Островок Норт-Роналдсей крохотный, меньше 7 квадратных километров, и всё его современное население – 70 человек. Маленькая деревенька, вокруг чуть-чуть пригодной для возделывания земли, а ещё дальше – со всех сторон холодное и негостеприимное Северное море.
Оркнейские острова на карте
Остров Норт Роналдсей
Когда-то давно население острова было существенно больше – жители занимались сбором водорослей, которые постоянно в больших количествах выбрасывает на берег во время шторма, сжигали водоросли в специальных кучах и производили из получавшейся золы соду (карбонат натрия), ценное химическое сырьё. Однако после того, как в конце XVIII века люди открыли способы искусственного получения соды, производство из водорослей стало невыгодным. Большинство людей с острова уехало.
Пейзаж острова Норт Роналдсей
Для защиты своих небольших полей и огородов от объедания овцами оставшиеся немногочисленные жители обнесли весь берег острова высокой (1.8 метра) и длинной (40 километров!) стеной сухой каменной кладки (между прочим, это самая длинная подобная стена в мире).
"Великая Норт-Роналдсейская стена"
Бедные овечки остались пастись «дикарями» на узкой прибрежной полоске между каменной стеной и морем, наедине с тюленями и чайками. Предстоял жестокий, но часто встречающийся в природе выбор – или приспособиться, или вымирать...
Овцы породы короткохвостая Норт-Роналдсей
Кто-то считает овец и баранов «глупыми», однако на самом деле они намного умнее, чем кажутся. Барашки выбрали первый вариант, и в течение нескольких поколений смогли полностью перестроить обмен веществ своего организма, перейдя на питание морскими водорослями. Случай уникальный. Помимо морской игуаны, обитающей на Галапагосских островах, эти овцы – единственные в мире сухопутные животные, питающиеся только водорослями. При этом существенно изменилась биохимия организма – ведь морские водоросли содержат самые разные вещества, не встречающиеся в зелёной «сухопутной» траве!
Овцы пасутся среди тюленей – где еще такое увидишь!
В результате получилось так, что Норт-Роналдсейские барашки в наше время уже не в состоянии питаться обыкновенной травкой – она для них смертельно ядовита! Водоросли, и только водоросли.
Кстати говоря (детям дальше не читать), такая специфическая диета очень сильно повлияла на вкус мяса: ему не нужны ни соль, ни пряности, ни маринад, оно уже «посолено» и обладает весьма пряным вкусом «от природы». Правда, попробовать такую «оркнейскую ягнятину» – удовольствие (к счастью для овец) редкое и дорогостоящее. Ведь эта порода водится только на острове Норт-Роналдсей, больше нигде, а общее число живущих там овечек совсем небольшое, порядка 600 голов.
Друзья, мы рассказываем эти истории, чтобы привлечь ваше внимание к очень необычному журналу для школьников – журналу "Лучик". Полистайте его, мы будем рады, если он вам понравится!
Иногда земная природа преподносит учёным такие сюрпризы, что даже видавшие виды исследователи разводят руками. Посмотрите на фото... Кстати, попробуйте отгадать – что это? Гриб, растение или животное?
Его открыл русский зоолог Николай Вагнер, профессор императорского Санкт-Петербургского университета, основавший в 1882 году биологическую станцию на Соловецких островах. Как-то раз во время очередного вскрытия выловленных морских звёзд он обнаружил внутри звезды странное мягкотелое образование – скорее всего, паразитическое животное, но не похожее ни на что виденное биологами ранее.
Заведующий кафедрой зоологии Владимир Шимкевич, будущий академик, писал об этом образце так:
«Настолько загадочная форма жизни, что почти ничего невозможно сказать относительно её природы».
Разгадать природу удивительного животного сумел Николай Книпович – выдающийся ихтиолог и гидробиолог, который в те же годы работал на Соловецкой биостанции, писал докторскую диссертацию.
(Кстати, забавное примечание «для больших». Старшая сестра Николая Книповича, Лидия Михайловна, была революционеркой, и в 1907 году на даче Книповича гостил Владимир Ильич Ленин. Жена Ленина Н. К. Крупская позже вспоминала об этом посещении: «Ильич от съезда устал до крайности, он нервничал и ничего не ел... Мне про него рассказывали, что ежеминутно первые дни он засыпал — присядет под ель, а и спит уже через минуту. Его прозвали «дрыхалкой».
