НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Биологические ритмы
Биологические ритмы
Б и о л о г и ч е с к и е р и т м ы —
колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций. В их
основе лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием
внешних и внутренних Факторов. Факторы, которые влияют на ритмичность
процессов, происходящих в живом организме, получили определение "с и н х р
о н и з а т о р ы", или "д а т ч и к и в р е м е н и".
К в н е ш н и м ф а к т о р а м относятся:
изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного
поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и
солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.
Ритмы, независимые от внешних синхронизаторов,
называются э н д о г е н -
н ы м и. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е.
факторов внешней среды, идентифицированы как э к з о г е н н ы е. Для
большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость
установившейся длительности циклов на протяжении онтогенеза.
Солнечно-суточный (24 ч)ритм свойствен
большинству физиологических процессов (частоте деления клеток, колебаниям температуры тела, интенсивности обмена
веществ и энергии у животных и человека и др.). Он проявляется в состоянии и поведении
живых организмов; при этом меняется двигательная активность животных,
положение листьев и цветочных лепестков у растений, расходование гликогена в
печени млекопитающих и другие биохимические процессы. У животных обнаружены
нейро-гуморальные центры, координирующие суточную периодичность физиологических
процессов. В зависимости от количества периодов активности в течение суток
различают монофазный и полифазный суточные ритмы. В течение индивидуального
развития (онтогенеза) многих животных и человека происходит переход от
полифазного ритма к монофазному (так, для грудных детей характерно многократное
чередование бодрствования и сна в течение суток).
Лунно-суточный (24,8 ч), или
приливный, ритм типичен для большинства животных и растений прибрежной морской
зоны и проявляется совместно с солнечно-суточным ритмом в колебаниях
двигательной активности, периодичности открывания створок моллюсков,
вертикальном распределении в толще воды мелких морских животных и т.п.
Солнечно- и лунно-суточный ритмы, так же как и звёздно-суточный (23,9 ч),
имеют большое значение в навигации животных (например, перелётных птиц,
многих насекомых), "использующих" астрономические ориентиры.
Лунно-месячный ритм (29,4 сут)
соответствует периодичности изменения уровня морских приливов и проявляется в
ритмичности вылупления из куколок насекомых, выплаживающихся в прибрежной зоне,
в цикле размножения червя палоло, некоторых водорослей и многих других
животных и растений. Близок лунно-месячному ритму и менструальный цикл женщин.
Годичный (сезонный) ритм изменения численности
и активности животных роста и развития растений широко известен. Годичные ритмы
у животных и растений во многих случаях регулируются изменениями длины
светового дня, температуры и других климатических факторов.
Б. р. - не только непосредственная реакция на
изменения внешних условий. Он сохраняется в искусственных условиях - при
постоянном освещении, температуре, влажности и атмосферном давлении, причём
продолжительность каждого периода Б. р. в таких условиях почти не зависит от
интенсивности обменных процессов. Например, на суточный ритм спорообразования
некоторых водорослей не влияют химические вещества, тормозящие обменные
процессы; массовое вылупление мух дрозофил повторяется в темноте через каждые
24 ч и не зависит от температуры (при колебаниях её в пределах от 16 до 26?С);
в аквариуме длительно сохраняется лунная периодичность открывания створок
морских моллюсков; всхожесть семян, хранящихся в темноте и при постоянной
температуре (в пределах от -22 до +45?С), отчётливо меняется соответственно
сезону.
В постоянных условиях солнечно-суточный ритм
обычно превращается в т. н. циркадный ритм периодом, типичным для
каждого объекта и несколько отличающимся от 24 ч У высших растений в
циркадианном ритме протекают различные метаболические процессы, в частности
фотосинтез и дыхание.
Разнообразные циркадианные ритмы известны и у
животных. Примером может служить близкое к актиниям кишечнополостное – морское
перо (Cavernularia obesa), представляющее собой колонию из множества крошечных
полипов. Морское перо живет на песчаном мелководье, втягиваясь в песок днем и
разворачиваясь по ночам, чтобы питаться фитопланктоном. Этот ритм сохраняется в
лаборатории при неизменных условиях освещения.
Четко работают биологические часы у насекомых.
Например, пчелы знают, когда раскрываются определенные цветки, и навещают их
ежедневно в одно и то же время. Пчелы также быстро усваивают, в какое время им
выставляют на пасеке сахарный сироп.
У человека не только сон, но и многие другие
функции подчинены суточному ритму. Примеры тому – повышение и понижение
кровяного давления и выделения калия и натрия почками, колебания времени
рефлекса. Особенно заметны изменения температуры тела:
ночью она примерно на 1° С ниже, чем днем.
Основными параметрами биоритмов являются
такие показатели:
1. период — время между двумя одноименными
точками в волнообразно изменяющемся процессе;
2. акрофаза — точка времени в периоде, когда
отмечается максимальное значение исследуемого параметра;
3. мезор — уровень среднего значения
показателей изучаемого процесса;
4. амплитуда — величина отклонения
исследуемого показателя в обе стороны от средней.
К л а с с и ф и к а ц и я р и т м о в
базируется на строгих определениях, которые зависят от выбранных критериев.
Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы:
1. по их собственным характеристикам, таким
как период;
2. по их биологической системе, например
популяция;
3. по роду процесса, порождающего ритм;
4. по функции, которую выполняет ритм.
Классификация биологических ритмов по Х а л б
е р г у наиболее распространена — классификация по частотам колебаний, т.е. по
величине. обратной длине периодов ритмов:
| 
