродетель Владыка? – Самый весь этот чувственный мир является как бы каким-то зеркалом того, что находится сверх мира, дабы через духовное созерцание сего мира, как бы по некой чудесной лествице, нам востечь к оному высшему миру» (святитель Григорий Палама XIV в.)[3]. «Очень важно, – писала известный педагог, доктор богословия Свято-Владимирской Духовной семинарии С. С. Куломзина (1903–2000), – чтобы молодежь услышала от церковных людей компетентное и объективное изложение «законов науки» и «научного мышления»[4].

Активный самоанализ и рефлексия окружающего мира, прежде всего – живого, при наличии воспринятого христианского мировоззрения не только не опустошают личность, но, наоборот, приносят огромную пользу и радость, так как перед молодыми людьми в первую очередь открывается глубокий смысл существования космоса и каждого человека в нем. В такой ситуации проверка школьниками своих религиозных убеждений в свете нового, более критического, научного мышления только укрепляет веру, делает ее более крепкой и осознанной. Характерное для юности отрицание авторитетов приобретает положительную окраску, так как отрицаются авторитеты ложные. Нравственная распущенность и нигилизм вытесняются искренним желанием бороться со злом в любых его проявлениях внутри себя и в окружающем мире. Творчество, в том числе и на ниве науки, в свете христианского мировоззрения воспринимается молодыми людьми уже не как эгоистичное самовыражение, но приобретает совершенно другой смысл – это путь раскрытия в себе образа Божия, бого-подобия личности, через самоотверженное служение Истине. Свобода, воспринимаемая как величайший дар, сопряженный в то же время с огромной ответственностью, уже не может быть употребляемой необдуманно и легкомысленно для мнимого самоутверждения или для удовлетворения стихийно возникающих страстей. И наконец, всевозможные искушения, возникающие на пути формирования личности посредством Богопознания, однозначно могут быть преодолены только тогда, когда присущий юности религиозный поиск направляется в нужное русло через вдумчивое перелистывание страниц Книги природы, свидетельствующей о Творце.

* * *

Курсы биологических дисциплин на средней ступени (VI–IX классах) в основном знакомят детей с многообразием окружающего живого мира, со строением и функционированием человеческого организма. Биология в старших (X–XI) классах, опираясь на представленную ранее фактологию, не только расширяет общий кругозор, но и несет огромную философско-мировоззренческую нагрузку. Делается попытка дать определение самой сущности жизни; раскрываются фундаментальные понятия, связанные с иерархическими уровнями организации и функционирования биологических систем, осмыслением всего Универсума как целого, сущностью важнейших процессов обмена веществ, онтогенеза, наследственности и изменчивости, поведенческих аспектов. Учащиеся знакомятся с основными биологическими теориями. Ставится вопрос о соотношениях «социального» («духовного») и «биологического» факторов, т. е. в конечном счете, – о самой природе человека в контексте окружающего его мира.

Более того, курс биологических дисциплин является базовым для целого ряда узких, специальных отраслей науки и технологии XXI века, таких как: бионика, медицинская генетика, трансплантология, эмбриология, молекулярная биология, генная инженерия, психология. Следовательно, он несет в себе также и нравственную, этическую нагрузку, которую невозможно переоценить.

Однако, поднимая целый ряд мировоззренческих и этических вопросов, стандартные курсы биологических дисциплин или не дают ответа на эти животрепещущие, основополагающие вопросы, или, что случается гораздо чаще, – отвечает на них в духе крайнего редукционизма[5]. Психология сводится к нейрофизиологии, при этом теряется реальность свободы воли, сознания и осознанного этического выбора. Биология сводится к химии, автоматически к обесцениванию самого фундаментального понятия – жизни вообще, а значит, и к потере всякого ее смысла, в том числе и для человека[6]. Причины экологического кризиса в таком ракурсе видятся лишь как исключительно материально-технические, а не духовно-нравственные. Фактически обесценивается, теряет всякий смысл (как случайность) даже история человечества.

