Искатель, 1961 №5

А. Эмме, кандидат биологических наук
ЛУННЫЕ РИТМЫ

Начался отлив… Пройдите по влажной, пахнущей морем прибрежной полосе, только что освободившейся от воды. Приглядитесь: крабы, моллюски, водоросли… Через несколько часов их снова затопит море.

Эта прибрежная полоса называется литоралью. Она была колыбелью жизни на Земле.

Предки всех современных наземных растений и животных прошли океанический этап развития. Потом начался выход на сушу. Гибли миллионы организмов, прежде чем единицы приспособились к земноводным условиям. Такие условия природа создала в зонах литорали. Прародители насекомых и других наземных беспозвоночных, далекие предки цветковых растений и теплокровных животных десятки миллионов лет испытывали действие приливов и отливов.

Для многих организмов зона литорали стала «землей обетованной». А ведь условия жизни здесь весьма своеобразны: все время изменяются температура воды, ее соленость, щелочность, содержание в ней силикатов, кислорода. Огромной механической силой обладает морской прибой. Кроме того, обитатели литорали во время отлива частично или полностью остаются на воздухе, подвергаясь действию низкой или сравнительно высокой температуры. И чего только не изобрели они, борясь за свое существование!

Чтобы удержаться на побережье при нарастании и спаде приливной воды, обитатели литорали научились прикрепляться к водорослям, присасываться к камням, скопляться под ними в грунте. Моллюски, чтобы не высохнуть, надели раковины с плотно замыкающимися створками или выработали способность покрываться слизью. А вот маленький краб, прозванный скрипачом за своеобразный вид непомерно большой правой клешни. Он, как, пожалуй, и все крабы мира, является типичным представителем литоральной фауны. Обитая на берегу и питаясь тем, что там остается после отлива, краб-скрипач очень тонко чувствует время. В поисках пищи он бегает только в часы отлива, а в часы прилива сидит неподвижно. Кроме того, после захода солнца он быстро светлеет, становясь светло-серебристо-серым, а утром он опять темнеет.

Не только крабы приспособились к приливным ритмам. Моллюски в определенное время закрывают и открывают свои раковины или покрываются слизью. Австралийская рифовая цапля ежедневно первой прилетает к отливу, чтобы полакомиться всякой снедью, забытой океаном на берегу. А живет она в 50 километрах от берега, вдали от морских ветров и бурь…

Приливно-отливные ритмы вошли в плоть и кровь обитателей литорали. Например, ритм изменения цвета краба сохраняется и при его содержании в темной комнате. Наибольшее потемнение каждый день наступает на 50 минут позже, чем накануне, как и время наиболее низкого отлива и наиболее высокого прилива. Следовательно, в теле краба имеются два наследственно закрепленных ритма — суточный и лунный, причем суточный осложнен приливно-отливным. Но если это так, то они должны совпадать каждые 15 суток. Это было подтверждено опытами: в непрерывной темноте краб становится наиболее темным каждые 15 суток в 9 часов утра. «Часы» краба не изменяют своего хода при колебаниях температуры от 6 до 26 градусов и за месяц ошибаются лишь на несколько минут.

Человек не сразу разгадал причину океанских приливов и отливов. А ведь сила их велика и, случалось, не раз причиняла людям неприятности. Восемнадцати метров достигает приливная волна в заливе Фонди, на атлантическом побережье Канады. В губе Пенжинской, что на Охотском море, и в заливе Мон-Сен-Мишель, на западе Франции, вода во время приливов поднимается на 13 метров. На реке Амазонке приливная волна заметна на расстоянии 1 400 километров, а на Северной Двине — на 120 километров от океанских берегов.

Известно, что флот Александра Македонского был погублен приливом у реки Инд. Учитель полководца Аристотель задался целью разгадать причину приливов. Его, разумеется, не удовлетворяли объяснения, что явления эти вызываются вздохами богини земли Геи и бога моря Посейдона… Аристотель обратил внимание на связь между приливами и отливами в океане и фазами Луны, но объяснить ее не мог. Существует легенда, что он утопился в Эврипе, отчаявшись понять причину четырнадцатикратной перемены течения в проливе за одни сутки.

Ныне явления приливов понятны каждому. Земля непрерывно вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Луна обращается вокруг Земли и вместе с ней вокруг Солнца. Непрерывно изменяется положение каждой данной точки Земли по отношению к Луне и Солнцу.

Приливно-отливные явления в Мировом океане, атмосфере и на суше происходят под влиянием Луны и Солнца и обусловлены силами тяготения.

Земля притягивается к Солнцу с силой в 3х10¹⁸ тонн (то есть цифра с 18 нулями). Огромной величиной характеризуется и гравитационное взаимодействие между Луной и Землей.

Если бы воды Мирового океана не испытывали трения о дно и сопротивления материков, то в среднем каждые 12 часов 25 минут наблюдались бы приливы под влиянием Луны и каждые 12 часов — под влиянием Солнца. Другими словами, за период солнечных и лунных суток всюду должно было быть со строгими интервалами два прилива и два отлива.

Но только ли в этом проявляется влияние Луны на жизнь нашей планеты?

