Jan Rurański - Dlaczego woda jest mokra czyli odpowiedzi na głupie pytania (1986) (SKAN).pdf

JAN RURAŃSKI DLACZEGO WODA JEST MOKRA czyli odpowiedzi na głupie pytania WYDAWNICTWA „ALFA“ WARSZAWA 1986 ILUSTROWAŁ EDWARD LUTCZYN

Redaktor Joanna Egert Redaktor techniczny Elżbieta Suchocka © Copyright by Jan Rurański, Warszawa 1986 ISBN 83-7001-126-8

Od autora Żyjemy w czasach coraz większej specjalizacji. Sama liczba dziedzin praktycznej działalności ludzi jest tak wielka, że trzeba drukować odrębne spisy specjalności zawodowych. Chcąc dziś zrobić cokolwiek nowego w wybranej dziedzinie, trzeba przy­ swoić sobie tak szczegółową i obszerną wiedzę specjalistyczną, że nie starczy życia na zgłębianie czegokolwiek poza tym. A owe­ mu studiowaniu towarzyszy nieuchronne zawężanie dyscypliny do małego wycinka wiedzy, tak iż wybitny specjalista staje się w końcu fachowcem odjednej śrubki. Dlatego żartobliwa defini­ cja „specjalisty", sprowadzona do efektownego paradoksu, brzmi: jest to człowiek, który wie wszystko o niczym. Na drugim, przeciwstawnym biegunie można by więc postawić erudytę-omnibusa, człowieka, który chciałby poznać wszystkie dziedziny, choćby tylko powierzchownie. W efekcie taki człowiek byłby genialnym dyletantem, który wie nic o wszystkim. Podobniejest z książkami popularyzującymi wiedzę. Ich auto­ rzy muszą lawirować między pokusą specjalistycznej głębi a urokiem renesansowej rozległości tematów. Rezultatem bywa nieraz groch z kapustą zamiast uporządkowanego wykładu, co właśnie przytrafiło się autorowi tej książeczki. 3

Dlaczego boli? • Czy ból to urojenie? • Czy bóljest pożyteczny? • Dlaczego jedno ukłucie dwa razy boli? • Czy może boleć coś, czego nie ma? • Czy pszczoły mogą cierpieć? • Co czują rośliny? Stanisław Lem w jednym ze swoich opowiadań wymyślił al- truizynę — środek, po zażyciu którego człowiek zaczynał od­ czuwać cierpienia bliźnich jak własne. Próba zastosowania al- truizyny nie przyniosła jednak powszechnej szczęśliwości ani nawet złagodzenia agresji. W mieście, którego mieszkańcy za­ żyli preparat wraz z wodą, zaczęły się dziać dantejskie sceny, z których najłagodniejszą zacytujmy: „Opodal sześciu zbirów trzymając silnie starca, który wzywał ratunku, rwało mu ząb za zębem z gęby, aż chóralny okrzyk ulgi obwieścił, iż odnaleziony został wreszcie i usunięty ten bolesny korzeń, któ­ ry dręczył ich także wskutek transmisji”. Ta pisarska fantazja okazała się nie tak znów odległa od rzeczywistości, jakby to na pierwszy rzut oka wyglądało. W puszczy nad Amazonką żyje plemię Indian, którzy zacho­ wują się niekiedy tak, jak gdyby byli pod działaniem owej al- truizyny. Kobieta rodząca dziecko przerywa pracę w polu je­ dynie na dwie, trzy godziny. Za to jej mąż leży w hamaku już na kilka dni przed rozwiązaniem, zwija się i jęczy, jakby to on doznawał silnych bólów. Również po porodzie trwa odwróco­ na, niepojęta dla nas sytuacja: mężczyzna z nowo narodzonym 5

dzieckiem leży w domu i przychodzi do siebie po „straszliwych męczarniach”, podczas gdy kobieta pracuje normalnie już od dawna. Czy zatem ból fizyczny to tylko urojenie? Oczywiście nie. Ale wiele spostrzeżeń lekarzy dowodzi, że odczuwanie bólu, jego przeżywanie, w ogromnym stopniu zależy od psychiki człowieka. Każdy pamięta z dzieciństwa, że rany i stłuczenia odniesione w czasie bijatyki z kolegami mniej bolą w czasie walki niż póź­ niej, gdy opadną emocje. Ciekawe obserwacje notowali w cza­ sie wojny chirurdzy wojskowi. Otóż wielu ciężko rannych żoł­ nierzy po przywiezieniu do szpitala polowego prawie wcale nie odczuwało bólu. Okazało się, że była to reakcja psychiczna tych żołnierzy, którzy bali się wojny, bali się śmierci. Kiedy więc, chociaż ciężko nieraz ranni, wydostawali się z koszmaru wojny, doznawali tak silnego uczucia szczęścia i ulgi, że tłumi­ ło ono odczuwanie bólu. I na odwrót: nieustraszeni na polu bitwy najgłośniej krzyczeli z bólu w szpitalach. Pora już postawić pytanie: dlaczego w ogóle nas boli? Komu to jest potrzebne? Do czego służy w naszym organizmie ból? O ileż przyjemniej by się żyło, gdyby nas nic nigdy nie bolało — myśli sobie człowiek, gdy z powodu maleńkiej dziur­ ki w zębie gotów jest „łazić po ścianie”. Od czasu do czasu rodzą się dzieci, które na skutek jakiegoś defektu w systemie nerwowym nie odczuwają bólu. Wbrew pozorom jest to jednak wielkie nieszczęście. Takie dzieci od wczesnej młodości są narażone na ciągłe okaleczenia, potłu­ czenia lub oparzenia. Często przy jedzeniu gryzą do krwi własny język. Bardzo wolno uczą się unikać zagrożeń, które prowadzą do uszkodzenia tkanek, często zostają kalekami. Polski neurolog, specjalista w dziedzinie zwalczania bólu, profesor Teofan M. Domżał wspomina w jednej ze swoich książek o badanym przez niego chłopcu, który nie odczuwał bólu. Otóż chłopiec ten popisywał się przed rówieśnikami w szkole skacząc ze schodów na kolana lub na pięty. Dopro­ wadziło to w końcu do tak wielkich chorobowych zniekształ­ ceń kości i stawów kolanowych, że uniemożliwiało chłopcu chodzenie. 6

