Το Θαυμάσιο Ωρολόγι των Ζώντων Πραγμάτων

ΕΧΕΤΕ παρατηρήσει τη θαυμάσια αίσθησι χρονομετρήσεως των ζωντανών πραγμάτων; Κάθε χρόνο τα φυτά βλαστάνουν, αυξάνουν και ανθίζουν σύμφωνα με πρόγραμμα. Όλα δεν είναι στο ίδιο πρόγραμμα—μερικά ανθίζουν την άνοιξι, άλλα το καλοκαίρι και ακόμη άλλα το φθινόπωρο και στις αρχές του χειμώνα. Αλλά κάθε είδος γνωρίζει τον ακριβή χρόνο για να διεξαγάγη τις διάφορες δραστηριότητές του.

Το ίδιο συμβαίνει στα ζώα. Ζευγαρώνουν, πολλαπλασιάζονται, πέφτουν σε νάρκη, μεταναστεύουν και εκτελούν άλλες λειτουργίες σαν ν’ ακολουθούν ένα ακριβή χρονολογικό πίνακα. Κυττάξτε τα έντομα που περνούν τον χειμώνα σε μια κατάστασι νάρκης που ονομάζεται διάπαυσις. Κατά το τέλος του καλοκαιριού, ενώ ο καιρός είναι ακόμη θερμός, διακόπτουν τις πολυάσχολες δραστηριότητές των διατροφής και αναπαραγωγής και αρχίζουν να τακτοποιούνται στην κατάστασι της ναρκώσεώς των. Πώς γνωρίζουν ότι ο χειμώνας πλησιάζει;

Επίσης, υπάρχουν τα πτηνά που μεταναστεύουν στις τροπικές χώρες για να περάσουν εκεί τον χειμώνα. Με την έλευσι της ανοίξεως στον βορρά, επιστρέφουν στην πατρίδα. Εφόσον η θερμοκρασία στις τροπικές χώρες είναι περίπου η ίδια όπως ήταν όταν τα πτηνά είχαν φθάσει εκεί, πώς γνωρίζουν ότι η ζέστη ξαναήλθε στην πατρίδα; Πολλοί άνθρωποι έχουν κάμει ερωτήσεις σαν αυτές. Σεις εκάματε τέτοιες ερωτήσεις;

Ο Θαυμάσιος Μηχανισμός Χρονομετρήσεως

Πιστεύεται ότι ο κύριος μηχανισμός χρονομετρήσεως των ζωντανών πραγμάτων είναι το φως. Γενικά συνηθιζόταν να νομίζεται ότι οι μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες της εποχής θέτουν σε λειτουργία τις διάφορες ανταποκρίσεις στα φυτά και στα ζώα. Αλλά η θερμοκρασία είναι μεταβλητή· είναι ακανόνιστη από έτος σε έτος. Το φως, εξ άλλου, είναι αξιόπιστο στοιχείο. Σε οποιαδήποτε ημέρα του έτους το μήκος του ημερησίου φωτός θα είναι το ίδιο. Ποτέ δεν μεταβάλλεται. Έτσι, ένας ζων οργανισμός είναι προικισμένος με ακριβή πληροφορία για την πρόοδο των εποχών.

Αυτό δεν σημαίνει ότι η θερμοκρασία ή άλλοι παράγοντες δεν μπορούν επίσης να επηρεάζουν τον εποχιακό ρυθμό των φυτών και των ζώων. Προφανώς τον επηρεάζουν. Αλλά ο κύριος μηχανισμός χρονομετρήσεως φαίνεται να είναι το μήκος του ημερησίου φωτός. Ότι η δραστηριότης των ζώντων πραγμάτων προγραμματίζεται μέσω αυτού του θαυμάσιου ωρολογίου αποτελεί μια σχετικώς πρόσφατη ανακάλυψι.

Μια Σπουδαία Έρευνα

Οι ερευνηταί κατά το 1920 μελετούσαν μια «ωρισμένη ποικιλία καπνού που ονομάζεται Μαμμούθ της Μαίρυλαντ. Προσπαθούσαν να προσδιορίσουν γιατί αυτή η ποικιλία αργούσε ν’ ανθίση όταν την καλλιεργούσαν κοντά στην Ουάσιγκτων, D.C. Μολονότι το φυτό ήταν έτοιμο ν’ ανθίση από μέρες, κάτι το εμπόδιζε ν’ ανθίση εωσότου ήταν πολύ αργά στην εποχή για να ωριμάσουν οι σπόροι του.

