Некоторые диковины из биологии
Зачем зебрам чёрно-белая полосатая окраска?
На накой вопрос обычно отвечают: "Это что-то типа покровительственной, маскирующей окраски - когда зебры находятся в зарослях". Очень смешно. В каких зарослях? Зебры живут на открытых пространствах саванн, и, именно из-за своей демаскирующей окраски, они бросаются в глаза с огромных дистанций. При том, что назначение чёрно-белых полосок отнюдь не маскировочное, трудно заподозрить, что именно такая раскраска играет у зебр ключевую роль в спасении от хищников. Тем не менее, это так.
Главные природные охотники на зебр - львицы, которые охотятся не в одиночку, а группами (семьями). А зебры - стадные животные, и неспроста они держатся стадами. Стадо - это мощь, которая способна противостоять львицам вполне успешно. Для появления шанса на удачную охоту, львицы обычно придерживаются такой тактики: подобраться к стаду сразу с нескольких сторон. Как только зебры замечают львиц, всё стадо бросает кормёжку, снимается и бежит - не туда, куда его гонят, а туда, куда само хочет. Те львицы, которые оказываются на пути бегущего стада, не опасны: они сами уступают дорогу стаду, потому что иначе их просто растопчут. Те львицы, которые оказываются сзади бегущего стада, тоже не опасны: львицы бегают медленнее зебр, и к тому же стараются не приближаться к ним сзади, чтобы не получить дробящий удар копытом по морде. Опасны те львицы, которые оказываются с боков от бегущего стада. Вот тут-то и вступает в игру окраска зебр. Из-за этих чёрно-белых полосок, хищник дезориентируется, не воспринимая контуры отдельных животных. По логике своего охотничьего инстинкта, львица должна бросаться на отдельное животное, а не на тысяченогого монстра. На практике это выглядит так: львицы просто провожают печальными взглядами проносящееся мимо них стадо. Вот если львицам удаётся отбить зебру от стада, тогда её чёрно-белые полоски уже не помогают.
К содержанию
|
|
|
Как пустынные ящерицы ныряют... в песок
Пустынная ящерица, вышедшая на поверхность и далеко отошедшая от входа в свою норку, рискует стать добычей хищной птицы - от которой не спастись бегством по песку. Вариант для спасения - быстро спрятаться. Но как это сделать на открытой песчаной поверхности? А вот как: быстро зарыться в песок. Некоторые ящерицы справляются с этой задачей виртуозно, хотя их лапки мало приспособлены для копания. Ящерица включает в работу всё тело, заставляя его быстро вибрировать - при этом, контактирующий с телом песок приобретает свойство текучести, и ящерица погружается в него. Такое вибрационное погружение происходит ошеломляюще быстро: секунда - и на месте, где только что была ящерица, уже никого нет.
К содержанию
|
|
|
Способы добычи рыбы у птиц
Орланы, скопы с бреющего полёта выхватывают рыбину из воды своими когтистыми лапами.
Цапля, бродя на длинных ногах по мелководью, способна, благодаря длинной гибкой шее, совершить стремительное клюющее движение в огромном секторе.
Пеликаны обычно используют тактику коллективного загона: сев на воду и выстроившись полукругом, они с шумом гонят рыб на прибрежное мелководье, где затем "черпают" рыб с помощью своих огромных подклювных мешков.
Зимородок, сидя над водой, например, на ветке, поджидает рыбёшку - и, с нырка, наносит ей клювом кинжальный удар.
Баклан ныряет на глубину до 20 метров и хватает клювом рыбу, соревнуясь с ней в скорости и манёвренности; эти догонялки под водой бакланы вытворяют, совершая гребущие движения перепончатыми лапками.
Пингвины считаются нелетающими птицами, но это не совсем верно - они, буквально, летают под водой, используя свои короткие жёсткие крылья как движители и рули. При скорости и манёвренности пингвинов, косяковая рыба является для них вполне доступной добычей.
Олуши добывают морских рыбин, находящихся на глубинах даже в несколько метров, ныряя за ними с отвесного скоростного пикирования.
Ножеклювы, водорезы летают над водой на предельно малой высоте, опустив в воду конец удлинённой нижней половины клюва. Натыкаясь на рыбёшку, нижняя половина клюва поднимает её из воды, и клюв рефлекторно схлопывается.
Африканская чёрная цапля использует удивительный способ подманивать рыбью молодь. В жаркий день на мелководье вода обеднена кислородом, и рыбки предпочитают затенённые участки, где вода прохладнее, и кислорода больше. Цапля расправляет крылья и смыкает их спереди, формируя зонтик над опущенной головой. Рыбки плывут в тень, создаваемую этим зонтиком...
К содержанию
|
|
|
Как плавает рыба-меч
Рыба-меч - одно из самых быстрых созданий в океане. Охотится, в том числе, на кальмаров - с их знаменитым реактивным способом движения - и легко их догоняет. Шестиметровая рыба-меч развивает в воде скорость в 120 км/ч (для сравнения: самый быстроногий обитатель суши, гепард, разгоняется при непродолжительном преследовании добычи до скорости в 110 км/ч). Поражает и то, насколько быстро рыба-меч набирает свою сумасшедшую скорость. Известно про хранящийся в одном из морских музеев фрагмент борта парусника с застрявшим обломком меча этой рыбы. Для того, чтобы насквозь пробить медную и двойную дубовую обшивки, скорость при ударе должна была составлять не менее 80 км/ч. И эту скорость рыбина набрала на длине броска всего в пару метров!
