Rhythm dalam biologi - itu adalah fenomena yang sangat menarik.Banyak ilmuwan sekarang terlibat dalam penelitian dari fenomena ini.Rhythm dalam biologi - adalah proses yang universal terhadap semua organisme hidup.Dalam hal ini Anda akan melihat dengan membaca artikel ini.Prinsip
dari kesatuan organisme dan lingkungan adalah salah satu prinsip ilmu pengetahuan modern.Semua organisme hidup, serta sistem supraorganismal, membuat kesatuan dengan lingkungan di mana mereka tinggal, memiliki ritme semua proses nya.Fungsi vital dari ritme periodik bawahan mereka yang mencerminkan respon terhadap ritme seluruh alam semesta secara keseluruhan (geofisika, astronomi), serta alam.
PYSokolov, seorang sosiolog Rusia, mengatakan bahwa seluruh flora dan fauna, dan dengan itu orang-orang terus-menerus dan kekal mengalami efek dari dunia fisik dan memenuhi tanggapan berdenyut berirama dengan pulsa pemukulan dunia.
Apa ritme biologis?
mempertimbangkan secara rinci konsep menarik bagi kami.Ritme biologis adalah perubahan berulang di alam dan intensitas fenomena biologis dan proses.Batch proses ini memiliki berbagai frekuensi.Mereka ditemukan di setiap tingkat organisasi sistem kehidupan.Biosistem yang lebih keras, sehingga memiliki lebih banyak bioritme.Mereka tetap pada tingkat genetik.Rhythm dalam biologi - sebuah fenomena yang sangat penting untuk adaptasi dan seleksi alam dari organisme.Kehadiran
adalah karena waktu proses biokimia.Karena organisme hidup adalah sebuah sistem hirarkis, itu perlu diimbangi dengan operasi sinkronisasi berbagai subsistem dan tingkat tidak hanya dalam waktu tetapi juga di ruang biologis.
Dalam artikel ini Anda akan belajar lebih banyak tentang apa yang irama dalam biologi.Manifestasi, sifat, contoh akan dibahas di bawah.
Chronobiology: kemunculan dan perkembangan ilmu
yang mempelajari ritme biologis, disebut Chronobiology.Hal ini juga diketahui sejak zaman kuno bahwa kelopak dan daun tanaman, tergantung pada waktu hari untuk melakukan gerakan-gerakan tertentu.Linnaeus bahkan pada tahun 1745 menemukan "jam bunga" (digambarkan di bawah), yang memungkinkan untuk menentukan waktu penutupan warna dan menjadi longgar.
Pada paruh pertama abad ke-19 dilakukan studi pertama ritme sirkadian memiliki seseorang seperti suhu tubuh, frekuensi buang air kecil dan denyut jantung.Buku teks pada fisiologi periode ini ada indikasi keberadaan fungsi berirama, yang endogen, yaitu muncul dalam organisme.Pada tahun 1936, set terakhir adalah ritme sirkadian endogen tanaman dan bunga.Untuk tujuan ini, setiap kekuatan eksternal diterapkan kepada mereka tersingkir.
tonggak lain dalam pengembangan ilmu Chronobiology - pembukaan orientasi burung dan lebah dalam penerbangan oleh matahari, bukti irama sirkadian tubuh manusia endogen.Sebuah dorongan baru diberikan kepada ilmu ini sebagai hasil dari penelitian ruang angkasa.Seperti sebelumnya, kepentingan utama para ilmuwan dalam studi penelitian ritme biologis adalah irama tahunan, bulan dan diurnal.
irama fisiologis dan adaptif
adalah klasifikasi berikut dalam hal interaksi antara lingkungan dan tubuh.
- ritme adaptif (bioritme) - getaran dibuat dengan periode dekat dengan siklus geofisika yang paling penting.Peran mereka adalah untuk beradaptasi berbagai organisme terhadap perubahan lingkungan yang terjadi secara berkala.Frekuensi mereka stabil.Irama
- fisiologis (pekerja) - fluktuasi yang mencerminkan kegiatan sistem fisiologis dari suatu organisme.Frekuensi mereka bervariasi dan tergantung pada kondisi tubuh.
Rhythms irama
eksogen dan endogen alam asal dibagi menjadi eksogen dan endogen.Eksogen - respon tubuh terhadap perubahan lingkungan.Endogen timbul sebagai akibat dari proses self-regulatory dengan umpan balik tertunda.Mereka dengan demikian terkena pengaruh lingkungan yang dapat mempengaruhi amplitudo dan fase shift mereka bioritme.