Дрыхалка зевает ферзя? Ну, правда, это фото сделано не на даче Книповичей, это в гостях у Горького на острове Капри. Так что мы вообще не об этом
Итак, Николай Книпович внимательнейшим образом изучил загадочного паразита – как оказалось, он довольно часто встречается внутри морских звёзд, офиур, морских ежей и других иглокожих. Выводы учёного были просто потрясающими: это животное – ракообразное! Это дальний «родственник» раков, крабов и креветок! Ещё раз посмотрите на фото – поверить, что перед нами представитель подтипа ракообразных просто нереально!
Удивительное животное Н.Книпович назвал «дендрогастером», то есть «похожим на дерево животом», «мешкогрудым раком».
Учёный доказал, что разветвлённый паразит внутри морской звезды – это самка дендрогастера. Из-за паразитического образа жизни она в процессе эволюции утратила практически все органы, свойственные ракообразным – ножки, жабры, панцирь, клешни, туловищные сегменты... Остались только крохотные, едва видимые передние антенны, рот, хоботок – и совершенно гигантских размеров (сравнительно с остальными органами) многократно разветвлённая мантия животного – его «живот».
Это ещё не самое удивительное!
Внутри ответвлений «живота» Н. Книпович обнаружил множество крохотных рачков. Это оказались... самцы дендрогастера – в отличие от самок, они сохранили многие органы «обыкновенных» ракообразных, но по размерам в тысячу раз мельче самки. Причём если самка паразитирует на «хозяине» – морской звезде, – то самцы, в свою очередь, паразитируют на самке! Они живут внутри выростов её мантии, «едят» её питательные вещества и дышат «её» кислородом...
Только что вылупившаяся из яйца личинка дендрогастера намного больше напоминает «настоящего» рачка – у неё есть сегментация, грудные ножки, жабры, ротовые органы, она активно плавает. Однако единственная задача такой свободно плавающей личинки – найти морскую звезду, будущего хозяина. Что удивительно – у этой личинки нет пола! Это не самец и не самка.
Найдя морскую звезду, крохотная личинка прогрызает стенку тела, попадает внутрь и накрепко прицепляется хоботком. Если личинка оказалась «первой в очереди», то есть звезда (пока) «незанятая», здоровая, то личинка превращается в «девочку» – самку дендрогастера. Если же внутри морской звезды уже есть другая самка, тогда личинка превращается в «мальчика»!
В дальнейшем мантия самки разрастается до огромных размеров. Своим разветвлённым телом паразит медленно пожирает клетки тела морской звезды и одновременно всасывает кислород – так что «древовидный живот» самки дендрогастера представляет собой как бы лёгкие, желудок, кишечник и «домик для самцов» одновременно. Заражённая морская звезда при этом не погибает, но становится неспособной производить потомство.
Учёные-биологи давно знают о том, что паразитизм может приводить к невероятным изменениям организма. Вспомните кошмарного паразита-ксеноморфа из фантастических ужастиков «Чужой» и «Чужие» – сперва это животное кажется нам чистой выдумкой автора.
Нигерийца Боладжи Бадеджо ростом 218 сантиметров гримируют для съёмок в фильме "Чужой"
Однако, как видите, в природе встречаются настолько экзотические паразитические организмы, в сравнении с которыми даже инопланетные чужие – штука вполне себе «нормальная»!
С чего начинается жизнь? Может ли мёртвое ожить? Зачем человеку совесть и можно ли измерить добро и зло? Рассказывает журнал "Лучик". Отзывы о журнале можно прочитать:
Каких животных мы называем «домашними»? Не только тех, которые приносят нам практическую пользу – корова даёт молоко, курица несёт яйца, кошка ловит мышей. Но и тех, которые живут рядом с нами, никакой «пользы» не принося. Ну какая может быть польза от рыбки в аквариуме? Да и кошек с собаками многие держат просто так, «для души». Хотя...
...Хотя вполне серьёзные исследования (наблюдалось больше четырёх тысяч человек на протяжении двадцати лет) показали: у людей, которые держат дома кошку или кота, риск смерти от инфаркта снижается на 40%.
Тем не менее, в английском языке, например, существуют разные слова для обозначения домашних животных. Животное «для пользы» – это «доместик энимал». А домашний любимец – это «пэт».
И ещё – обратим внимание вот на какую важную вещь. В сказках и легендах издревле рассказывается о том, какие животные умные, как они похожи на людей. А учёные на протяжении столетий утверждали, что животные не умеют думать, что вместо сознания и эмоций у них «инстинкты». Хотя это научное мнение часто противоречило житейскому опыту! Вспомним замечательное стихотворение Агнии Барто:
Я думаю о том: Умеют думать звери? Вот, шевельнув хвостом, Котенок входит в двери, Он думает о том, Что будет с ним потом? Есть мысли у телят? Я видел, как телята Хвостами шевелят И вдаль глядят куда-то. Бывают у собак Нерадостные мысли? Задумается пёс – И уши вниз повисли... Я думаю про птиц: Должны подумать птицы, Куда им полететь И где им приютиться... Должны, в конце концов, Подумать про птенцов! Я бабушку спросил: – Умеют думать звери? Она сказала: – Нет! Но я еще проверю...
