Биология /
т.д. и т.п.
Жизнь на нашей планете связана с вращением Земли во-круг своей оси, определяющим суточный ритм, и с вращением вокруг Солнца, от которого на Земле зависит смена времен года. Большинством живых организмов сезонный ритм воспри-нимается как смена времен года. Он определяет рост, раз-витие и гибель растений. Вращение Земли вокруг своей оси обуславливает ритмичное изменение факторов внешней среды: температуры, освещенности, относительной влажности возду-ха, барометрического давления, электрического потенциала атмосферы, космической радиации и гравитации.
Все перечисленные факторы внешней среды оказывают влияние на жизненные процессы живых организмов, среди них особое значение имеет чередование света и темноты. От су-точного режима зависит обмен веществ в растениях — погло-щение углекислоты днем и отдача кислорода ночью. У живот-ных суточные ритмы проявляются в виде чередования перио-дов бодрствования и активности с периодами сна и покоя.
Все живое на Земле развивалось под влиянием суточных и сезонных ритмов. Но всегда ил они имели такую продолжи-тельность, как теперь?
Многие ученые считают, что миллионы лет назад Земля вращалась быстрее, и сутки были короче. Причиной замедле-ния вращения Земли стало течение вещества в приливных во-дах океанов и в твердом теле Земли. В свое время прилив-ные силы прекратили вращение Луны, более легкой, чем Зем-ля.
Под воздействием циклической деятельности Солнца и вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца возникла периодичность явлений, происходящих в природе. Она прояв-ляется и в смене погоды, и в извержении вулканов, и в землетрясениях, и в наводнениях и т.д. Эта периодичность создала тот ритм в живых организмах, который составляет сущность их жизни.
1.1 Биологические ритмы и их классификация
Повторяемость процессов — один из признаков жизни. При этом большое значение имеет способность живых организмов чувствовать время. С ее помощью устанавливаются суточные, сезонные, годовые, лунные и приливно-отливные ритмы фи-зиологических процессов. Как показали исследования, почти все жизненные процессы в живом организме различны.
Ритмы физиологических процессов в организме, как и лю-бые другие повторяющиеся явления, имеют волнообразный ха-рактер. Расстояние между одинаковыми положениями двух ко-лебаний называются периодом, иди циклом.
По длительности цикла биологические процессы, как пра-вило, в какой-то степени совпадают с геофизическими цик-лами. Так, например, многие физиологические функции в ор-ганизме обусловлены суточной цикличностью внешних факто-ров среды, непосредственно связанных с суточной периодич-ностью вращения Земли.
Исследования показали, что внутренние суточные ритмы растений и животных не точно соответствуют 24-часовой пе-риодичности земных суток. Они немного отличаются в боль-шую или меньшую сторону (чаще в меньшую). Так, для расте-ний они лежат в пределах 23-28 часов, для животных — 23-25 часов. Такие внутренние суточные ритмы живых организ-мов называются циркадными (в переводе с латинского «цир-ка» означает около, «диес» — день, сутки) [Шапошникова В.И., 1991].
Благодаря биоритмам живой организм гораздо легче при-спосабливается к условиям внешней среды, которые регули-руют деятельность циклов и отдельных их фаз. Такое дейст-вие внешних условий на живой организм принято называть синхронизирующим, а сами факторы воздействия — синхрони-заторами. К их числу относятся свет, шум, запахи, время кормления и т.д. В дальнейшем будет показано, что синхро-низация биоритмов с геофизическими ритмами природы имеет большое приспособительное значение.
Многие биологические ритмы поддаются систематизации. По длительности некоторые их них могут совпадать с соот-ветствующими геофизическими циклами. К таким ритмам отно-сятся суточные, сезонные, годовые, лунные, приливно-отливные изменения жизнедеятельности в организмах. Благо-даря им наибольшая активность и усиленный обмен веществ в организме совпадают с наиболее благоприятными для этого внешними условиями и временем суток, месяца, года.
Функциональные ритмы, обеспечивающие непрерывную жиз-недеятельность организма, как правило, имеют короткие циклы — от долей секунды до минут. К их числу относятся, например, циклы нервно-мышечного возбуждения и торможе-ния, а также множество других процессов на уровне моле-кул, клеток, отдельных органов.
Иногда функциональные ритмы сочетаются с суточными ритмами. Так, например, в сердце, кишечнике и других ор-ганах животных амплитуда ритмов меняется в течение суток.