Rhythms tingkat biosystem organisasi dan frekuensi
Rhythms juga dibagi pada tingkat organisasi dari biosystem tertentu.Mereka dibagi ke dalam biosfer, populasi, organisme, organ dan sel.
Pada frekuensi mereka:
- irama frekuensi tinggi (dari sepersekian detik sampai 30 menit);
- rata (dari 30 menit sampai 28 jam);
- mezoritmami (dari 28 jam sampai 7 hari);
- makroritmami (dari 20 hari untuk satu tahun);
- megaritmami (periodisitas - sepuluh tahun).
Alam bioritme
hidup organisme, menurut hipotesis yang paling umum adalah sistem berosilasi independen, ditandai dengan satu set irama, terhubung secara internal.Siklus metabolisme (metabolisme dan katabolisme) dalam sel-sel terus menerus terjadi.Ini adalah kompleks reaksi biokimia yang berbeda - sintesis dan pemecahan zat.Dalam sel sebagai konsekuensi, sesuai dengan siklus metabolisme terus terjadi perubahan konsentrasi berbagai zat (metabolit, enzim dan matriks RNA transfer, dll) Terlibat dalam reaksi biokimia.Parameter dari lingkungan internal sistem biologis sebagai hasil dari reaksi ini membuat fluktuasi terus menerus, berangkat dari rata-rata.
Dalam organisme sensor yang menentukan sifat dan tingkat proses metabolisme adalah modulator alosterik hormon dan ritme mendukung dalam biologi.Hal ini mereka terus memantau kondisi tubuh.Dan cenderung untuk menjaga keajegan (homeostasis) lingkungan internal -. PH, suhu, tekanan osmotik, dan konsentrasi zat lainnya Banyak mekanisme yang terlibat dalam pemeliharaan homeostasis.Mereka didasarkan terutama pada prinsip umpan balik.Sebagai contoh, glukosa darah berlebih memicu penyimpanan zat (dalam bentuk glikogen).Sebaliknya, kurangnya itu mengarah ke peningkatan pemecahan glikogen.Kesimpulan
dari ini, Anda dapat melakukan hal berikut.Dalam organisme hidup, tidak ada proses kontinu.Ini tentu harus berganti-ganti dengan arah yang berlawanan. Bekerja dengan relaksasi, menghembuskan nafas, sintesis belahan dada, bangun tidur, dan sebagainya D. Status dari organisme hidup, dengan demikian, tidak bisa statis.Hal ini ditandai dengan istilah seperti ritme.Menentukan apakah properti ini organisme hidup dapat diproduksi bahkan dengan observasi sederhana.Anda mungkin melihat bahwa beberapa (sebenarnya semua) energi dan parameter fisiologis selalu dalam posisi untuk melakukan fluktuasi baik dalam amplitudo dan frekuensi relatif terhadap nilai rata-rata.
fluktuasi tersebut dan ada bioritme.Dengan bantuan organisme ini memberikan stabilitas negara termodinamika nya.Memungkinkan Anda untuk berhasil beradaptasi dengan lingkungan, itu adalah irama perubahan siklus.Definisi fenomena ini kita dikutip di awal artikel ini.Jam internal
opsional waktu sensor sistem sinkronisasi eksternal dengan tingkat tinggi konsistensi semua subsistem.Dalam pengembangan fungsi sequencer bawaan tubuh dalam waktu yang dimodifikasi, yang memungkinkan untuk beradaptasi dengan profil temporal lingkungan.Tubuh seperti mampu "memprediksi" waktu hari.Hal ini memungkinkan untuk menghubungkan berbagai pra-efektor, yang termasuk dalam respon segera.Sebagai contoh, suhu tubuh, serta tingkat plasma kortikosteroid dalam tidur normal dimulai jauh sebelum lulus meningkat.Jadi kebangkitan kadang-kadang terjadi sebelum lampu menyala.
Berikut adalah contoh lain dari irama.Hanya organisme yang bertahan dalam proses seleksi alam, yang memiliki kemampuan tidak hanya untuk menangkap dalam berbagai liar perubahan, tetapi juga menyesuaikan dengan irama getaran eksternal mesin ritme Anda.Misalnya, hewan irama alternatif terjaga dan tidur, sehingga hal ini membantu untuk memastikan kondisi yang menguntungkan untuk produksi makanan.Sifat dari sistem reproduksi (periode infertilitas dan kesuburan) juga disesuaikan dengan kondisi lingkungan yang paling optimal untuk meningkatkan keturunan.Banyak burung terbang ke selatan pada musim gugur.Ini adalah salah satu contoh bagaimana ritme diwujudkan.Biologi tahu dan banyak contoh lainnya.Jadi, hibernate beberapa hewan.Hal ini memungkinkan mereka untuk bertahan hidup terlepas dari fakta bahwa kondisi lingkungan eksternal yang ekstrim.
