БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ
циклич. колебания
интенсивности и характера биологич. процессов и явлений. Б. р. наблюдаются
почти у всех животных и растений, как одноклеточных, так и многоклеточных,
у нек-рых изолированных органов и отдельных клеток. Одни Б. р. (биение
сердца, частота дыхания и т. д.) относительно самостоятельны (см. Физиологические
ритмы), другие - собственно Б. р.- дают возможность организмам приспосабливаться
к циклич. изменениям окружающей среды (суточным, сезонным и др.).
Солнечно-суточный (24 ч) ритм свойствен
большинству физиологич. процессов (частоте деления клеток, колебаниям темп-ры
тела, интенсивности обмена веществ и энергии у животных и человека и др.).
Он проявляется в состоянии и поведении живых организмов (см. Активности
цикл); при этом меняется двигательная активность животных, положение
листьев и цветочных лепестков у растений, расходование гликогена в печени
млекопитающих и др. биохимич. процессы (рис. 1, 2). У животных обнаружены
нейро-гуморальные центры, координирующие суточную периодичность физиологич.
процессов. В зависимости от количества периодов активности в течение суток
различают монофазный и 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).
1. Суточные изменения положения листьев
бобовых растений при нормальном чередовании дня и ночи (А) и при постоянной
темноте (В). 2. Суточный цикл изменения окраски у манящего краба в нормальных
условиях (А) и при постоянной темноте (Б).
Лунно-суточный (24,8 ч), или приливный,
ритм типичен для большинства животных и растений прибрежной морской зоны
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 звёздно-суточный (23,9 ч), имеют большое значение
в навигации животных (напр., перелётных птиц, мн. насекомых), "использующих"
астрономич. ориентиры.
Лунно-месячный ритм (29,4 сут) соответствует
периодичности изменения уровня мор. приливов и проявляется в ритмичности
вылупления из куколок насекомых, выплаживающихся в прибрежной зоне, в цикле
размножения червя палоло, нек-рых водорослей и мн. др. животных
и растений. Близок лунно-месячному ритму и менструальный цикл женщин.
Годичный (сезонный) ритм изменения численности
и активности животных, роста и развития растений широко известен. Годичные
ритмы у животных и растений во мн. случаях регулируются изменениями длины
светового дня (см. фотопериодизм), темп-ры и др. клима-тич. факторов.
Б. р.- не только непосредств. реакция на
изменения внеш. условий. Он сохраняется в искусств, условиях - при постоянном
освещении, темп-ре, влажности и атм. давлении, причём продолжительность
каждого периода Б. р. в таких условиях почти не зависит от интенсивности
обменных процессов. Напр., на суточный ритм спорообразования нек-рых водорослей
не влияют химич. вещества, тормозящие обменные процессы; массовое вылупление
мух дрозофил повторяется в темноте через каждые 24 ч и не зависит
от темп-ры (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 темп-ре (в пределах
от -22 до +45°С), отчётливо меняется соответственно сезону. В постоянных
условиях солнечно-суточный ритм обычно превращается в т. н. циркадный
ритм с периодом, типичным для каждого объекта и несколько отличающимся
от 24 ч. Циркадная периодичность возникает у выращенных в постоянных
условиях организмов после кратковрем. изменения этих условий, что доказывает
врождённую предрасположенность к такому ритму. Так, близкая к обычной ритмич.
активность возникает у дрозофил, выращиваемых в темноте, после одной вспышки
света длительностью 0,5 мсек.
Существуют 2 точки зрения на природу Б.
р.: 1) Б. р. основаны на происходящих в организме строго периодич. физ.-химич.
процессах - "биологических часах". Изменения внешних условий служат
сигналами времени, к-рые могут сдвигать фазы ритма. При постоянстве условий
ритмичность полностью спонтанна, что доказывается несовпадением циркадного
ритма с колебаниями геофизич. факторов. 2) Организм воспринимает циклы
проникающих геофизич. факторов (геомагнитное поле, космич. лучи и т. д.).
Собственная система измерения времени, если она имеется, играет вспомогат.
роль. Изменения освещения и температуры могут сдвигать фазу Б. р. по отношению
к геофизич. циклу. Под влиянием неестественных для организма, но постоянных
условий может возникнуть регулярный сдвиг фазы Б. р.
Лит.: БюннингЭ., Ритмы физиологических
процессов, пер. с нем., М., 1961; Биологические часы. Сб. ст., пер. с англ.,
М., 1964. В. Б. Чернышёв.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я