3.3. ЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ ПРИЛИВНЫХ ЯВЛЕНИЙ

В биологических системах все функциональные процессы имеют ритмический характер. Есть основания предполагать, что действие гравитационных приливообразующих сил послужило основой для ритмической периодичности всех процессов, происходящих в живых системах. Этому способствовали по крайней мере две основные причины. Во-первых, физико-химические процессы, протекающие в живых и неживых системах, подвергаются влиянию силы тяжести, хотя, естественно, в различной степени и с учетом минимального размера частиц, участвующих в процессах, условий среды, состава компонент и др. [Пиккарди Дж., 1967; Горшков M. M., 1976]. Во-вторых, известна ведущая роль водной среды в эволюции живых систем. Приливо-отливные явления оказывали сильное действие на водные организмы и особенно на те, которые существуют в лито- и сублиторальной зоне. Во время отлива огромное число видов, не уходящих с водой и остающихся на обнаженном дне, находилось до наступления прилива в резко измененных условиях водного, светового, газового и температурного режима. Для того чтобы выжить в таких условиях, у приспособленных к водной среде организмов должно было временно измениться функциональное состояние перестройка водного, энергетического и метаболического обмена на период отлива. Для этого у живых организмов прежде всего должна была измениться проницаемость оболочек и мембран клеток, через которые осуществляется обмен с окружающей их водной средой. Это было для них жизненно важно — важно для того, чтобы не произошло обезвоживание белково-коллоидного содержимого клеток за время до наступления нового прилива. Во время отлива резко изменялись условия солнечной инсоляции, температура и газовый режим среды. И только вода, приходящая с приливной волной, вновь "оживляла" обитателей литоральной зоны и давала им возможность нормально функционировать.

Таким образом, среди различных способов адаптации организмов к среде [Prosser С. L, 1986], приливно-отливной механизм регуляции клеточной проницаемости был одним из основных для тех видов, которые жили в литоральной зоне и затем вышли на сушу. Этот механизм был ключевым для сохранения временного анабиоза за счет резкого снижения метаболизма, а также сохранения воды и трофических веществ внутри живого организма. Следовательно, приливно-отливной механизм регуляции проницаемости клеточных мембран и оболочек явился, по нашему мнению, первоначальным деноминатором, основным определяющим фактором биологической ритмики, сопряженным с гравитационными силами.

Предположение о возможном синхронизирующем влиянии приливообразующих сил Луны и Солнца на живые организмы через механизм клеточной проницаемости находит свое подтверждение в высказывании известного биофизика А. С. Пресмана (1974): "…первобытный мировой океан, в котором, вероятнее всего, зародилась жизнь, представлял собой систему, вещественно-энергетические параметры которой могли измениться под влиянием весьма слабых воздействий окружающей среды".

Возникновение биологической организации на Земле происходило около 3,6–4,2 млрд лет назад [Пресман А. С., 1974],

и повторяющаяся с тех пор периодичность геофизических процессов закрепилась в эволюционной программе развития живых организмов и стала их наследственным свойством. Кроме того, как уже отмечалось, гравитация оказала свое влияние еще на один жизненно важный элемент, необходимый для существования живых систем, — кислород. В то время как вода является для живых систем основой всего метаболизма и структурного построения, а углерод играет роль структурного каркаса белковых молекул, то кислород принципиально важен в качестве окислителя. Тесная связь гемопоэтической функции скелета высших позвоночных с гравитацией свидетельствует о ее важной роли в энергетических процессах организма, осуществляющихся через механизм связывания кислорода гемоглобином.

Из сказанного выше становится понятным, почему есть основания анализировать гипотезы о возможном согласовании биоритмических и циклических процессов живых организмов, включая человека, с приливо-отливными явлениями и лунной ритмикой. Результаты экспериментальных исследований показывают, что приливы, движения Луны в пространстве и даже лупньш свет действуют на биологические ритмы у самых разных видов организмов, причем эти лунные и приливные ритмы весьма устойчивые и изучены у большого числа видов [Биологические часы, 1964; Альтшулер В., Гурвич В., 1971; Чернышев В. Б., 1980; Агаджанян Н. А" Горшков М. М" 1984; Нейман Д" 1984; Brown F. А., 1983; Neumann D" 1985].

Отмечается [Нейман Д., 1984, с. 13], что, несмотря на большое разнообразие, животные приливной зоны по своим адаптационно-поведенческим реакциям приспособлены либо к водной среде во время прилива, либо к наземной во время отлива, т. е. в обоих случаях их поведение синхронизировано во времени с приливом или отливом. При этом у разных животных связь с приливами прослеживается для самых различных свойств или процессов-подвижности, размножения, окраски, миграции и др.

Интересно отметить, что устойчивость приливных ритмов при перенесении животных на сушу в лабораторные условия была различной. У одних животных околоприливные ритмы угасали через несколько дней, у других они соответствовали профилю предшествующих приливов ко дню сбора, у третьих равнялись периодам полусуточных или смешанных приливов, а у четвертых оказывались сходными с совмещенным околоприливным и окололунным ритмами [Нейман Д" 1984, с. 14–15]. Это говорит о том, что в популяциях исследователи имеют

чя

дело с явлением гетерогенности животных по биоритмам, связанной, возможно, с биосимметрией [Дубров А. П" 1987].

Приливные явления сопровождаются одновременно изменением самых различных факторов: сменой водной и воздушной сред, интенсивности и спектрального состава света, химического состава и турбулентности воды, вибрации, температуры, гидростатического давления [Нейман Д., 1984, с. II]. Как показывают лабораторные исследования, каждый из этих факторов может быть дополнительным датчиком времени в лунносуточном или лунно-месячном биоритме.

У животных литоральной зоны было обнаружено весьма важное свойство [Lehmann U. et а1., 1974]. При одновременном действии нескольких приливных факторов, создаваемом искусственно в лабораторных условиях, у отдельных особей устанавливаются разные фазы относительно приливных циклов. Авторы объясняют это способностью организма животных изменять фазу своего приливного ритма на фоне действия сложного комплекса внешних датчиков времени, синхронизаторов биоритма. Однако в других работах показано, что у человека (например, с возрастом) изменяются многодневные ритмы [Василик П, В., Галицкий А. К., 1981]. По мнению авторов, в процессе развития организм "отзывается" на разные ритмы факторов внешней среды так, что в раннем возрасте организм реагирует на одни ритмы, а во взрослом состоянии-на другие. В то же время наш анализ индивидуальных особенностей биоритмов показал, что все живые организмы, включая человека, обладают таким биосимметрическим свойством-наличие разных фаз биоритмов-изначально, с момента своего рождения и только их число в популяции от года к году изменяется [Дубров А. П., 1987]. Именно функционально-симметрическими индивидуальными особенностями объясняются многообразные реакции животных на гравитационное воздействие, приливные и лунные ритмы. Интересно отметить, что аналогичная картина наблюдается у растений, у которых степень реакции на гипогравитацию зависит от неоднородности популяции по признаку георецепторной чувствительности [Меркис А. И., Лауринавичюс Р. С., 1980].