Да что там, ещё каких-то сто лет назад в правилах русского языка клички животных надо было писать... в кавычках! Котёнок «Мурзик», собака «Дружок»...
Однако относительно недавно, в XX веке, учёные начали постепенно соглашаться с тем, что поведение животных не сводится к инстинктам и рефлексам. Что у животных есть эмоции, они способны радоваться и печалиться, чувствовать не только свою, но и чужую боль, смеяться и шутить (об этом, если хотите, мы опубликуем отдельную заметку), плакать, «настаивать на своём» или, наоборот, «идти на компромиссы», дружить и даже жертвовать собой ради тех, кого любят...
У животных всё-таки «есть душа» – да, не такая, как у нас, людей, возможно более простая (хотя не факт), часто нам непонятная, но всё-таки есть! И вот с этой-то точки зрения у животных свои собственные «домашние животные», свои «любимцы» тоже вполне могут быть.
Давайте перейдём к фактам. Знаменитой на весь мир стала горилла по имени Коко, которая завела себе питомца – котёнка!
Коко и один из её питомцев
В 1983 году двенадцатилетняя Коко стала жестами показывать своим хозяевам, что хочет котёнка. Когда обезьяне подарили плюшевую игрушку-котёнка, она расстроилась и обиделась! (Вам эта история никакую другую не напоминает?)
В итоге ей разрешили выбрать котёнка из приюта для животных. Коко заботилась о котёнке, словно о собственном малыше. Когда он сбежал из клетки и попал под машину, она сильно переживала и издавала звуки, похожие на грустный плач... (А это ничего не напоминает? Между прочим, сюжет рассказа Л.Н. Толстого «Лев и собачка», написаного в 1880 году, взят отнюдь не «из головы»! И к нему мы ещё вернёмся.)
Потом Коко разрешили завести нового котёнка, причём на этот раз Коко решила не ограничиваться одним, а взять сразу двух.
Не менее известным стал орангутан Тонда, «подобравший» бродячего кота и взявший его жить к себе в вольеру Флоридского зоопарка:
«Ну, – скажете вы, – это всё-таки горилла и орангутан, человекообразные обезьяны! Обезьяны очень умные, это всем известно!».
Хорошо. А как насчёт слона, который завёл себе собаку? Точнее, слонихи по имени Тарра из слоновника в штате Теннесси (США), которая неожиданно для всех крепко подружилась с дворовой собакой по имени Белла. Собака случайно забрела на территорию слоновника, но Тарра не стала её прогонять – напротив, они спустя какое-то время стали неразлучными друзьями. Тарра проводила больше времени с Беллой, чем с другими слонами; когда же Белла серьёзно заболела (у неё отказали задние лапы), и три недели вообще не могла вставать и ходить, слониха неусыпно дежурила возле госпитального домика. Как же она обрадовалась, когда поправляющуюся собаку впервые вынесли на руках «погулять на свежем воздухе»!
А в центре реабилитации животных Уайлдхарт Ранч (США) олениха по имени Эми выкормила и вырастила слепого от рождения щенка по имени Рэнсом. Здесь, конечно же, можно вспомнить о том, насколько сильным может быть материнский инстинкт у многих высших животных – и о котятах, воспитанных собаками, и о щенках, выкормленных кошками, и даже о человеческих детях, выкормленных волками...
Да-да, такое случалось не только в сказке про Маугли. Но это не очень умилительная история, и в детском «Лучике» мы её рассказывать, пожалуй, не будем. В октябре 1920 года священник Иосиф Синг нашёл в волчьем логове неподалёку от индийской деревни Миднапор двух девочек – одну примерно восьми, другую – примерно полутора лет. Младшая так и не научилась ни стоять, ни говорить и спустя год умерла. Старшая (люди назвали её Камала), научилась ходить на двух ногах, есть варёную пищу и произносить около 30 слов.
А вот история ещё более удивительная. Случилась она в городке Норс Атлборо (штат Массачусетс). За бездомным и беспомощным котёнком (впоследствии ему дали имя Кейси) стала приглядывать и ухаживать... ворона! Она буквально не отходила от котёнка, кормила его, как собственного птенца, червяками и насекомыми, играла с ним – а если он пытался неосторожно выбежать на проезжую часть, тут же, как строгая мама, загоняла его обратно!
