ХРОНОБИОЛОГИЯ
(от хроно... и
биология),
биоритмология,
раздел биологии, изучающий условия возникновения, природу, закономерности
и значение биологических ритмов (БР). X. исследует ритмич. процессы
на различных уровнях организации живого: бесклеточные системы, клетка,
одноклеточные организмы, культуры клеток и тканей, многоклеточные животные
и растения, популяции организмов. Как область биологии X. разрабатывает
законы осуществления периодически повторяющихся биол. процессов и поведения
различных биол. систем во времени; она тесно связана с физиологией, биохимией,
биофизикой, экологией и др. естеств. науками. БР широко распространены
в живой природе, имеют эндогенное происхождение и зависят от ритмич. изменений
во внепшей среде (фото-, термо-, баропериодичность, колебания электромагнитного
поля Земли и др.). Взаимодействие БР друг с другом и с периодически изменяющимися
условиями среды формирует временную организацию биол. систем, лежит в основе
адаптации организмов и обеспечивает единство живой и неживой природы. БР
независимо от длины периода и частоты их колебаний (суточные, лунные, сезонные,
годичные и др.) отражают процессы регуляции функций организмов.
Идеи о ритмичном характере процессов в
природе и в организме человека выдвигались в трудах антич. философов (Гераклит,
Платон, Аристотель и др.), в ср. века и эпоху Возрождения (Ф. Бэкон, Т.
Браге, И. Кеплер и др.). Первое науч. наблюдение БР сделал франц. астроном
Ж. Ж. де Меран (1729), обнаруживший суточную периодичность движения листьев
у растений. Это явление затем изучал Ч. Дарвин (1880) и ряд ботаников 19
в. Ещё в 18 в. К. Линней предложил "цветочные часы", основанные
на способности цветков различных растений открываться и закрываться в определённое
время дня. Ритмы движения листьев растений были детально исследованы в
30-х гг. 20 в. голл. ботаником А. Клейн-хонте и нем. учёным Э. Бюннингом.
В 1920 амер. учёные У. У. Гарнер и X. А. Аллард открыли фотопериодизм
у
растений, механизмы которого, как было установлено позже, тесно связаны
с БР. В 19 в. БР были зарегистрированы также у животных и человека. В 20-х
гг. 20 в. были проведены первые работы по фотопериодизму у животных как
беспозвоночных, так и позвоночных.
В изучение БР значит, вклад внесли рус.
и сов. учёные. Над проблемой восприятия времени животными и человеком работали
И. М. Сеченов, И. П. Павлов, В. М. Бехтерев. Н. Е. Введенский и А. А. Ухтомский
дали науч. объяснение закономерностям ритмич. воздействий на клетку и явлению
"усвоения" клеткой внешнего ритма. В. И. Вернадский впервые рассмотрел
биосферу как систему, организованную не только в пространстве, но и во
времени. Цикл исследований БР у человека и животных был проведён К. М.
Быковым с сотрудниками; А. С. Данилевский плодотворно разрабатывал проблему
фотопериодизма у насекомых. Основатель гелиобиологии А. Л. Чижевский изучал
влияние солнечных ритмов на биол. объекты. Роль БР в регуляции функций
организма и их изменениях в условиях космич. полёта освещены в работах
В. В. Парина. Большой вклад в развитие X. в 20 в. внесли А. Йорес (ФРГ),
Я. Мёллер-стрём и Э. Форсгрен (Швеция), Дж. Хей-стингс, Ф. Браун (США),
Дж. Клаудсли-Томпсон, Дж. Харкер (Великобритания). Э. Бюннингу (ФРГ) принадлежит
гипотеза об эндогенной природе БР, высказанная им в нач. 30-х гг. Ю. Ашофф
(ФРГ) провёл фундаментальные исследования влияния условий внешней среды
на БР, в т. ч. у человека, и ввёл (1951) термин "датчик времени", обозначающий
фактор, к-рый синхронизирует БР. Ф. Хал-берг (США) сформулировал (1959)
понятие об околосуточных или циркадных ритмах и дал представление
о временной координации физиол. функций организма. Его заслугой является
введение в X. математич. методов обработки данных и использование в этих
целях ЭВМ. Им было установлено изменение чувствительности организма к действию
вредных факторов в зависимости от времени суток.
Установление закономерностей временного
течения биол. процессов способствует прогрессу в др. областях знания о
живой природе и имеет большое практич. значение. Напр., учение о фотопериодизме
важно для с. х-ва; медицина использует данные X. при диагностике и лечении
нек-рых заболеваний. К наиболее актуальным проблемам X. относятся: изучение
природы и механизма различных БР, влияние на них внешних факторов, значение
БР в приспособлении организма к окружающей среде, роль БР в трудовой деятельности
человека и в развитии у него заболеваний, в решении задач космич. биологии
и медицины.
В СССР исследования БР проводятся в Ин-те
физиологии им. И. П. Павлова (Ленинград), Ин-те биофизики (Пущине, Московская
обл.), Ин-те медико-биол. проблем (Москва), МГУ, 2-м Московском мед. ин-те,
Ин-те хирургии им. А. В. Вишневского (Москва), Московской с.-х. академии
им. К. А. Тимирязева, Сибирском филиале АН СССР и др. Наиболее крупные
науч. центры X. за рубежом: Миннесотский, Арканзасский и Станфордский ун-ты
(США), Тюбингенский и Гёттингенский ун-ты (ФРГ), Ин-т физиологии поведения
им. М. Планка (ФРГ), Манчестерский ун-т (Великобритания) и др.
В 1937 состоялась (Роннебю, Швеция) первая
конференция, на к-рой было основано Междунар. об-во исследователей БР;
в 1971 на очередной конференции (Литл-Рок, США) оно было переименовано
в Междунар. об-во по хронобиоло-гии (объединяет св. 300 членов из 30 стран
мира). В 1960 состоялся (Колд-Спринг-Харбор, США) междунар. симпозиум по
биол. часам. Вопросам X. были посвящены всесоюзные симпозиумы: "Биологические
ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций" (М., 1973) и "Циркадные
ритмы человека и животных" (Фр., 1975). Результаты исследований по X. публикуются
в спец. журналах: "International Journal of Chro-nobiology" (L., с 1973);
"Chronobiologia" (Mil., с 1974); "Journal of Interdisciplinary of Cycle
Research" (Amst., с 1970) и др.
Лит.: Биологические часы. Сб. ст.,
пер. с англ., М., 1964; Колебательные процессы в биологических и химических
системах. Сб. ст., т. 1 - 2, Пущино-на-Оке, 1967 - 71; Биологические ритмы
в механизмах компенсации нарушенных функций, М., 1973; Агаджанян Н. А.,
Ритмы жизни и здоровье, М., 1975; Циркадные ритмы человека и животных.
Сб. ст., Фр., 1975; Люди, пространство и время. Сб. ст., М., 1976; Hal-berg
F., Chronobiology, "Annual review physiology", 1969, v. 31, p. 675-725;
Chronobiology, Tokyo, 1974. Ю. А. Романов.
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