Глава 12

Кто это сделал первым?

1. Что сказал один биолог о людях-изобретателях?

«Я ПОДОЗРЕВАЮ, — сказал один биолог, — что мы не являемся теми новаторами, за которых себя принимаем; мы всего лишь подражатели» ¹. Зачастую люди-изобретатели просто повторяют то, что растения и животные делают уже тысячелетиями. Подражание живым существам так распространено, что ему было дано собственное название — бионика.

2. Каким образом другой ученый сравнил человеческую технику и технику в природе?

² Другой ученый говорит, что фактически все основные области человеческой техники «были освоены и продуктивно использованы живыми организмами... еще до того, как человеческий разум начал охватывать их функцию и овладевать ею». Интересно, что он добавляет: «Во многих областях человеческая техника все еще далеко отстает от природы» ².

3. Какие вопросы следовало бы не выпускать из виду, рассматривая примеры бионики?

 ³ Размышляя об этих комплексных способностях живых организмов, которым стараются подражать изобретатели, разумно ли полагать, что эти способности появились в результате чистой случайности, причем не один только раз, а многократно и у организмов, не являющихся родственниками? Не имеем ли мы дело с замысловатыми конструкциями, которые, как нас учит опыт, могут быть только произведением блестящего конструктора? Верится ли на самом деле, что чистый случай мог создать вещи, имитация которых позднее потребовала усилий одаренных людей? Прими во внимание эти вопросы, рассматривая следующие примеры:

4 (а) Как термиты охлаждают свое жилище? (б) На какой вопрос ученые не в состоянии ответить?

⁴ КОНДИЦИОНЕРЫ. Во многих домах воздух охлаждается с помощью современной техники. Термиты же охлаждают свои жилища с давних пор по настоящее время. Их гнездо находится в центре большого холма. Из него теплый воздух поднимается в систему воздушных каналов вблизи поверхности. Здесь несвежий воздух сквозь пористые стены выходит наружу, а свежий прохладный воздух проникает внутрь и опускается в воздушную камеру, находящуюся в нижней части холма. Оттуда он поступает в гнездо. У подножия некоторых холмов имеются отверстия, куда заходит свежий воздух, который в жаркую погоду охлаждается благодаря испарению поднимающейся почвенной влаги. Каким образом миллионы слепых рабочих координируют свои усилия, чтобы соорудить такие искусно сконструированные постройки? Биолог Луис Томас отвечает: «Тот очевидный факт, что у них налицо своего рода коллективный интеллект, является загадкой» ³.

5—8. Чему научились авиационные конструкторы из крыльев птиц?

⁵ САМОЛЕТЫ. Многолетнее изучение птичьих крыльев помогло при конструировании крыльев самолетов. Изогнутость птичьего крыла обеспечивает подъемную силу, необходимую для преодоления силы тяжести. Однако при слишком большом наклоне крыла существует опасность срыва. Чтобы этого не произошло, птицы имеют на передней кромке крыльев ряд перьевых щитков, которые быстро поднимаются, как только  увеличивается наклон крыла (1, 2). Эти щитки не дают основному воздушному потоку оторваться от поверхности крыльев, что сохраняет подъемную силу.

⁶ Еще одной особенностью, помогающей контролировать турбулентности и предотвращать «сваливание», является крылышко (3) — небольшой пучок перьев, который птица может оттопыривать подобно большому пальцу.

⁷ Как у птиц, так и у самолетов на концах крыльев образуются тормозящие вихри. Птицы сводят их к минимуму двумя способами. Некоторые птицы, например стрижи и альбатросы, имеют длинные, узкие крылья с заостренными концами. Благодаря этой конструкции почти все вихри устраняются. Другие, в их числе большие ястребы и грифы, имеют широкие крылья, содействующие сильному завихрению; но это предотвращается тем, что птицы растопыривают на концах крыльев маховые перья подобно пальцам. Благодаря этому, тупые концы преобразуются в несколько узких кончиков, что сокращает образование вихрей и сопротивление воздуха (4).

⁸ Авиационные конструкторы переняли многие из этих особенностей. Изогнутость крыльев обеспечивает подъемную силу. Различные закрылки и выступы служат спойлерами для подавления вихрей или действуют в качестве тормозного устройства. У некоторых легких самолетов завихрение на концах крыльев ослабляется поднятием плоских щитков перпендикулярно поверхности крыла. И все-таки крыльям самолетов еще далеко до чудес инженерного искусства, которые мы обнаруживаем в устройстве крыльев птиц.