И вот, вопрос: как рыба-меч такое вытворяет? Что является у неё настолько эффективным движителем в воде - неужели плавники и хвост? Нет, не плавники и не хвост. Мощные плавники у неё имеются - это пара горизонтальных грудных плавников, рулей глубины, с помощью которых рыбина может совершать на ходу фехтовальные движения мечом вверх-вниз, и спинной плавник, для совершения фехтовальных движений мечом вправо-влево. Эту тройку плавников можно использовать только как рули - особенно на больших скоростях! - да и хвост используется только как руль поворота. Это жутковато выглядит: плывущая без потери своей огромной скорости рыбина, которая не шевелит ни плавниками, ни хвостом. Мистика какая-то!
А подсказка к разгадке такова: рыба-меч, пойманная и вытащенная из воды в лодку, дрожит всем корпусом - мелкой быстрой дрожью. Едва ли можно сомневаться в том, что она пытается делать то же самое, что она делает в своей естественной среде обитания, т.е. в воде. Так и есть: то, что нашими глазами воспринимается как мелкая быстрая дрожь, в действительности является волнами - с чередованиями выпуклостей и вогнутостей - бегущими по бокам корпуса от головы к хвосту. Эти бегущие по корпусу волны и являются эффективным движителем в воде. С какой скоростью рыба-меч пускает по корпусу волны, которые "цепляются" за воду, с такой скоростью она и продвигается в воде.
Быстро, экономично, бесшумно!
К содержанию
|
|
|
Как падающая кошка переворачивается лапами вниз?
Физики, со своим знанием дела, отвечают: "Кошка использует для этого закон сохранения момента импульса!" А - точнее, конкретнее? "Кошка, - объясняют они, - быстро крутит хвостом, как пропеллером, отчего всё тело проворачивается в противоположную сторону". Эх, товарищи учёные!.. Хорошо заметно даже при визуальном наблюдении - не говоря уже про кадры замедленного воспроизведения - что, переворачиваясь в падении из положения "спинкой вниз" в положение "спинкой вверх", кошка не крутит хвостом, "как пропеллером". Она же, как говорится, не дура! Даже крути она хвостом, делая четыре оборота в секунду - при моменте инерции хвоста, в десять раз меньшем момента инерции остального тела, один оборот тела длился бы 2.5 секунды, а полуоборот, соответственно, 1.25 секунды. Многовато будет! При нулевой начальной скорости свободного падения, за первые 1.25 секунды кошка пролетела бы по вертикали примерно 7.6 метра. В действительности, кошка успевает выполнить свой полуоборот, пролетев по вертикали всего 1.5 метра (а падение с меньших высот для неё безопасно). Как же она умудряется это делать?
Кошка и в самом деле использует закон сохранения момента импульса, согласно которому, нулевой момент импульса, бывший у неё на старте падения, должен оставаться нулевым на протяжении всего падения. Но кошка использует этот закон не топорно, а виртуозно. Она вращает два разных участка тела в противоположные стороны - отчего суммарный момент импульса остаётся нулевым - но этими двумя участками тела являются не хвост и всё остальное, а передняя часть тела (голова, передние лапы, грудной отдел) и его задняя часть (поясничный отдел, задние лапы, хвост). При этом, свой полуоборот кошка выполняет в два этапа, на первом из которых момент инерции задней части гораздо больше, чем передней, а на втором - ситуация обратная.
Начав падать спиной вниз, кошка немедленно делает момент инерции у передней части тела минимальным - для чего она поджимает голову и передние лапы - а момент инерции у задней части максимальным - для чего она вытягивает задние лапы, относя их от туловища, и задирает хвост. В такой конфигурации она, скручивая позвоночник, поворачивает переднюю часть тела относительно задней на угол, равный примерно 180o. При такой скрутке, суммарный момент импульса остаётся нулевым: передняя часть поворачивается в одну сторону, а задняя - в другую. Но, поскольку момент инерции у задней части гораздо больше, чем у передней, то, в результате описанной скрутки, передняя часть провернётся, практически, на 180o, т.е. передние лапы уже окажутся снизу, а задняя часть провернётся на пренебрежимо малый угол. Далее кошка быстро изменяет соотношение моментов инерции: в передней части тела она поднимает повыше голову и вытягивает вниз передние лапы, а в задней - поджимает задние лапы и переводит хвост в положение, параллельное позвоночнику. Далее ей останется вернуть позвоночник из скрученного состояния в обычное - при этом, передняя часть, практически, не изменит своей ориентации, а задняя часть провернётся на угол, примерно равный 180o. В результате - все четыре лапы окажутся снизу.