Таким образом, мы подходим к парадоксальному противоречию всего курса: с одной стороны, учитывая тот факт, что далеко не все учащиеся станут специалистами – биологами или медиками, главной целью его является, в первую очередь, формирование целостного мировоззрения и четкой нравственной позиции; с другой стороны, при атеистическом, грубо материалистическом и редукционистском подходах к преподаванию биологических дисциплин в современной постсоветской школе совершенно рушатся и целостное мировоззрение и всякие этические нормы.

Поэтому совсем не случайно то, что даже в абсолютно светской, далекой от Церкви среде, еще с 90-х годов все чаще и чаще раздаются призывы к тому, чтобы «не снижая научности преподавания предмета, "гуманитаризировать" биологию, дополнить простое изложение фактов элементами этики и философии», чтобы в преподавание биологических дисциплин были введены, например, биоэтика или экоэтика, «рассматривающая вопросы этического отношения человека к миру природы, учащая бережному отношению к живому, формирующая такие черты характера, как альтруизм, милосердие»[7]:

Однако, следуя элементарной логике, необходимо отдавать себе отчет в том, что абстрактная «гуманизация» при отсутствие целостного мировоззрения никак не может порождать или хотя бы поддерживать духовность и нравственность на должном уровне, не говоря уже о воспитании и формировании самых высоких чувств любви, жертвенности, альтруизма или милосердия, без которых невозможно представить становление человека как личности.

Итак, вполне очевидно, что стремительное развитие биологической науки, накопление огромного количества информации о природе и окружающем мире неизбежно вызывает необходимость соответствующего философско-этического осмысления и анализа. Именно такого глубокого мировоззренческого осмысления, а не простого обзора эмпирических наблюдений и фактов ожидает молодое поколение от преподавателей. «Наука о жизни» подводит нас вплотную к вопросу о смысле и цели жизни, однако… сама ответ на него дать не может. Между тем с обретением смысла и цели существования, как уже было показано выше, теснейшим образом связано личностное формирование человека, способности к устроению как собственной внутренней духовной жизни, так и гармоничных отношений с окружающими.

Архимандрит Илларион (Троицкий, впоследствии архиепископ Верейский, исповедник и новомученик XX столетия) заметил как-то, что на вопрос о самом существе жизни может дать ответ только «цельное богословское ведение»[8]. При таком целостном, всеобъемлющем духовном подходе к изучению бесконечно разнообразного мира живых существ у учащихся неизбежно рождается чувство глубокого благоговения, имеющее огромную мировоззренческую, нравственную ценность. «В этом чувстве духовно сливается уважение, преданность, восхищение, тихая серьезность. В чувстве благоговения скрыта огромная сила облагорожения и очищения души… Необходимо церковно воспринимать, церковно переживать вдохновения, идущие от природы, чтобы сила их не исчезала, не глохла», – писал протоиерей Василий Зеньковский[9]. Именно такое чувство некогда испытала святая мученица Варвара, глядя однажды на бездонное звездное небо, объятая сильным желанием познать Того, Кто сотворил этот прекрасный мир. Тогда, как повествуется в житии святой, внезапно воссиял в ее сердце Свет Благодати и отверз душевные ее очи к познанию Единого Невидимого, Неведомого и Непостижимого Творца, создавшего премудро небо и землю. После этого огонь Божественной любви так сильно разгорелся в сердце бывшей язычницы, никогда ничего не знавшей прежде о Едином Боге – Творце вселенной, что когда она оказалась перед самым тяжелым нравственным выбором: между богатой, беспечной жизнью и жестокой, мучительной смертью ради Христа, святая без колебания избрала последнее…[10]

Постижение тайн окружающей живой природы под руководством православного педагога может стать первой ступенью настоящего духовного делания, детоводительства ко Христу (Гал. 3:24), укрепляющего нравственность и веру молодых людей, открывающего для них возможность истинного богообщения. Здесь наука начинает служить уже «знанию ради знания», не материальному прогрессу, но преображению личности, указывая, по словам архимандрита Иллариона (Троицкого), «путь в праведную землю»[11].

Такую задачу может решить только преподавание на основе целостного, христианского мировоззрения. Вместе с тем, очевидно, что перегруженность богословско-философской проблематикой обеднит предмет в профильном, фактологическом аспекте (ввиду ограниченного количества отводимых учебных часов), а заодно по той же причине и обесценит уникальную мировоззренческую составляющую. Один из примеров – появление «православных учебников по биологии» с явной тенденцией к упрощению. Есть ли выход?

