биологические ритмы

Периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биол. процессов и явлений. Б. р. в той или иной форме присущи, по-видимому, всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до популяционных и биосферных. Ритмы растений проявляются, напр., в суточном движении листьев, лепестков, в ряде физиол. процессов (осенние листопады, сезонное одревеснение зимующих побегов и т. д.). Ритмы животных чётко выражены в периодичности двигат. активности и мн. физиол.-биохимич. функций (температурные колебания, секреция гормонов, синтез РНК, образование рибосом, деление клеток и др.). Ритмический характер могут носить колебания численности популяций и т. д. У многоклеточных организмов отд. клетки или их группы берут на себя роль синхронизаторов, управляя ритмикой органов или всего организма в целом. Независимые ритмы индивидуальных органов, тканей, клеток и клеточных компонентов участвуют в создании временнбй упорядоченности биол. явлений, что может служить основой для интеграции всех процессов, протекающих в живом организме. Б. р. наследствен но закреплены и являются важнейшими факторами естеств. отбора и адаптации организмов.

Б. р. могут возникать как реакция на периодические изменения среды (экзогенные Б. р.), но чаще они генерируются самим организмом. В этом случае они возникают на основе саморегулирующихся процессов с запаздывающей обратной связью. Внеш. воздействия могут сдвигать фазу этих Б. р. и менять их амплитуду. Такие Б. р. наз. эндогенным п. Одни Б. р. имеют частоту, существенно варьирующую в зависимости от состояния организма (биение сердца, дыхат. движения и др. физиологические ритмы); частота других, т. наз. экологических, Б. р. очень стабильна и соответствует циклич. изменениям среды. Они также имеют эндогенную природу, но испытывают существ, влияние факторов среды (см. суточные ритмы, приливные ритмы, лунные ритмы, годичные ритмы). Эндогенный компонент ритма даёт организму возможность ориентироваться во времени (биологические часы) и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. Он сохраняется в постоянных лабораторных условиях на фоне температурных сдвигов и изменений химич. состава среды, его период почти не зависит от интенсивности обменных процессов. Так, на ритмы спорообразования у нек-рых водорослей не влияют вещества, тормозящие обменные процессы, в аквариуме длительно сохраняется приливная и лунная периодичность открывания створок раковин морских моллюсков и т. д. Существует предположение о регуляции эндогенных ритмов млекопитающих гипоталамо-гипофизар-ной системой.

Экологич. ритмы способны подстраиваться к изменениям цикличности внеш. условий, но лишь в определ. диапазоне частот. Такая подстройка возможна благодаря тому, что в течение каждого периода имеются определ. интервалы времени (время потенциальной готовности), когда организм готов к восприятию сигнала извне, напр. яркого света или темноты. Если сигнал несколько запаздывает или приходит преждевременно, соответственно сдвигается фаза ритма. В экспериментальных условиях при постоянном освещении и температуре этот же механизм обеспечивает регулярный сдвиг фазы в течение каждого периода. Поэтому период ритма в этих условиях обычно не соответствует природному циклу и постепенно расходится по фазе с местным временем (см. циркадные ритмы, цирканные ритмы). Искажение или ослабление ритмичности среды может привести к нарушению системы Б. р. организма и развитию у него патологич. состояний. Ритмич. характер свойствен многим физиол. процессам, протекающим в организме человека (суточные колебания артериального давления, количеств, показателей белой крови и др.). Имеются данные, свидетельствующие о циклич. характере физич. состояния и психол. функций. Поэтому нарушение установившихся ритмов жизнедеятельности может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Изучение характера Б. р. имеет большое значение при организации рационального режима труда и отдыха человека, особенно в экстремальных условиях (в полярных условиях, в космосе, при быстром перемешении в др. часовые пояса и т. д.). В целом природа ритмич. процессов ъ биол. системах во многом не ясна, а знания об их механизмах часто носят умозрительный характер. Б. р. изучает биоритмология.