К содержанию
Как три собачки прогоняют кобру
В каком-то сериале про живую природу показали удивительный сюжет. Если не ошибаюсь, дело происходило где-то в Северной Африке, около логова большой семьи мелких зверьков - луговых собачек или вроде того. Днём почти все взрослые собачки разбежались по своим собачьим делам, и на попечении нескольких старших остался "детский сад" в логове. Тут-то и решила наведаться в логово крупная кобра - не иначе как с намерением подкрепиться.
Дозорные заметили её ещё на подступах, сыграли тревогу, и вот на перехват выбежали три собачки - каждую из которых кобра превосходила по весу раз в пять. Но никакой паники у этих собачек не наблюдалось, они прекрасно знали, что делать. Можно было предположить, что они сейчас подберутся к кобре с трёх сторон и будут по очереди "цапать" её сзади. Но нет - эти малявки прогнали кобру, даже не вступая с ней в физический контакт. Жаль, что в фильме этот потрясающий метод воздействия не был объяснён диктором. А происходило следующее.
Три собачки, немного рассредоточившись, выстроились перед коброй почти "в линию" - на расстоянии, немного превышающем дальность её броска. Кобра подняла голову, раздула свой капюшон и зашипела. Эта прямая угроза не оказала на собачек никакого воздействия; они начали представление. Вот собачка, припавшая к земле, резко изменила позу, высоко подняв голову, и сопроводила это движение коротким верещанием. Кобра немедленно отреагировала - повернула голову, нацелившись прямо на эту собачку. Но тут другая собачка резко припала к земле и издала такое же верещание. Кобра вновь немедленно отреагировала, повернувшись к новой цели. Инстинкт у неё такой - смотреть на цель фронтально. Что-то ворохнулось и пискнуло - тут же инстинктивный поворот в ту сторону! В другом месте что-то ворохнулось и пискнуло - снова инстинктивный поворот! Так три собачки некоторое время кружили голову кобре - пока она ещё успевала делать эти бестолковые повороты. Но собачки потихоньку увеличивали темп - и вот он стал для кобры уже невыносимым: инстинкт требует поворачиваться туда-сюда, а мышцы не в состоянии это выполнить! Пришлось кобре сдуть свой капюшон, опустить голову на землю и ползти восвояси.
К содержанию
Как кот рыбачит с помощью вибрисс
В тропических лесах обитает редкий вид кошачьих, вибриссы (усы) у представителей которого раза в три длиннее, чем у наших домашних кошек. Трудно догадаться, что, с помощью этих длинных вибрисс, кот добывает рыбу!
Обычно на такую рыбалку кот отправляется ночью. Его потенциальная добыча - мелкая рыбка, затаившаяся на мелководье. Кот не видит её, но получает возможность её "засечь", если та поплывёт. Для этого кот вспугивает рыбок, чапая по воде лапой - и тут же опускает в воду кончики своих замечательных вибрисс. Если рыбка поплыла, она создаёт в толще воды характерные волны, которые, доходя до вибрисс, сообщают им микроколебательные движения. По характеру этих движений кот определяет положение и вектор скорости источника волн, т.е. рыбки - что даёт возможность рассчитать прыжок и схватить когтями рыбку, не видя её.
К содержанию
Немного об ультразвуке
Когда люди слышат писк и щебетанье летучих мышей - они слышат далеко не все издаваемые ими звуки, даже очень громкие. Летучие мыши, которые охотятся на
| Летит молодая летучая мышка. И, на влёте в свою пешеру, мордочкой об угол скалы - хрясь! И на землю - шлёп! Через некоторое время приходит в себя, открывает глазёнки, выплёвывает "жевачку" и говорит: "Блин, я когда-нибудь убьюсь с этим плеером!" |
насекомых, активно используют ультразвук - если живёшь в тёмной пещере, а охотишься ночью, то обычное зрение мало помогает. Издавая ультразвуковые крики и улавливая их отражения от окружающих предметов, летучая мышь, через слуховой канал, "видит" окружающую обстановку, а также обнаруживает свою пищу - ночных насекомых в полёте. Чувствительность этого "акустического видения" поразительна. Экспериментаторы натянули в помещении тонкие проволочки, выключили там свет и пустили туда летучих мышей. В течение интенсивного облёта, ни одна из проволочек не была задета ни разу!
Большую роль играет ультразвук и в жизни морских обитателей. Дельфины и косатки используют ультразвуки для отнюдь не примитивного общения с сородичами. Кашалот же использует ультразвуковую локацию на больших глубинах, 2 километра и более - куда совсем не доходит свет с поверхности, поэтому там царит мрак, и обычное зрение там бесполезно. Издавая ультразвуковые крики и воспринимая их эхо, кашалот ориентируется на донном ландшафте и находит свою пищу - глубоководных гигантских кальмаров.
Учёные выдвигают гипотезы - одну нелепее другой - для объяснения случаев самоубийств китообразных, в том числе, массовых, когда животные выбрасываются на берег. А ведь эти случаи начались в середине ХХ века, когда на флотах стали применять ультразвуковые излучатели чудовищной мощности - для обнаружения подводных лодок. Это как же надо бить по слуху и нервам животных, чтобы родная среда обитания стала для них невыносимой, и они предпочли бы покинуть её?! Впрочем, продажные учёные будут до конца отбрёхиваться, валя всё либо на плохие навигационные способности китообразных, либо на их нездоровую психику - лишь бы не называть истинную причину их гибели.
