Rhythm in biology - isang ritmo factor ...

Rhythm in biology - ito ay isang napaka-kagiliw-giliw na kababalaghan. Ngayon maraming mga siyentipiko ay nakikibahagi sa pananaliksik ng mga ito kababalaghan. Rhythm in biology - ay isang unibersal na proseso na may kinalaman sa lahat ng buhay na organismo. Sa ito ay mong makita sa pamamagitan ng pagbabasa ng artikulong ito.

Ang prinsipyo ng pagkakaisa ng mga organismo at ang kapaligiran ay isa sa mga prinsipyo ng modernong agham. Lahat ng buhay na organismo, pati na rin supraorganismal system, accounting para sa pagkakaisa sa kapaligiran kung saan sila nakatira, ay may ritmo ang lahat ng mga proseso nito. Vital pag-andar ng mga ito ay napapailalim sa pana-panahong mga rhythms na sumasalamin sa bilang tugon rhythms buong uniberso bilang isang buo (kabilang geopisiko, pang-astronomiya), pati na rin ang likas na katangian.

PY Sokolov, Ruso sosyolohista, isinaad na ang lahat ng mga hayop at halaman buhay, at sa mga ito, at mga taong patuloy at walang hanggan nakakaranas ang mga epekto ng pisikal na mundo at nakakatugon sa mga maindayog pulsing mga reaksyon sa ang matalo puso ng mundo.

Ano ang biorhythms?

Ipaalam sa amin isaalang-alang ang konsepto ng interes sa amin. Biyolohikal rhythms ay panaka-nakang paulit-ulit na mga pagbabago sa mga karakter at intensity ng biological phenomena at mga proseso. Ang mga proseso ng batch ay may isang malawak na hanay ng mga frequency. Sila ay natagpuan sa bawat isa sa mga antas ng organisasyon ng pamumuhay systems. biosystem Ang mas mahirap, kaya ito ay may isang mas malaking bilang ng biorhythms. Ang mga ito ay naayos na sa genetic na antas. Rhythm in biology - isang palatandaan na kung saan ay napakahalaga para sa pagbagay at natural na seleksyon ng mga organismo.

Pag-iral nito ay dahil sa pag-synchronize ng biochemical mga proseso. Dahil ang buhay na organismo ay isang hierarchical sistema, na kinakailangan nito upang maging timbang sa paggana ng kanyang iba't-ibang subsystems at mga antas ng timing hindi lamang sa oras ngunit din sa biological space.

Sa artikulong ito ay mong malaman sa detalye kung ano ang isang ritmo sa biology. Manifestations, ari-arian, at mga halimbawa ay tinalakay sa ibaba.

Chronobiology: paglitaw at pag-unlad

Agham na pag-aaral ang biological rhythms, ay tinatawag na Chronobiology. Ito ay mahusay na kilala dahil sinaunang beses na ang petals at dahon ng mga halaman, depende sa oras ng araw upang magsagawa ng ilang mga paggalaw. Karl Linney pabalik sa 1745 imbento ang "flower clock" (nakalarawan sa ibaba) upang matukoy ang oras upang maging maluwag at pagsasara ng mga bulaklak.

Sa unang kalahati ng ika-19 siglo, ang unang pag-aaral ng circadian rhythms sa mga tao na ito ay isinasagawa, tulad ng temperatura ng katawan, kadalasan ng pag-ihi at puso rate. Tulad ng sa mga aklat-aralin pisyolohiya ng panahon na ito ay matatagpuan nagpapakita na mayroong ng maindayog pag-andar na endogenous, ibig sabihin, sila ay nagaganap sa katawan. Noong 1936 sa wakas ito ay itinatag endogenous circadian rhythms ng mga halaman at mga bulaklak. Para sa layuning ito ang anumang mga panlabas na impluwensiya sa mga ito ay ibinukod.

Iba pang milestone sa pag-unlad ng agham ng Chronobiology - ang pagbubukas ng orientation ng mga ibon at bees sa flight sa pamamagitan ng araw, pagkumpirma ng pag-iral ng tao katawan ng endogenous circadian rhythms. Ang isang bagong pampasigla ay ibinigay sa ito ng agham bilang isang resulta ng space pananaliksik. Tulad ng dati, ang mga pangunahing interes ng mga siyentipiko sa pag-aaral ng biological rhythms ay ang pag-aaral ng taunang, buwan at ng araw rhythms.