По степени зависимости от внешних условий биоритмы подразделяются на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние). Экзогенные ритмы полностью зависят от изме-нения внешней среды. Это биохимические процессы. Эндоген-ные ритмы протекают при постоянных оптимальных условиях внешней среды и имеют широкий диапазон частот: от двух тысяч циклов в секунду до одного цикла в год. К эндоген-ным относятся ритмы сердцебиения, пульса, дыхания, кровя-ного давления, умственной активности, изменения глубины сна и другое.
Существуют ритмы промежуточного характера. К ним можно отнести, например, серию постепенно затухающих мышечных сокращений, возникающих в результате одиночного внешнего раздражения.
Отличить эндогенные ритмы от экзогенных можно экспери-ментальным путем. Для этого проводят опыты при постоянных условиях внешней среды — температуры, освещенности, влаж-ности, атмосферном давлении и т.д. Важно отметить, что основной признак эндогенных ритмов состоит в том, что их периодичность близка к суточной, но несколько от нее от-личается.
Опыты по выявлению эндогенных ритмов проводились как на растениях, так и на животных (в том числе на челове-ке). Впервые эндогенные ритмы на растениях наблюдал более 200 лет назад французский астроном де Мэран. Примечатель-но то, что суточная периодичность движения листьев у рас-тений была открыта не биологом, а астрономом. Изучая вра-щение Земли, он сделал открытие о приспособлении живых организмов к вращению Земли.
Эксперименты по изучению внутренних ритмов человека, впервые проведенные Ашоффом, показали динамику взаимодей-ствия физиологических ритмов организма в суточном цикле. В этом плане интересно проследить, как изменяется интен-сивность различных физиологических функций в организме человека в зависимости от времени суток [Бюннинг Э., 1969].
Проблема суточных периодических изменений физиологиче-ских функций в организме человека с давних пор привлекает внимание ученых различных специальностей, и прежде всего физиологов, врачей, биологов. Знание динамики изменение физиологических функций организма в определенный момент и применить более целесообразный и эффективный метод лече-ния при заболевании. Суточный ритм организма человека оп-ределяется различными физиологическими функциями (а их, как мы знаем, в настоящее время насчитывается более сот-ни). Физиологические функции постоянно изменяются на фоне бодрствования и сна, активной деятельности и покоя. Ин-тенсивность их проявления различна в разное время суток. В одно время она максимальна, в другое — имеет минималь-ное значение.
Из всех перечисленных примеров можно сделать вывод: суточным ритмом охвачен весь организм человека, представ-ляющий собой единую систему взаимодействия всех органов, тканей и клеток. Ритмичность физиологических процессов, отражающая единство организма и среды, их взаимодействие проявляется в организме человека в том, что их максимумы и минимумы приурочены к определенным часам суток. А объ-ясняется это тем, что характер проявления физиологических реакций организма в разное время суток различен и в ос-новном зависит от факторов внешней среды. Благодаря при-способлению к ритмически изменяющимся условиям внешней среды в организме человека происходит физиологическая подготовка к активной деятельности даже тогда, когда ор-ганизм находится в состоянии сна. И, наоборот, организм человека готовится ко сну задолго до засыпания.
Исходя из сказанного, возможно, следовало бы самую трудную и ответственную работу выполнять в периоды есте-ственного подъема работоспособности, оставляя для других, менее важных дел, остальное время относительно низкой ра-ботоспособности. Но из правил есть исключения. Бывают случаи, когда время наибольшей продуктивности в труде приходится на ночные и вечерние часы. Таких людей принято называть «совами», в отличие от «жаворонков» — людей, имеющих наибольшую работоспособность в утренние и дневные часы. «Жаворонки», как правило, просыпаются рано, чувст-вуют себя бодрыми и работоспособными в первой половине дня. Вечером же у них появляется сонливость, и они рано ложатся спать. «Совы» засыпают поздно ночью, встают также поздно утром и работоспособны бывают во второй половине дня.
В результате экспериментальных исследований немецкий физиолог Р.Хашпп установил, что 1/6 часть людей относятся к людям утреннего типа, 1/3 — вечернего типа, а половина людей легко приспосабливается и к утреннему, и к вечерне-му режиму труда. Последних называют «голубями». Это пре-имущественно люди, занятые физическим трудом [Куприянович Л.И., 1976].
Но, хотя биологические ритмы важны для жизнедеятельно-сти, они вовсе не определяют роковым образом физические, психические возможности человека, а тем более поведение личности в целом. В организме человека имеются беспре-дельные возможности для компенсации временного снижения тех или иных функций.
Следует иметь в виду, что естественный ритм жизнедея-тельности организма обусловлен не только его внутренними факторами, но и внешними условиями (экзогенными ритмами). Например, для спортсмена одним из условий компенсации снижения физических возможностей во время отрицательного периода физического цикла является тренировка, распреде-ление