A więc ból to dobrodziejstwo natury. Ostrzega przed nie­ bezpieczeństwem, informuje o uszkodzeniu ciała, daje znać o chorobie atakującej wewnętrzne organy. Przy wysiłku ostrze­ ga przed przeciążeniem. Słowem — jest to instalacja alarmowa organizmu. A jak ona funkcjonuje? Ludzie zajmują się badaniem bólu co najmniej od paru ty­ sięcy lat. Medycyna chińska w czasach cesarza Huang-ti, tzn. już 2600 lat przed naszą erą, zastosowała metodę leczenia bólu za pomocą igieł wbijanych w ściśle oznaczone punkty ciała, czyli akupunkturę. Akupunktura, dziś znana i stosowana w oficjalnej medycynie na całym świecie, istotnie w bardzo wielu wypadkach skutecznie uśmierza ból. Za ojca współczesnej medycyny i za swego patrona lekarze uważają Greka Hipokratesa, który żył w latach 460-377 przed naszą erą. Stworzył on naukowe podstawy sztuki lekar­ skiej, wprowadzając do niej drobiazgowe badania chorego. Zwracał również uwagę na znaczenie bólu w rozpoznawaniu choroby. Do historii medycyny i historii badań bólu przeszli także: lekarz cesarza rzymskiego Marka Aureliusza Klaudiusz Galen, który dał początek farmacji, oraz sławny mędrzec Awi- cenna, pochodzący spod Buchary, który w swej księdze praw medycyny opisał 15 postaci bólu i podał ich przyczyny. Bólem zajmował się także Leonardo da Vinci. Ból według Leonarda wiąże się z uczuciem dotyku i jest jego maksymalnym natęże­ niem. Prawie trzysta lat później, w 1794 r. angielski lekarz Erazm Darwin (dziadek słynnego Karola, twórcy teorii ewolucji), po­ dzielając pogląd Leonarda da Vinci, ogłosił teorię tłumaczącą powstawanie bólu. Uważał on, że nie ma specjalnego układu nerwowego do odczuwania bólu. Ból powstaje w wyniku nad­ miernego natężenia każdego bodźca. Uraz, ucisk, gorąco lub zimno, silne światło czy hałas mogą sprawiać ból. I tak w istocie jest. Ale teoria ta, zwana teorią intensywności, zakła­ dała, że nie ma specjalnych komórek, odbierających wrażenia bólowe. Tymczasem postęp w badaniach mikroskopowych doprowadził do kolejnych odkryć drobnych ciałek związanych z nerwami, które reagowały: jedne na dotyk, inne na tempera­ turę, jeszcze inne na ucisk, a najwięcej znaleziono wolnych za- 8

kończeń nerwów reagujących na ból. Okazało się również, że aby uzyskać wrażenie np. ucisku nie jest konieczny bodziec uciskania. Ten sam efekt odbiera człowiek, gdy ciałka ucisko­ we są drażnione w inny sposób np. prądem elektrycznym. Te­ go rodzaju obserwacje doprowadziły jeszcze w XIX w. do sformułowania przez lekarza niemieckiego Johannesa Millera teorii swoistości. Według niej o wrażeniu nie decyduje rodzaj bodźca, lecz zmysł, na który ten bodziec zadziałał. Współcześnie wiemy, że na jednym centymetrze kwadrato­ wym skóry znajduje się ok. 200 bólowych zakończeń nerwów, a ponadto ok. 20 punktów wrażliwych na dotyk, tzw. ciałek dotykowych Meissnera i uciskowych Paciniego oraz 13 ciałek Krausego odczuwających zimno i 1 punkt wrażliwy na ciepło — tzw. ciałko termiczne Ruffiniego. Najnowsze badania ujawniły, że wśród tych 200 identycznie wyglądających wolnych zakończeń nerwów bólowych też ist­ nieje specjalizacja. Część z nich reaguje mianowicie na słabe bodźce, a część na dużo silniejsze. Można ten fakt sprawdzić — jeśli ktoś ma ochotę i igłę pod ręką — na własnej skórze. Po wbiciu igły najpierw odczuwamy szybki ostry ból w miejscu ukłucia — to sygnalizacja komórek „wczesnego ostrzegania11 — a w chwilę potem ból głębszy, tępy, rozlany — to sygnał od komórek drugiego rodzaju. Co ciekawe, upływ czasu między jednym a drugim wrażeniem jest tym większy, im dalej od głowy znajduje się miejsce ukłucia. Przy ukłuciu w stopę mię­ dzy jednym i drugim odczuciem upływają dwie sekundy. To proste doświadczenie uświadamia nam dwa istotne fakty. Po pierwsze, że uczucie bólu powstaje nie tam, gdzie się skale­ czymy, lecz w mózgu. Po drugie, że nerwy pośredniczące w przekazywaniu sygnału bólowego mogą wprpwadzać pewne opóźnienia, a może i inne zmiany bodźców bólowych. Ból może powstawać także w wyniku podrażnienia zakoń­ czeń nerwowych różnymi substancjami chemicznymi. Najbar­ dziej znanym tego przykładem jest ból zmęczonych mięśni. Powstaje on na skutek niedokrwienia mięśni, czyli nieusunięcia na czas substancji chemicznych powstających przy przemianie energii chemicznej mięśnia w pracę mechaniczną. Wówczas w komórkach przemęczonych mięśni gromadzi się kwas mle- 9