Πολλά πειράματα έγιναν, αλλά δεν μπόρεσαν ν’ ανακαλύψουν τον λόγο για την αργοπορημένη άνθησι. Τελικά τα φυτά που εφυλάσσοντο σ’ ένα θερμοκήπιο εξετέθησαν σε τεχνητό φως που συντόμευε το φως της ημέρας. Αυτό ήταν! Τα φυτά άνθησαν νωρίτερα από εκείνα που μεγάλωναν έξω από το θερμοκήπιο. Αυτό έδωσε τη λύσι ως προς το γιατί ο Μαμμούθ της Μαίρυλαντ δεν άνθιζε παρά αργά στην κανονική εποχή κοντά της Ουάσιγκτων, D.C. Ήταν επειδή μόνον προς το τέλος του καλοκαιριού το ημερήσιο φως ελαττώνετο μέχρι του καταλλήλου μήκους που έκανε αυτό το φυτό ν’ ανθίση!

Επηρεάζει το φως όμοια τις λειτουργίες άλλων φυτών; Περαιτέρω έρευνα από τους ερευνητάς αυτούς έδειξε ότι τα επηρεάζει. Ανεκαλύφθη ότι τα φυτά μπορούν να διαιρεθούν σε τρεις ομάδες, εξαρτωμένου τούτου από την αντίδρασί τους προς το μήκος του ημερησίου φωτός.

Πρώτον, υπάρχει η ομάς που περιλαμβάνει τα φυτά, όπως είναι οι ντομάτες και τα αγγούρια, που δεν είναι εκλεκτικά ως προς το μήκος της ημέρας. Μια δεύτερη ομάς ονομάζεται ομάς των φυτών «βραχείας ημέρας.» Αυτά δεν ανθίζουν παρά εωσότου η ημερησία δόσις φωτός πέση κάτω από έναν ωρισμένο αριθμό ωρών. Η τρίτη ομάς ονομάζεται ομάς των φυτών «μακράς ημέρας.».Αυτά ανθίζουν όταν το ημερήσιο φως εκτείνεται περισσότερο από έναν ωρισμένο αριθμό ωρών.

Συνέπειες των Ανακαλύψεων

Οι έρευνες αυτές απάντησαν σε πολλά ερωτήματα. Εξηγούν γιατί τα φυτά ωρισμένου είδους μπορούν να φυτεύωνται σε διάφορες περιόδους του έτους, κι’ εν τούτοις όλα ανθίζουν ταυτοχρόνως. Και αποκαλύπτουν γιατί ωρισμένα φυτά ανθίζουν σε ιδιαίτερες περιοχές, αλλά δεν ανθίζουν σε άλλες.

Οι γεωπόνοι τώρα μηχανικά προσδιορίζουν τις απαιτήσεις των φυτών σε φως. Μερικά απ’ αυτά έχουν πολύ ειδικές ανάγκες από διάρκεια ημερησίου φωτός. Επί παραδείγματι, διάφορες ποικιλίες από κρομμύδια και φασόλια σόγιας αποδίδουν πάρα πολύ μόνον όταν καλλιεργούνται σε μια ζώνη γεωγραφικού πλάτους 150 μιλίων. Αν καλλιεργούνται είτε προς βορράν είτε προς νότον αυτής της περιοχής δυνατόν ν’ αποτύχουν από απόψεως συγκομιδής.

Οι ανάγκες των φυτών σε ημερήσιο φως δυνατόν να καταλήξουν σε απογοήτευσι των φιλανθών. Ενώ ένα άτομο βρίσκεται σε ταξίδι, δυνατόν να πάρη ένα χρωματιστό φυτό για τον κήπο του, αλλά όταν επιστρέψη στο σπίτι του αυτό μπορεί να μην άνθιση. Γιατί; Το ημερήσιον φως κάτω από το οποίον αυτός ζη μπορεί να μην είναι καταλλήλου μήκους ή διαρκείας ώστε ν’ ανθίση το φυτό.

Επί παραδείγματι, υπάρχει το φυτό των πετρωδών κήπων Αμάραντο το τηλέφιον, που φύεται στα νότια της Πολιτείας Βερμόντ. Αλλ’ αυτό χρειάζεται ημερήσια δόσι φωτός δεκαέξη ωρών ή και περισσότερο για ν’ ανθίση. Αυτό το φως το λαμβάνει στο Βερμόντ. Εν τούτοις, αν κάποιος πάρη το φυτό πολύ μακριά προς νότον, αυτό θ’ αποτύγχανε ν’ ανθίση λόγω ανεπαρκούς ημερησίου φωτός.