Harian bioritme
rhythmicity sirkadian dalam biologi - apa itu?Mari kita hadapi itu.Untuk sehari-hari (circadian) bioritme adalah fenomena tersebut dan perubahan sifat dan intensitas proses biologis, frekuensi pengulangan yang 24 ± 4 jam.Sebagian besar proses fisiologis dan biokimia metabolisme, gerakan, pengembangan, pertumbuhan, tunduk pada ritme ini, yang disebabkan oleh sirkadian (harian) irama lingkungan.Ini, pada gilirannya, berhubungan dengan rotasi sekitar sumbu planet.Contoh proses tersebut tingkat metabolisme, variasi suhu tubuh, frekuensi pembelahan sel.Untuk semua dari mereka ditandai dengan ritme harian.
Biologi - ilmu yang mempelajari tidak hanya hewan tetapi juga tumbuhan.Yang terakhir ini, khususnya, yang diamati pada siklus malam ritme menurunkan dan penutupan daun bunga.Selama hari mereka membuka.Irama dipertahankan bahkan ketika sinar matahari tidak tersedia.Hal ini dikonfirmasi oleh eksperimen SEShnol, biofisika Rusia.Ia memberi contoh kacang walikota.Daun naik dan turun di pagi dan sore hari, bahkan jika tanaman ini di ruangan gelap.Rasanya seolah-olah waktu dan jam fisiologis internal yang menentukan itu.
Tanaman biasanya durasi hari ditentukan oleh transisi dari satu bentuk ke bentuk fitokrom pigmen lain untuk variasi sinar matahari (komposisi spektral).Misalnya, matahari saat matahari terbenam berwarna merah karena lampu merah memiliki panjang gelombang terpanjang dan lebih kecil dari biru, tersebar.Pada senja atau terbenam cahaya banyak radiasi merah dan inframerah.Ini melihat tanaman, menunjukkan ritme sehari-hari.
Biologi - ilmu, yang sampai saat ini telah memperoleh banyak pengalaman mengamati hewan yang berbeda.Telah ditemukan khususnya bahwa pergantian periode istirahat dan aktivitas hewan (siang dan malam) juga berhubungan dengan ritme sirkadian.Bagi mereka, waktu itu penting tidak mutlak tetapi relatif.Mereka perlu tahu kapan matahari akan terbit dan duduk, sebagai hari untuk mencari makanan dari penggunaan cahaya siang dan malam - gelap.
memberikan contoh - melihat ritme harian tinggal di Atlantik kepiting pantai fiddler.Ini perubahan warna, menunjukkan ritme sehari-hari.Biologi - ilmu, yang, seperti orang lain, untuk mengidentifikasi pola-pola.Untuk apa kepiting berubah warna?Mari kita hadapi itu.
Crab pagi ringan, tetapi ketika matahari terbit di atas cakrawala, menjadi lebih gelap.Memainkan peran pigmen pelindung melindungi kepiting fiddler dari sinar terik matahari.Jika air surut, maka hal ini membantu untuk menjadi warna gelap di atas pasir pantai tanpa disadari.Dan itu ada dalam mencari makanan dikirim ke kepiting.
ritme sirkadian pada manusia
Tentang 300 fungsi fisiologis yang memiliki ritme harian diamati dalam tubuh manusia.Berat badan, berdasarkan pada sistem sirkadian manusia, adalah maksimal 18-19 jam, laju pernapasan - 13-16 jam, denyut jantung - 15-16 jam, kadar sel darah merah - di 11-12 jam, leukosit - 21-23 jam, dan proses seterusnya. d.
Mental dipercepat dan diperlambat di malam hari di pagi hari.Pada irama fungsi mental dan fisiologis, pada gilirannya, mempengaruhi perubahan terjaga dan tidur, istirahat dan aktivitas.Hal ini tergantung pada banyak faktor selama parameter kurva kinerja terjaga. Tingkat motivasi, asupan makanan, situasi keseluruhan, tipe kepribadian, dan sebagainya D.
istilah "desynchronosis" menunjukkan pelanggaran dalam waktu sistem biologi memesan irama.Studi tentang mekanisme yang sangat penting dalam organisasi kerja dan seluruh staf, dalam melaksanakan berbagai tindakan pencegahan bertujuan untuk melindungi kesehatan.Desinhroz, khususnya, terlihat pada individu yang telah membuat penerbangan jarak jauh (4-5 zona waktu), dengan mengubah modus dari hari ke malam, dan para astronot di komisi ruang penerbangan.