9. Какие животные и растения употребляли антифриз уже до человека, и насколько он эффективен?

⁹ АНТИФРИЗ. Люди используют в автомобильных радиаторах гликоль как антифриз. Но определенные микроскопические растения, чтобы не замерзнуть в антарктических озерах, применяют химически похожий на него глицерин. Он также есть у насекомых, которые выживают при температуре 20 градусов ниже нуля по Цельсию. Существуют рыбы, которые производят свой собственный антифриз, что позволяет им обитать в холодных водах Антарктики. Некоторые деревья переносят 40-градусные морозы, потому что содержат «очень чистую воду, незагрязненную частицами пыли или грязи, на которых иначе могли бы образовываться кристаллы льда» ⁴.

10. Каким образом некоторые водяные жуки приобретают подводные дыхательные аппараты, и как они их используют?

 ¹⁰ ДЫХАНИЕ ПОД ВОДОЙ. Люди надевают на спину акваланг и остаются под водой в течение одного часа. Некоторые водяные жуки делают это проще и при этом дольше пребывают под водой. Прихватив воздушный пузырь, они погружаются с ним в воду. Пузырь служит в качестве легкого. Он принимает от жука углекислый газ и выпускает его в воду, а из воды забирает растворенный в ней кислород, чтобы жук мог дышать.

11. Насколько широко распространены в природе биологические часы, и какие можно привести примеры?

¹¹ ЧАСЫ. Живые организмы владели точными часами задолго до того, как человек начал определять время по солнечным часам. Во время отлива микроскопические водоросли под названием диатомеи поднимаются на поверхность мокрого берегового песка. Когда же наступает прилив, диатомеи опять погружаются в песок. Однако в песке в лабораторных условиях, где нет ни приливов, ни отливов, их внутренние часы по-прежнему заставляют их подниматься и погружаться в том же ритме. Во время отлива манящие крабы темнеют и выползают из своего убежища, а когда наступает прилив, они бледнеют и прячутся в свои норки. В лаборатории, находящейся далеко от моря, они продолжают соблюдать тот же режим, темнея и светлея в зависимости от времени отлива и прилива. Птицы могут ориентироваться по солнцу и звездам, которые со временем меняют свое расположение. Для того чтобы компенсировать эти изменения, они должны иметь внутренние часы (Иеремия 8:7). От микроскопических растений до человека — повсюду отсчитывают время миллионы внутренних часов.

12. Когда люди начали применять примитивные компасы, но каким образом они применялись уже задолго до этого?

¹² КОМПАСЫ. Примерно в XIII столетии н. э. люди начали пользоваться примитивным компасом — магнитной стрелкой, плавающей в чаше воды. Однако это не было чем-то новым. Бактерии содержат цепочки частиц магнетита, имеющих как раз соответствующие размеры, чтобы действовать в качестве компаса. Благодаря этому, они отыскивают предпочитаемую ими среду. Магнетит был обнаружен и во многих других живых организмах, например в птицах, пчелах, бабочках, дельфинах и моллюсках. Как показывают эксперименты, почтовые голуби, возвращаясь домой, ориентируются по магнитному полю земли. Теперь общепризнано, что перелетные  птицы находят свой путь также и с помощью магнитных компасов, находящихся в их головах.

13. (а) Что позволяет мангровым деревьям существовать в соленой воде? (б) Какие животные могут пить морскую воду, и почему они способны это делать?

¹³ ОПРЕСНЕНИЕ. Люди строят огромные установки для опреснения морской воды. Корни мангровых деревьев всасывают морскую воду, но фильтруют ее через мембраны, которые удаляют соль. Один из видов мангров, Avicennia, освобождается от избытка соли при помощи желез, расположенных на нижней стороне листьев. Такие морские птицы, как чайки, пеликаны, бакланы, альбатросы и буревестники, пьют морскую воду и удаляют поступающий в кровь излишек соли посредством головных желез. Пингвины, морские черепахи и морские игуаны тоже пьют соленую воду и удаляют избыток соли.

14. Какие животные вырабатывают электричество?