Бывали и другие случаи. Скажем, во Французской Полинезии, на атолле Рангироа, был зафиксирован случай, когда в местную стаю дельфинов-афалин «приняли» детёныша бесклювого дельфина. Пусть название «дельфин» вас не путает – бесклювые дельфины состоят в родстве с косатками и гриндами, а вовсе не с афалинами!
Бесклювый дельфин
А в Бразилии учёным удалось наблюдать стаю обезьян-капуцинов, которые неожиданно «удочерили» игрунку (мармозетку). Вот на фото одна из тех капуцинок с «питомицей».
Так вот, теперь о рассказе Льва Толстого «Лев и собачка». Как уже было сказано, это не выдумка. Вот отрывок из мемуаров майора русской армии Петрова, побывавшего в Париже в 1814 году:
...Дело было в Ботаническом саду... В клетке с одним из львов – самцом – жила тогда беленькая собачка; в это время, когда мы были, она лежала у шеи льва под душкою, положа рыльце на приголовье к загривку. Пристав уверял нас – по опытам, – что время жизни того льва, жившего с собачкою, уже три года, зависит также и от жизни его друга – собачки, чему были многие опыты. Испытывая степень любви льва к его собачке, пробовали не давать, ему пищи около трех суток, и он, производя ужасные рыкания, не переставал любить товарища своего заточения, ластился и припадал к своему другу крошечному...
Пожалуй, об этом тоже не будем в «Лучике»... Или надо?
Вы какой доктрины придерживаетесь – детям полезно переживать и расстраиваться, потому что доброта – это сострадание, или – что их надо оберегать от огорчений?..
В биологии известны сотни примеров взаимовыгодного сожительства различных организмов – симбиоза. Классические примеры, хрестоматийные, их можно найти почти в каждом учебнике или научно-популярном издании – скажем, это рак-отшельник и актиния, инфузория-трубач и водросль хлорелла, муравьи, которые «разводят» зелёную тлю и пьют её «молоко», и так далее...
"Куда?! Ах ты холера! Вот я тебя хворостиной!"
Но это всё-таки взаимоотношения по «рыночной» схеме «ты мне – я тебе». (Помните английское «доместик энимал»?) Однако высшие животные часто демонстрируют сложное эмоциональное поведение, которое в схему «взаимовыгодной торговли» совершенно не укладывается.
В старых советских газетах как-то писали о случае, когда ночью в пионерский лагерь пробрался вор. Наткнувшись на пожилую сторожиху, он ударил её – и вдруг на него яростно набросился сторожихин... кот Барсик! Да так отделал, что прибывшей милиции оставалось только упаковать ошалевшего от боли незадачливого вора «тёпленьким». Такое поведение нормально для собаки – но чтобы за хозяйку в драку ринулся кот?!
А в нашей семье до сих пор рассказывают про кота Русика – дело было в самом конце Великой Отечественной войны, было голодно, продукты были очень дорогими. Русик был самый натуральный ворюга – рассказ «Кот-ворюга» Константина Паустовского читали? Вот наш Руська тоже был ворюга – только всё украденное он не ел, а нёс домой! То кольцо колбасы у кого-нибудь стащит, то рыбу – и тащит под покровом темноты в квартиру, несёт в кухню, сам даже не притронется: «Вот, берите, ешьте, это вам!». Моя мама тогда была маленькой, она хлопала в ладоши и радовалась: «Нам Русик опять вкусное принёс!», а её дедушка, мой прадед, жутко ругался...
Вот и рассказывай потом, что животные «безмозглые», что «им бы только пожрать», что ничего они не понимают, думать не умеют, что нет у них никаких эмоций, сопереживания людям... А вы что думаете по этому поводу? Возможно, и у вас есть своя история на эту тему?
Журнал «Лучик» отвечает на сложные вопросы детей:
Что такое совесть?Как она устроена, как работает и для чего нужна человеку?
Что такое любовь? Разумеется, в детском журнале мы не можем писать про «репродуктивный инстинкт». Но это и не нужно – потому что любовь не только для этого. А для чего ещё?..
По ссылкам можно скачать (бесплатно и без регистрации) эти номера журналов. Будем рады, если они вам понравятся.
Выписать журнал с доставкой в ваш почтовый ящик или в ваше почтовое отделение до востребования можно через Почту России на её сайте.
