Тропизмы
Тропизмы
Первое наиболее четкое различие между животными и растениями ясно каждому: растения не могут передвигаться, тогда как животные этим свойством обладают. И тем не менее именно движение растений (поворот к солнцу цветов) положило начало науке о простейших движениях животных — тропизмах.
В 1693 году англичанин Джон Рей (который, кстати говоря, первым доказал, что кит — это не рыба) попытался научно обосновать факт, известный еще первобытному человеку: растения тянутся к свету и к нему обращают свои цветы. Повернутые к солнцу стороны стеблей растения, как полагал Джон Рей, замедляют свой рост, а затененные, напротив, растут быстрее. В результате стебель изгибается в сторону солнца. С точки зрения физики факт этот верен. Но истинную причину такого разворота разгадал 150 лет спустя ботаник Декандоль.
Рей считал, что причина изгибания стебля — тепло. А Декандоль доказал, что не тепло, а свет заставляет стебель растения разворачиваться навстречу солнцу. Он дал и название этому феномену: гелиотропизм. И тем положил начало массовому исследованию тропизмов.
Их много всяких и помимо гелиотропизма, и большинство из них имеет отношение к животному царству. Тропизмы бывают положительные и отрицательные, в зависимости от того, куда стремится наделенное ими животное — к источнику раздражения (положительные) или же прочь от него (отрицательные).
Гидротропизм — корни растения изгибаются к более влажным слоям почвы.
Геотропизм — стебель растет вверх, против сил земного притяжения.
Фототропизм — многие растения и животные направляются к свету.
Стереотропизм — животные бегут так, чтобы их вибриссы и другие осязательные органы касались твердых предметов.
Реотропизм — животное старается сохранить свое положение против ветра или течения реки.
Хемотропизм — движения, на которые воздействуют какие-либо химические вещества.
Термотропизм — стремление сохранить свое положение в зоне определенной температуры… Ну и так далее.
С некоторыми тропизмами познакомимся поближе.
Поместим пресноводных гидр в аквариум. Поставим его на окно. Вскоре заметим, что все гидры стронулись с места и медленно направились к свету. Расположились на стекле аквариума, обращенном к окну.
Повернем аквариум противоположной стороной к свету — гидры тотчас совершат микромиграцию, аналогичную той, которую проделали только что: переберутся на стекло аквариума, лучше освещенное.
Это означает, что у гидр положительный фототропизм.
Отрицательный фототропизм у домашних клопов: днем они прячутся где потемнее, а ночью отправляются на поиски пищи.
У другого «кровопийцы» — малярийного комара анофелеса — не простой фототропизм. Он по-разному реагирует на экстремально противоположные факторы: темноту и свет. На последний у него сильный отрицательный фототропизм, а положительный — тоже на свет, но только слабый. Поэтому днем опасаться малярийных комаров нет нужды. Но в сумерки иная картина: малярийные комары в эту пору особенно активны. Ночью они летят на свет комнатной лампы, поэтому необходимо закрывать окна и занавешивать их марлей.
Яркий пример геотропизма показывает плодовая мушка дрозофила. Посадим ее в стеклянную трубку, закрытую с обеих сторон, дрозофила направится в верхний конец пробирки, поставленной вертикально. Перевернем ее другим концом вниз, и муха опять устремится вверх. Таким образом можно «перегонять» ее с места на место многие часы.
Стереотропизм (он же тигмотропизм) замечен у живущих в темноте подземелий крыс, мышей и других грызунов. Длинные и чувствительные «усы» (вибриссы) у них на морде — осязательные органы. Крысы и мыши бегают в темноте обычно вплотную к стене так, чтобы вибриссы ее касались. Ими же определяют и ширину щелей: можно пролезть или нет.
«Форель, живущая в ручьях с быстрым течением, никогда не знает отдыха: днем и ночью вынуждена она трудиться, чтобы не дать течению снести себя. В ветреную погоду птицы и насекомые летают чаще всего против ветра, хотя прекрасно могут летать в любом направлении» (Ян Дембовский).
Такое поведение животных, как мы знаем, называют реотропизмом.
Ярко выраженный термотропизм демонстрируют инфузории. Помещенные в горизонтальную трубку, нагретую у одного конца, скажем, до 40 градусов, а с другого — до 15, они тотчас же собираются в зоне средней температуры: 26–27 градусов.
Интересно поведение некоторых мокриц. Эти родственные ракам животные обитают на суше: под камнями, гниющими стволами деревьев и в других сырых местах. А если попадут туда, где сухо, быстро погибают.
Вот в такой-то микроклимат и поместим их: в сосуд с сухим воздухом. Немедленно все мокрицы придут в движение, не направленное, однако, к какой-либо определенной цели: расползутся в разные стороны. В сосуде с сырым воздухом мокрицы некоторое время тоже ползают нецеленаправленно. Затем скоро успокаиваются и замирают в неподвижности там, где внезапно и без видимой причины закончили свое путешествие.
Наполним один конец сосуда сухим воздухом, а другой — влажным. Как поведут себя мокрицы? Там, где сыро, мокрицы неподвижны, где сухо — беспокойно ползают, но не направляются прямо к сырому месту, как поступили бы животные, обладающие особыми тропизмами. Вскоре, однако, беспорядочные движения в разных направлениях приводят к тому, что большинство мокриц собираются во влажном конце трубки.
Из опыта следует, что мокрицы не обладают определенным тропизмом, а просто, ползая там и сям, случайно находят сырое место и в нем остаются, никуда больше не стремясь. Неудачники, которые после беспорядочных передвижений не находят необходимый им сырой микроклимат, вскоре погибают.
Исходя из ряда подобных опытов, некоторые ученые называют тропизмы направленным движением, а беспорядочные перемещения — ненаправленным.
Не во всех периодах жизни животные обладают постоянными тропизмами. Примером могут служить личинки морских обитателей, которые плотными колониями покрывают прибрежные скалы или песчаные отмели. Тут и некоторые черви, усоногие раки, устрицы и другие двустворчатые моллюски.
Их крохотные личинки свободно плавают в морских просторах, подвергаясь суровым испытаниям: шторм, прибой, отливы и приливы, волны и течения — все это они переносят, казалось бы, с легкостью. Но приходит время превращаться во взрослое животное. Как они находят пригодные для поселения места?
В начале жизни у личинок положительный фототропизм: он заставляет их держаться вблизи поверхности моря, где света больше, затем, перед метаморфозом, фототропизм меняет свой знак на противоположный, и личинка принуждена теперь искать затененные места. Она опускается на дно. Найдет здесь условия, отвечающие и другим ее тропизмам (особый химизм воды и структура почвы), прикрепляется к какому-либо свободному месту и превращается вскоре в усоногого рака, моллюска или червя, навсегда теряющего способность передвигаться.