К содержанию
Тайны ловчей паучьей нити
На одном форуме в Интеренете было рассказано про удивительное наблюдение. Ранняя осень; с ветки свисает ниточка паутинки, к нижнему концу которой прицепился сухой листок своим черешком. Этот сухой листок скручен винтом - поэтому, при дуновениях ветерка, он крутится, причём, всё время в одну сторону. Ну, вот: ветерок дует и дует, листок крутится и крутится... Два часа наблюдалось кручение этого листка на паутинке - в одну и ту же сторону - и потом, после небольшого перерыва, ещё два часа! Как такое возможно, спрашивал наблюдатель - есть же у паутинки предел на кручение? А ему отвечают - всё нормально, нет у паутинки предела на кручение. Она способна к бесконечному прокручиванию!
Становится ещё интереснее, если вспомнить: при том, что ловчая паучья нить по прочности на разрыв превосходит сталь, эта нить способна при растягивающем усилии удлиниться на треть (!) - и лишь затем может порваться. Для сравнения: стальная нить рвётся при растяжении всего на 3-5%. Как же в паутинке совмещаются способность к колоссальному удлинению до разрыва и способность к бесконечному прокручиванию?
Ясно, что ни один материал не обеспечит такое сочетание свойств - если речь идёт о моно-нити. Достоверно известно, что ловчая паутинка - это не моно-нить, а пучок нановолокон. При формировании паутинки, каждое волоконце выходит из своего "сопла" (см. фото) на брюшке насекомого; эти "сопла", называемые паучьими шпулями или паучьими бородавками, имеют диаметр выходного отверстия не более 10 нанометров. Казалось бы, пучок сверхтонких волоконец не даёт особых преимуществ перед моно-нитью для обеспечения удлинения под нагрузкой и бесконечного прокручивания. Но это верно в том случае, если каждое волоконце без разрывов тянется на всю длину паутинки. А теперь представьте, что каждое волоконце идёт с разрывами, скажем, через 1 мм. Причём, все разрывы сгруппированы так, что они совпадают только у половины всех волоконец, а разрывы второй половины волоконец - сдвинуты на половину этого 1-миллиметрового отрезочка. И вот так разрывы одной половины волоконец чередуются с разрывами второй половины волоконец - по всей длине паутинки. Такая насыщенность разрывами - делает возможным бесконечное прокручивание в пучке волоконец, прилипающих друг к другу боковыми поверхностями. А это прилипание обеспечивается силами межмолекулярного сцепления - которые довольно значительны, ведь именно они поддерживают структуру молекулярных кристаллов. Причём, сила сцепления пары волоконец неоднородна на всём протяжении их контакта. Известно, что в каждом волоконце участки, дающие хорошее сцепление, чередуются с участками, не дающими хорошего сцепления. В каждой паре контактирующих волоконец сцепляющие участки одного волоконца находятся напротив сцепляющих участков второго. В состоянии, когда паутинка совсем нерастянута, этот контакт сцепляющими участками имеет наибольшую протяжённость - на половине длины каждого волоконца. При растягивающем усилии, волоконца скользят друг по другу, "защёлкиваясь" в положениях очередных наложений сцепляющих участков.
Вот так обеспечиваются свойства паутинки, сводящие к минимуму шансы вырваться у насекомого, попавшего в ловчую сеть - способность к огромному удлинению до разрыва и способность к бесконечному прокручиванию. Нанотехнологии, однако!
К содержанию
Звёздная навигация у перелётных птиц
Многие из певчих птичек, гнездящихся на северных территориях Европы, а зимующих в Африке, совершают свои миграционные перелёты только в ясные ночи. Учёные провели изящный эксперимент со славкой-завирушкой, чтобы проверить предположение о том, что, при перелётах, эти птички ориентируются по звёздам, а заодно проверить - является ли знание миграционного маршрута врождённым.
Постановка этого эксперимента была образцово-показательной - если говорить о целенаправленной отсечке тех факторов, которые могли бы вызвать сомнения в однозначности выводов. Прежде всего, у подопытной птички следовало полностью исключить общение с сородичами. Поэтому учёные взяли яйцо из гнезда славки-завирушки и вырастили подопытную птичку в инкубаторе. Когда наступила осень, и пришло время отправляться на зимовку, птичка была доставлена в планетарий - где можно было воспроизвести картину звёздного неба, видимую из любой точки земного шара на любой момент осенней ночи. Для исключения возможности того, что птичка будет выбирать направление полёта, каким-то образом ориентируясь по магнитному полю Земли, картина звёздного неба в планетарии была специально повёрнута - т.е. "звёздные" север и другие стороны света не совпадали с истинными. А маршрут полёта учёным был известен: с севера Германии сначала в направлении на юго-восток, к Балканам, затем, после пролёта над Грецией, перелёт через Средиземное море и делее на юг, к верховьям Нила.