Такую задачу поставил Little.Bit пикабушникам. И на его призыв откликнулись PILOTMISHA, MorGott и Lei Radna. Поэтому теперь вы знаете, как сделать игру, скрафтить косплей, написать историю и посадить самолет. А если еще не знаете, то смотрите и учитесь.
В 1748 году французский физик Жан-Антуан Нолле поставил весьма интересный опыт – простой, но с очень неожиданным результатом.
Сперва он приготовил два раствора соли – слабый и крепкий. Затем Нолле взял два одинаковых сосуда и соединил их трубкой, а поперёк трубки установил перегородку – мембрану – из очень тонкой кожи. В один сосуд он налил слабый раствор соли, а в другой – крепкий, причём одинаковое количество; после этого он стал ждать – что же произойдёт.
Жан-Антуан Нолле (1700–1770)
Каково же было удивление физика, когда через какое-то время уровень жидкости во втором сосуде начал повышаться – сам по себе! – а в первом, напротив, понижаться! Возникало впечатление, что какой-то невидимый насос медленно перекачивает жидкость из одного сосуда в другой!
Открытое явление Нолле так и назвал – «осмос», что по-древнегречески (ὠσμός) означает «проникновение, накачка, давление, толчок».
Многочисленные наблюдения показали – если два раствора, слабый и сильный, разделены тонкой перегородкой, которая пропускает растворитель (воду), но не пропускает растворённое вещество (соль), то более крепкий раствор начинает «выкачивать» воду из более слабого, стремясь «выровнять» концентрацию соли!
Как вы знаете, любой живой организм на Земле состоит из клеток, а каждая клетка отделена от окружающего пространства тонкой перегородкой – мембраной, оболочкой. Через эту мембрану происходит обмен веществ между клеткой и внешней средой. И если концентрация солей (или других растворённых веществ) снаружи и внутри оболочки различная, то начинает действовать тот самый «осмотический насос», открытый Нолле.
Можно сделать очень простой опыт: отрежьте два ломтика сырой картошки, и один положите в стакан с дистиллированной водой, а второй – в приготовленный раствор соли. Оставьте на ночь. С утра выньте ломтики и оцените разницу: ломтик картошки из стакана с чистой водой становится осклизлым, а ломтик в стакане с солёной водой остаётся жёстким и хрустящим! Почему?
Если у вас дома оставленный в воде картофель становится жёстким, значит и вода из-под крана у вас "жёсткая" – насыщенная солями щелочноземельных металлов...
Внутри клеток картофеля находится жидкость, в которой растворены разные соли и питательные вещества. Когда мы помещаем ломтик в чистую воду, концентрация солей внутри клетки оказывается выше, чем снаружи – и клетка начинает «накачивать» в себя воду через мембрану, разбухает и, наконец, лопается! Отсюда и склизкий налёт на поверхности. А вот в растворе соли «всё наоборот» – концентрация соли снаружи будет выше, чем внутри, и вода через мембрану, напротив, начинает «выкачиваться из клетки». Клетка картофеля «сушится», хотя находится внутри жидкости!
Если вы готовили шашлык, то помните: стоит посолить мясо – оно почти сразу же начинает «давать сок». Соль как будто вытягивает воду из мяса – это происходит благодаря осмосу. На поверхности чуть влажных кусочков образуется крепкий соляной раствор, который начинает интенсивно высасывать влагу из клеток!
Вот теперь мы можем вернуться к рыбам. Наверное, вы знаете, что рыба «дышит водой», то есть проглатывает ртом воду и выпускает её наружу через расположенные по бокам головы жаберные крышки. Под крышками расположены жабры – специальные органы, состоящие из тысяч тонких лепесточков, густо пронизанных кровеносными сосудами. Через тонкие стенки жабр в кровь рыбы проникает кислород, растворённый в воде. Однако благодаря явлению осмоса также происходит и «перекачивание воды». В каком направлении? Оказывается, у разных рыб это направление разное!
Процесс дыхания у рыбы
Если рыба живёт в речной, пресной воде (как окунь, щука или карась), то концентрация солей в тканях рыбы будет выше, чем в воде – поэтому осмотический насос постоянно накачивает воду внутрь клеток рыбы. Не только через жабры – через стенки глотки, через кожу, через глаза. Пить пресноводным рыбам совсем ни к чему – воды в их клетках и так полно! Более того, пресноводной рыбе приходится практически постоянно «писать», то есть сбрасывать излишки воды из тканей, иначе её клетки начнёт просто разрывать изнутри! Но «писает» такая рыба практически чистой водой.
Эти рыбы не пьют! Но много писают...
