Один из авторов этой книжки много лет назад был в тиссово-самшитовой роще около Сочи. Бродя по горному склону, он не заметил, как подкрался вечер.
Когда он начал спускаться к Мацесте, руководствуясь лишь направлением наибольшей крутизны горы, перед ним неожиданно вспыхнули яркие огненные точки. Он остановился с бьющимся сердцем — показалось, что целая шайка «недобрых людей» закуривает папиросы. Это были знаменитые светляки южных лесов. На всю жизнь останется в памяти первая встреча с ними. Чувство страха быстро уступает место восторгу: вспоминаешь, как много читал об этих удивительных крошечных насекомых.
Для жителей теплых стран светляк представляет нечто привычное, однако не все из них знают, что маленькое насекомое использует световые вспышки для сигнализации. Особи разного пола разыскивают друг друга в непроглядной темноте чащи, ориентируясь на огоньки. Светятся только самки. Это установил в 1937 г. биолог Бак. Мощность излучения отдельных светляков достигает сотой доли свечи. Это очень много, если учесть ничтожные размеры животного.
В тропических странах встречаются светящиеся мухи и черви. Местное население так же свыклось с этими животными, как кавказцы со светляками. Но, тем не менее, огоньки ночного леса всегда возбуждали фантазию людей. Они стали как бы символом «нечистой силы», начинающей свою волшебную деятельность при наступлении ночи.
Наши предки, жившие в тесном контакте с чудесной природой необозримых русских лесов, хорошо знали о фосфоресценции лесов и тоже считали ее «чертовщиной». Об этом говорится в знаменитых русских сказках «Жар-птица» и «Василиса прекрасная».
Биолюминесценция была известна с доисторических времен жителям континентальных районов, никогда не видевшим моря. И у них ореол сказочности и таинственности окружал живое свечение. Что-то в светящихся животных поражало человека. Никогда никого не удивляло, например, наличие рогов у коровы или хвоста у ящерицы. Целесообразность этих органов каждому ясна, она объясняет наличие тех или других органов у животных. Клест имеет загнутый кончик клюва, чтобы доставать семечки из шишек; змея сбрасывает кожу, чтобы расти; крот слеп потому, что живет под землей и глаза только мешали бы ему рыть свои ходы; у рыбы есть плавательный пузырь, позволяющий погружаться на глубину и всплывать. Но какую цель имеет свечение некоторых живых существ?
Выше говорилось об опытах Бака, разгадавшего смысл вспышек светляков. Эти насекомые используют свою способность к свечению в практических целях. Но можно ли то же самое сказать о других светящихся существах?
Под влиянием теории естественного отбора Дарвина у биологов возникло непоколебимое убеждение, что абсолютно все особенности животных и растений можно объяснить эволюцией, вызванной борьбой за существование. А так как эволюционная теория объясняет все с точки зрения приспособляемости и выживаемости, ученым не приходила мысль искать другие факторы, действующие на животный мир, кроме стремления к наибольшей целесообразности. С этой же позиции подошли зоологи прошлого века к биолюминесценции. В связи с этим любопытно привести цитату из малого словаря Брокгауза и Ефрона 1900 г.
«Широко распространены в животном царстве органы свечения. Из позвоночных они свойственны многим рыбам, особенно живущим на больших глубинах, куда не проникает или почти не проникает солнечный свет. Они встречаются далее у туникат, моллюсков, суставчатоногих червей, иглокожих, кишечнополостных и простейших. Светиться может все тело или отдельные специальные органы; свечение происходит по большей части под влиянием внешних раздражений или же по воле животного. Что касается значения свечения для самого животного, то в некоторых случаях оно стоит в связи с половой жизнью и служит для привлечения животных того же вида, в других случаях оно может быть служит средством, устрашающим врагов, наконец, по отношению к некоторым глубоководным животным полагают, что оно дает животному различать предметы среди вечного мрака, царствующего в океанических глубинах».
Многое здесь сказано осторожно, гипотетически, но автор ни на минуту не допускает мысли, что свечение может быть «бесполезным». Так сильна была вера в могущество фактора приспособляемости.