Итак, птичке показали звёздное небо, видимое в месте, где было взято яйцо, из которого она появилась на свет. Птичка пришла в полётное возбуждение и уверенно нацелилась лететь в направлении на "звёздный" юго-восток, т.е. по первому участку своего маршрута на зимовку. Через некоторое время звёздное небо в планетарии немного довернули - как будто часть маршрута оказалась преодолена. Птичка немедленно скорректировала свой "курс" - в согласии со своим новым "местоположением". Вот так, доворачивая картину звёздного неба в согласии с выбираемым птичкой курсом, исследователи получили полный маршрут её миграции - от родительского гнезда до верховий Нила в Африке - при привязке к "звёздным" сторонам света.
Значит, совершенно определённо, славки-завирушки - при своих перелётах с одного континента на другой - ориентируются по звёздам. Причём, в этом случае с подопытной птичкой всё выглядело так, будто она прекрасно знала маршрут, ни разу по нему не пролетев и не общавшись с сородичами. "Схема полёта, с привязкой к звёздам, записана у неё на генетическом уровне" - можно было ограничиться этой высоконаучной формулировкой, которая ровным счётом ничего не проясняет. Но исследователи оказались слишком дотошными. "Если маршрут записан у птички на генетическом уровне, то незнакомую картину звёздного неба она не переварит", - рассудили они и показали ей звёздное небо, видимое в Сибири. Птичка пришла в сильное замешательство... Действительно, в Сибири не бывала не только она, но и никто из её сородичей, курсировавших между Европой и Африкой... Но вот, решение оказалось принято: птичка уверенно нацелилась лететь на запад, прямиком в Европу! Исследователи с трудом верили в реальность происходящего. Доворачивая звёздное небо в соответствии с выбираемым птичкой курсом, её "довели" до гнездовий на севере Германии - а перелёт оттуда в Африку был для неё уже пройденным этапом.
Понятно, что не может быть и речи о записи маршрута на генетическом уровне, если птичка способна успешно решать непредвиденные навигационные задачи. Но как же она это делает? Неужели где-то в глубинах её врождённой памяти зашиты картины осеннего (и весеннего) звёздного неба для любого местоположения - да ещё с учётом того, что, в течение ночи, звёздное небо поворачивается вокруг полярной оси? Неужели птичка, глядя на звёздное небо, осознанно определяет своё местоположение и выбирает курс? "Тэк-с... вот те раз! Как это меня занесло в район Нижневартовска? Ладно, надо возвращаться в Ганновер. Сначала двинем курсом вест, это во-о-он на ту звёздочку. Пошла, родимая!" Ну, смешно же - допустить, что птичка, с её 4-граммовым мозгом, обладает колоссальной памятью на картины звёздного неба и так хорошо знает географию. Проще допустить, что птичка вообще не осознаёт, как решается навигационная задача и как выбирается курс - птичка лишь воспринимает вводные, т.е. картину звёздного неба, а ведёт её в полёте нечто, которое можно назвать автопилотом. Подобный автопилот иногда включается и у людей: находясь в опьянении или в расстроенных чувствах, человек добирается до дома, совершенно не осознавая и не помня, как ему это удалось. Вот и птички совершают перелёты, находясь в изменённом состоянии сознания, а приходят в себя, долетев до места назначения. Автопилот не подкачает!
К содержанию
Чем мы видим?
Был такой диалог.
- Интересно разобраться с тем, как у нас возникают визуальные образы. Вот, например, чем ты видишь?
- Глазами, естественно! - задницей, что ли?!
- А когда ты спишь, сны видишь?
- Вижу.
- Но твои глаза при этом закрыты?
- Закрыты.
- Так чем же ты сны видишь - задницей, что ли?
Товарищ задумался... действительно, было отчего задуматься. Глаз считается органом зрения, но полноценные визуальные образы могут видеться без участия глаз. Если человек видит то, что не соответствует реальной окружающей обстановке, находясь при этом в бодрствующем состоянии, то такие "мнимые образы" называются галлюцинациями и считаются следствием тех или иных патологий в работе центральной нервной системы. Сновидения же не считаются следствиями патологий только потому, что неприлично сводить к патологиям то, что испытывают почти все люди. Но разве есть принципиальная разница между галлюцинациями и сновидениями? Не являются ли те и другие продуктом работы одного и того же "киноаппарата" - зрительного процессора - который способен превращать в визуальные образы потоки сигналов, поступающие на разные его входы, и лишь к одному из этих входов подключен канал восприятия "через глаза", а к другим входам подключены совсем другие каналы? Тогда, если бы повреждались глаза или глазные нервы, терялась бы способность видеть "через глаза", но сохранялась бы возможность видеть по другим каналам, в частности, видеть сны. Но если бы не работал зрительный процессор, то не было бы возможности видеть ни по одному каналу. Действительно, слепые от рождения не видят не только "через глаза", они не видят и снов.
К содержанию
Тайна аккомодации зрения
Научные представления о том, как работает зрительное восприятие "через глаза", основаны на сравнении глаза с фотоаппаратом. Полагают, что чёткое видение предметов, находящихся на различных удалениях (аккомодация зрения), обеспечивается благодаря созданию резких изображений этих предметов на сетчатке. До сих пор в офтальмологии считается, что аккомодация осуществляется через физические манипуляции с хрусталиком: якобы, сдавливание хрусталика с боков делает его поверхности более выпуклыми, отчего его преломляющая способность увеличивается, и он даёт резкую фокусировку света от более близких предметов.