kowy, który drażni końce nerwów, dając uczucie przewlekłego bólu. Szczegółowe badania dróg, którymi impulsy bólowe docie­ rają do mózgu, przyniosły wiele zaskakujących odkryć. Przede wszystkim okazało się, że istnieją różne „kable“ przewodzące impulsy nerwowe. Pojedyncze włókna nerwowe łączą się bo­ wiem w różnej grubości wiązki, które przewodzą impulsy z różną prędkością. W 1929 r. za tę wiadomość można było jeszcze zostać kandydatem do Nagrody Nobla. Nota bene dwaj uczeni amerykańscy Joseph Erlanger i Herbert S. Gasser, któ­ rzy dokonali tego odkrycia, otrzymali Nagrodę Nobla dopiero w 1944 r. A dowiedli oni, że istnieją trzy rodzaje włókien ner­ wowych, które oznaczono literami A, B i C. Najgrubsze włók­ na A przewodzą impulsy najszybciej — z prędkością do 100 metrów na sekundę, włókna B są wolniejsze — przewo­ dzą z prędkością do 15 m/s. Najcieńsze włókna C przewodzą najwolniej: 2 m/s. Okazało się też, że sygnały bólu przewodzone są w 20 pro­ centach przez włókna A i w 80 procentach przez włókna C — co właśnie wyjaśnia podwójne uczucie bólu przy ukłuciu. Śledząc dalej „kable“ przewodzące ból, uczeni stanęli przed niełatwą zagadką. Oto wiązki nerwów ze wszystkich punktów na skórze i z wnętrza ciała zbiegają się w rdzeniu kręgowym, ale nie wiodą dalej — każdy swoją wiązką — do mózgu. W rdzeniu kręgowym następowała jakaś nieznana redukcja sygnałów bólowych i włókien je przewodzących. Do rdzenia kręgowego dostarcza impulsy kilkadziesiąt tysięcy włókien, tymczasem on sam u wejścia do czaszki zawiera już tylko 2000 włókien. Jak to się dzieje, że mogą one przekazać równocześ­ nie tak wiele informacji? Najnowsza teoria na ten temat nosi nazwę teorii furtki kon­ trolnej. W rdzeniu kręgowym wykryto mianowicie komórki nerwowe spełniające rolę hamulców, a więc swoistych furtek, które selekcjonują i przetwarzają docierające do nich impulsy. Teoria ta dość dobrze objaśnia zjawiska hamowania bólu po­ przez drażnienie innych nerwów, a także mechanizm działania akupunktury. Kiedy już te przeselekcjonowane i przetworzone impulsy do- 10

cierają do czaszki, natrafiają na kolejną „stację przekaźniko­ wą”, tzw. pień mózgowy, gdzie zostają poddane następnej se­ lekcji i skierowane do „centrali sterowniczej”, czyli wzgórza. Wzgórze ma połączenia — niezbyt jeszcze dokładnie zbadane — z najwyższym piętrem systemu nerwowego, tzn. z korą mózgową. I tu dopiero powstają wrażenia bólu czy też „obra­ zy” bólu. O tym, do jakiego stopnia mogą to być obrazy uro­ jone, przekonują doznania ludzi, którym np. amputowano no­ gę. Zdarza się, że w długi czas po amputacji chorzy odczuwają dolegliwości i bóle w tej części kończyny, która została obcię­ ta. Okazuje się, że w mózgu człowieka zachowuje się specyfi­ czna pamięć własnego ciała, a więc i bolącej nogi, jakkolwiek fizycznie może ona już nie istnieć. Ciekawostką jest fakt, że kora mózgowa, choć odpowie­ dzialna jest za wyobrażenie bólu, to sama nie zawiera nerwów bólowych. Paradoksalne — mózg, którym czujemy dotkliwie każde zadrapanie na skórze, można bezboleśnie kroić skalpe­ lem czy drażnić prądem elektrycznym! Operacji na otwartym mózgu często trzeba dokonywać przy pełnej świadomości pacjenta, aby z jego odczuć dowiadywać się, czy przebiega ona zgodnie z planem. Podczas takich właś­ nie operacji poszukiwano w korze mózgowej, tam gdzie do­ cierają impulsy bólowe, obszarów czy komórek, których draż­ nienie wywoływałoby ból. Bezskutecznie. Ból, choć odczuwamy go tak realnie, okazuje się matema­ tyczną kombinacją impulsów identycznych jak impulsy dotyku czy temperatury. Do rozpoznania tej kombinacji niezbędna jest pełna sprawność mózgu, a więc świadomość. Nieprzytom­ ny człowiek nie odczuwa bólu. Ale, jak stwierdzono, silny im­ puls bólowy przyspiesza powrót do stanu świadomości (dlate­ go cucąc nieprzytomnego można go leczniczo sprać po buzi, za co powinien być tylko wdzięczny). Także w czasie normalnego snu nie odczuwamy bólu, chyba że jest tak dokuczliwy, iż nie pozwala zasnąć. Działa tu zasada: albo-albo. Albo śpimy, albo nas na jawie boli. Przypuszczam, że w tym miejscu poirytowany czytelnik chciałby się wtrącić: — Gdy boli mnie głowa, to co mnie u licha boli, jeśli nie mózg?! 11

No właśnie. Lekarze szukający sposobów uśmierzania dokuczliwych bó­ lów głowy, które trapią 60 procent dorosłych ludzi, zbadali tkanki głowy w poszukiwaniu źródeł bólu. Okazało się, że tyl­ ko niektóre z nich są bolesne. Spośród 12 par nerwów czaszko­ wych tylko trzy zawierają włókna przewodzące ból. Najważ­ niejszy z nich, tzw. nerw trójdzielny, zbiera bodźce bólowe ze skóry twarzy i głowy, zębów, gałek ocznych i opon mózgo­ wych. A więc podrażnienie każdej z tych tkanek może powo­ dować ból, nierzadko odbierany jako płynący z „wnętrza” głowy, ale nie jest to ból mózgu. Najczęściej, bo w 90 wypadkach na 100, ból głowy jest po­ chodzenia naczyniowego. Do wnętrza czaszki doprowadzają krew liczne naczynia krwionośne. I one właśnie, zarówno 4 duże tętnice, jak i ich odgałęzienia oraz grube żyły, mają w ściankach komórki bólowe reagujące na pociąga­ nie i rozciąganie ścianek, a także na substancje chemiczne przenoszone przez krew. Tak więc źródłem bólu głowy są naj­ częściej podrażnione ścianki naczyń krwionośnych, rzadziej opony mózgowe i unerwienie kości czaszki. Do tego miejsca lekarze są pewni siebie — wiedzą, co w głowie boli. Peszą się jednak, gdy zapytać dlaczego boli? Bo wtedy bardzo często muszą odpowiadać, że dokładnie nie wiadomo. Na przykład znana i .badana od wielu wieków mi­ grena doczekała się już kilku teorii, objaśniających mechanizm powstawania tej „arystokratycznej” choroby. Amerykański uczony Harold G. Wolff dowiódł, że atak mi­ greny ma trzy fazy. W pierwszej następuje skurcz naczyń móz­ gowych, w drugiej — rozszerzenie i gwałtowna, nadmierna pulsacja naczyń dostarczających krew do opon i czaszki. Ból powstaje w wyniku uderzenia fali krwi w zwiotczałe ścianki naczyń. Wreszcie w trzecim stadium może dojść do obrzęku tkanek wokół naczyń krwionośnych. Inna, biochemiczna te­ oria objaśnia ból migrenowy jako skutek drażnienia komórek nerwowych bólowych substancjami chemicznymi przenikają­ cymi z krwi. Podczas migreny stwierdzono bowiem w otocze­ niu tętnic skroniowych obecność dwóch aktywnych substancji: bradykininy i serotoniny. Mają one niewątpliwie związek 12