Rhythms at physiological agpang

Maglaan ng matapos ang kanilang pag-uuri sa mga tuntunin ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kapaligiran at ang organismo.

1. Rhythms agpang (biorhythm) - ito imbayog panahon na malapit sa kritikal na geophysical cycles. Ang kanilang mga papel na ginagampanan ay upang iakma ang iba't ibang mga organismo sa kapaligiran mga pagbabago na nangyari sa pana-panahon. Ang kanilang dalas ay matatag.
2. Physiological rhythms (nagtatrabaho) - vibrations na sumasalamin sa mga aktibidad ng mga physiological sistema ng isang partikular na organismo. ang kanilang dalas lubos na nag-iiba at depende sa kalagayan ng organismo.

Rhythms ng exogenous at endogenous

Ang mga rhythms ng kalikasan hitsura ay nahahati sa exogenous at endogenous. Exogenous - reaksyon ng mga organismo sa kapaligiran mga pagbabago. Endogenous lumabas dahil bilang isang resulta ng self-ipinaguutos proseso nailalarawan sa pamamagitan ng naantalang feedback. Ang mga ito ay napapailalim sa sabay na kapaligiran epekto na maaaring makaapekto sa kanilang malawak at phase shift biorhythms.

Rhythms ng mga antas ng samahan ng biosystem at dalas

Rhythms ay nahahati din sa pamamagitan ng antas ng organisasyon ng isang partikular na biosystem. Ang mga ito ay nahahati sa biosphere, populasyon, organismo, organ at cell.

Ayon sa kanilang dalas ang mga ito ay:

• mataas na frequency rhythms (mula sa isang bahagi ng isang segundo sa 30 minuto);
• medium (mula 30 minuto hanggang 28 oras);
• mezoritmami (mula sa 28 na oras upang 7 araw);
• makroritmami (mula sa 20 araw sa isang taon);
• megaritmami (paminsan - sampung taon).

Nature biorhythms

Ang isang buhay na organismo, ayon sa mga pinaka-karaniwang mga hypothesis ay malaya oscillatory system, nailalarawan sa pamamagitan ng isang hanay ng mga rhythms panloob konektado. Cycle metabolismo (metabolismo at catabolism) sa cell patuloy na mangyari. Ito complexes ng iba't-ibang biochemical reaksyon - synthesis at cleavage ahente. Sa mga cell bilang kinahinatnan, alinsunod sa mga metabolic cycle patuloy na mga pagbabago concentrations ng iba't-ibang mga sangkap (metabolic produkto, enzymes at matrix transfer RNA, at iba pa) Sumasali sa biochemical reaksyon. Parameter biosystems panloob na kapaligiran na nagreresulta mula sa mga reaksyon gumawa ng tuloy-tuloy na imbayog, umaalis mula sa mean na halaga.

Sa buhay na organismo, ang mga sensors na matukoy ang likas na katangian at ang rate ng metabolic proseso, ang mga hormones at allosteric modulators sumusuporta rhythmicity sa biology. At ito'y kanilang patuloy na subaybayan ang mga kondisyon ng katawan. At ito ay may gawi na mapanatili ang katapatan (homeostasis) panloob na kapaligiran. - PH, temperatura, osmotik presyon, konsentrasyon ng sangkap atbp Maraming mga mekanismo ay kasangkot sa pagpapanatili ng homeostasis. Sila ay binuo higit sa lahat batay sa prinsipyo ng feedback. Halimbawa, ang isang labis sa asukal sa dugo ay nagsisimula sa pag-iimbak ng mekanismo ng materyal na ito (sa anyo ng glycogen). Sa kabilang banda, ang kakulangan ng mga ito ay humantong sa nadagdagan glycogen breakdown.