Когда какая-то теория предлагает единое (не диалектическое!) объяснение целому комплексу явлений, когда по этой теории в принципе «все ясно», и только отдельные детали из-за недостатка материалов стоят вне стройного научного описания — это очень подозрительно!
История естественных наук учит нас, что неспособность теории объяснить мелкую деталь иногда перерастает в общий кризис теории. Физика знает это на своем богатом опыте: в конце XIX в. ясный небосклон физики омрачали лишь два маленьких облачка — несуразица с законом излучения и странный результат опыта Майкелсона. А ведь эти облачка позже оказались причиной такой мощной грозы, которая потрясла до основания все здание классической физики.
Естествоиспытатели XIX в. хотели иметь четкую картину в науке о жизни. Поэтому они считали, что свечение необходимо организмам, что оно выработалось под действием естественного отбора.
Но по мере того как накапливались факты о светящихся животных, становилось ясно, что в большинстве случаев свечение животных не является целесообразным признаком.
У светляков полезная функция свечения налицо. Но почему светятся наземные черви и улитки? В чем смысл того феерического свечения моря, которое так красочно описал Паустовский? Если глубоководным рыбам свечение нужно для ориентации, то почему светится поверхностная морская фауна? Чем больше рассматриваешь конкретных примеров светящихся животных, тем больше убеждаешься, что биолюминесценция может быть как явно полезной, так и явно бесполезной (свечение бактерий или грибницы). В некоторых же случаях о пользе можно говорить лишь предположительно.
Профессор Огюст Пиккар призывал внимательно наблюдать за светящимися животными, воздерживаться от поспешных выводов, постепенно проникать в тайну биолюминесценции. Вот что он писал в своей книге «На глубину морей в батискафе»: «Существует целая группа явлений, полностью ускользающая от фотообъектива. К ним относятся слабые излучения фосфоресцирующих животных и растений. Астрономам хорошо известно, что некоторые неяркие светила можно запечатлеть на пленку при большой выдержке. Часто телескоп с фотопленкой в течение долгих часов и даже ночей направлен на определенный участок неба только для того, чтобы запечатлеть на пленку слабые лучи какой-либо звезды.
Сетчатка нашего глаза имеет короткую память: световое ощущение она запечатлевает в течение долей секунды. Глаз человека более чувствителен к кратковременным действиям света, чем пленка. В качестве примера можно привести падающую звезду — наш глаз полностью ее воспринимает, а сфотографировать можно только самую яркую.
То же относится ко многим фосфоресцирующим животным. Мы должны их увидеть сами — они недостаточно сильно светятся для выполнения моментальных снимков и слишком подвижны для того, чтобы снимать их с выдержкой.
Почему фосфоресцируют эти животные? Почему некоторые из них светятся ярко, как лампочки? Чтобы увидеть добычу? Или же, чтобы отпугнуть врагов? Или ослепить их? Или же, чтобы находить друг друга, подобно нашим светлячкам? Возможно, что свечение ничему не служит, а просто является следствием химических реакций, сопровождающих некоторые жизненные процессы. Если летом теплой ночью после дождя прогуляться по лесу, то можно увидеть кусочки гнилого дерева, испускающие легкий свет, порожденный мицеллиями некоторых грибов. Никому не придет в голову считать, что деревья или обитатели леса действуют с какими-то целями или намерениями.
Сколько вопросов — столько и загадок! Мы можем осветить эти тайны, если сами опустимся на дно океана.
Итак, свечение организмов иногда служит полезным целям (но не всегда). Это скорее всего может означать, что явление биолюминесценции вообще не связано с приспособлением животного к условиям существования. Следовательно, теория естественного отбора не всегда может объяснить живое свечение. Но если уж биолюминесценция не связана прямо с приспособляемостью, может быть можно подыскать другое объяснение этому феномену, лежащее в рамках эволюционной теории?
Может быть свечение животных является побочным следствием каких-то очень важных для определенных организмов функций?
Для ответа на этот вопрос нужно посмотреть, как распределяются светящиеся виды в животном и растительном царствах.