z atakiem migreny, choć zdania wśród uczonych są podzielo­ ne, czy jest to skutek czy przyczyna bólu. Nie mogąc znaleźć przyczyn ani mechanizmów powstawania bólu, lekarze zbywają nas określeniem — ból samoistny. I tak właśnie kwalifikują większość bólów głowy. Na koniec tej dy­ gresji trzeba by jeszcze powiedzieć, dlaczego migrena uchodzi za chorobę „arystokratyczną”. Być może to literatura utrwaliła w naszej wyobraźni postać zwiewnej, uduchowionej arystokra- tki, którą migrena ścinała z nóg i zwalniała z obowiązków to­ warzyskich na każde zawołanie. Ale lekarze twierdzą, że ko­ biety istotnie częściej cierpią na migrenę niż mężczyźni. Uczeni zaobserwowali także tzw. migrenę niedzielną. Napad bólu wy­ stępuje u niektórych ludzi w dni wolne od pracy, często wywo­ łany jest dłuższym niż zwykle snem, zmniejszonym napięciem nerwowym, wypoczynkiem. Nie ma dotąd teorii, która objaśniałaby całość zagadnień odczuwania bólu, podobnie jak nie ma teorii psychiki ludzkie­ go umysłu. Kolejne fakty odkrywane przez naukowców kom­ plikują jedynie opis reakcji kory mózgowej na bodźce bólowe. Nowe doniesienia potwierdzają, że oprócz płata ciemieniowego mózgu, w którym zlokalizowane są ośrodki czuciowe i emo­ cjonalne, w reakcji na bodźce bólowe bierze udział również część płatów czołowych mózgu, odpowiedzialnych za reakcje ruchowe. Mimo tak niepełnej wiedzy lekąrze decydują się na ryzy­ kowne operacje mózgu, aby ulżyć pacjentom, którzy nie reagu­ ją już na środki przeciwbólowe. Uboczne efekty takich inge­ rencji w ludzki mózg są nieraz niesamowite i przerażają­ ce. W literaturze medycznej opisano doświadczenia chorego na raka, któremu lekarze nie mogąc inaczej uśmierzyć ciężkich bólów wszczepili do mózgu cztery srebrne elektrody połą­ czone z tranzystorowym urządzeniem sygnałowym. Gdy tylko chory poczuł ból, mógł nacisnąć guziczek i ból znikał. Specjal­ nie ukształtowane sygnały elektryczne „wprowadzały w błąd” mózg pacjenta i przestawał on cierpieć. Przy okazji jednak czuł się — i takie sprawiał wrażenie — jakby wypił dwa kieliszki wina. Po niektórych próbach operacyjnego usuwania bólu, gdy le- 13

karze chirurgicznie przerywali połączenia między wzgórzem a korą mózgową, pacjenci opowiadali, że wprawdzie odczuwa­ ją dawny ból, ale przestali go odczuwać jako przykry, a z cza­ sem zupełnie o nim zapominali. Przestawali się również mart­ wić własną nieuleczalną chorobą i nie okazywali strachu przed śmiercią. To już nie jest fantazja, to zapowiedź nowej ery człowieka sterowanego. Zamiast proszka od bólu głowy — guziczek, zamiast wykwintnego obiadu — pastylki i guziczek, zamiast butelki wódki — guziczek, zamiast narkotyku — guziczek... Ale może po drodze ktoś wynajdzie inny guziczek, który odmieni losy świata. Na koniec tych „bolesnych11 rozważań kilka zdań o uczu­ ciach zwierząt. O tym, że wiele zwierząt odczuwa ból, nie trzeba nikogo przekonywać. Aż strach opisywać, jakie tortury muszą znosić zwierzęta doświadczalne. Tysiące królików, psów, kotów, świ­ nek morskich ginie w męczarniach — czasem zbytecznych — na chwałę nauki. Prawie wszystko, co wiemy dziś o funkcjo­ nowaniu systemu nerwowego, odcierpiały króliki, psy i koty, bo one były wygodnym obiektem badań. Nikt nie miał więc wątpliwości, że zwierzęta te odczuwają ból. Natomiast do niedawna uczeni byli przekonani, że owady, a szerzej — wszystkie stawonogi, pozbawione są czu­ cia. Potwierdzały ten fakt liczne doświadczenia, wśród nich sławne doświadczenie wybitnego entomologa, prof. Karla von Frischa. Otóż stwierdził on, że jeśli pszczole zajętej zlizywa­ niem miodu odetnie się nożyczkami odwłok, to nie przerwie ona swego zajęcia, tylko nadal, bez opamiętania zjada miód, chociaż wycieka on z przecięcia. Sądzono więc, że pszczoła nie odczuwa bólu. Tymczasem okazało się, że układ nerwowy owadów również wykazuje gwałtowne reakcje. Ogłosił te rewe­ lacje w 1965 r. amerykański zoolog zajmujący się psychiką zwierząt, prof. Vincent G. Dethier, z uniwersytetu w stanie Pensylwania. Uważa on za możliwe, że nawet muchy mogą odczuwać uczucie strachu, nienawiści czy bólu. Badania bio­ chemiczne owada, który utracił skrzydło lub nogę, wykazały, że w jego krwioobiegu natychmiast po skaleczeniu pojawiają 14

