Rhythm i biologi - det er et veldig interessant fenomen.Mange forskere nå engasjert i forskning på dette fenomenet.Rhythm i biologi - er en universell prosess med hensyn til alle levende organismer.I denne vil du se ved å lese denne artikkelen.
prinsippet om enhet av organismen og miljøet er en av prinsippene for moderne vitenskap.Alle levende organismer, samt supraorganismal system, noe som gjør samhold med miljøet de lever i, har en rytme alle sine prosesser.Vitale funksjoner i sine underordnede periodiske rytmer som reflekterer et svar til rytmene av hele universet som helhet (geofysiske, astronomiske), samt natur.
PYSokolov, en russisk sosiolog, sa at hele flora og fauna, og med det folk hele tiden og evig opplever virkningene av den fysiske verden og møter de rytmiske pulserende reaksjoner på det bank pulsen på verden.
Hva er biologiske rytmer?
vurdere i detalj konseptet av interesse for oss.Biologiske rytmer er repeterende endringer i natur og intensitet av biologiske fenomener og prosesser.Disse batch-prosesser har et bredt område av frekvenser.De finnes på alle nivåer i organisasjonen av levende systemer.Den Biosystem hardere, slik at den har et større antall biorhythms.De er festet på genetisk nivå.Rytme i biologi - et fenomen som er svært viktig for tilpasning og naturlig utvalg av organismer.
Sin tilstedeværelse skyldes timingen av biokjemiske prosesser.Siden den levende organisme er et hierarkisk system, må det balanseres med synkroniseringen driften av de ulike delsystemer og nivåer, ikke bare i tid, men også i den biologiske plass.
I denne artikkelen vil du lære mer om hva en rytme i biologi.Manifestasjoner, egenskaper, eksempler vil bli diskutert nedenfor.
kronobiologi: fremveksten og utviklingen
vitenskapen som studerer biologiske rytmer, kalt kronobiologi.Det er vel kjent siden antikken at kronbladene og blader av planter, avhengig av tidspunktet på dagen til å utføre visse bevegelser.Linné selv i 1745 oppfant "flower klokke" (bildet under), som tillater å bestemme tidspunktet for lukking av farger og løsne.
I første halvdel av det 19. århundre ble gjennomført den første studien av døgnrytme har en person som kroppstemperatur, hyppighet av vannlating og hjertefrekvens.Lærebøker i fysiologi av denne perioden er det indikasjoner på eksistensen av rytmiske funksjoner som er endogene, dvs. oppstår i organismen.I 1936, det siste settet var endogene døgnrytme av planter og blomster.For dette formål, ble eventuelle ytre krefter som utøves på disse elimineres.
Andre milepæler i utviklingen av vitenskapen om kronobiologi - åpning av retningen på fugler og bier i flukt av solen, bevis på menneskekroppen endogene døgnrytme.En ny giv ble gitt til denne vitenskapen som et resultat av romforskning.Som før, er hovedinteressen av forskere i studiet av biologiske rytmer forskning årlige, måne og dagaktive rytmer.
rytmer av fysiologiske og adaptive
er følgende klassifisering gjelder samspillet mellom miljø og kropp.
- adaptive rytmer (biorhythms) - vibrasjoner er laget med en periode nær de viktigste geofysiske sykluser.Deres rolle er å tilpasse en rekke organismer til miljømessige endringer som skjer med jevne mellomrom.Deres frekvens er stabil.
- fysiologiske rytmer (arbeidere) - svingninger som gjenspeiler aktivitetene til fysiologiske systemer av en organisme.Deres frekvens varierer sterkt og avhenger av tilstanden av kroppen.
Rhythms av eksogene og endogene
rytmene i naturen opprinnelse er delt inn i eksogene og endogene.Eksogene - kroppens reaksjon på endringer i miljøet.Endogen oppstår som et resultat av selvregulerende prosesser med forsinket tilbakemeldinger.De er dermed utsatt miljømessige påvirkninger som kan påvirke deres amplitude og fase skift biorhythms.