Если рыба живёт в морской или океанской, солёной воде, то концентрация солей в тканях рыбы, наоборот, меньше, чем в воде – поэтому осмотический насос тоже работает наоборот: постоянно «вытягивает» воду из клеток рыбы, и через жабры, и через глаза, и просто через кожу. Так что морским рыбам (как людям!) приходится время от времени пить, то есть проглатывать воду в желудок. Иначе рыба погибнет от жажды – несмотря на то, что плавает в воде! А вот «писают» морские рыбы редко, зато весьма концентрированным солевым раствором – потому что в морской воде содержится очень много солей, ненужных организму. Эти соли рыба отфильтровывает почками и выводит наружу.
А эти пьют, но писают мало...
Самое «хитрое» и экономичное решение «придумали» акулы. Дело в том, что благодаря наличию в тканях акул огромного количества мочевины концентрация солей «внутри» и «снаружи» клеток получается практически одинаковой. Поэтому, в отличие от других живых организмов, акулам, образно говоря, не нужно ни пить, ни писать. Никогда. Им хватает того малого количества воды, которое проходит через жабры, а для выделения лишних солей используется особая ректальная железа в кишечнике. Неплохо устроились, правда? Зато мясо у акул довольно вонючее, вы, надеюсь, уже догадались, почему?
А я и не пью, и не писаю! И всем довольна!
А как же киты, дельфины, тюлени, морские львы и другие млекопитающие, обитающие в морской воде? Они тоже пьют морскую воду? Оказывается, пьют, но только в исключительных случаях. Большинство морских млекопитающих (за исключением дюгоней и ламантинов) – хищники, питающиеся рыбой. А морская рыба уже «проделала» всю работу по удалению лишней соли из организма, так что морским млекопитающим вполне хватает «рыбьего сока» – той воды, которая содержится в сочной рыбе.
Вот если пищи нет – тогда нет и воды; тут уж поневоле приходится понемногу пить морскую воду. Полярные тюлени в таких ситуациях едят снег (как некоторые непослушные дети зимой).
Предположим, человечество послало разведывательный зонд на какую-нибудь далёкую планету, и он обнаружил не встречающуюся на Земле субстанцию. Что ему с ней делать? Провести химический анализ? А вдруг оно живое – и химический анализ его убьёт? Как узнать?
В науке имеется около сотни определений того, что такое жизнь. А когда определений так много, это означает, что учёные сами не до конца понимают, что же это такое.
Во многих определениях упоминаются «белки» и «клетки», которые не обязательно будут присутствовать в инопланетной жизни. Более того, похоже, что в начале земной жизни они тоже отсутствовали (но об этом – позже).
Если попробовать взять из этих определений общую часть, то выйдет, что живое обменивается веществами с окружающей средой (обмен веществ), имеет способность к росту, реакции на внешние условия, размножению...
Давайте проверим эти положения.
Обмен веществ. Это свойство почти любого химического процесса. Тот же огонь свечи, например, берёт из среды кислород и отдаёт углекислый газ, точь-в-точь как и мы. Делает ли это его живым?
Размножение. Размножается и компьютерный вирус.
Рост. Кристаллы тоже растут. А опрокинув ту же свечку, можно случайно «разрастить» огонь по всей комнате.
Реакция на внешние условия. Кристаллы льда растут быстрее при низкой температуре – реагируют на внешние условия.
А значит, всех этих признаков – обмена веществ, способности к размножению и росту, реагирования на внешнюю среду – недостаточно.
Учёные дополнили определение жизни новым условием: живое существо в процессе обмена создаёт более сложные вещества.
Кристалл растёт, компьютерный вирус размножается, огонь создаёт сложные вещества. Но это всё не жизнь!
С одной стороны, условие верное: всё множество живых белков (а их миллионы разных) создаётся из двадцати с небольшим аминокислот. С другой – в том же пламени свечи создаются случайным образом весьма сложные вещества: антрацен, фенантрен...
Есть, однако, принципиальная разница.
То, что синтезируется в пламени, огню не нужно, даже вредно (от сажи, например, он гаснет). А вот то, что синтезируется в живом организме, идёт на его постройку, на помощь в том же синтезе, на защиту от внешней среды. Оно остаётся, а потом может перейти к потомкам.
Это условие, которое назвали «накопление и передача информации», сейчас считается основным свойством жизни. А уж как эта информация накапливается – синтезом нужных для выживания веществ, передачей антител, врождёнными инстинктами или печатным словом (как это происходит с тобой сейчас), – это уже вторично.
Как неживое могло стать живым?