się hormony i nowe substancje, których rola nie jest w pełni jeszcze wyjaśniona. Pszczoły, jak twierdzi amerykański zoolog, prawdopodobnie odczuwają tęsknotę za ulem. Jeśli pozbawi się je wolności, to po krótkim czasie w krwi uwięzionych owa­ dów pojawiają się substancje, wprawiające je w stan paniki. W ciągu kilku godzin pszczoły te giną z rozstroju ner­ wowego — twierdzi prof. Dethier. Skoro mogą czuć owady, to dlaczego by nie mogły rośliny? Pomyśleli uczeni i zabrali się do „torturowania” roślinek pod­ łączonych do „wykrywacza kłamstw”. Rzeczywiście, okazało się, że także rośliny reagują zmianami bioprądów na zmianę warunków zewnętrznych, np. na światło czy skaleczenie. Da­ leko stąd jeszcze do stwierdzenia, co roślina „czuje” i czy w ogóle „czuje”, ale fakt jest faktem, że u niektórych roślin daje się zaobserwować reakcję na bodziec niszczący tkankę. Naturalnie nie należy z tych faktów wyciągać fantastycznych wniosków o myślących roślinach, bo i takie sensacyjne publi­ kacje już się pojawiały. Każdy żywy organizm — jak się wyda­ je — ma zdolność samoregulacji. Im wyższy stopień rozwoju ewolucyjnego — tym bardziej skomplikowane reakcje wew­ nątrz organizmu są wywoływane przez czynniki zewnętrz­ ne. Byłoby jednak przesadą uważać każde drgnienie bioprą­ dów za przejaw psychiki.

Co piszczy w trawie? • Do czego służą duże uszy? • Czy słychać lot motyla? • Dlaczego świerszcz gra za kominem? • Gdzie ma uszy pasikonik? • Kto słucha brzuchem? • Jak podkradać miód z ula? Wiele pokoleń studentów biologii zaśmiewa się z aneg­ doty o tym, jak to świeżo upieczone studentki usypiały eterem pszczołę: — Kilka minut już oddycha eterem i nie chce usnąć — skar­ żą się profesorowi. — To nie możliwe — dziwi się profesor — a jak panie po­ dają eter? — Normalnie, owinęłyśmy jej głowę nasączoną watką... Dowcip oczywiście w tym, że pszczoła — jak wiele owadów — oddycha... odwłokiem. W świecie owadów jest wiele takich zaskakujących nas zja­ wisk. Przywykliśmy bowiem do antropomorfizacji, czyli „uczło­ wieczania” przyrody. Wydaje się więc nam, że wszystko co ży­ je, jeśli ma głowę, to musi w niej mieć oczy, uszy i gębę. Wiele drobnych zwierząt jaskrawo temu poglądowi przeczy. Być mo­ że ich nikłe wymiary są powodem naszej ignorancji. Przez wie­ le wieków człowiek po prostu nie zwracał uwagi na to, co tam w trawie piszczało, chyba że usiadł na mrowisku... Ale zanim zajmiemy się tym, co istotnie w trawie piszczy, trzeba powiedzieć kilka słów o słuchaniu. Służą nam do tego 16

uszy. Natura wyposażyła nas w szczątkowe małżowiny uszne, nie spełniające tej roli, jaką odgrywają u dzikich zwierząt, rzu­ cających się do ucieczki przy lada szeleście. Sama małżowina uszna, choć niektóre zwierzęta mają je imponująco duże, nie jest dla ostrości słuchu najważniejsza. Odgrywa ona pomocni­ czą rolę, ułatwiając lokalizację źródła dźwięku. Duże uszy słu­ żą natomiast do pozbywania się nadmiaru ciepła — na dowód tej teorii zoologowie przytaczają przykład zajęcy żyjących w Ameryce Północnej; im bliżej bieguna żyją, tym mają mniej­ sze uszy. Ale do rzeczy. Dźwięki, czyli drgania cząsteczek powietrza, rozchodzą się w atmosferze podobnie jak fale na powierzchni wody, gdy wrzucimy do niej kamień. Każde drgające w powietrzu ciało wytwarza chwilowe zgęszczenia i rozrzedzenia otaczającego go gazu. Pobudzają one do drgań coraz to dalsze cząstki powie­ trza i w ten sposób do naszych uszu dociera ślad tego zaburze­ nia atmosfery w postaci następujących po sobie drobnych za­ gęszczeń i rozrzedzeń powietrza. Odbieramy je jako dźwię­ ki o różnej wysokości, zależnie od tego, ile takich drgań na sekundę występuje. Wysokość dźwięku, czyli liczbę drgań na sekundę, podaje się zazwyczaj w hercach (w skrócie Hz, a jed­ nostka ta wywodzi się od nazwiska fizyka niemieckiego Hein­ richa Hertza). Człowiek słyszy dźwięki od 16 Hz do 20 tys. Hz i to tylko w młodości. Z wiekiem niestety zdolność słyszenia wyso­ kich tonów stopniowo się pogarsza. Czasem zdarzają się ludzie słyszący wyższe dźwięki niż 20 tys. Hz. Takie zdolności wyka­ zują np. dzieci chorujące na astmę, które słyszą nawet 30 tys. Hz. Badania, które przeprowadzili w 1964 r. uczeni radzieccy, ujawniły, że człowiek może słyszeć nawet 200 tys. Hz, jeśli drgania te przenoszą się za pośrednictwem kości czaszki. Nasz aparat do słuchania składa się z kilku bardzo finezyj­ nych urządzeń przekształcających mikroskopijne, zmiany ciś­ nienia powietrza na ruch mechaniczny, a ten z kolei na impul­ sy elektryczne w komórkach nerwowych. Można wyodrębnić w nim trzy części: ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne. Ucho zewnętrzne to małżowina uszna i krótki, niespełna 3-cen- tymetrowy przewód powietrzny zakończony błoną bębenkową. 17