К этим представлениям хорошо подходит термин "мракобесие". Строение человеческого глаза в разрезе приведено во многих учебных пособиях, и хорошо показано, что хрусталик просто прикреплён, за свой ободок, к удерживающей его на положенном месте соединительной ткани. Ближайшая к хрусталику мышца, т.н. цилиарная, изменяет диаметр зрачка, но на хрусталик она не воздействует. Т.е., мышц, которые могли бы сдавливать хрусталик с боков, физически нет, и офтальмологам это должно быть известно лучше, чем кому-либо ещё. Им также должно быть известно, что многие из тех пациентов, у которых хрусталики были удалены, сохраняли способность к аккомодации в частичном объёме, а некоторые - даже в полном. Вывод однозначен: аккомодация осуществляется НЕ через изменение выпуклости поверхностей хрусталика.
Бейтс полагает, что перестройка фокусировки глаза осуществляется через сжимание всего глазного яблока в продольном направлении, для чего должны согласованно сокращаться все четыре прямые мышцы глаза: верхняя, нижняя, правая и левая. Но исследования показывают, что эти четыре мышцы обеспечивают только повороты глазного яблока в глазнице. И оказывается, что перестройку фокусировки глаза делать физически нечем.
Тогда возникает вопрос: а так ли уж нужна она, перестройка фокусировки? Может быть, изощрённая работа зрительного процессора позволяет формировать чёткий визуальный образ в отсутствие чёткого изображения объекта на сетчатке? Допустим, что это так, но ведь мы хорошо знаем, что когда мы резко видим близкие предметы, мы нерезко видим дальние предметы, и наоборот. Тогда зрительный процессор, формируя чёткие визуальные образы, всё-таки должен как-то осуществлять "настройку" на ближние или дальние предметы. И эта "настройка" может делаться следующим образом. Помимо четырёх прямых мышц, к каждому глазному яблоку прикреплены по две слабые косые мышцы - которые, сокращаясь и расслабляясь с определённым сдвигом по фазе, обеспечивают вращательные микродвижения глаз. 
При рассматривании предмета, глаза совершают скачки от точки к точке, и на каждой такой точке обычно происходит замирание, в течение которого глаза совершают вращательные микродвижения (см. рис.). Смысл этих вращательных микродвижений - ради которых имеются специальные мышцы! - остаётся загадкой для науки. А ведь, благодаря этим вращательным микродвижениям, у зрительного процессора имеется возможность оценивать расстояния до предметов и селектировать их по удалённости!
Действительно, если представить, что линия взора зафиксирована в пространстве, а точечный предмет совершает около этой линии небольшое вращательное движение, то изображение этого предмета на сетчатке выписывает соответствующую окружность. Аналогично, если линия взора, из-за вращательных микродвижений глаза, обращается около неподвижного точечного предмета, то его изображение на сетчатке тоже выписывает соответствующую окружность. Причём, при одних и тех же вращательных микродвижениях глаза - чем ближе предмет к глазу, тем больше радиус окружности, которую выписывает его изображение на сетчатке. Значит, концентрируя усилия на обработку изображений, выписывающих на сетчатке меньшие или большие окружности, зрительный процессор имеет возможность формировать чёткие визуальные образы далёких или близких предметов [Н4].
К содержанию
Зачем у кошки вертикальные зрачки?
Кошка - ночной охотник на мышей и крыс. В условиях слабой освещённости, на охоте значительную роль играет слух кошки, но решающий бросок за добычей она обычно делает на основе зрительной информации. Для того, чтобы рассчитать этот бросок, кошке не требуется видеть жертву настолько отчётливо, чтобы различать каждый волосок в её шёрстке - а требуется правильно оценить расстояние до жертвы. Требуемая точность оценки этого расстояния не обеспечивается стандартным методом зрительной аккомодации, поскольку, в условиях слабой освещённости, чёткость зрительного образа жертвы весьма невысока, и глубина резкости при её визуальном восприятии оставляет желать лучшего. Если, тем не менее, кошка безошибочно оценивает расстояние до жертвы, то, значит, она использует для этого не зрительную аккомодацию, а какой-то иной механизм.
Две вертикальные щели зрачков кошки подсказывают, что в её зрительном аппарате использовн принцип стерео-дальномера - с базой, равной расстоянию между зрачками. Чем ближе к кошке находится предмет, тем больше угол между двумя направлениями движения света, идущего от предмета и попадающего в тот и другой зрачки. Соответственно, всё больше расходятся, друг по отношению к другу, изображения предмета на сетчатках того и другого глаза. По величине этого расхождения изображений и определяется расстояние до предмета, даже если сами изображения не являются чёткими.
Корректная работа такого стерео-дальномера требует, чтобы геометрия его двух оптических входов оставалась постоянной. Для этого кошка не должна поворачивать глазные яблоки, т.е. она не должна "косить глазами" и не должна сводить зрачки при рассматривании близких предметов. Простейшие наблюдения в домашних условиях показывают, что это так и есть в действительности.
