Удивительная биология

В процессе эволюции должны были выработаться не только биологические часы, но и способность предсказания изменений внешней среды. В основе такой прогностической функции лежит чувство ритма. В самом деле, почему петухи заливаются «от» и «до», почему пчелы прилетают на цветущее поле точно к моменту раскрытия бутонов медоносных растений, почему, наконец, эти растения начинают раскрывать лепестки своих цветов и выделять одурманивающий запах четко в одно и то же время? Да потому, что ритмы живых существ согласованы с ритмикой природы.

Или почему мы стремимся обедать в одно и то же время? Потому что ритмически работает наш желудок, другие органы пищеварения, и к моменту приема пищи они «настраиваются» соответствующим образом: готовят желудочный сок, желчь, пищеварительные ферменты.

Ритмичность работы организма тесно связана с колебаниями энергетических процессов, причем это свойство присуще как растениям, так и животным. Отсюда и универсальность ритмики живого, ее прогностическая направленность. Однако отдельные особи в силу врожденных причин или случайных обстоятельств по-разному ощущают время и реагируют на его течение. Иначе говоря, существуют индивидуальные особенности восприятия временных периодов.

Биоритмы без секретов. Анатомия биоритма

Биологическим ритмом называют равномерное чередование во времени различных состояний организма, биологических процессов или явлений. Но не всякое повторяющееся явление может быть названо биоритмом. Биоритм – это самоподдерживающийся и в определенной мере автономный процесс. Скажем, листья мимозы складываются при прикосновении к ним руки человека. Биоритм ли это? Нет, поскольку такое движение не несет в себе ритмичности и вызвано внешней непериодической (случайной) причиной. Но такое же свертывание листьев чувствительного к свету растения на ночь и их раскрытие днем под действием внешнего эволюционно закрепленного фактора – солнечного света – уже биоритм, поскольку движение листьев может продолжаться некоторое время и без влияния света, в полной темноте.

Истинными биологическими ритмами являются только те колебания, которые обнаруживаются и при отсутствии периодических датчиков времени во внешней среде. Такие ритмы называют эндогенными (от греч. endon – внутри), так как они возникают под действием внутренних причин. Типичный их пример – ритмы дыхания человека (16 дыханий в минуту в среднем) и сердцебиения (70 ударов в минуту в среднем). Если системы обнаруживают периодический характер изменений только в связи с реакциями на циклически действующие раздражители внешней среды, то это ритмы экзогенные («экзо» – гр. снаружи, вне). Характерными их примерами служат многие суточные, многодневные, месячные и годовые циклы в биосфере. Так, процесс фотосинтеза начинается с восходом Солнца и останавливается с наступлением темноты.

Экзогенные ритмы не всегда можно отличить от эндогенных. Некоторые истинные ритмы в постоянных условиях внешней среды при отсутствии датчиков времени постепенно затухают. Напротив, ритмы, вызванные внешними причинами, и после устранения этих причин некоторое время продолжают существовать, подобно эндогенным ритмам.

По длительности периода биоритмы делят на несколько категорий. Названия ритмов образованы от латинских слов: «цирка» – около; «диес» – день; «ультра» – сверх, выше; «инфра» – ниже; «септем» – семь; «аннус» – год; «тригинти» – тридцать и т. д. Частица «цирка» означает, что данная классификационная группа включает в себя некоторый диапазон частот вблизи того или иного основного периода. Правильно говорить «циркади-анный ритм», но в биоритмологии чаще употребляется более короткий простой термин – «циркадный». Наиболее известны и изучены так называемые циркадные, или околосуточные, биологические ритмы с периодом в 24 ч. Ярко выражены у некоторых обитателей моря «приливные» ритмы продолжительностью в среднем 12,8 ч, «лунные» – с периодом 28 дней и «полулунные» – 14—15 дней. Есть еще «сезонные», или «окологодичные», ритмы, связанные с обращением нашей планеты вокруг Солнца, например летние, а также многолетние, обусловленные влиянием соответствующего цикла солнечной активности.

Ученые выделяют ритмы с подобными колебаниями в особую группу так называемых экологических ритмов, связанных с космическими (астрономическими) причинами. Если в растительном и животном мире ведущую, а часто и единственную роль играют такие синхронизаторы ритмов, как чередование освещения, температуры, часы кормления, и тому подобные, то для человека большое значение имеет трудовая деятельность, обладающая нередко собственной периодичностью. «Привязка» собственных циклов к экзогенным (синхронизация) характерна практически для всех ритмов. Синхронизаторами, или внешними датчиками времени для живых организмов, могут быть не только геофизические, но и биологические, в том числе физиологические процессы.