Суточные ритмы, в основном, определяются скоростью вращения Земли, что зрительно воспринимается как движение Солнца по небосводу. Годовые ритмы определяются фотопериодом, то есть регулярно, из года в год повторяющимся изменением длины светового дня. Как показал Александр Леонидович Чижевский — основатель гелиобиологии, — солнечная активность из года в год меняется, и это серьезно влияет на все живые организмы на Земле. Вспышки размножения многих насекомых, микроорганизмов, растений точно совпадают со вспышками солнечной активности. В известной степени, оговоренной выше, влияют эти вспышки и на социальные процессы. Войны и революции обычно приходятся на периоды повышенной солнечной активности. Как показал другой, уже упоминавшийся русский ученый — Николай Дмитриевич Кондратьев, циклические процессы в равной степени свойственны неживой, живой и социальной природе.
Циклические процессы могут вызываться системными взаимоотношениями между хищниками и их жертвами, паразитами и их хозяевами и т. д. Графически динамика размножения организмов в таких колебательных системах описывается синусоидой, хотя в ряде случаев она бывает не совсем правильной.
Фенология
Теоретические воззрения, описывающие динамику климата, имеют самый непосредственный выход в практику.
Современное народное хозяйство не может функционировать без постоянного экологического мониторинга и регулярного составления обоснованных экологических прогнозов для нужд рационального природопользования и профилактической медицины. Традиционные методы мониторинга предусматривают измерения многих показателей состояния окружающей среды, использование авиационной, космической и другой сложной техники.
Вместе с тем уровень современных научных разработок в области экологии таков, что позволяет получать значимые данные о состоянии окружающей среды относительно несложными и дешевыми методами. Среди них важное место занимают фенологические наблюдения.
Термин фенология
произошёл от греческих слов «файно» — явление и «логос» — наука. Во-первых, фенология, это совокупность знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Во-вторых, фенология — раздел популяционной экологии, рассматривающий сезонные аспекты жизни вида (различают, например, фенологии берёзы, волка, двуточечной божьей коровки т. д.). В третьих, это раздел фенетики, изучающий периодичность появления фенов — то есть дискретных единиц фенотипа.● Фенология имеет два корня. Первый — это народные приметы и наблюдения, вобравшие в себя многовековый опыт общения с природой. Второй — современная экологическая наука. Фиксация времени наступления тех или иных явлений в живой и неживой природе позволяет оценивать состояние природной среды и делать научно обоснованные прогнозы. Фенологические наблюдения могут осуществляться людьми, не имеющими специального научного образования, в том числе школьниками.
Совокупность данных фенологических наблюдений дает возможность:
1) предсказать основные климатические показатели (температура, осадки) на ближайшие месяцы;
2) предсказать непериодические явления в природе, такие как наводнения, землетрясения т. д.;
3) составить прогноз в отношении динамики численности популяций диких животных и растений;
4) оценить уровень антропогенной нагрузки на природные экологические системы.
При этом точность прогнозов и оценок может быть не ниже, чем в случае использования традиционных методов мониторинга. Так, через фенологию, идеи В. Вернадского, А. Чижевского и других великих ученых дают конкретный прикладной результат.
Понятие хроноизменчивости
А. Чижевский, занимаясь солнечными ритмами, ввёл понятие хроноизменчивости. Но лишь наука самого последнего времени начала использовать это понятие в системе наших знаний об окружающем мире.
Хронобиология, добившись больших успехов в деле изучения организации биологических процессов во времени, сохранила ряд белых пятен. Одно из них — анализ хроноизменчивости, то есть изменчивости временных параметров развития биосистем. Иначе говоря, хроноизменчивость — это изменение длительности протекания биологических процессов. Речь идет о процессах физиологических, онтогенетических и филогенетических. Изменчивости подвержены все временные характеристики организмов. Физиологические
параметры (например, время, необходимое для переваривания определенного количества пищи, для формирования яйца и т. д.), онтогенетические (скорость взросления, полового созревания, старения), филогенетические (скорость адаптации популяции к новым пестицидам) проходят в течение определенного времени, но это время подвержено вариации, или изменчивости. Хорошо известно, что в людской популяции существует большое разнообразие по скорости взросления, созревания, старения.