Как возникла жизнь? На этот вопрос тоже есть множество ответов. «Принесена из космоса», «высажена в виде эксперимента некой цивилизацией» – такие ответы лишь снова вызывают те же самые вопросы: а как тогда жизнь возникла на родной планете этой некой цивилизации?
Наблюдая живой мир вокруг нас, очень трудно представить, что вся эта сложность и разнообразие могли каким-то образом возникнуть сами по себе. А если предположить, что в какие-то давние времена всё живое было представлено всего лишь одной разновидностью жизни?
Сейчас геологи во множестве находят слоистые камни, строматолиты, которые образованы многолетними колониями цианобактерий. Так вот, самые старые из этих камней имеют возраст три с половиной миллиарда лет. Больше никаких следов деятельности живых существ того времени неизвестно. То есть похоже, что единственными, кто тогда жил на Земле, были цианобактерии.
Строматолиты
Но даже бактерия – уже очень сложный организм. В ней синтезируется множество разных белков, в ДНК хранится наследственная информация, а для передачи и транспорта используется РНК (рибонуклеиновая кислота). Разве могло быть так, что все эти вещества вдруг случайно возникли и соединились вместе?
Цианобактерии
Учёные не так давно открыли, что есть биохимические реакции, для которых белок не обязателен. Эти реакции могут идти с участием одних только РНК, так называемых рибозимов.
Представим себе такой живой организм. Он больше всего напоминает каплю с раствором нуклеиновых кислот внутри. Одни молекулы хранят наследственную информацию, на других происходит синтез новых РНК. Третьи образуют оболочку.
Как же в таком организме происходит питание и размножение? Подходящие молекулы из внешней среды образуют пару с молекулами оболочки и втягиваются внутрь. Внутри они точно так же образуют пары с уже существующими «длинными» цепочками РНК. Естественно, чтобы новая цепочка связалась химическими связями, нужно очень много времени, или кратковременная высокая температура, или помощь другой РНК–рибозима.
Молекула РНК под электронным микроскопом
Но главная задача при этом худо-бедно выполняется – такая капля раствора уже может накапливать и передавать полезную информацию, то есть уже живёт.
Н что заставляет подходящие молекулы объединиться?
Случайность?
Языковая теория жизни
Итак, мы выяснили, что жизнь возникает в результате соединения неживых элементов, а её главным признаком является способность к сохранению и передаче информации.
А теперь – внимание. Существует явление, которое ведёт себя точно так же, хотя живым мы его не считаем. Правда, мы часто называем это явление «живым», но в переносном смысле. Что это за явление? Посмотрите на рисунок.
Попробуйте прочитать, что здесь написано. Ничего не написано! Это просто буквы, и никакого смысла в их случайном скоплении нет. Можно сказать, что эта совокупность букв «мёртвая».
А теперь те же самые буквы соединяются в определённом порядке:
Догадались, какое явление обладает теми же свойствами, что и жизнь? Язык! Обыкновенный язык, на котором мы разговариваем, думаем, читаем и пишем. И даже иногда называем его «живым»:
Он накапливает и передаёт информацию, а смысл (жизнь) возникает в нём в результате соединения бессмысленных (неживых) элементов…
И это ещё не всё! Язык способен «расти» (в нём увеличивается количество слов и значений), «размножаться» (образовывать диалекты, наречия, жаргоны, слэнги, литературные жанры) и создавать «сложные вещества» (поступки людей).
И наконец: многие поэты и философы всерьёз утверждают, что не мы «говорим языком», а язык «говорит нами». То есть – не у нас есть язык, а мы есть у языка.
То есть язык использует людей как инструмент и питательную среду. Мы произносим для него звуки и пишем буквы, а мысли для этих слов и букв язык сам вкладывает нам в головы…
А если бы язык использовал в качестве «обслуживающего персонала» не людей, а, например, молекулы? Хотя – стоп, стоп...
Он же их и использует, мы же только что об этом читали! Именно в результате использования азотистых оснований для образования слов – ДНК и возникла жизнь на Земле!.. Получается, философы и поэты правы. Язык создал людей.
От живого к неживому и обратно
Для возникновения жизни необходим обмен и синтез веществ. Когда эти процессы прекращаются, считается, что и жизнь прекратилась тоже. Всегда ли это прекращение – насовсем?
Зелёная лягушка
Возьмём обычную зелёную лягушку. Они часто зимуют там же, где и живут, на дне пруда. Когда наступает зима и водоём промерзает, лягушки часто замерзают вместе с ним. Сердце у них не бьётся, дыхания нет, обмен веществ практически отсутствует. Жизнь закончилась?