Да, бывает, что оно «загорается», покрывается холодным огнем. Это происходит тогда, когда на поверхности моря появляются морские многощетинковые черви. Их миллионы. Они всплывают и, люминесцируя, мечут икру в одно и то же время…

Строго ритмично размножение беспозвоночных, обитающих в литорали Кандалакшского залива Белого моря: брюхоногих и двустворчатых моллюсков, усоногих, ракообразных, мшанок, многощетинковых червей, иглокожих. В Красном море в определенное время размножаются морские ежи, а в Средиземном море — медузы.

По мановению какой же волшебницы вдруг загорается, закипает море, наполняясь миллиардами зародышевых клеток? Эта волшебница — Луна. Ритмы нереста обычно совпадают с ее фазами.

Например, в Черном море один вид многощетинковых червей размножается в последние дни первой четверти Луны и в первые дни полнолуния, а другой вид — в последние дни четверти и первые дни новолуния.

С фазами Луны связано и размножение многих наземных животных — насекомых и буйволов в Индии, птиц и зверей, постоянно обитающих за Полярным кругом.

Ритмичность размножения морских животных пытались объяснить изменениями уровня воды, ионизации воздуха, силы лунного притяжения, освещенности, совместным действием всех этих условий. В действительности же на первое место следует поставить врожденную длительность циклов размножения, фазы которых регулируются условиями освещения. Это, например, показали опыты с многощетинковыми червями.

Такие же результаты дают наблюдения над растениями. В полнолуние при безоблачной погоде на 2–3 дня ускоряется развитие длиннодневных растений — пшеницы, ячменя и на такой же срок задерживается зацветание кукурузы, сои, проса, то есть короткодневных растений.

Только ли отражаемый Луной солнечный свет влияет на ритмы жизнедеятельности? Нет. Тот же краб-скрипач, находясь даже в темной комнате, великолепно чувствует положение Луны. В новолунье его дыхание уменьшается, а становится наиболее сильным в период третьей четверти Луны. Не видя Луны, краб чувствует ее местонахождение! И как показали опыты Ф. Брауна, проведенные в Северо-Западном университете США, краб в этом отношении не одинок. Помещенные в темницу саламандры, мыши, крысы, клубни картофеля, корнеплоды чутко реагировали на положение Луны в небе: амплитуда их дыхания менялась в соответствии с изменением этого положения. Даже вырезанный из клубня кусочек с глазком оказывался чувствительнейшим барометром.

В чем же дело?

Приливные явления происходят и на суше и в атмосфере. Каждый из нас дважды в сутки поднимается и опускается. На экваторе размах колебаний суши превышает полметра, а в Москве, например, земная кора временами поднимается и опускается на 40 сантиметров. Но вряд ли приливно-отливные волны, пробегающие по телу Земли, оказывают какое-либо влияние на жизнедеятельность. Дело в том, что подъемы и опускания Земли происходят на больших площадях и с ничтожной скоростью: порядка 1 миллиметра в минуту.

А вот приливно-отливные явления в атмосфере — дело другое. Изменения ее толщины связаны с изменениями барометрического давления, а это прямо влияет на жизнедеятельность организмов.

Человек заглянул в глаза космосу. Он совершил полет вокруг Земли, вернулся и сказал: «Луна не такой уж далекий наш сосед, Я думаю, не так долго нам придется ждать, чтобы лететь к Луне и на Луну».

Перспективы изучения Луны обсуждались на симпозиуме, организованном Международным астрономическим союзом и Академией наук СССР в декабре прошлого года в Ленинграде. В повестку дня поставлен вопрос о лунодромах.

Близкое знакомство с Луной поможет решить и некоторые проблемы геофизики, геологии, биологии.

Люди давно мечтали о приливно-отливных гидроэлектростанциях. Кое-где их уже строят. Неиссякаемая сила океанских приливов может дать человеку больше энергии, чем он получает от сжигания угля и нефти. В отличие от запасов природных ископаемых силы космоса практически неисчерпаемы. На базе таких электростанций (ПЭС) в сочетании с другими энергетическими установками может быть создана единая евроазиатская, а затем и мировая энергосистема. Представьте себе такое время, когда приливы и отливы в океане будут вызывать управляемые человеком приливно-отливные движения электроэнергии на огромных просторах земного шара!

…Когда, загорается море, жители многих океанских островов выходят на промысел и вылавливают сотни тонн многощетинковых червей, которых употребляют в пищу. Рыбаки Калифорнии каждое лето с нетерпением ждут сообщения о времени первого летнего сизигийного прилива. С ним к берегам Калифорнии выносятся маленькие и вкусные рыбки груньон. В Северном море в определенные фазы Луны вылавливают больше всего сельдей.

Но законы, определяющие время и пути миграции рыб и морских зверей, еще недостаточно изучены. Биология моря ждет своих открывателей. И, разрабатывая биологические основы морского прилива, они, конечно, будут изучать как прямое (посредством света), так и косвенное влияние Луны — фотопериодизм, биоэлектрические и барометрические явления. Много полезного даст это изучение и для сельского хозяйства, для медицины. Изучать Луну — значит находить решения и земных и космических задач.