Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека

В свое время, когда исследования внутренних биологических часов еще только начинались, мне представилась уникальная возможность больше узнать об этом предмете. В середине 1960-х, когда я учился в аспирантуре и исследовал поведение тупай в институте Общества Макса Планка в поселке Зеевизен в Германии, неподалеку, в поселке Андекс, располагался другой институт того же общества, где проводились новаторские исследования внутренних часов, позволяющих животным следить за временем. Важнейшая разновидность таких часов, имеющаяся даже у одноклеточных, управляет динамикой активности и биологических процессов в ходе суточных циклов. Продолжительность так называемых циркадных (суточных) ритмов составляет около 24 часов. Этот внутренний механизм определяет временны́е рамки различных процессов приблизительно, а более точная настройка происходит под влиянием сигнальных факторов среды, в первую очередь наличия или отсутствия естественного освещения.

Научно-исследовательский институт в Андексе возглавлял врач и физиолог Юрген Ашофф, один из основателей науки о внутренних часах – хронобиологии. Под его руководством группа исследователей, в которую входил орнитолог Эберхард Гвиннер, для изучения механизмов суточных ритмов провела ряд экспериментов на млекопитающих и птицах. Одно из самых поразительных открытий, сделанных в ходе этих ранних исследований, состояло в том, что, если исключить сигнальные факторы среды, суточные ритмы животных сохраняются, но могут на несколько часов отклоняться в ту или иную сторону от стандартного 24-часового периода. Например, у животного может наблюдаться не зависящий от внешних факторов цикл, период которого составляет около 26 часов. Иными словами, для поддержания 24-часового ритма внутренним часам требуются сигналы извне. Работа этих часов немного напоминает работу не очень точных старинных часов с гирями, которые приходится каждое утро и каждый вечер подводить, чтобы они показывали правильное время. Любой, кому доводилось страдать от последствий дальних перелетов через несколько часовых поясов, в результате чего происходит резкий сдвиг такого важнейшего сигнального фактора, как естественное освещение, знает, как дорого нам приходится платить за вмешательство в работу своих внутренних часов.

В Андексе изучали не только животных, но и людей. Проведя ряд экспериментов на самом себе, Ашофф набрал добровольцев из числа студентов, согласившихся провести определенный срок (до четырех недель) в одиночестве в специальном подземном бункере, устроенном так, чтобы туда не проникали никакие сигналы извне. Перед началом эксперимента каждый испытуемый сдавал все свои часы, после чего получал возможность самостоятельно регулировать собственную активность, включая и выключая свет. Чтобы не получать никаких сигналов о времени от обслуживающего персонала, участники эксперимента сами готовили себе пищу. Кроме того, каждому из них выдавали на каждый день по одной бутылке особо крепкого пива «Андекс», сваренного в местном монастыре. Пока испытуемый находился в бункере, его внутренние часы шли независимо от внешних условий. Эксперименты позволили установить, что у человека, как и у животных, продолжительность цикла сна и бодрствования в условиях изоляции обычно отличается от стандартных 24 часов, иногда даже на несколько часов. Средняя продолжительность определяемых внутренними часами суточных циклов, наблюдавшихся у испытуемых в бункере Ашоффа, составляла около 25 часов.