Ang pagtatapos ng mga ito ay maaaring gawin sa susunod. Sa buhay na organismo, walang proseso ay tuloy-tuloy na. Kailangan itong palaging kahaliling magkasalungat na direksyon na may: .. work pahinga, hininga sa hininga, synthesis paghahati wake sleeping kalagayan, at iba pa sa mga buhay na organismo, sa gayon, ay hindi maaaring maging static. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang termino tulad ng ritmo. Pagtukoy kung ang property na ito ng isang nabubuhay na organismo ay maaaring ginawa kahit ng simpleng pagmamasid. Maaari mong mapansin na ang ilang mga (talagang lahat) ng kanyang enerhiya at physiological mga parameter ay palaging sa posisyon upang gumawa ng mga pagbabago sa parehong mga malawak at dalas batay sa average na halaga.

Ang ganitong mga pagbabago-bago at may biorhythms. Sa tulong ng mga organismo ay nagbibigay ng kanyang thermodynamic katatagan ng estado. Upang matagumpay na iangkop sa kapaligiran, ito ay ang ritmo ng cyclical pagbabago. Ang kahulugan ng mga ito kababalaghan, nabanggit namin nang mas maaga sa artikulong ito.

Ang panloob na orasan

Panlabas na timer ay hindi kailangan upang i-synchronize ang sistema na may isang mataas na antas ng banghay ng lahat ng mga subsystems. Sa pag-unlad ng katawan katutubo programa sa pag-order function sa paglipas ng panahon ito ay nabago, na hinahayaan itong umangkop sa temporal profile ng kapaligiran. organismo na ito ay able sa "hulaan" ang oras ng araw. Pinapayagan ito nito na maging konektado nang maaga sa iba't-ibang effector, na kung saan ay kasama sa isang sagot kaagad. Halimbawa, katawan temperatura, at ang nilalaman ng corticosteroids sa plasma sa normal na pagtulog magsisimulang katagal bago nito pagsasara sa tumaas. Samakatuwid, paggising madalas na nangyayari bago ang ilaw ay lumiliko sa.

Narito ang iba pang mga halimbawa ng ritmo. Tanging ang mga organismo mabuhay sa proseso ng natural selection, na kung saan ay may kakayahan hindi lamang upang mahuli sa ligaw iba't-ibang mga pagbabago, ngunit ring ayusin ang tibok ng mga panlabas na vibrations kanyang ritmo machine. Halimbawa, mga hayop alternate rhythms ng kawalan ng tulog at matulog, kaya na ito ay tumutulong upang matiyak kanais-nais na kondisyon para sa produksyon ng pagkain. Sa kalikasan, ang reproductive system (sa mga panahon ng fertility at kawalan ng katabaan) ay din iniangkop sa mga kondisyon sa kapaligiran na ay ang pinaka-optimal sa paglaki supling. Maraming mga ibon lumipad timog sa pagkahulog. Ito ay isang halimbawa ng kung paano ipakilala ritmo. alam Biology maraming iba pang mga halimbawa. Kaya, hibernate ng ilang mga hayop. Ito ay tumutulong sa kanila upang mabuhay, sa kabila ng ang katunayan na ang mga panlabas na kapaligiran mga kondisyon ay matinding.

araw-araw na biorhythms

Circadian rhythmicity sa biology - ano ito? Sabihin Nakaharap ito. Sa pamamagitan ng araw-araw (circadian) biorhythms ay kinabibilangan ng naturang phenomena at baguhin ang likas na katangian at intensity ng biological na proseso, kung saan ang pag-uulit dalas ay 24 ± 4 na oras. Karamihan sa mga physiological at biochemical mga proseso ng metabolismo, kilusan, pag-unlad, pag-unlad, ay napapailalim sa mga rhythms, na kung saan ay sanhi ng circadian (araw-araw) ang ritmo ng mga panlabas na kapaligiran. Siya, sa pagliko, ay konektado sa ang pag-ikot tungkol sa axis ng planeta. Mga halimbawa ng mga naturang mga proseso ay ang mga: metabolic rate, mga pagbabago sa temperatura ng katawan, ang dalas ng cell division. Para sa lahat ng mga ito nailalarawan sa pamamagitan ng isang araw-araw na ritmo.