Εξ άλλου, ένα άτομο στο βόρειο τμήμα της πολιτείας Μαίην δυνατόν να είναι ευγνώμον που λίγα άγρια χόρτα υπάρχουν εκεί ή καθόλου. Τα αγριόχορτα δεν ανθίζουν εκεί παρά όταν το ημερήσιο φως ελαττούται έως τις δεκατέσσερες και μισή ώρες. Αυτό δεν συμβαίνει στο βόρειο τμήμα της πολιτείας Μαίην παρά μετά την 1η Αύγουστου, κι’ έτσι δεν δίδεται επαρκής χρόνος στους σπόρους να ωριμάσουν προτού έλθη ο ψυχρός καιρός.

Πώς τα Φυτά Ανακαλύπτουν το Φως

Η γνώσις αυτών των γεγονότων για την ανταπόκρισι των φυτών προς το μήκος του ημερησίου φωτός έκαμε κάτι άλλο φανερό. Τα φυτά πρέπει να έχουν κάτι μέσα τους που ανακαλύπτει την αλλαγή στο μήκος του ημερησίου φωτός και που τα κάνει ν’ ανταποκρίνονται αντιστοίχως. Μόλις προσφάτως απομονώθηκε αυτή η ουσία που ονομάζεται «φυτόχρωμα.»

Το φυτόχρωμα είναι ένα υποκύανο, ευαίσθητο στο φως χρώμα, που απορροφά το κόκκινο φως. Έχει αποδειχθή ότι πολλά φυτά, όταν εκτίθενται στο μήκος κύματος του κόκκινου φωτός, ωριμάζουν γρηγορώτερα. Κατά κάποιον τρόπο το φως ενεργεί στο φυτόχρωμα για να ρυθμίζη τις αλλαγές της αναπτύξεως ενός φυτού από το στάδιο του σπόρου μέχρι της ωριμάνσεως. Αλλά δεν είναι γνωστό ακριβώς πώς αυτό συντελείται.

Χειρισμός του Φωτός

Πολλοί κηπουροί τώρα χρησιμοποιούν επωφελώς τη γνώσι αυτή σχετικά με την ανταπόκρισι των φυτών στο φως. Ρυθμίζοντας το μήκος του φωτός, στο οποίο εκτίθεται το φυτό, μπορούν να προκαλέσουν την άνθησί του όταν θέλουν. Έτσι τον χειμώνα απολαμβάνουν άνθη που κανονικά ανθίζουν μόνο το καλοκαίρι, κι’ εκείνα που κανονικά ανθίζουν το φθινόπωρο μπορούν να τα έχουν σε άλλες εποχές.

Το χρυσάνθεμο, επί παραδείγματι, είναι φυτό που κανονικά ανθίζει το φθινόπωρο. Αλλά μπορεί να γίνη ώστε ν’ ανθίζη το καλοκαίρι. Αρκεί να το σκεπάζετε μ’ ένα χαρτόνιο κάλυμμα αργά τα απογεύματα, και να βγάζετε το χαρτόνι τα πρωινά. Η εκτεταμένη περίοδος του σκότους θα κάμη τα χρυσάνθεμα ν’ αντιδράσουν σαν να ήταν φθινόπωρο, και θ’ ανθίσουν μαζί με τα καλοκαιρινά άνθη.

Εξ άλλου, ένα άτομο μπορεί να θέλη να έχη τον χειμώνα άνθη που κανονικά ανθίζουν μόνο το καλοκαίρι. Με το να τους παρέχη καθημερινές δόσεις τεχνητού φωτός αφού τελειώση η ήμερα, αυτά τα φυτά μπορούν ν’ αντιδρούν σαν να είχαν φθάσει οι μακρές καλοκαιρινές ημέρες. Έτσι θ’ ανθίσουν ενώ διαρκούν οι μικρές ημέρες του χειμώνος.

Επίδρασις στα Ζώα

Αφού ανακαλύφθηκαν οι αξιοσημείωτες επιδράσεις του μήκους του ημερησίου φωτός στα φυτά, έγινε έρευνα για να βεβαιωθή αν τα ζώα επηρεάζοντο ομοίως. Ως αποτέλεσμα, βρήκαν ότι πολλά ζώα χρονομετρούν τις εποχικές των συνήθειες με το μήκος του ημερησίου φωτός.