¹⁴ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Приблизительно 500 видов электрических рыб имеют батареи. Африканский электрический сом может вырабатывать напряжение в 350 вольт. Гигантский электрический скат, живущий в Северной Атлантике, производит электрические импульсы в 50 ампер напряжением в 60 вольт. У южно-американского электрического угря были зафиксированы удары напряжением до 886 вольт. «Известно одиннадцать различных семейств рыб, среди которых есть виды с электрическими органами», — сообщает один химик ⁵.

15. Какими отраслями сельского хозяйства занимаются некоторые животные?

¹⁵ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО. Испокон веков человек возделывает землю и держит домашний скот. Однако уже гораздо раньше муравьи-листорезы занимались садоводством. В компосте, который они заготавливали из листьев и своего помета, они выращивали грибки, служащие им пищей. Некоторые муравьи держат тлей как домашний скот, выдаивая из них сладкие выделения и даже строя скотные помещения, чтобы приютить их. Муравьи-жнецы запасают семена в подземных амбарах (Притчи 6:6—8). Некоторые жуки подрезают мимозу. Сеноставки и сурки косят, сушат и запасают сено.

16. (а) Каким образом выводятся детеныши морских черепах, некоторых птиц и аллигаторов? (б) Почему задача самца глазчатой курицы весьма трудная, и как он ее выполняет?

¹⁶ ИНКУБАТОРЫ. Хотя человек и строит инкубаторы для вывода молодняка из яиц, но он дошел до этого не  первым. Морские черепахи и некоторые птицы откладывают свои яйца для инкубации в теплый песок. Другие птицы оставляют свои яйца для выведения птенцов в теплом вулканическом пепле. Аллигаторы покрывают иногда свои яйца гниющей зеленью, чтобы создавалось тепло. Однако настоящим специалистом по этой части является самец глазчатой курицы. Он роет большую яму, наполняет ее зеленью и сверху засыпает песком. Брожение растительности обогревает кучу, в которую самка в течение шести месяцев каждую неделю откладывает по одному яйцу, и все это время самец проверяет температуру, втыкая в кучу свой клюв. Добавляя или отбавляя песок, он даже в морозную или очень жаркую погоду поддерживает в своем инкубаторе постоянную температуру в 33 градуса.

17. Каким образом осьминоги и кальмары осуществляют реактивное движение, и какие неродственные животные также передвигаются реактивным способом?

¹⁷ РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ. Путешествие в современном самолете, вероятно, осуществляется благодаря реактивным двигателям. Многие животные также перемещаются реактивным способом, делая это уже тысячелетиями. Выдающимися в этом отношении являются осьминоги и кальмары. Они всасывают воду в специальную камеру и затем выталкивают ее при помощи сильных мышц, продвигаясь таким образом вперед. Реактивное движение применяется также и наутилусами, гребешками, медузами, личинками стрекоз и даже некоторыми видами морского планктона.

18. Какие растения и животные относятся к многочисленным светящимся организмам, и в каком отношении их светильники работают эффективнее, чем светильники, изготовленные человеком?

¹⁸ ОСВЕЩЕНИЕ. Изобретение лампы накаливания приписывают Томасу Эдисону. Но у нее не такой уж высокий коэффициент полезного действия, так как она теряет энергию в виде тепла. Жуки-светляки включают и выключают свои фонарики, которые действуют эффективнее. Они испускают холодный свет, не выделяя тепловой энергии. Ярко светятся многие виды губок, грибов, бактерий и червей. Один из червей похож на проходящий миниатюрный поезд, имеющий красный «головной прожектор», а на обоих боках — по 11 белых или бледно-зеленых освещенных «окон», за что его назвали железнодорожным червячком. К светящимся  рыбам относятся также удильщики, пятнистый скопелус, рыба-гадюка, светящийся анчоус и многие другие. Прибойные волны светятся и блестят миллионами микроорганизмов.

19. Кто производил бумагу задолго до человека, и каким образом один изготовитель бумаги изолирует свой дом?

¹⁹ БУМАГА. Египтяне изготавливали ее тысячи лет тому назад. И все же они далеко отстали от стенных ос, складчатокрылых ос и шершней. Эти крылатые работники разжевывают старую древесину, производя в результате серую бумагу для постройки своих гнезд. Шершни подвешивают свои большие круглые гнезда на деревьях. Наружная оболочка состоит из многих слоев прочной бумаги, отделенных друг от друга воздушными прослойками. Это защищает гнездо от жары и холода так же эффективно, как защищала бы кирпичная стена толщиной в 40 сантиметров.

