Определение биоритмов и их классификация

Биологические ритмы или биоритмы — это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов. Способность к таким изменениям жизнедеятельности передается по наследству и обнаружена практически у всех живых организмов. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах и в популяциях. Биологические ритмы /Под ред. Ю. Ашоффа: В 2 т.- М.: Мир, 1984.

Согласно одному из основных принципов материалистического естествознания — принципу единства организма и среды — организм не может существовать без внешней среды. Но внешняя среда, все сферы мироздания охвачены колебательными ритмическими движениями. Не удивительно поэтому, что одним из неотъемлемых свойств живого является ритмичность всех процессов. Русский социолог П. Я. Соколов писал: «Весь растительный и животный мир, а с ним и человек, извечно и непрестанно испытывает на себе ритмические воздействия внешнего физического мира и извечно отвечает на биение мирового пульса ритмическими пульсирующими реакциями». Горбачев В. В. Концепции современного естествознания. В 2 ч. Учебное пособие. М. Издательство МГУП. 2000.

В основе биологических ритмов лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов. Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение «синхронизаторы» или «датчики времени» .

К внешним факторам относятся:

• • изменение освещенности (фотопериодизм);
• • изменения температуры (термопериодизм);
• • ?изменения магнитного поля;
• • ?интенсивность космических излучений;
• • приливы и отливы;
• • сезонные и солнечно-лунные влияния;
• • социальные влияния, характерные для человека.

Одним из ведущих факторов, влияющих на биологические ритмы организмов, является фотопериод — продолжительность светового периода суток. Реакции организмов на изменения фотопериода получили название фотопериодизм (от греч. фотос — свет и периодос — чередование). Продолжительность светового периода суток — один из самых стабильных экологических факторов, поскольку она всегда постоянна в данном месте и в определённый день года. Зато другие факторы (температура, влажность, давление и т. д.) могут изменяться, даже на протяжении суток.

У высших животных предполагается существование двух способов фотопериодической регуляции биологических ритмов: через органы зрения и далее через ритм двигательной активности организма и путем экстрасенсорного восприятия света.

К внутренним факторам относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

Учение о биологических ритмах в узком смысле получило название биоритмологии, которое входит в более широкую дисциплину — хронобиологию. Можно выделить несколько наиболее важных достижений хронобиологии:

• 1. Биологические ритмы обнаружены на всех уровнях организации живой природы — от одноклеточных до биосферы. Это свидетельствует о том, что биоритмика — одно из наиболее общих свойств живых систем.
• 2. Биологические ритмы признаны важнейшим механизмом регуляции функций организма, обеспечивающим гомеостаз, динамическое равновесие и процессы адаптации в биологических системах.
• 3. Установлено, что биологические ритмы, с одной стороны, имеют эндогенную природу и генетическую регуляцию, с другой, их осуществление тесно связано с модифицирующим фактором внешней среды, так называемых датчиков времени. Эта связь в основе единства организма со средой во многом определяет экологические закономерности.
• 4. Закономерности биологических ритмов учитывают при профилактике, диагностике и лечении заболеваний.

В зависимости от критериев, положенных в их основу, существует несколько видов классификаций биоритмов.

Экзогенные и эндогенные ритмы В зависимости от источника происхождения биологические ритмы делят на экзогенные и эндогенные. Экзогенные ритмы — это колебания, вызванные периодическими воздействиями извне. Они являются пассивными реакциями на колебания факторов окружающей среды. Эндогенные ритмы — автономные (спонтанные, самоподдерживающиеся, самовозбуждающиеся) колебания, обусловленные активными процессами в самой системе. Эндогенные биоритмы поддерживаются механизмами обратной связи. В зависимости от того, на каком уровне биологической организации она замыкается, различают биоритмы в клетках (митотический цикл), органах (сокращения кишечника), организмах (овариальный цикл) и т. п.

Физиологические и экологические ритмы По выполняемой функции биологические ритмы делят на физиологические и экологические. Физиологические ритмы — рабочие циклы отдельных систем (сердцебиение, дыхание и т. п.). Экологические (адаптивные) служат для приспособления организмов к периодичности окружающей среды. Период (частота) физиологического ритма может изменяться в широких пределах в зависимости от степени функциональной нагрузки, как правило, от долей секунды до нескольких минут. Это, например, ритмы давления, биения сердца и артериального давления. Имеются данные о влиянии, например, магнитного поля Земли на период и амплитуду энцефалограммы человека.

Период экологического ритма, напротив, сравнительно постоянен, закреплен генетически. По длительности они совпадают с каким-либо естественным ритмом окружающей среды. К ним относятся суточные, сезонные (годовые), приливные и лунные ритмы. Благодаря экологическим ритмам, организм ориентируется во времени и заранее готовится к ожидаемым условиям существования. Так, некоторые цветки раскрываются незадолго до рассвета, как будто зная, что скоро взойдет солнце. Многие животные еще до наступления холодов впадают в зимнюю спячку или мигрируют. Таким образом, экологические ритмы служат организму как биологические часы.