Lunar bioritme
Tsirkalunarnye (lunar) bioritme - irama yang masa adalah rata-rata 29,53 hari.Irama ini dalam biologi sesuai dengan siklus bulan-bulan, yaitu, siklus fase bulan.
Dalam banyak proses geofisika mempengaruhi frekuensi rotasi bulan di planet ini.Misalnya, mengubah cahaya pada malam hari, suhu, tekanan udara, medan magnet bumi, arah angin.Semua fenomena ini untuk tsirkalunarnyh irama pointer sementara.Organisme laut
telah menemukan contoh yang paling mengesankan bagaimana ritme ini mempengaruhi proses kehidupan.Misalnya, cacing laut Palolo hidup di terumbu karang, pada bulan Oktober dan November, sepuluh hari terakhir dari siklus bulan, dan dengan demikian pada waktu tertentu dalam sehari, air memisahkan punggungnya, yang diisi dengan produk-produk dari sistem reproduksi.Hal ini diperlukan untuk prokreasi.
siklus lunar dengan periode kesuburan dan pembuahan tidak hanya dapat synodic (seperti dalam contoh sebelumnya).Ada juga interval sigisic dari 14,7 hari.Sebagai contoh, salah satu jenis ikan yang ditemukan di pantai Teluk California, bulan purnama dan bulan baru (pada saat pasang) bertelur di pantai.Ini mengembangkan dalam waktu 14 hari di pantai dan di dalam air jatuh dengan pasang berikutnya.
cahaya bulan, seperti yang kita telah disebutkan, membuat pencahayaan perbedaan di malam hari.Hal ini memastikan bahwa aktivitas hewan yang malam atau malam perubahan gaya hidup.Bahkan jika kita mengecualikan efek cahaya bulan di laboratorium, proses tsirkalunarnyh periodisitas dipertahankan.Ini bisa disebabkan oleh faktor-faktor lain yang berhubungan dengan siklus bulan.Sebagai contoh, ini osilasi medan magnet planet ini.
siklus bulan juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman.Hal ini dapat diilustrasikan oleh fluktuasi yield lobak, kentang dan kacang-kacangan.Untuk waktu yang lama, kalender lunar digunakan untuk membantu menentukan waktu yang optimal untuk kegiatan pertanian dan penanaman.
Tahunan bioritme
Tsirkannualnye (tahunan) bioritme dalam biologi memiliki periode osilasi adalah 1 tahun ± 2 bulan.Mereka terkait dengan rotasi Matahari sekitar planet kita.
mengamati irama ini di semua organisme, dari tropis ke zona kutub.Intensitas meningkat dengan mereka sebagai lintang meningkat.Analisis ritme memungkinkan para ilmuwan untuk menyimpulkan bahwa organisme yang mendiami zona kutub dan sedang, yang perbedaan musiman yang paling terlihat, tampak jelas.Dasar dari Biorhythm tahunan terdiri, pertama, respon adaptif yang terjadi dalam menanggapi perubahan dalam parameter yang paling penting dari lingkungan (modus air, komposisi makanan kuantitatif dan kualitatif, suhu).
Kedua, itu adalah respon tubuh terhadap faktor-faktor lingkungan sinyal (misalnya, perubahan intensitas geomagnetik lapangan, penyinaran, terjadinya komponen kimia tertentu).Manifest bioritme tahunan, misalnya, dalam fenomena migrasi, migrasi, musim panas dan musim dingin hibernasi, proses reproduksi, dan D.
Banyak hibernasi hewan sebagainya. Membantu untuk bertahan hidup periode yang tidak menguntungkan.Anehnya akurat menentukan waktu hewan untuknya.Beruang, misalnya, selalu menjaga sarangnya pada malam hujan salju.Dan kemudian dia tidur sampai April, sampai suhu 12 ° C (yaitu 5,5 bulan).Pada saat ini, hal ini didukung oleh akumulasi lemak di musim gugur.Sahamnya hampir sepertiga dari berat badan hewan.Suhu tubuh beruang selama hibernasi berkurang sekitar 10 ° C, 3 kali lipat mengurangi frekuensi napas.Hal ini membantu untuk menghemat sumber daya vital terakumulasi dalam cuaca hangat.Jadi ritme tubuh beruang terwujud.Jika Anda melanggar irama, dan binatang itu berbaring di ruang untuk beberapa alasan atau tiba-tiba terbangun di tengah musim dingin, ia hampir hancur.