Τα πρώτα πειράματα για πτηνά διεξήχθησαν σε ψαρόνια. Κανονικά τα ψαρόνια ζευγαρώνονται την άνοιξι όταν οι μέρες γίνονται μακρύτερες. Εν τούτοις, οι μικρές ημέρες του Δεκεμβρίου εμάκρυναν με τεχνητό τρόπο με το να κατευθύνουν φως στα πουλιά αφού είχε δύσει ο ήλιος. Σε λίγες μέρες τα ψαρόνια άρχισαν να ρίχνουν τα φτερά τους και ν’ αναλαμβάνουν το χρωματιστό πτέρωμα της ανοιξιάτικης εποχής του ζευγαρώματός των. Το πρόγραμμα του ζευγαρώματός των είχε προχωρήσει τέσσερες μήνες με το να εκτίθενται περισσότερο χρόνο στο φως καθημερινά!

Όμοια πειράματα έγιναν σε κουνάβια, που κανονικά επίσης ζευγαρώνονται την άνοιξι ή στις αρχές του καλοκαιριού. Αυτά τα μικρά ζώα, επίσης, ζευγαρώθηκαν τον χειμώνα όταν εξετέθησαν σε επιπλέον περιόδους φωτός. Τόσο τα ψαρόνια όσο και τα κουνάβια είναι πλάσματα μακρών ημερών. Είναι μεταξύ των πλασμάτων εκείνων που ανταποκρίνονται σεξουαλικά σε μακρές περιόδους φωτός.

Εν τούτοις, πολλά άλλα ζώα, όπως είναι οι κατσίκες, τα πρόβατα και τα ελάφια, ζευγαρώνουν το φθινόπωρο. Το βραχύτερο διάστημα ημερησίου φωτός τα επηρεάζει σεξουαλικώς. Έτσι τα εκτροφεία προβάτων, που θέλουν αμνούς ενωρίς την άνοιξι, περιορίζουν την έκθεσι των ζώων των στο ημερήσιο φως στο τέλος του καλοκαιριού. Με το να μανδρίζουν τα πρόβατα μέσα σε σκοτεινά παραπήγματα προς το τέλος της ημέρας τον Ιούλιο και τον Αύγουστο, η λειτουργία της αναπαραγωγής αρχίζει ενωρίτερα.

Πολλά ενδιαφέροντα πειράματα επίσης έχουν διεξαχθή σε έντομα, περιλαμβανομένου και του μεταξοσκώληκος. Τα αυγά που γεννώνται το φθινόπωρο, περνούν τον χειμώνα σε κατάστασι νάρκης. Εκκολάπτονται σε προνύμφες ή σκώληκες την άνοιξι. Οι προνύμφες γρήγορα μεταβάλλονται σε νύμφες, και έπειτα σε ενήλικες πεταλουδίτσες. Αλλά αυγά που γεννώνται στις αρχές του καλοκαιριού δεν περνούν από την περίοδο της νάρκης.

Πειράματα αποκαλύπτουν ότι το διάστημα του ημερησίου φωτός προσδιορίζει γιατί τα αυγά που γεννήθηκαν ενωρίς στην αρχή του καλοκαιριού δεν πέφτουν σε μια κατάστασι «νάρκης,» ενώ εκείνα που γεννώνται το φθινόπωρο πέφτουν σε νάρκη. Με τεχνητή ρύθμισι του φωτός, οι σκώροι των μεταξοσκωλήκων μπορούν να αναπαραγάγουν τη μια γενεά κατόπιν της άλλης χωρίς οποιοδήποτε από τα αυγά των να περάση το στάδιο της νάρκης. Αλλ’ όταν το διάστημα της εκθέσεως στο φως αλλάζη, οι πεταλουδίτσες γεννούν αυγά που πέφτουν σε νάρκη.

Καθώς και με τα φυτά, γίνεται φανερό ότι υπάρχει κάποιος μηχανισμός στα σώματα των ζώων που θέτει σε λειτουργία τις ποικίλες ανταποκρίσεις των στο μήκος του φωτός. Πιστεύεται ότι περιλαμβάνεται μια ορμόνη. Αλλά λίγες λεπτομέρειες είναι γνωστές ως προς το πώς λαμβάνονται ή μεταβιβάζονται τα μηνύματα του μήκους του φωτός.

Μολονότι ο άνθρωπος έμαθε πολλά για τα θαυμάσια της δημιουργίας, συνεχώς του υπενθυμίζουν αυτά ότι πολλά ακόμη παραμένουν μυστήρια σ’ αυτόν. Η μελέτη των επιδράσεων του φωτός στα ζώντα πράγματα τονίζει και το γεγονός αυτό.