Понятие биологического ритма

Биологические ритмы (биоритмы) – регулярное, периодическое повторение во времени характера и интенсивности жизненных процессов, отдельных состояний или событий. Они в той или иной форме присущи всем живым организмам.

Биоритмы описываются рядом характеристик:

• периодом;

• амплитудой;

• фазой;

• средним уровнем;

• профилем.

В зависимости от порождающей причины биоритмы делятся на:

1. экзогенные – колебания, вызванные периодическими воздействиями извне, т.е. пассивные реакции на колебания факторов окружающей среды;

2. эндогенные – автономные (спонтанные, самоподдерживающиеся, самовозбуждающиеся) колебания, обусловленные активными процессами в самой живой системе (к ним относятся большинство биоритмов).

По выполняемой функции биоритмы делятся на:

1. физиологические – рабочие циклы отдельных систем (дыхание, сердцебиение);

2. экологические, адаптивные (циркадные) – служат для приспособления организмов к периодичности окружающей среды.

Некоторые биоритмы дают возможность организмам приспосабливаться к цикличным изменениям окружающей среды:

1. солнечно-суточный (24 часа) – свойствен большинству физиологических процессов (частоте деления клеток, колебаниям температуры тела и др.). Он проявляется в состоянии и поведении живых организмов; при этом меняется двигательная активность животных, положение листьев и цветочных лепестков у растений и другие биохимические процессы. У животных обнаружены нейрогуморальные центры, координирующие суточную периодичность физиологических процессов. В зависимости от количества периодов активности в течение суток различают:

а) монофазный;

б) 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);

2. лунно-суточный (24,8 ч) – ритм типичен для большинства растений и животных прибрежной морской ханы 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 звездно-суточный (23,9 ч), имеют большое значение в навигации животных (например, перелетных птиц), «использующих» астрономические ориентиры;

3. лунно-месячный ритм (29,4 сут) – соответствует периодичности изменения уровня морских приливов и проявляется в ритмичности вылупления из куколок насекомых, живущих в прибрежной зоне и др. Близок к лунно-месячному ритму и менструальный цикл женщин.

4. годичный (сезонный) ритм изменения численности и активности животных, роста и развития растений широко известен. Годичные ритмы у животных и растений регулируются изменениями длины светового дня, температуры и других климатических факторов.

Биологические ритмы – не только непосредственная реакция на изменения внешних условий. Он сохраняется в искусственных условиях – при постоянном освещении, температуре, влажности и атмосферном давлении, причем продолжительность каждого периода биоритма в таких условиях почти не зависит от интенсивности обменных процессов. Например, массовое вылупление мух дрозофил повторяется в темноте через каждые 24 часа и не зависит от температуры (при колебаниях ее в пределах от 16 до 26°С). В постоянных условиях солнечно-суточный ритм обычно превращается в так называемый циркадный ритм с периодом, типичным для каждого объекта и несколько отличающимся от 24 ч. Циркадная периодичность возникает у выращенных в постоянных условиях организмов после кратковременного изменения этих условий, что доказывает врожденную предрасположенность к такому ритму.

Существует две точки зрения на природу биологических ритмов:

1. биоритмы основаны на происходящих в организме строго периодических физико-химических процессах – «биологических часах». Изменения внешних условий служат сигналами времени, которые могут сдвигать фазы ритма. При постоянстве условий ритмичность полностью спонтанна, что доказывается несовпадением циркадного ритма с колебаниями геофизических факторов;

2. организм воспринимает циклы проникающих геофизических факторов (геомагнитное поле, космические лучи и т.д.). Собственная система измерения времени играет вспомогательную роль. Изменения освещения и температуры могут сдвигать фазу биоритмов по отношению к геофизическому циклу. Под влиянием неестественных для организма, но постоянных условий может возникнуть регулярный сдвиг фазы биоритмов.