Наиболее конструктивный, разумный выход из сложившейся ситуации – синтез через построение тесных межпредметных связей с гуманитарными дисциплинами религиоведческого и культурологического профиля. При таком подходе сам фактический, образовательный материал остается неприкосновенным, а мировоззренческий аспект может быть существенно расширен за счет изучения христианского вероучения, естественнонаучной апологетики, которые вписываются в изучаемые на уроках Основ православной культуры (или иных подобных предметов) темы, дополняя и углубляя знания учащихся, формируя дополнительные навыки, не говоря уже о становлении духовно-нравственных качеств. Преподаватель же биологических дисциплин должен, как нам кажется, обращать внимание учащихся на то, что естественные науки являются важным, но все же одним из многих способов познания мира. Выделенные проблемные мировоззренческие темы после фактологического, научно-теоретического освещения требуют продолжения глубокого изучения в рамках философско-богословского направления, чем, конечно же, неуместно и нереально заниматься на должном уровне в курсе биологических дисциплин. Потому в ближайшей перспективе особое внимание следует уделить созданию квалифицированных православных учебных пособий по профилю «богословие и наука», отвечающих трем фундаментальным критериям: соответствие контексту и духу Священного Писания; связь с вероучительной (святоотеческой) традицией Церкви; адекватность жизненной правде, постигаемой через естественные науки.

* * *

Как положительный пример можно отметить один из вариантов подхода к изложению интереснейших биологических фактов пособие «Всякое дыхание да хвалит Господа». Книга, адресованная и учащимся, и студентам, и преподавателям, не только блестяще дополняет, не подменяя стандартные учебные пособия, но и является эвристическим материалом, заставляющим задуматься о бытии Творца и ответственности «венца мироздания» – человека за вверенный ему в творении бесценный дар жизни. Не углубляясь в сложные научно-богословские дискуссии о способе появления мира живых существ из небытия (мгновенно, промыслительно-эволюционно или как-то еще), автор просто свидетельствует, указывает на окружающую нас премудрость и великолепие мироздания: «гряди и виждь» (Откр. 6:7)!

От всей души пожелаем читателю, чтобы живой творческий опыт биологов, отраженный в книге, не только способствовал качественному расширению горизонтов познания, но обогатил духовно и нравственно.

Литературные источники

1. Акимушкин И. И. Мир животных. – М., 1998.

2. Алексеев В. А. 300 вопросов и ответов о насекомых. – Ярославль, 1998.

3. Бартц Пол А. Да сотворит Господь твой день. – Симферополь, 2000.

4. Большаков А. П. Биология: Занимательные факты и тесты. – СПб.:ИЛ «МиМ», 1998.

5. Большой толковый психологический словарь/Робер Артур: в 2 т./ Пер. с англ. —М., 2000.

6. Брэм А. Э. Жизнь животных в 3 т. – М., 1992.

7. Вагнер В. Биологические основания сравнительной психологии (Биопсихология). Т. 2: Инстинкт и разум. – СПб., М., 1913.

8. Василий Великий, свт. Беседы на шестоднев.

9. Гете Иоганн-Вольфганг. Зоология. – М., 1903.

10. Гриффин Д., Новик Э. Живой организм / Пер. с англ. Б.Д.Васильева/Под ред. д-ра биол. наук проф. Н. П. Наумова. М.: Мир, 1973.

11. Детская энциклопедия в 12 т.: Т. 4: Растения и животные. – М., 1973.

12. Доказательство существования Бога на примере порядка во вселенной. – М.: «Даниловский Благовестник», 1994.

13. Дольник В. Р. Таинственные перелеты. – М., 1967.

14. Дубров А. П. Говорящие животные. – М., 2001.

15. Дьюсбери Д. Поведение животных: Сравнительные аспекты. – М., 1981.

16. Дьяченко Г., прот. Духовный мир. Рассказы и размышления, приводящие к признанию бытия духовного мира. – М., 1900 (Репр. изд., 1992).

17. Животные. Большая энциклопедия / Пер. с англ. – М., 2002.