Rhythms of Biosystem nivåer i organisasjonen og frekvens
Rhythms er også delt på nivåene av organiseringen av en bestemt Biosystem.De er delt inn i biosfæren, befolkning, organisme, orgel og celle.
Ved dens frekvens er de:
- rytmer av høy frekvens (fra en brøkdel av et sekund til 30 minutter);
- gjennomsnitt (fra 30 minutter til 28 timer);
- mezoritmami (fra 28 timer til 7 dager);
- makroritmami (fra 20 dager til ett år);
- megaritmami (periodisitet - ti år).
Nature biorytmer
levende organisme, i henhold til de vanligste hypotesen er en uavhengig oscillerende system, preget av et sett av rytmer, internt koblet.Sykluser metabolisme (metabolisme og katabolisme) i cellene kontinuerlig oppstår.Det er et kompleks av forskjellige biokjemiske reaksjoner - syntese og nedbrytning av stoffer.I de celler som en konsekvens av dette, i samsvar med de metabolske cykler er kontinuerlig forekommende endringer i konsentrasjonene av forskjellige stoffer (metabolitter, enzymer og matrise overføring RNA, etc.) som er involvert i de biokjemiske reaksjoner.Parametrene for det indre miljø i biologiske systemer som et resultat av disse reaksjonene gjør kontinuerlige svingninger, at dette avviker fra gjennomsnittet.
i levende organismer sensorer som bestemmer naturen og frekvensen av metabolske prosesser er allostere modulatorer av hormoner og støtte rytme i biologi.Det er de kontinuerlig overvåke tilstanden til kroppen.Og det har en tendens til å opprettholde utholdenhet (homeostase) indre miljø -. PH, temperatur, osmotisk trykk, og annet stoff konsentrasjon Mange mekanismer er involvert i vedlikehold av homeostase.De er i hovedsak basert på prinsippet om tilbakemeldinger.For eksempel utløser den overskytende blodglukose oppbevaring av substansen (i form av glykogen).Tvert imot, mangel på det fører til økt glykogen sammenbrudd.
konklusjon fra dette, kan du gjøre følgende.I levende organismer, er ikke kontinuerlig prosess.Det bør absolutt være vekslet med motsatt retning. Arbeid med avslapning, pust puster, syntese cleavage, våkner sove, og så videre D. Status for levende organisme, og dermed kan ikke være statisk.Det er preget av et begrep som rytme.Avgjøre om denne egenskapen er en levende organisme kan produseres selv ved enkel observasjon.Du kan merke at noen (faktisk alle) av sin energi og fysiologiske parametre er alltid i stand til å begå svingninger både i amplitude og frekvens i forhold til gjennomsnittsverdier.
Slike svingninger og der biorytmer.Med hjelp av disse organismene gi stabilitet av den termodynamiske tilstand.Lar deg hell tilpasse seg miljøet, er det rytmen av konjunkturendringer.Definisjonen av dette fenomenet vi siterte tidligere i denne artikkelen.
intern klokke
ekstern sensor tidssynkronisering system med en høy grad av konsistens av alle sine delsystemer.I utviklingen av kroppens medfødte sequencer funksjoner i tid er det endret, slik at det å tilpasse seg tidsmessig profil av miljøet.En slik kroppen er i stand til å "spå" den tiden av døgnet.Dette gjør det mulig å koble til en rekke pre-effektorer, som inngår i svaret umiddelbart.For eksempel begynner kroppstemperatur, så vel som plasmanivåer av kortikosteroider i normal søvn lenge før hans oppgradering å stige.Så våkner noen ganger oppstår før lyset slås på.
Her er andre eksempler på rytme.Bare de organismene overlever prosessen med naturlig utvalg, som har evnen til ikke bare å fange i vill rekke endringer, men også justere i takt med eksterne vibrasjoner rytmen din maskin.For eksempel, dyrene alternative rytmer av våkenhet og søvn, slik at det bidrar til å sikre gode vilkår for produksjon av mat.Naturen av reproduktive systemet (perioder med infertilitet og fruktbarhet) er også tilpasset de miljøforhold som er mest optimalt å heve avkom.Mange fugler flyr sørover om høsten.Dette er et eksempel på hvordan den rytme manifestert.Biologi vet og mange andre eksempler.Så, i hi noen dyr.Dette gjør det mulig for dem å overleve på tross av det faktum at de ytre miljøforhold er ekstreme.
