Как же объяснить способность цветов растений раскрываться и закрываться в определенное время? Как смогли растения так приспособиться к условиям жизни?

О физиологических механизмах способности листков и цветов растений двигаться мы уже говорили в главе «Лесные компасы». Что же касается периодичности этих движений, их суточной ритмики, то она прежде всего связана с влиянием солнечных лучей. Именно восход и заход солнца определяют характер жизни и деятельности, или функционирование, всех живых существ — животных, растений и людей. В процессе эволюционного развития у них развилась способность ориентироваться во времени и погружаться в сон или просыпаться. Иначе говоря, появились так называемые внутренние биологические часы, которые регламентируют их суточную активность. Определенное влияние на суточные ритмы оказывают также влажность и температура воздуха.

В средней полосе России растения раскрывают свои цветы в такое время:

Цветущие растения, как правило, любят тепло и солнце. Поэтому так ярко переливаются их цветы утром и днем. А некоторые растения не терпят жары и яркого солнца и спешат закрыть свои цветы. Именно так и поступает лен. Утром он просыпается одним из первых и раскрывает лепестки еще до восхода солнца, на рассвете, но уже в 9-10-м часу утра закрывает их.

Под вечер уменьшается освещенность, температура воздуха снижается, потому теплолюбивые растения и закрывают свои цветы. В связи с этим прекращают полеты и дневные насекомые, а затем обосновываются на ночевку и птицы, которые питаются ими. Но на этом цепь взаимосвязей в природе не обрывается. После 20-ти часов вечера раскрываются белые цветки душистого табака. Их хорошо видно в темноте, они резко пахнут и этим привлекают ночных мотыльков-опылителей. В это же время раскрываются бутоны энотерии. Ее яркие желтые цветы имеют резкий запах, живут они лишь одну ночь, а потом вянут. После 21-го часа раскрываются цветы адониса.

Биологические часы растений в Украине имеют собственный «ход», связанный с местным временем, географическим положением и климатическими условиями.

О том, что у животных и растений наблюдается периодическое повторение жизненных процессов, их цикличность, знали уже древние ученые, в частности, Гиппократ и Аристотель. Дальнейшее исследование этих явлений и привело к возникновению учения о биологических ритмах и часах.

Периодическое повторение повышенной активности и покоя — закономерность для всех живых организмов. Его придерживаются и растения, и животные, и человек. Наиболее ярко это проявляется именно у людей.

Смена сна и бодрствования, суточные колебания температуры тела и пульса, потребление кислорода, выделение углекислоты и т. п. происходят в организме человека буквально по часам. Причем наибольшие из этих показателей отмечены приблизительно в 16–18 часов, а наименьшие — около 5–7 часов утра. Температура тела здоровых людей бывает максимальной в 6-м часу вечера, а минимальной — в 4-м часу утра. Приблизительно так же изменяется и кровяное давление.

Физиологи и врачи обнаружили суточную ритмику в деятельности печени, желудка, кишечника, органов выделения, желез внутренней секреции, в обмене веществ и даже в биохимическом составе крови. Изучение электрической активности мозга у людей показало, что даже если человек спит, активность ритмически меняется каждые 90 минут. В целом, как утверждают специалисты по биоритмологии, у людей уже выявлено около 100 изменений в работе разных органов и систем организма на протяжении суток.

Возникновение биологических ритмов у живых организмов происходило в процессе их эволюционного развития и тесно связано с влиянием деятельности солнца и других внешних факторов. Смена времен года, смена дня и ночи как важнейшие факторы внешнего влияния привели к тому, что у животных и растений развились приспособительные реакции, которые повторяются с определенной, даже строгой, закономерностью. Так возникли и закрепились разнообразные биологические ритмы. Причем они бывают не только суточными, а и многодневными, месячными, годовыми. В большинстве случаев они наследственны — передаются из поколения в поколение. Но есть и такие периодические явления в жизни животных и растений, которые обнаруживаются под влиянием условий внешней среды.

В жизни растений известны весеннее движение соков, раскрытие листьев, цветение и плодоношение, осеннее сбрасывание листвы и многие другие периодические явления. В основном это связано с влиянием солнечной энергии. Различные растения способны «подстраиваться» под продолжительность дня, и в зависимости от этого некоторые из них цветут весной, а другие летом или даже осенью. И суточные ритмы у растений, как мы уже говорили, связаны с солнцем и луной.

Животные, как и растения, также определяют время года и продолжительность дня и ночи по восходу и заходу солнца. Отсюда неодинаковая активность животных в разные периоды года и вместе с тем строгая суточная ритмичность в проявлении у них многих физиологических процессов. Наличие таких видовых биологических циклов и ритмов подтверждается большим количеством фактов, собранных во время наблюдений за позвоночными и беспозвоночными животными.

Строго придерживаются суточной ритмики активности и насекомые, которые, безусловно, связаны с ритмами растений, а точнее, со временем раскрытия цветов, из которых насекомые берут нектар или пыльцу. Очень четко работают пчелы. Их вылет за взяткой приурочен к определенному времени. И кормовые угодья они посещают в определенные часы, будто у них внутри есть часовой механизм. Подмечена, например, такая особенность работы пчел. Утром они с готовностью летят на цветущее поле гречихи и собирают там нектар. Попозже, ближе к полудню, цветы гречихи перестают выделять нектар, и пчелы находят себе другие кормовые угодья. Вполне возможно, что они пользуются сообщениями пчел-разведчиц, но большинство данных говорит о том, что эти неутомимые труженицы связывают время выделения гречневого нектара с положением солнца на небе. Здесь у них срабатывает особое ощущение времени — биологические часы.

Ритмические изменения в окружающей среде касаются разнообразнейших сторон жизни животных, даже окраски. Маленькие крабы, о которых мы говорили в главе «Прогнозируют подданные Океана», как правило, с удивительным постоянством днем темнеют, а ночью светлеют. Очевидно, это связано с приспособлением к условиям существования: днем темным крабам легче прятаться от врагов. Кроме того, темный пигмент лучше защищает их от сильного солнечного света. Американские ученые решили проверить, насколько прочен и постоянен у крабов ритм изменения окраски. Они держали их на свету, в полной темноте, по-разному изменяли температуру — крабы ни при каких условиях не желали отказываться от своей ритмики и стойко придерживались 24-часового цикла изменения окраски. Причем и в лабораториях, и в естественных условиях становились наиболее темными в те часы, когда на их родном пляже наступал максимум отлива, а наиболее светлыми — когда вода там достигала верхней отметки.