Biology - ang agham na pag-aaral hindi lamang hayop ngunit din mga halaman. Ang huli, sa partikular, nakita sa gabi ay umalis sa maindayog cycle ng pagbaba at pagsasara ng mga bulaklak. Sa panahon ng araw na sila ay isiwalat. Rhythms ay mananatili kahit na walang liwanag ng araw. Ito ay nakumpirma na sa pamamagitan ng kanyang mga eksperimento SE Shnol, Russian biophysicist. Nabanggit niya bilang isang halimbawa ang alkalde ng beans. Dahon nito rosas at nahulog sa umaga at gabi, kahit na ang planta ay nasa isang madilim na silid. Ito ay nadama na parang oras at panloob physiological orasan upang tukuyin ito.

Mga halaman ay karaniwang tukuyin ang tagal ng araw sa paglipat mula sa isang hugis papunta sa isa pa kapag ang pagbabago pigment phytochrome sikat ng araw na mga katangian (ang multo komposisyon). Halimbawa, ang araw sa paglubog ng araw ay pula dahil pulang ilaw ay may pinakamahabang wavelength at mas maliit kaysa sa asul, nakakalat. Sa takipsilim o paglubog ng araw liwanag ng isang pulutong ng mga pula at infrared radiation. Ito ay talastas ang halaman, na nagpapakita ng araw-araw na ritmo.

Biology - ang agham, na sa petsa ay nagkamit ng isang pulutong ng mga karanasan sa pagmamasid sa mga iba't ibang mga hayop. Ito ay natagpuan sa mga partikular na ang interleaving mga panahon ng pahinga at aktibidad sa mga hayop (araw at gabi) din may kaugnayan sa circadian rhythms. Para sa kanila ay isang mahalagang pagpapasiya ng oras ay hindi absolute ngunit kamag-anak. Kailangan nilang malaman kung kailan ang araw ay tumaas at umupo bilang daytime nilalang ng paghahanap para sa paggamit ng liwanag ng araw at gabi - dilim.

Narito ang isang halimbawa - tingnan ang araw-araw na ritmo ng tirahan sa Atlantic baybayin fiddler crab. Ito ay nagbabago ng kulay nito, na nagpapakita ng araw-araw na ritmo. Biology - isang agham na, tulad ng sa iba pa, upang makilala ang mga pattern. Para sa kung ano ang mga pagbabago alimango kulay nito? Sabihin Nakaharap ito.

Crab umaga, mas magaan, ngunit kapag ang araw ay sumisikat na mas mataas sa kalangitan, ito ay nagiging mas matingkad. Nagpe-play ang isang proteksiyon papel, pigment pinoprotektahan kaakit-akit alimango mula sa scorching araw. Kung ito ang low tide, pagkatapos ito ay tumutulong na maging isang madilim na kulay sa coastal sand napapansin. At ito ay doon sa paghahanap ng pagkain na ipinadala sa mga alimango.

Araw-araw rhythms sa mga kawani na tao

Sa paligid ng 300 ng physiological function na ikaw ay may circadian rhythms-obserbahan sa katawan ng tao. Katawan timbang, ayon sa mga tao circadian sistema ay pinakamalaki sa 18-19 na oras, respiratory rate - 13-16 oras, heart rate - 15-16 oras, ang antas ng dugo ng erythrocytes - 11-12 oras leukocytes - 21 -23 oras at t. d.

Mental proseso ay pinabilis at pinabagal down na sa gabi sa umaga. Sa mga rhythms ng kaisipan at physiological function, sa pagliko, makakaapekto sa kawalan ng tulog at matulog shift, pahinga at aktibidad. Depende sa maraming mga kadahilanan sa panahon ng kawalan ng tulog kahusayan parameter curve: ang antas ng pagganyak, pagkain paggamit, pangkalahatang sitwasyon, tulad ng pagkatao, atbp ...

Ang terminong "desynchronosis" tumukoy pagkaputol sa isang biological na sistema ng panahon ng pag-order rhythms. Ang pag-aaral ng mga mekanismo nito ay ng malaking kahalagahan sa organisasyon ng trabaho at magpahinga ng ang kawani, sa pagsasakatuparan ng iba't-ibang mga preventive mga panukala na naglalayong sa pagprotekta sa kalusugan. Desinhroz sa mga partikular na-obserbahan sa mga indibidwal na ginawa long distance flight (sa 4-5 mga time zone), sa pamamagitan ng pagbabago ng mode ng operasyon sa araw-gabi, at ang mga astronaut sa paggawa ng space flight.

lunar biorhythms

Tsirkalunarnye (lunar) biorhythms - rhythms na ang panahon ay isang average ng 29.53 araw. Ang mga rhythms sa biology ay tumutugma sa mga ukol sa buwan-buwan na cycle, ibig sabihin, ang ikot ng moon phase.