20. Каким образом перемещается один вид бактерий, и к какому заключению побудило это ученых?

²⁰ РОТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. Микроскопические бактерии опередили человека в использовании ротационного двигателя на много тысяч лет. Один вид бактерий имеет нитевидные выросты, которые скручены вместе в упругую спираль, подобную штопору. Бактерия крутит этот «штопор» как гребной винт, перемещаясь таким образом вперед. Она может даже изменить направление, в котором вращается двигатель! Но как она это совершает, пока полностью не выяснено. В одном сообщении утверждается, что бактерия, в пересчете на свою величину, достигает скорости в 50 километров в час. Дальше говорится, что «природа, фактически, изобрела колесо» ⁶. Один исследователь приходит к следующему заключению: «Осуществилась одна из самых фантастических концепций биологии: природа в самом деле произвела ротационный двигатель со сцеплением, вращающейся осью, подшипниками и поворотным приводом» ⁷.

21. Каким образом совершенно неродственные животные пользуются эхолокацией?

²¹ ЭХОЛОКАЦИЯ. Эхолокация летучих мышей и дельфинов превосходит имитации, сделанные человеком. В затемненном помещении, где вдоль и поперек натянута тонкая проволока, летучие мыши летают и никогда не задевают ее. Они испускают ультразвуковые сигналы, которые отражаются от предметов и возвращаются  к ним, что позволяет летучим мышам определить их положение и облететь их. Морские свиньи и киты делают то же самое в воде. Птицы гуахаро используют эхолокацию, когда залетают и вылетают из темных пещер, где они гнездятся, издавая при этом резкие щелкающие звуки.

22. В каком виде балластная система, применяемая в подводных лодках, встречается у разных неродственных животных?

²² ПОДВОДНЫЕ ЛОДКИ. Подводные лодки существовали уже до того, как их изобрели люди. Микроскопические радиолярии имеют в своей протоплазме капельки масла, при помощи которых они регулируют свой вес и благодаря чему поднимаются или опускаются в море. Рыбы изменяют свою плавучесть тем, что впускают в свой плавательный пузырь газ или выпускают его. Раковина наутилуса разделена на камеры или балластные цистерны. Изменяя соотношение воды и газа в этих цистернах, животное регулирует глубину погружения. Известковая внутренняя раковина каракатицы содержит многочисленные полости. Для регулировки плавучести это похожее на осьминога животное выкачивает из своего скелета воду и дает газу заполнить опорожненные полости. Таким образом, полости внутренней раковины действуют по такому же принципу, как водяные цистерны в подводной лодке.

23. Какие животные пользуются органами, ощущающими тепло, и насколько они чувствительны?

²³ ТЕРМОМЕТРЫ. Люди совершенствуют термометры, начиная с XVII столетия, однако они остаются примитивными по сравнению с некоторыми термометрами, которые встречаются в природе. Усики комара могут ощутить изменение температуры на 1⁄150 градуса по Цельсию. По бокам головы гремучей змеи имеются углубления с терморецепторами, которыми она может ощутить изменения температуры на 1⁄300 градуса по Цельсию. Удав за 35 миллисекунд реагирует на изменение температуры на долю градуса. Глазчатая курица и кустовая курица клювом измеряют температуру с точностью до полуградуса.

24. О каком высказывании напоминают эти примеры?

²⁴ Все, что человек перенимает у животных, напоминает о совете, который дает Библия: «Спроси у скота, и научит тебя, — у птицы небесной, и возвестит тебе; или побеседуй с землею, и наставит тебя, и скажут тебе рыбы морские» (Иов 12:7, 8).

[Вопросы для изучения]

[Вставка на странице 152]

Подражание живым существам так распространено, что ему было дано собственное название.

[Диаграмма на странице 153]

(Полный текст смотрите в публикации)

Гнездо охлаждается благодаря испарениям

Использованный воздух

Свежий воздух

Почвенная влага

[Диаграмма на странице 154]

(Полный текст смотрите в публикации)

1 2 3 4

1 2 3

[Иллюстрация на странице 155]

Воздушный пузырь

[Иллюстрация на странице 159]

Разрез многокамерной раковины наутилуса.