Daily biorytmer
circadian rhythmicity i biologi - hva er det?La oss innse det.For daglig (døgnrytmen) biorhythms er slike fenomener og endringer i naturen og intensitet av biologiske prosesser, hyppigheten av repetisjon som er 24 ± 4 timer.De fleste av de fysiologiske og biokjemiske prosesser i metabolisme, bevegelse, utvikling, vekst, i henhold til disse rytmer, som er forårsaket av circadian (daglig) rytme av miljøet.Det i sin tur relatert til rotasjon rundt aksen til planet.Eksempler på slike prosesser metabolske rate, kroppstemperatur variasjon, hyppigheten av celledeling.For alle av dem, karakterisert ved en dagsrytme.
Biology - vitenskapen som studerer ikke bare dyr, men også planter.Den sistnevnte, i særdeleshet, er det observert om natten rytme sykluser senking og lukking av bladene av blomster.I løpet av dagen de åpner.Rytmene beholdes selv når sollyset er ikke tilgjengelig.Dette ble bekreftet av hans eksperimenter SEShnol, russisk biofysiker.Han ga eksempel på bønner ordfører.Bladene steg og falt i morgen og kveld, selv om anlegget er i et mørkt rom.Det føltes som om tid og interne fysiologiske klokke definere det.
planter vanligvis varigheten av dagen bestemmes ved overgang fra en form til en annen pigment fytokrom for variasjoner av sollys (dens spektrale sammensetning).For eksempel er solen ved solnedgang rød fordi rødt lys har lengst bølgelengde og mindre enn den blå, spredt.I skumring eller solnedgang tenne mye rødt og infrarød stråling.Dette oppfatter planter, som viser den daglige rytme.
Biology - vitenskapen, som hittil har fått mye erfaring å observere de forskjellige dyrene.Det har blitt funnet spesielt at veksling mellom perioder med hvile og aktivitet av dyrene (dag og natt) omhandler også døgnrytme.For dem er timingen viktig ikke absolutt, men relativ.De trenger å vite når solen vil stige og sitte, som å være dagen for å søke etter mat bruk av lys på dag og natt - mørk.
gi et eksempel - se den daglige rytmen av bolig på den atlantiske kysten spelemann krabber.Det skifter farge, som viser den daglige rytmen.Biologi - vitenskapen, som i likhet med andre, for å identifisere mønstre.For hva krabbe skifter farge?La oss innse det.
Crab morgen lettere, men når solen står opp over horisonten, blir det mørkere.Spille rollen som et beskyttende pigment beskytter fiddler krabber fra den brennende strålene fra solen.Hvis det er lavvann, så hjelper det å være en mørk farge på kyst sand ubemerket.Og det er der på leting etter mat sendt til krabbe.
døgnrytme hos mennesker
Rundt 300 fysiologiske funksjoner som har daglige rytmer observert i menneskekroppen.Kroppsvekt, basert på den menneskelige biologiske system, er maksimalt 18-19 timer, luft rente - 13-16 timer, puls - 15-16 timer, blod nivåer av røde blodceller - i 11-12 timer, leukocytter - 21-23 timer, og så videre. d.
Mentale prosesser er akselerert og bremset ned på kvelden i morgen.På rytmene av mentale og fysiologiske funksjoner i sin tur påvirker endringen av våkenhet og søvn, hvile og aktivitet.Det avhenger av mange faktorer under våkenhet ytelseskurve parametere. Nivået av motivasjon, matinntak, den generelle situasjonen, personlighetstype, og så videre D.
begrepet "desynchronosis" indikerer et brudd i et biologisk system gang bestiller rytmer.Studiet av dens mekanismer er av stor betydning i organiseringen av arbeidet og resten av de ansatte, i å utføre ulike forebyggende tiltak rettet mot å beskytte helse.Desinhroz, i særdeleshet, er sett hos personer som har gjort langdistanse flyvninger (4-5 tidssoner), ved å endre modus fra dag til natt, og astronautene i provisjon av romferder.
