История науки: ухо-горло-нос летучих мышей

Экспериментатор, доказавший, что самозарождение жизни в склянке невозможно и что летучие мыши ориентируются в темноте не с помощью уникального зрения, биолог, опробовавший ЭКО и искусственное осеменение, и просто человек с хорошим чувством юмора — в нашем сегодняшнем выпуске «Истории науки».

Спалланцани родился в итальянском городе Скандиано, учился в Болонье праву, позже, бросив его, обратился к естественным наукам. Стал профессором университета в Реджо-нель-Эмилия, преподавал в Университете Павии. Спалланцани изучал раннее развитие животных, провел первое экстракорпоральное оплодотворение (на лягушках) и искусственное осеменение (на собаках). Исследовал возможности земноводных к регенерации. Показал, что пищеварение — это не только механическое измельчение пищи, но и ее химическая обработка.

Помимо прочего, Спалланцани занимал пост директора музея и много путешествовал. Во время одной из его поездок его коллега выдвинул против Спалланцани, уже известного ученого, обвинение в воровстве экспонатов для своей собственной коллекции. Официальное расследование опровергло обвинения, однако Спалланцани так это не оставил и подсунул недоброжелателю поддельный образец. Тот объявил об удивительном открытии и получил все полагающиеся насмешки.

Одним из направлений исследований Спалланцани стали эксперименты по опровержению идеи о самозарождении жизни. Своими опытами он продолжил работу английского врача Уильяма Гарвея и тосканского натуралиста Франческо Реди. Гарвей стал первым, кто провозгласил принцип «все живое из яйца» (Omne vivum ex ovo, в работе 1651 года), означающий одновременно невозможность самозарождения жизни и единство всего живого. Реди провел несколько опытов, показавших как минимум ограниченность теории самозарождения. Их результаты он описал в книге, вышедшей в 1668 году. Реди брал шесть банок, в которые клал кусочки рыбы и телятины. Половину из них он закрывал марлей, другую оставлял открытыми. Через несколько дней на мясе в открытых банках появились личинки мух, в закрытых — нет. Кажется несложным, но эти результаты противоречили общепринятому убеждению, что мухи зарождаются в гнилом мясе сами собой.

Спалланцани продвинулся дальше и решил повторить опыты Реди, но на этот раз с микроорганизмами. Исследователь возмущался нечистотой опытов своего современника, Джона Нидхема, который грел над огнем склянки с подливкой, затыкал их пробками и через несколько дней находил там микроорганизмы. Спалланцани считал, что такой результат — следствие недостаточного нагрева или плохо подобранной крышки, а вовсе не доказательство самозарождения. В своих опытах он менял время и температуру нагрева, использовал различные способы закупорки бутылок и определил условия, в которых микроорганизмы способны выжить.

В отличие от своих предшественников, Спалланцани мог открыто и громко заявить о полученных результатах, которые опровергали поддерживаемую церковью идею. Но понадобилось еще несколько десятилетий и усилия знаменитого Луи Пастера, чтобы вопрос о возможности (точнее, невозможности) зарождения жизни из неживой материи в современных условиях стал считаться решенным.

Но самыми известными, наверное, являются опыты Спалланцани по исследованию способности животных к эхолокации. Заинтересовался он этим вопросом после того, как однажды к нему в комнату залетела сова. Погасив взмахами крыльев свечу на столе ученого, она оказалась беспомощной в полной темноте: птица наталкивалась на стены и предметы в комнате. Этот случай подсказал Спалланцани идею о том, что зрение сов не так совершенно, как можно подумать, видя их ночную охоту. Тогда ученый взялся за эксперименты, добавив к подопытным совам других ночных хищников — летучих мышей.

Вскоре он заметил принципиальное различие между этими существами: в полной темноте совы ориентироваться не могут, а вот летучие мыши — запросто. Как им это удается? Для начала Спалланцани попробовал надевать мышам на головы непрозрачные повязки. В результате мыши наталкивались на препятствия. В ходе второго эксперимента ученый использовал прозрачные колпаки и, к собственному удивлению, получил тот же эффект. Тогда, отбросив жалость, он ослепил несколько животных. После операции они снова прекрасно ориентировались в пространстве.

Не зная, как это объяснить, Спалланцани обратился к коллегам с просьбой повторить его эксперименты и проверить результаты. Ценными оказались сообщения швейцарского биолога Шарля Жюрина. Он пробовал залепить уши мышей воском — животные терялись и не могли нормально летать. Спалланцани, как и положено ответственному ученому, на слово коллеге не поверил и повторил опыт. Затем заменил восковую пробку латунной трубочкой. Стоило ее заткнуть, и мыши становились беспомощными. Значит, дело было однозначно в слухе. Но как можно «слышать» неподвижные препятствия? На этот вопрос ни Жюрин, ни Спалланцани ответа так и не нашли. А их результаты, странные и необъясненные, оказались забыты.

Возродил интерес к вопросу англо-американский изобретатель Хайрем Максим (создатель «революционного» пулемета, мышеловки, ингалятора и много чего еще). После крушения «Титаника» он предложил использовать эхолокацию для обнаружения айсбергов. А заодно предположил, что чем-то похожим пользуются летучие мыши. Доказать это удалось в 1930-х годах американцам Джорджу Пирсу и Дональду Гриффину. Ученые использовали детектор ультразвука, чтобы уловить «голоса» летучих мышей. Они же установили частотный диапазон издаваемых животными звуков — 30-70 килогерц.

Позднее было установлено, что если вставить мыши «кляп» так, чтобы она не могла издавать свои звуки, то облетать препятствия в темноте ей будет трудно. Однако для полета с добычей во рту животные приспособились: пищать ультразвуком они могут и с помощью носа (не случайно носы у мышей таких причудливых и разнообразных форм).

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, Вконтакте, Twitter, Telegram.