Нет, она прекратилась на время. Стоит такую лягушку отогреть, она зашевелится, оживёт. Тритон сибирский углозуб вообще замерзает каждую зиму и в таком состоянии может провести до девяноста лет (а может, и больше).
Тритон сибирский углозуб
Мы сами и множество существ вокруг нас – многоклеточные организмы. Считается, что такие организмы обладают индивидуальностью, способностью запоминать и накапливать опыт. Что случится, если нарушить все связи между клетками? Что случится с индивидуальностью?
Простое многоклеточное существо гидру обучили защитной реакции – втягивать щупальца в ответ на вспышку света. Затем гидру аккуратно протёрли сквозь марлю, разбив её тело на отдельные клетки. Клетки гидр и губок способны воссоединяться вместе после такой операции. Оказалось, что воссоединённая гидра помнит, чему научилась, и так же втягивает щупальца.
Гидра (слева) и червь планария
У червей планарий клетки не способны соединяться после разделения, но одна планария может поглощать клетки другой. Оказывается, таким образом опыт тоже передаётся. То есть, обучив чему-нибудь планарию, а потом скормив её кусочек другой, можно таким способом передать выученное. (Это не значит, что и ты, съев учителя математики, выучишь теорему Пифагора: у нас пищеварение и память устроены по-другому.)
А можно ли самому создать жизнь из составных частей? Оказывается, можно. Летом прошлого года группа учёных создала с нуля ДНК, спрятала её в оболочку, наполнила эту оболочку рибосомами и всем необходимым – и новая, никогда прежде не существовавшая бактерия стала жить, питаться, делиться.
Другая группа учёных уже научилась заменять «буквы алфавита» ДНК – азотистые основания – на совершенно новые.
Учёные мечтают, что новые созданные ими организмы смогут жить на других планетах в совершенно других условиях. Кто знает, может, мы и станем той самой цивилизацией, сеющей жизнь на других планетах…
В поэме «Одиссея» есть глава о приключениях главного героя и его спутников на острове циклопов. Циклопами древние греки называли кровожадных одноглазых великанов, обладавших огромной силой. Конечно, это чистой сказка, миф. Но... Ещё ни одна сказка в мире не была придумана на пустом месте.
Издавна жители островов Средиземного моря: Мальты, Кипра, Крита и других, – находили странной формы гигантские черепа с одной глазницей посреди лба. Вот так и возникло предание о циклопах!
Тот самый "череп циклопа"
Кому же на самом деле принадлежали эти останки?
Учёные смогли разгадать загадку в начале XX века, когда им в руки попал тот самый «одноглазый череп». Оказалось, это был череп слона! Но слона крохотных размеров, величиной с небольшого пони или крупную собаку.
За гигантскую глазницу во лбу греки принимали носовое отверстие слона, ну а про обычного слона даже не думали – ведь размером череп был лишь немного крупнее обычного человеческого...
"Череп циклопа" в воображении и на самом деле
Что ж, одна загадка разгадана. Остаётся другая...
Откуда взялись слоны в Греции?
5 с половиной миллионов лет назад, в миоцене, в результате движения земной коры Гибралтарский пролив оказался наглухо запертым, Испания и Африка соединились сухопутным «мостом», а Средиземное море начало высыхать – и практически полностью пересохло. На его дне осталось лишь несколько озёр с солёной водой.
Карта западной части Средиземного моря пять с половиной миллионов лет назад
По образовавшейся суше животные из Африки – в том числе слоны – могли свободно путешествовать в Европу. Затем в результате землетрясений «перемычка» между Испанией и Африкой опустилась, образовался гигантский водопад – и за несколько тысяч лет Средиземное море снова наполнилось водой. Остались только небольшие острова, а слоны на них оказались «запертыми», навсегда изолированными от остальной суши.
В биологии известно такое явление, как «островная карликовость», когда в условиях обитания на маленьких островах – где мало еды, зато нет хищников – размеры животных начинают постепенно уменьшаться. Так появились на свет шетландский пони – любимая «лошадка» малышей, американская островная лисица размером с кошку, миниатюрный японский волк, вымерший совсем недавно (в начале XX века)...
В точности так же появился и островной карликовый слон – сущий лилипут по сравнению с настоящим слоном! Вес взрослого карликового слона составлял около 200 кг – приблизительно столько же весит современная взрослая свинья... Как считают учёные, последние островные слоны гуляли по берегам средиземноморских островов «всего лишь» 10 000 лет назад.
К сожалению, древние охотники ничего не знали про охрану природы, и популяцию карликовых слонов быстро и безжалостно уничтожили.