Види біологічних ритмів

Усі біологічні ритми за частотою повторення циклу поділяються на три групи:

ритми високої частоти з періодом, що не перевищує півгодинний інтервал (ритми скорочення м’язів, дихання, біохімічних реакцій);

ритми середньої частоти з періодом від півгодини до семи діб (зміна сну та бадьорості, активності і спокою, коливання артеріального тиску і температури тіла);

ритми низької частоти (зміна метаболізму живих організмів протягом року) пов’язані з сезонними явищами: зміною температурного, світлового та режиму вологості.

За чинниками біологічні ритми поділяються на зовнішні та внутрішні.

Зовнішні біоритми

Зовнішні біоритми пов’язані з розташуванням Землі в космічному просторі. Вони мають різну періодичність — від частки секунди до певної кількості років.

Сонячно-добовий Добові обертання Землі навколо своєї осі і зміна двічі на добу освітленості, яка викликає коливання температури, вологості та інших абіотичних факторів. Добовий цикл властивий більшості фізіологічних процесів (розмноження одноклітинних, коливання температури тіла, інтенсивність метаболізму). У рослин сонячне світло визначає періодичність процесів фотосинтезу, випарування води рослинами, час розкриття і закриття квіток. У тварин біологічні ритми виражені здебільшого у чергуванні періоду активності і спокою. Залежно від типу добової активності тварин поділяють на денних (більшість) і нічних (сови, їжаки, кажани, більшість гризунів). Неактивними вдень і активними вночі є більшість тварин пустель (вдень підвищена температура і низька вологість).

За постійних умов сонячно-добовий ритм перетворюється на циркадіанний ритм (навколодобовий). Такий ритм утворюється в організмів вирощених у незмінних умовах після короткочасної зміни таких умов. Це доводить уроджену схильність організмів до такого ритму. Наприклад, циркадіанний ритм виникає в дрозофіл (Drosophila), що були вирощені в темряві, після одного спалаху світла впродовж 0,5 мс.

У тварин знайдені нейрогуморальні центри, що координують добову ритміку фізіологічних процесів. Виділяють монофазний та поліфазний добові ритми. У процесі індивідуального розвитку багатьох тварин та людини відбувається перехід від багатофазного до однофазного ритму. Наприклад, в немовлят характерним є доволі часте чергування сну та активності протягом доби. Найважливіший для людини саме добовий ритм — чергування сну і неспання. Добові біоритми контролюються «біологічним годинником» — пристосувальним механізмом, що забезпечує здатність живих організмів орієнтуватися у часі. Вивчення біоритмів дає можливість людині виробляти найсприятливіший режим праці та відпочинку.

Місячно-добовий Зміна протягом місячної доби (24 години 50 хвилин) двох припливів та відпливів. Важливий цикл для мешканців літоралі. Під час відпливів мешканці літоралі зачиняють свої мушлі, ховаються у ґрунт, змінюють колір тіла, планктон здійснює вертикальні рухи в товщі води. Припливний ритм простежується в тісному зв’язку з сонячно-добовим. Разом із зоряно-добовим (23 години 54 хвилини), має великий вплив на навігацію тварин (птахів, комах).

Місячно-місячний Циклічна зміна інтенсивності тяжіння Місяця протягом 29 діб 9 годин, що добре простежується на узбережжях в зоні літоралі. У певні фази Місяця розмножуються тихоокеанські багатощетинкові черви пололо (Eunice viridis). Під час високих припливів риби атерини-груніон (Leuresthes tenuis) відкладають і закопують у пісок ікру на узбережжі Каліфорнії (США), мальки із якої виходять під час наступного високого припливу. З цим циклом досить тісно пов’язані цикли онтогенезу водних комах, водоростей.

Менструальний цикл жінок корелюється з місячно-місячним циклом. Це було помічено ще в давнину, тому образ нічного світила набув сакрального значення в культурах більшості народів світу.

РічнийЦикл коливання чисельності та активності тварин і рослин протягом року. Здебільшого регулюється змінами довжини світлового дня, температури та вологості повітря. Сезонні обертання Землі навколо Сонця, що зумовлює річні цикли зміни кліматичних умов, в першу чергу температури.

Восени у рослин формуються зимуючі бруньки, дерев’яніють пагони на деревах і кущах, відбувається відтік поживних речовин із листків в інші органи, листки потім опадають; зменшується кількість комах; перелітні птахи відлітають у вирій. Взимку настає зимовий спокій у рослин; у холоднокровних тварин зимують дорослі організми (комарі, мухи, деякі жуки), лялечки (білан капустяний), яйця (непарний шовкопряд). У холоднокровних тварин знижується вміст води в організмі, обмін речовин і використання кисню, великий вміст поживних речовин у тканинах (жирів і вуглеводів), підвищується концентрація гліцерину в тканинах рослин, який запобігав замерзанню клітинного соку. У теплокровних тварин осіннє линяння птахів і ссавців поліпшує теплоізоляцію; перелітні і кочуючи птахи мігрують; кажани і деякі гризуни впадають у сплячку або в зимовий сон (ведмеді і борсуки).

Багаторічні.

Багаторічні ритми пов’язані з циклічними коливаннями планетарних факторів — неперіодичною зміною сонячної активності впродовж кількох років. Виражаються в інтенсивності розмноження і коливання чисельності окремих видів — масові розмноження перелітної сарани, метеликів, мишовидних гризунів.

Внутрішні біоритми Внутрішні біоритми (ритм дихання, серцебиття, травлення, виділення) відносно самостійні біологічні цикли живих організмів.