Lunar biorytmer
Tsirkalunarnye (måne) biorytmer - rytmer hvis periode er et gjennomsnitt av 29.53 dager.Disse rytmene i biologi tilsvarer måne-måneders syklus, det vil si syklusen av månefaser.
I mange geofysiske prosesser påvirker frekvensen for rotasjon av månen rundt planeten.For eksempel endrer en lys om natten, temperatur, lufttrykk, magnetfelt av jorden, vindretningen.Alle disse fenomenene for tsirkalunarnyh rytmene er midlertidige pekere.
marine organismer har funnet de mest imponerende eksempler på hvordan disse rytmene påvirke livsprosesser.For eksempel Palolo marine ormer lever på korallrev, i oktober og november, de siste ti dagene av månens syklus, og dermed på et bestemt tidspunkt på dagen, skiller vannet ryggen, som er fylt med produkter av den reproduktive system.Det er nødvendig for formering.
måne sykluser med perioder med fruktbarhet og befruktning kan ikke bare være synodisk (som i forrige eksempel).Det er også sigisic intervaller på 14,7 dager.For eksempel, en type fisk funnet på kysten av Gulf of California, fullmåne og nymåne (ved høyvann) legger egg på stranden.Det utvikler innen 14 dager på stranden og i vannet faller med neste bølgen.
måneskinn, som vi allerede har nevnt, gjør forskjellen belysning om natten.Dette sikrer at aktiviteten av dyrene som er om kvelden eller natten livsstilsendringer.Selv om vi ekskluderer effekten av måneskinn i laboratoriet, er periodisiteten tsirkalunarnyh prosessen opprettholdes.Det kan skyldes andre forhold knyttet til månens syklus.For eksempel denne magnetiske felt svingninger av planeten.
månesyklusen påvirker også veksten av planter.Dette kan illustreres av svingningene avkastning reddiker, poteter og belgfrukter.I lang tid, er det galskap kalendere brukes til å bestemme den optimale tid til landbruksvirksomhet og planting.
Årlig biorytmer
Tsirkannualnye (årlig) biorhythms i biologi har oscillasjonen periode er 1 år ± 2 måneder.De er knyttet til rotasjon av Sun rundt planeten vår.
observere disse rytmene i alle organismer, fra tropisk til polare soner.Intensiteten øker med dem som breddegrad øker.Rytmeanalyse lov forskere til å konkludere med at de organismene som lever i de polare og tempererte soner, som er mest merksesongforskjeller, vises det tydelig.Grunnlaget for den årlige biorhythm omfatte, for det første, de adaptive responser som forekommer som respons på en endring av de viktigste parametrene i miljøet (vann-modus, kvantitativ og kvalitativ matsammensetningen, temperaturen).
Dernest er det kroppens reaksjon på signal miljøfaktorer (f.eks endringer i geomagnetiske feltstyrken, daglengde, forekomsten av visse kjemiske komponenter).Manifest årlige biorhythms, for eksempel i fenomenet vandringer, vandringer, sommer og vinter dvale, reproduktive prosesser, og så videre. D.
Mange dyr dvalemodus bidrar til å overleve ugunstige perioden.Overraskende nøyaktig bestemme dyr tid for henne.Bjørnen, for eksempel, holder alltid hiet sitt like før snøfall.Og da han sover til april, før temperaturen er 12 ° C (dvs. 5,5 måneder).På dette tidspunkt er det understøttet av fettet akkumulert i høst.Sitt lager er nesten en tredjedel av kroppsvekt av dyret.Den kroppstemperatur på en bjørn i dvalemodus er redusert med ca 10 ° C, redusert tre ganger hyppigheten av pusten hans.Dette bidrar til å spare viktige ressurser akkumulert i varmt vær.Så rytmen i kroppen er manifestert bjørn.Hvis du bryter rytmen, og dyret la seg ned i hiet for noen grunn eller plutselig våknet opp midt på vinteren, ble han nesten dømt.