18. Зорина 3. А., Полетаева И. И. Зоопсихология. Элементарное мышление у животных / Уч. пособие. – М., 2001.

19. Зорина 3. А., Полетаева И. П., Резникова Ж. И. Основы этологии и генетики поведения /Уч. – М., 2002.

20. Ительсон Л. Б. Лекции по общей психологии/Уч. пособие. – Мн, М., 2000.

21. Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл / Пер. с англ. – М., 1994.

22. Кипятков В.Е. Мир общественных насекомых. – Л., 1991.

23. Козловская С. Н. Практикум по зоопсихологии и сравнительной психологии. – Магнитогорск, 2000.

24. Константинов А. П., Мовчан В. Н. Звуки в жизни зверей. – Л., 1985.

25. Лазарь (Абашидзе), архим. Душе, отягощенной духом уныния. – М., 2000.

26. Лука (Войно-Ясенецкий), свт. Дух, душа, тело. – Троицкое слово, 2001.

27. Лункевич В. В. Занимательная биология. – М., 1965.

28. Лункевич В. В. Общественная жизнь животных. – СПб., 1904.

29. Лункевич В. В. Семейная жизнь животных. – СПб., 1905.

30. Мак-Фарленд Д. Поведение животных. – М., 1988.

31. Мантейфель Б. П. Экологические аспекты поведения животных. – М., 1987.

32. Нейгум М., прот. Сокровищница духовной мудрости. – М., 1999.

33. Осипов А. И. Путь разума в поисках истины. – М.: Изд. Сретенского монастыря, 2003.

34. Очерки по биологии земноводных: Пособие для учителей и студентов. – М., 1956.

35. ПаргаминМ. Н. Мир животных. Популярная психология животных. – М., 1902.

36. Пространственная ориентация животных / Францевич Л. И. – Киев, 1986.

37. Резникова Ж. И. Межвидовые отношения муравьев. – Новосибирск, 1983.

38. Реймерс Н. Ф. Популярный биологический словарь. – М., 1990.

39. Сергеев Б. Ф. От амебы до гориллы. – М., 1988.

40. Сергеев Б. Ф. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Амфибии. – М., 1999.

41. Симаков Ю. Г. Живые приборы. – М., 1986.

42. Симаков Ю. Г. Животные анализируют мир. – М., 2003.

43. Сложные формы поведения. – М., 1965.

44. Спасительный путь веры и благочестия. – М., 1898.

45. Спасский С, архиеп. О святой православной вере (для школьников). – 1996.

46. Сулханов А. В. Особенности ориентации. – М., 1986.

47. Тайны живой природы. – М., 1999.

48. Тинберген Н. Поведение животных / Пер. с англ. О. Орлова и Е. Панова / Предисл. К.Э. Фабри. – М., 1978.

49. Удивительное в жизни животных. – Саратов, 1976.

50. Уждавини Э. Р. Групповые отношения животных (некоторые аспекты популяционной физиологии в фармакалогии и токсикологии). – М., 1980.

51. Фабр П. Насекомые / Пер. с англ. Ю. Фролова / Под ред. и с предисл. Г. А. Мазохина-Поршнякова. – М., 1976.

52. Фройде М. Животные строят. – М., 1986.

53. Хайнд Р. Поведение животных. Синтез этологии и сравнительной психологии. – М., 1987.

54. Хорн Г. Память, импринтинг и мозг. – М., 1988.

55. Чернышов В. Б. Экология насекомых. Уч. – М., 1996.

56. Шванвич Б. Н. Насекомые и цветы в их взаимоотношениях / Предисл. ак. И. П. Павлова. – М., Л., 1926.

57. Шовен Р. От пчелы до гориллы. – М., 1965.

58. Энциклопедия для детей: Т. 2: Биология /5-е изд. – М., 1998.

59. Яблочный спас. Книга для чтения в православной семье / Сост. А. Стрижев. – М., 2004.

60. Я познаю мир: Миграции животных: Лет. энцикл. / А. X. Тамбиев. – М., 2002.

61. Я познаю мир: Насекомые: Лет. энцикл. / Авт. – сост. П.Р.Ляхов, Г.Ю. Любарский.—М., 2002.

