Биологические ритмы
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:
зона ритмов |
область ритмов |
длина периодов |
Высокочастотная |
Ультрадианная |
менее 0,5 ч 0,5 - 20 ч |
Среднечастотная |
Циркадная Инфрадианная |
20 - 28 ч 28 ч - 3 сут |
Низкочастотная |
Циркасептанная Циркадисептанная Циркавигинтанная Циркатригинтанная Цирканнуальная |
7 + 3 сут 14 + 3 сут 20 + 3 сут 30 + 7 сут 1 год + 2 мес |