Ta elastyczna błona oddziela ucho zewnętrzne od środkowego i zamienia drgania powietrza na ruch trzech kosteczek (mło­ teczka, kowadełka i strzemiączka) połączonych ze sobą tak, iż zwiększają one wielokrotnie siłę drgań błony bębenkowej i prze­ kazują te drgania do ucha wewnętrznego. Ucho wewnętrzne zawiera spiralnie skręcony kanał wydrążony w kości, tzw. śli­ mak, długi na ponad 3 centymetry, wypełniony płynem, zwa­ nym perylimfą. Na całej niemal długości jest on przedzielony przegrodą, na której znajduje się skomplikowany system prze­ twarzania drgań perylimfy na impulsy komórek nerwowych. Jest to tzw. organ Cortiego. Nie wdając się w szczegóły funk­ cjonowania tego organu, zresztą do końca jeszcze nie zbadane, dopowiedzieć tylko trzeba, że wytwarza on serie impulsów, zrozumiałych dla naszego mózgu i w niczym już nie przypomi­ nających akustycznego pierwowzoru, podobnych natomiast do zapisanych na taśmie programów komputerowych. Po tej ana­ tomicznej dygresji pora wrócić do tytułowego pytania. Pytanie potraktowane dosłownie, a nie jako przenośnia, wymaga precyzyjnej odpowiedzi. Najczęściej piszczą, brzęczą, cykają i chrzęszczą owady. Wielu dźwięków wydawanych przez nie już nie słyszymy, bo sięgają one 45 tys. Hz. Piszczą także drobne ssaki, myszy i ryjówki, wytwarzając ultradźwięki do 30 tys. Hz. Zapewne psy i koty, które odbierają znacznie wyższe tony niż ludzie, słyszą ten hałas w trawie daleko barwniej. Źródłem wielu dźwięków jest sam ruch owadów, zwłaszcza latających. Dość wysoki ton wydają skrzydełka komara, które wykonują 300 uderzeń na sekundę (radziecki zoolog J. A. Cin- ger podaje nawet 594) wytwarzając w powietrzu dźwięk o czę­ stotliwości dwukrotnie wyższej, to znaczy od 600 do prawie 1000 Hz, trochę niższe tony 300 -r 400 Hz wzbudza w powie­ trzu przelot muchy, która macha skrzydłami 140—220 razy na sekundę, pszczoła miodna brzęczy z częstotliwością ok. 440 Hz, trzmiel wykonuje od 123 do 230 uderzeń skrzydłami na sekundę, a więc najniższe częstotliwości dźwięku to 250 Hz. Wielki żuk gnojowy warczy w locie jak mały samolot, z głów­ ną częstotliwością ok. 170 Hz. Motyle poruszają się nieomal bezgłośnie, chociaż oczywiście wytwarzają słabe, bardzo niskie tony. Zdarza się jednak usły- 18

szeć motyla, gdy przeleci bardzo blisko ucha. Lot bielinka ka- pustnika, który porusza skrzydłami 6 do 9 razy na sekundę, powoduje falę dźwiękową na dolnej granicy słyszalności nasze­ go ucha, natomiast inny motyl rusałka żałobnik wytwarza bardzo niski, ale już wyraźnie słyszalny ton o wysokości 20 Hz. Motyle nocne, czyli ćmy, poruszają skrzydłami nieco szyb­ ciej: 30 do 40 razy na sekundę, zależnie od gatunku. Dźwięk powstający przy tej okazji jest raczej niski, w rejestrach kon­ trabasu: 60—80 Hz. Motyle nocne mają zresztą powody, by ich skrzydła nie wydawały żadnych ubocznych wyższych dźwię­ ków. Nietoperze polujące w nocy mają bardzo wyczulone ucho na wysokie dźwięki. Natura wyposażyła niektóre owady w specjalne urządzenia do wydawania dźwięków. Sygnalizacja akustyczna służy im bowiem do odnajdywania i wabienia partnera. Na przykład pasikonik zielony jest tak doskonale zamaskowany ubarwie­ niem ochronnym, że gdyby nie donośne ćwierkanie, którym wabi bezgłośną samicę, nie miałby wielkich szans na przedłu­ żenie gatunku. Podobnie jest ze świerszczem, zarówno polnym, jak i tym domowym, grającym za kominem (za kominem dla­ tego, że świerszcze lubią ciepło). Pasikoniki i świerszcze wy­ twarzają swoje ćwierkania za pomocą tzw. aparatu strydulacyj- nego — jak fachowo mówią entomolodzy, a przekładając to na normalny język: przez pocieranie o siebie pokryw skrzydeł, z których jedna ma coś w rodzaju grzebyka, a druga chitynowe twarde ostrze. Efekt jest taki, jakby igłą gramofonu jeździć w poprzek rowków płyty, tyle że wobec małych wymia­ rów elementów promieniujących dźwięki, w cykaniu świer­ szczy przeważają tony ostre, bardzo wysokie, przechodzące w ultradźwięki. Może się również zdarzyć, że w trawie ćwierka turkuć pod­ jadek, choć usłyszeć jest go trudno, ponieważ jest bardzo pło­ chliwy, a odczuwa — nawet z kilku metrów — wstrząsy wy­ wołane krokami człowieka. Państwo turkuciowie, w odróżnie­ niu od świerszczy i pasikoników, ćwierkają oboje. A przydo­ mek podjadek mają z powodu podgryzania korzonków roślin nad swoim podziemnym gniazdem. 20

