Биологические ритмы
Д о к л а д п о б и о л о г и
и
н а т е м у:
«Б и о л о г и ч е с к и е р и
т м ы.»
Ученицы 11 «Б» класса
гимназии № 1519
Сидорович Анастасии
Москва 2005г.
Б
и о л о г и ч е с к и е р и т м ы — колебания смены и интенсивности процессов
и физиологических реакций. В их основе лежат изменения метаболизма
биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних Факторов.
Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом
организме, получили определение "с и н х р о н и з а т о р ы", или
"д а т ч и к и в р е м е н и".
К
в н е ш н и м ф а к т о р а м относятся: изменение освещенности
(фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности
космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния;
социальные влияния, характерные для человека.
Ритмы,
независимые от внешних синхронизаторов, называются э н д о г е н -
н ы м и. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е.
факторов внешней среды, идентифицированы как э к з о г е н н ы е. Для
большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость
установившейся длительности циклов на протяжении онтогенеза.
Солнечно-суточный
(24 ч)ритм свойствен большинству физиологических процессов (частоте
деления клеток, колебаниям температуры
тела, интенсивности обмена веществ и энергии у животных и человека и др.). Он
проявляется в состоянии и поведении живых организмов; при этом меняется
двигательная активность животных, положение листьев и цветочных лепестков у
растений, расходование гликогена в печени млекопитающих и другие биохимические
процессы. У животных обнаружены нейро-гуморальные центры, координирующие
суточную периодичность физиологических 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).
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 (например,
перелётных птиц, многих насекомых), "использующих" астрономические
ориентиры.
Лунно-месячный
ритм (29,4 сут) соответствует периодичности изменения уровня морских
приливов и проявляется в ритмичности вылупления из куколок насекомых,
выплаживающихся в прибрежной зоне, в цикле размножения червя палоло,
некоторых водорослей и многих других 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 многих
случаях регулируются изменениями длины светового дня, температуры и
других климатических факторов.
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:
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
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
|