Кроме того, известно: взрослая кошка, ослепшая на один глаз, утрачивает былые способности к ночной охоте. Всё сходится.
К содержанию
Метаморфоз у насекомых
В школе нас учили, что у насекомых - примитивный жизненный цикл. Вот у млекопитающих мамаша вынашивает и производит на свет детёныша, которому остаётся только вырасти - это, мол, продвинутый жизненный цикл. А у насекомых - примитив: самка откладывает яйца, из которых выводятся не взрослые насекомые, а какие-то личинки, которые только жрут; и лишь затем, на стадии куколки или кокона, личинка превращается во взрослое насекомое...
Возможно, это выглядит примитивно - если не вдаваться в подробности того, как происходит метаморфоз. Личинка росла и развивалась делением клеток, но взрослое насекомое - это совершенно другой организм, с другими тканями и органами, клетки которых должны выполнять множество функций, которые отсутствуют у личинки. Т.е. для взрослого насекомого не годятся клетки личинки - даже их требуется переделать, не говоря уже про органы и ткани. И эта переделка начинается с того, что органы и ткани личинки, практически, полностью деструктурируются, превращаясь в однородный биомолекулярный "кисель". По-научному этот процесс называется - гистолиз. А уже из биомассы, получившейся в результате гистолиза, по-новому лепятся совершенно новые органы и ткани взрослого насекомого.
О том, что метаморфоз происходит через стадию "киселя", отлично знают многие пчеловоды. У пчёлки метаморфоз происходит внутри запечатанной сотовой ячейки. Выросшая личинка пчелы - это белый червячок, занимающий почти весь объём ячейки. Как непохож этот червячок на молодую пчёлку, которая прогрызёт крышечку ячейки и выберется наружу! Но не всем личинкам суждено начать новую жизнь. Иногда соты с запечатанными личинками повреждаются, и становится видно их содержимое. Иногда в улье оказывается слишком много ячеек, из которых выведутся не рабочие пчёлки, а трутни - и тогда пчеловод пресекает массовое появление трутней, срезая крышечки их ячеек. Бывает, что это делается на той самой стадии - когда в ячейках находится однородный белый "кисель".
Жизненный цикл с метаморфозом, проходящим через стадию гистолиза - это грандиозный камень преткновения для современной биологии. Где ей объяснить такие чудеса, если она даже не может объяснить, чем живое отличается от неживого?
К содержанию
О роли учения Чарльза Дарвина
Книга Ч.Дарвина "Происхождение видов" [Д2] считается великим вкладом в естествознание. Это отповедь креационистам - которые полагают, что все многообразные формы живой природы появились не в результате естественных процессов, а были созданы Творцом (или Творцами). Дарвин, прежде всего, обращает внимание на палеонтологические факты, которые бесспорно свидетельствуют о развитии растительного и животного мира Земли - включая вымирание одних форм и замену их другими, новыми. Таким образом, налицо свидетельства о биологической эволюции - которую, в принципе, могли проводить те же Творцы. Но с этим Дарвин категорически не согласен: он намерен показать, что эволюция происходила без сверхъестественных вмешательств.
Движущей силой такой эволюции является, по Дарвину, естественный отбор - по аналогии с искусственным отбором, проводимым селекционерами. В живой природе, даже близкородственные особи немного отличаются друг от друга по самым разным признакам. Отбирая особей с теми или иными предпочтительными отличиями и получая от них потомство, селекционеры за несколько таких шагов добиваются, например, значительных перемен в облике по сравнению с исходным материалом. В дикой же природе, векторы естественной эволюции определяются не прихотью селекционеров, а, по Дарвину, борьбой за существование. Если то или иное отличие даёт хотя бы незначительное преимущество по жизни, то оно с большей вероятностью передаётся следующим поколениям и, таким образом, закрепляется и развивается. В итоге, выживают "наиболее приспособленные", а "менее приспособленные" вымирают.
Увы, такой подход принципиально не допускает самых значимых шагов в биологической эволюции, т.е. достаточно радикальных эволюционных превращений. Например, уже во времена Дарвина были известны палеонтологические и эмбриологические указания на то, что птицы произошли от ящериц. Но случайные вариации физических параметров организма не дадут такой кардинальный результат, как превращение ящерицы в летающую птицу - ни за какие миллиарды лет. Ведь если параметры варьируют случайно, то равны вероятности отклонений как в ту, так и в обратную стороны - а факторы, обеспечивающие накопление "правильных" отклонений, отсутствуют. Действительно, разве имели бы преимущества в борьбе за существование какие-то полу-птицы, ещё не способные летать? Конечно, не имели бы. Хуже того, эти полу-птицы, со своими полу-крыльями, не умели бы толком ни летать, ни бегать - и, по логике Дарвина, их бы смёл с лица Земли естественный отбор, как совершенно неприспособленных. Кстати, естественный отбор может "сметать с лица Земли" только тех, кто уже населяет Землю - значит, самые первые биологические формы, с которыми начал работать естественный отбор, появились не в результате естественного отбора. Дарвин это хорошо понимал, поэтому старательно обходил этот убийственный для его теории вопрос.
