Всего за 364.9 руб. Купить полную версию
Занимаясь исследованиями роста растений и живых организмов различного уровня и работая в начале 20-х годов в Латвии, Гастон Бэкман сформулировал концепцию "органического времени" растений и животных. Итоги своих многолетних наблюдений он подвел позже, уже работая в Швейцарии. В своей книге "Рост и органическое время" он писал: "Рост лежит в корне жизни и является надежным выражением самой сущности жизни… Возможность предсказания событий течения жизни из роста заключается в знании того, что организмы обладают своим собственным временем, которое я обозначаю как "органическое время"". Исходя из таких представлений, Гастон Бэкман на основании измерения скорости роста конкретного организма или особи на ранних стадиях роста мог достаточно точно спрогнозировать время жизни и определенных характеристики развития этого организма или особи. Эти исследования продолжил позже советский латвийский биолог А.М. Мауринь, который выявил корреляцию скорости роста проростков абрикоса в ботаническом саду Латвийского университета и их скороплодностью.
Значение длительности фаз развития на ранних стадиях жизни была показано также на других живых объектах – различных животных в исследованиях коллектива под руководством Т.А. Детлаф в институте биологии развития им. Н.А.Кольцова в Москве. Эти исследования позволили выбрать в качестве меры времени, сопоставимой у большинства из них, продолжительность одного митотического цикла в период синхронных делений дробления, обозначенную символом То. Продолжительность То равна интервалу между появлением одноименных фаз митоза двух последовательных делений дробления. Это собственное время было близким у родственных организмов и также позволяло делать определенные прогнозы как в развитии популяции организмов, так и при изучении влияния на них различных воздействий. Известный советский биолог А.А.Нейфах высказал также предложение называть эту величину детлафом.
Наряду с неравномерностью "векторного" биологического времени, связанного с бренностью жизни живых существ, особенностью этого вида времени является наличие разнообразных биологических ритмов, которые являются формой темпоральной организации большинства биологических процессов. Для животных и других многоклеточных организмов основным таким ритмом является около суточный ритм, ритм сна и бодрствования, который коррелирует и с ритмом деления большинства растущих клеток организма. Важно отметить, что околосуточные (циркадианные) ритмы характерны и для многих, если не большинства физиологических функций организма, включая и выработку различных гормонов и иных внутренних продуктов. С другой стороны, суточный ритм характерен и для уровня устойчивости организма к разнообразным внешним воздействиям, включая чувствительность к ядам или действию ионизирующей радиации.
Вместе с околосуточными в организме выделяют также ультра-дианные ритмы – ритмы длительностью меньше суток, например – концентрация внимания, уменьшение болевой чувствительности вечером, процессы секреции, цикличность фаз, чередующихся на протяжении 6-8-часового нормального сна у человека. Двигаясь еще дальше, к меньшим периодам, мы увидим околочасовые ритмы, в частности, ритмы синтеза белка, приводящие и к околочасовым ритмам изменения клеточных размеров в одноклеточных культурах. Еще более кратким является ритм дыхания человека и животных – несколько минут, и, наконец, околосекундный ритм сокращений сердечной мышцы. В близких интервалах частот лежат и ритмы активности коры головного мозга.
Разнообразны и так называемые инфрадианные ритмы, к которым относят все биоритмы длительностью более суток. Среди наиболее известных из них является менструальный цикл у женщин, а также окологодовые циклы активности (крайним случаем которых является цикл "спячка-бодрствование" у некоторых животных). В некоторых исследованиях – уже исключительно на примере человека – показывается наличие циклов творческой активности с периодом около семи лет.
Если же обратиться к популяциям организмов, то мы выходим на разнообразные ритмы возникновения эпидемий, заболеваемости различными болезнями, а также урожайности сельскохозяйственных растений, которые хорошо коррелируют с 11-летним циклом солнечной активности.
Вопрос о происхождении, природе этих разнообразных ритмов является предметом горячих дискуссий ученых. В дискуссиях обсуждаются две основные гипотезы – об эндогенном (внутреннем) и экзогенном (внешнем) источнике биоритмов. Господствующей в настоящее время является точка зрения о том, что чем короче период биоритма, тем большую роль играют собственные биологические процессы и химические реакции организма. Как известно, циклические реакции были обнаружены в начале пятидесятых годов даже для случая химические реакций (реакция Белоусова-Жаботинского). С другой стороны, экзогенные факторы – например, чередование дня и ночи для околосуточных ритмов, цикл зима-лето для окологодовых, солнечная активность для многолетних – могут играть важную роль синхронизаторов собственных ритмов биологических систем.