Na pytanie, czy owady słyszą, odpowiedź nie jest prosta. Wiele, jak np. świerszcze czy pasikoniki, ma specjalne aparaty słuchowe, tzw. narządy tympanalne. Nawiasem mówiąc, przy­ wykliśmy do tego, że uszy powinny być na głowie, tymczasem pasikonik ma je na nogach. Można więc powiedzieć, że słucha nogami. Szarańcza natomiast słucha brzuchem. Dokładniej: jej narządy tympanalne ulokowane są po obu bokach pierwszego segmentu tułowia. Również niektóre ćmy mają uszy umiejsco­ wione w „talii“. No, może uszy to za dużo powiedziane, są to zaledwie dwie pary komórek nerwowych reagujących na ul­ tradźwięki. Dzięki nim wielu nocnym motylom udaje się ucho­ dzić z życiem przed polującym nietoperzem. Niektóre owady doszły do takiej perfekcji w posługiwaniu się dźwiękiem, że ciągną z tego dodatkowe korzyści. Mam tu na myśli największego w naszej strefie klimatycznej motyla nocnego (ponad 11 cm rozpiętości skrzydeł) — zmierzchnicę trupią główkę. Nazwa tego motyla wzięła się stąd, że ma on na ciemno owłosionym tułowiu jasną plamę w kształcie jakby czaszki ze skrzyżowanymi piszczelami. Gdy się go złapie, wy­ daje z siebie krótki pisk podobny do pisku myszy. Pszczelarze często znajdowali tę ćmę w ulach, gdzie zakradała się, by wy­ jadać miód. Alfred Brehm pisze, że kiedyś znaleziono w ulu 240 żywych motyli. Długo nie wiedziano, dlaczego pszczoły, które tak zaciekle gonią każdego amatora miodu, pozwalają się okradać trupim główkom. Okazało się, że to właśnie dźwięki wydawane przez motyla wprowadzają w błąd miesz­ kanki ula. Oto jak pisze o tym radziecki zoolog i podróżnik Borys Sergiejew: „Pszczoły bez królowej czują się osierocone. Gdy na po­ czątku lata część ich razem ze starą królową porzuca dom oj­ czysty, cały ul pogrąża się w smutku. Lecz oto z poczwarki wychodzi młoda królowa i w zasmuconej od kilku dni pszcze­ lej rodzinie wszystko się zmienia. Niemal natychmiast młoda matka zaczyna zapoznawać się z ulem, biega z ożywieniem po plastrach i ćwierka, ogłaszając całemu rojowi o swym przyjściu na świat. Właśnie ćwierkanie młodej królowej świeżo wyklutej z poczwarki naśladuje trupia główka. Głos ten działa na pszczoły jak magiczne zaklęcie. Wykorzystując chwilowe za- 21

mieszanie trupia główka przedostaje się do plastrów, łapczywie ssie miód i szybko opuszcza ul, zanim jego mieszkańcy zbici z tropu zdążą przyjść do siebie11. W tym miejscu dociekliwy czytelnik, a na takich liczę, po­ winien przyszpilić mnie pytaniem: czym ćwierka pszczela mat­ ka? Przekopawszy się przez grube tomisko o hodowli pszczół znalazłem kilka informacji na ten mało jeszcze zbadany przez naukę temat. Dźwięki, które pszczelarze nazywają „śpiewem11 młodych matek, powstają prawdopodobnie w układzie odde­ chowym pszczoły, a dokładniej podczas przepływu powietrza przez maleńkie otworki, tzw. przetchlinki. Pszczoła ma ich 10 par, rozmieszczonych w większości po obu stronach odwłoka. Owad nabiera powietrza wszystkimi, a wydycha je przez trzy przednie pary. Podczas wydechu właśnie, w podobny sposób jak w piszczałce, w przetchlinkach powstają wysokie świszczą­ ce dźwięki. Do niedawna sądzono, że pszczoły-robotnice tych dźwięków wydawanych przez królowe nie słyszą, ponieważ nie mają specjalnych narządów tympanalnych. Przypuszczano je­ dynie, że wyczuwają one drgania podłoża. Nowsze badania ujawniły, że pszczoły jednak reagują na drgania powie­ trza, a odbierają je grupy włosków na głowie owada. Natomiast nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób wydaje swoje piski trupia główka. Zdania na ten temat wśród zoolo­ gów są podzielone. Jedni uważają, że dźwięk powstaje w wy­ niku tarcia trąbki o inne wyrostki gębowe, a drudzy przypu­ szczają, że trupia główka gwałtownie wypuszcza powietrze z przełyku, powodując w ten sposób drganie przepony u pod­ stawy trąbki. Nie wiadomo również dokładnie, do czego po­ trzebna jest trupiej główce umiejętność wydawania dźwięków, bo wykradanie miodu to tylko szczęśliwy zbieg okoliczności, w którym motyl wykorzystuje posiadaną umiejętność. Praw­ dopodobnie pisk ten ma służyć do odstraszania wrogów, ale czy tak jest rzeczywiście? Nie wiadomo. Wypadków naśladownictwa dźwięków jest wśród owadów więcej, a zapewne nie wszystkie jeszcze zostały odkryte. Tak więc, sumując ten rozdział, można powiedzieć, że nauka po­ trafi już odpowiedzieć dość szczegółowo na pytanie: c o pi­ szczy w trawie, ale nie zawsze wie, d l a c z e g o piszczy. 22

Jak szybko płynie czas? • Ile trwa mgnienie oka? • Dlaczego doba ma 24 godziny? • Dlaczego godzina ma 60 minut, a minuta 60 sekund? • Dlaczego Ziemia się „spóźnia”? • Czy można odwrócić bieg czasu? Mówiąc, że jakieś zdarzenie trwało bardzo krótko, używamy potocznie zwrotu „w mgnieniu oka“. Ile więc to mgnienie oka trwa? Naukowcy twierdzą, że mrugnięcie powieką trwa od 0,3 do 0,4 sekundy i odbywa się 2 do 10 razy na minutę. W tym czasie oko pozostaje zamknięte na ok. 0,15 s. Co więc w tym czasie może się zdarzyć? Człowiek biegnący z największą pręd­ kością może przebyć ok. 1,5 metra. Jadąc samochodem z prędkością 100 km/godz przebędzie ok. 4 m. Lecąc naddźwię- kowym samolotem, z prędkością 3000 km/godz — 120 m. Krążąc w statku kosmicznym wokół Ziemi w mgnieniu oka pokonuje 1,5 kilometra. Widać z tego, że współczesna technika nie mogłaby się już zadowolić naturalnym poczuciem czasu naszego organizmu, które zresztą jest niewielkie. Człowiek pozbawiony dziennego światła szybko traci poczucie czasu, a jeśli w dodatku się zdrzemnie, to już nie wie, czy minęły 2 godziny, czy — dwa­ dzieścia. Od wielu tysięcy lat naturalnym zegarem dla ludzi było Słońce. Dni i noce następowały po sobie w odwiecznym, nie­ zmiennym rytmie. Jeśli już Słońce wychodziło zza horyzontu, to wiadomo było, że dość długo potrwa, zanim osiągnie naj- 23

