Біологічні ритми

БІОЛОГІ́ЧНІ РИ́ТМИ  — циклічні коливання інтенсивності й характеру біологічних процесів і явищ. Їх можна схарактеризувати як регулярні кількісні та пов’язані з ними якісні зміни деяких особливостей біол. процесів, що відбуваються на різних рівнях організації живого (клітинному, тканинному, організму й популяційному) у тварин, рослин, мікроорганізмів, в ізольов. органах та клітинах. Повної класифікації Б. р. не існує, оскільки їхня природа не розкрита. Систематизують біоритми передусім за тривалістю і ступенем залежності від довкілля. Одні біоритми (серцебиття, частота дихання тощо) відносно самостійні, інші — відповідають цикліч. змінам інтенсивності факторів довкілля. Період Б. р. коливається в широких межах — від секунд (біохім. реакції) до багатьох днів і навіть років. Розрізняють також добові Б. р. (циркадні), припливні, місячні тощо. Деякі Б. р. зберігаються і в штуч. умовах — за постій. освітлення, температури, вологості, атмосфер. тиску. За ступенем залежності від зовн. умов Б. р. поділяють на екзогенні й ендогенні. Ритми екзогенні, зовн., залежать від ритміки геофіз. і косміч. факторів (фотоперіодизації, температури довкілля, ритму косміч. випромінювання, гравітації та ін.). Ритми біол. процесів, які здійснюються під дією цих зовн. факторів і зникають без них, називають пасивними. Ендогенні активні ритми відбуваються за постійних зовн. умов, які лежать у нормал. межах життєдіяльності живого організму (всі екол. ритми й ритми з коротким періодом). Періодичні зміни біо- та фізикохім. процесів називаються «біол. годинником». Б. р. є важливою ознакою живих істот. Майже 300 р. тому астроном де Меран (1729) уперше описав здатність живих організмів «вимірювати час» за допомогою цикліч. процесів. Пізніше його гіпотезу практично підтвердило багато біологів: Ю. Сакс, А. Дютроше, В. Пфеффер та ін. Менше ніж через 100 р. по тому Ч. Дарвін на основі своїх дослідів припустив, що «періодичність є якоюсь внутрішньою властивістю живого». Особливу роль у розвитку біоритмології відіграв нім. учений Е. Бюннінґ (1961), який написав низку праць про Б. р. у рослин, організував лаб. з їх досліджень. Водночас такі дослідження проводив А. Ашофф на тваринах, що підтвердило наявність у них «біол. годинників», подіб. до таких у рослин. організмів. Важлива робота була виконана також на одноклітин. водоростях Gonyaulax у лаб. В. Гастінґса (1974). Ж. Гарнер довела в своїх роботах, що навіть таргани живуть за влас. «біол. годинником», який імовірно локалізов. у їхніх очних яблуках. Матем. моделі цих явищ розробляли Я. Зельдович, Е.-Ж. Трукко, Г. Жеребцов та ін. З погляду біохімії пояснити механізм Б. р. намагалися П. Бєлоусов, А. Жаботинський, А. Гунар, П. Ковальський. На основі певних біохім. ферментатив. реакцій і апікального домінування у рослин В. Полєвой 1981 запропонував модель задавача ритму. Ж. Фельдман 1982 розробив підхід до Б. р. на основі змін у генетич. апараті та інформації, яку несуть із покоління в покоління гени.

В Україні перші дослідження, пов’язані з Б. р., проведено на поч. 20 ст. Найбільше розвідок у цій галузі здійснили біохіміки та фізіологи: О. Бах (вивчав динаміку фотоперіодизму, окислюв. процесів, фітогормони), М. Холодний, Р. Чаговець (обмін речовин), І. Шмальгаузен (пов’язував біоритми з розгортанням процесів онтогенезу), В. Чаговець (вивчав динаміку електропотенціалів у живих тканинах), Г. Фольборт (досліджував фізіологію травлення і діяльність шлунка). До цього часу нез’ясованим залишається питання про те, що лежить в основі ритм. явищ і як ними керувати.

Завантажити статтю