В итоге оказывается: о том, что было на самом старте биологической эволюции, Дарвин умалчивает, а происходить, по Дарвину, эволюция не могла. Каков же смысл в написании многословной книги, если заглавная проблема не решена? Дело в том, что смысл этой книги отнюдь не отражён в заглавии. Ключевой вопрос вот какой: что Дарвин понимает под видами, о происхождении которых он рассуждает? "Термин "вид" я рассматриваю как произвольный, присвоенный ради удобства для обозначения близко сходных между собой особей, и не отличающийся в основном от термина "разновидность" [Д2]. Разновидностями он называет то, что сейчас называется породами у животных и сортами у растений. Не оговорился ли Дарвин, уравнивая виды с породами-сортами? Нет, вот ещё цитаты: "виды - только хорошо выраженные и постоянные разновидности" [Д2]. И ещё: "мы будем относиться к видам таким же образом, как относятся к родам те натуралисты, которые допускают, что роды - только искусственные комбинации, придуманные ради удобства. Многим такая перспектива, может быть, не улыбается, но зато мы навсегда освободимся от тщетных поисков неуловленной до сих пор и неуловимой сущности термина "вид" [Д2].
Современные биологи, не читавшие Дарвина, изумятся - как великий британский учёный мог писать такую чушь? А разгадка проста: цель оправдывала средства. Назначение книги Дарвина - заболтать, практически, сложившееся к тому времени верное понимание того, что такое биологический вид. Как известно, важнейшим признаком принадлежности особи к тому или иному виду является не облик, не ареал обитания, не пищевой рацион и поведенческие повадки - а способность к производству жизнеспособного и плодовитого потомства в результате контактов с противоположным полом только того же самого вида. Способность к производству жизнеспособного и плодовитого потомства называется фертильностью; противоположное качество называется стерильностью. По критериям на основе фертильности-стерильности выстраивается современное разделение на виды: при скрещивании представителей разных видов, потомство иногда бывает, но оно стерильно.
Дарвину это было хорошо известно: "гибриды, или помеси, между всевозможными породами голубей вполне фертильны, как я могу свидетельствовать на основании моих собственных опытов, нарочно предпринятых с этой целью над наиболее резко различающимися между собою породами. Но едва ли найдётся хоть один точно установленный случай полной фертильности от гибридов двух отчётливо различающихся видов животных" [Д2]. Впрочем, это знание не мешает ему писать далее: "фертильность при скрещиваниях не составляет коренного различия между разновидностями и видами" [Д2], и "нельзя утверждать, будто у нас есть надёжный критерий, по которому можно различать виды от разновидностей" [Д2].
Львиную долю своей книги Дарвин посвятил не происхождению видов, а нудным заклинаниям о том, что строгого определения виду дать невозможно, потому что принцип "фертильность-стерильность", якобы, не всегда работает. Примеры приводит: родители, казалось бы, из одного и того же вида, а потомство стерильно, или, наоборот - родители, казалось бы, из разных видов, а потомство фертильно. Но дело-то в том, что эти примеры - "из одного и того же вида или из разных" - брались на основе классификации не по главному признаку видовой принадлежности, а по второстепенным: кто-то, "ради удобства", подразделял виды по цвету пёрышек, кто-то - по длине клювика, и т.п. А если, как сейчас и делается, подразделять виды по главнейшему признаку - на основе фертильности-стерильности - то всё становится на свои места. Да это и при Дарвине уже делалось: "две формы, ...считавшиеся разновидностями, как только оказываются сколько-нибудь стерильными при скрещивании, большинством натуралистов сейчас же оцениваются как виды" [Д2].
Вот с таким, правильным пониманием того, что такое биологический вид, Дарвин и боролся всей своей книгой. Потому что из этого правильного понимания сразу следовало, что ни один новый биологический вид не может появиться естественным путём. Даже при целенаправленной работе селекционеров, в результате получаются всего лишь новые породы и сорта, но никак не новые виды. Откуда же взяться новому виду в естественных условиях? Если даже допустить, что, в результате невероятной последовательности случайных изменений, на свет появится особь "нового вида", то, по определению, ей не с кем будет произвести жизнеспособное и плодовитое потомство. "Как ни крути, а единственный шанс, который имеется у детёнышей нового вида - это их массовое и почти одновременное рождение... События такого рода могут быть лишь результатом тщательно подготовленной и великолепно проведённой операции. Такая операция... является сверхъестественным вмешательством... - для этого требуется соответствующая квалификация и знание кодов доступа" [Н2]. Хорошая иллюстрация к сказанному - эволюция компьютерных игр, которую делали у нас на глазах.
Выходит, что Дарвин боролся с прямыми указаниями на то, что биологическая эволюция происходила не сама по себе - её проводили искусственно. Книга Дарвина, получившая мощную рекламную поддержку, произвела массовое оболванивание и затормозила верное понимание природы вещей более чем на 150 лет. Вот почему эта книга считается великим вкладом в естествознание.
К содержанию
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 261; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!