wyższy punkt na niebie i tyle samo nim zajdzie. Kiedy pierw­ szy.leniwy myśliciel leżąc pod drzewem zaobserwował, jak w miarę ruchu Słońca przesuwa się cień i pomyślał, że dałoby się to zjawisko zastosować do dokładniejszego określenia pory dnia — nie było już odwrotu. Człowiek zaczął odmierzać up­ ływający czas i uświadomił sobie jego bieg. Najpierw podzielono na trzy części dzień i na trzy noc. Był to podział naturalny. Gdy taka dokładność przestała już wy­ starczać, zaczęto dzielić te pory — przede wszystkim dnia, bo noc w dawnych czasach służyła tylko do spania — na coraz drobniejsze części. Już starożytni Rzymianie przeczuwali, co z tego wyniknie, bo taki oto tekst dwa wieki przed naszą erą włożył w usta jednej z postaci sztuki komediopisarz Plautus: „Że też bogowie dozwolili przeklętemu, który pierwszy wyna­ lazł godziny i pierwszy zegar słoneczny sporządził, co mi po kawałku dzień skraca. Za chłopięcych czasów brzuch był mo­ im najlepszym i najdokładniejszym zegarem słonecznym. Zaw­ sze nawoływał do jedzenia, choć nic do jedzenia nie było, teraz natomiast nawet tego co jest się nie zjada, jeśli się to Słońcu nie podoba”. Pierwsze zegary słoneczne zbudowano jednak dużo wcześ­ niej niż się to obżartuchowi Plautusa wydawało. Co najmniej trzy tysiące lat przed naszą erą w dolinie Eufratu żyli Sumero­ wie i właśnie ich uczeni kapłani wprowadzili w celach astro­ nomicznych podział doby na 6 równych części, zwanych „sus- su“. Te z kolei dzieliły się na dziesięć części, zwanych godzi­ nami. W ten sposób doba sumeryjska składała się z 60 godzin. Każdą z nich dzielono również na 60 części (w owych czasach w Babilonie używano do liczenia systemu sześćdziesiątkowego, który w szczątkowej formie dotrwał do współczesności, to m.in. tuzin, mendel, kopa). Ale obok tych, jak można sądzić, naukowych podziałów doby, funkcjonował w życiu codzien­ nym babilończyków system podziału doby na dwanaście częś­ ci, zwanych „kas-bu“, i on dopiero, po podzieleniu każdej na pół (prawdopodobnie przez Greków), dał nasz dzisiejszy sy­ stem 24-godzinny. Zachowaliśmy natomiast do dziś babiloń­ ską zasadę dzielenia godziny na 60 minut i minuty na 60 se­ kund. Dalsze podziały — ponieważ weszły w użycie wówczas, 24

gdy na świecie panował już arabski system liczenia — są dzie­ siętne. A więc sekundę dzielimy na dziesiąte, setne, tysięczne części itd. Ale o tym za chwilę. Nierozszyfrowana przez naukę zagłada cywilizacji sumeryj- skiej sprawiła być może, że wiedza Sumerów o pomiarach cza­ su została przejęta przez późniejszą cywilizację egipską tylko częściowo. Egipcjanie budując zegary słoneczne przyjęli po­ dział dnia na 12 części. A ponieważ długość dnia zmieniała się wraz z porami roku, godziny egipskie trwały od 60 do 70 dzi­ siejszych minut. Jeszcze większe różnice wskazywały słoneczne zegary w starożytnym Rzymie, gdzie również posługiwano się egipską rachubą czasu, ale większe były wahania długości dnia. Latem w Rzymie czas się dłużył — godzina miała 75 mi­ nut, ale za to zimą tylko 44 minuty. W słonecznym Egipcie rzadko zdarzają się pochmurne dni, jednak oprócz zegara słonecznego trzeba było mieć jakiś pod­ ręczny wskaźnik godzin. Pierwszy był zegar wodny, zwany klepsydrą. Było to po prostu duże naczynie z maleńkim otwo­ rem, z którego woda powoli wyciekała. Po ilości wody można się było zorientować, ile czasu upłynęło. Najstarszy taki zegar znaleziono w ruinach świątyni w Karnaku w Egipcie, a wyko­ nany został przeszło tysiąc lat przed naszą erą. Jest to alaba­ strowa donica wysokości ok. 30 cm z otworkiem w dnie. We­ wnątrz ma naniesioną podziałkę godzinową oddzielnie dla każ­ dego miesiąca, co zapewniało zgodność zegara wodnego z ze­ garami słonecznymi. Nie był on jednak zbyt dokładny. Późnił się lub spieszył do 45 minut na dobę. Nic więc dziwnego, że przez wiele jeszcze stuleci zajmowano się raczej udoskonala­ niem zegarów słonecznych. Były więc słoneczne zegary domo­ we, ścienne, uliczne, a nawet... kieszonkowe, bo i taki znaleźli archeolodzy w ruinach rzymskich. Ponieważ współczesnemu człowiekowi klepsydra kojarzy się raczej ze szklanym naczynkiem wypełnionym piaskiem, po­ trzebna jest krótka dygresja. Klepsydra jest słowem pochodze­ nia greckiego i wywodzi się od słów kleptein, co znaczy kraść, a także uchodzić ukradkiem, oraz Hydor, co znaczy woda. Można więc powiedzieć, że klepsydra oznaczała zegar, z któ­ rego ukradkiem uchodziła woda. W starożytnej Grecji klep- 25