62. Я познаю мир: Птицы: Лет. энцикл. / В. В. Иваницкий. – М., 2002.

63. Яхонтов А. А. Зоология для учителя в 2 т. – М., 1968.

Примечания

1

Платон (Игумнов), архим. Православное Нравственное Богословие, – М.: Свято-Троицкая Сергиева Лавра, 1994. С. 25.

2

Ефрем Сирин, преподобный. Орае//Творения, Т. 5. – М.: Отчий дом, 1995. С. 270.

3

Григорий Палама, святитель. Гомилия 3-я. На притчу Господню о спасенном блудном сыне//Беседы. Т. I. – М.: Издание Спасо-Преображенского Валаамского монастыря, 1994. С. 33.

4

Куломзина С. С. Наша Церковь и наши дети. – М.: Мартис, 1993. С. 120.

5

Редукционизм в науке – постоянное механическое сведение любого целого лишь к простой сумме его частей, противоположный мировоззренческий и методологический подход носит название холистического или целостного.

6

Мосс В. Православный подход к науке // Православная жизнь. (Приложение к «Православной Руси»). – Джорданвилль, 1995. – № 8 (август), с. 13.

7

Павлова Т.Н. Биоэтика (дополнение к программам по биологии) //Программы, для общеобразовательных учреждений. Биология, Учебное издание, V–XI классы. – М„– Просвещение, 1998. С. 277. Общая биология. Программы. 10–11 кл. /Под ред. проф. Пономаревой – М.: Вентана-Граф, 2004. С. 3.

8

Иларион (Троицкий), священномученик. Наука и жизнь //Без Церкви нет спасения. – М. – СПб.: Сретенский монастырь – «Знамение», 2000. С. 291–295.

9

Зеньковский В.В., прот. Проблемы воспитания в свете христианской антропологии, – Клин: Фонд «Христианская жизнь», 2002. С. 224, 229.

10

Варнава (Беляев), еп. Основы, искусства святости. Т. I. – Нижний Новгород: Братство во имя св. кн. Александра Невского, 1995. С. 34.

11

Иларион (Троицкий), священномученик. Наука и жизнь // Без Церкви нет спасения. – М. – СПб.: Сретенский монастырь – «Знамение», 2000. С. 278.

Content

Татьяна Дмитриевна Жданова
Сотворенная природа глазами биологов. Книга первая

От автора

Как все премудро создано в природе

Равновесие в сотворенном мире

Если нарушаются законы природных сообществ

Хозяева почвы

Целесообразность организма животных

Удивительные системы организма

Зрительная система

Чувствительное обоняние

Вкусовая система

Слуховая система

Чувство осязания

Анализаторы приходят на помощь

Живые «приборы» на службе у животных

Живые часы

Системы для целенаправленных действий

Возможности организма млекопитающих

О тех, кому предназначено жить в пустыне

Уникальность строения жителя саванн – жирафа

Бобры созданы для обитания на водоемах

Чудо-системы млекопитающих

Разнообразие движений

Птицы – воздушные работники планеты

Каждой птице определено свое место обитания

Радетели природного равновесия

На что способен их организм

Гусеобразные – сочетание рационального с прекрасным

Урок, который нам преподают дятлы

«Окна» в мир у птиц

Мастера полета

Нелетающие птицы

«Земно»-«водные» труженики

Механизмы сохранения популяции

«Два организма» в одном

Целесообразность кожного покрова

Анализирующие системы

Устройства для передвижений

Жизненные задачи и особенности организма насекомых

Содружество насекомых и растений

Насекомые и человек

Особенности организма

Анализирующие системы и живые приборы

Возможности для целенаправленных действий

Сложность организмов моллюсков, кишечнополостных и губок

«Умный» организм мидии

Возможности организма улитки

Совершенство организма головоногих моллюсков

Координируемые передвижения гидры

Особенности организма полипов

Удивительные возможности медузы

Чудо сложности и целесообразности

Микроорганизмы и клетки

Сложные системы микроорганизмов

Эти удивительные бактерии

Возможности живой клетки

Заключение Всякое дыхание да хвалит Господа

Биология – наука мировоззренческая

Литературные источники

Примечания