Maraming geophysical proseso nakakaapekto ang dalas ng pag-ikot ng buwan sa buong planeta. Halimbawa, ang pagpapalit ng pagbibigay-liwanag sa gabi, temperatura, air presyon, ang magnetic field ng Earth, direksyon ng hangin. Ang lahat ng mga phenomena ng tsirkalunarnyh rhythms ay pansamantalang pointer.

Sa marine organismo ay matatagpuan pinaka-kahanga-hangang halimbawa ng kung paano ang mga rhythms makakaapekto sa proseso ng buhay. Halimbawa, marine worm Palolo naninirahan sa mga coral reef, sa Oktubre at Nobyembre, ang huling sampung araw ng lunar cycle, at sa parehong oras sa isang tiyak na oras ng araw, ang tubig ay naghihiwalay sa kanyang likod, na kung saan ay puno ng mga produkto ng reproductive system. Ito ay kinakailangan para sa pagpapadami.

Lunar cycle at pagkamayabong insemination mga panahon ay maaaring hindi lamang synodic (tulad ng sa nakaraang halimbawa). May mga sigisic sa isang pagitan ng 14.7 na araw din. Halimbawa, sa isang uri ng isda na natagpuan sa baybayin ng Golpo ng California, kabilugan ng buwan at bagong buwan (sa laki ng tubig) nangingitlog sa beach. Ito ay bubuo sa loob ng 14 araw sa beach at sa tubig ay bumaba sa mga susunod na tide.

Liwanag ng buwan, bilang na namin nabanggit, nagiging sanhi ng mga pagkakaiba ng pagbibigay-liwanag sa gabi. Sinisiguro nito na ang mga aktibidad ng mga hayop, na kung saan humantong sa gabi o gabi mga pagbabago lifestyle. Kahit na nagbubukod kami ng epekto ng liwanag ng buwan sa laboratoryo, ang dalas tsirkalunarnyh proseso ay pinananatili. Ito ay maaaring dahil sa iba pang mga kadahilanan na may kaugnayan sa lunar cycle. Halimbawa, ito ay pagbabago-bago sa magnetic field ng ating planeta.

Ang lunar cycle ay nakakaapekto rin sa ang paglago ng mga halaman. Ito ay maaaring ipinapakita sa pamamagitan ng mga halimbawa ng labanos ani pagbabago-bago, patatas at sitaw. Para sa isang mahabang panahon, ang lunar kalendaryo na ginagamit upang makatulong na matukoy ang pinakamainam na panahon upang agrikulturang gawain at planting.

taunang biorhythms

Circannual (taunang) biorhythms sa biology ay may oscillation na panahon ay 1 taon ± 2 buwan. Ang mga ito ay nauugnay sa ang pag-ikot ng Araw paligid ating planeta.

Ang mga rhythms ay sinusunod sa lahat ng mga organismo, mula sa tropiko sa polar zone. Intensity ng mga ito ay nagbubuo mula up bilang ang nagpapataas ng latitude. Rhythm pagtatasa pinapayagan ang mga mananaliksik upang tapusin na ang mga organismo habitasyon ang mga polar at mapagtimpi zone, kung saan ang pinaka-kapansin-pansin na pana-panahon na mga pagkakaiba, ito ay malinaw na manifest. Taunang batayan biorhythms bumubuo, una, agpang na mga reaksyon na nagaganap bilang tugon sa isang pagbabago sa mga pinakamahalagang mga parameter ng kapaligiran (water mode, dami at ng husay komposisyon ng pagkain, temperatura).

Pangalawa, ito ay tugon ng katawan sa signal na kapaligiran kadahilanan (hal, mga pagbabago sa geomagnetiko field intensity, photoperiod, ang paglitaw ng ilang mga bahagi ng kemikal). Nagaganap taon-taon na biorhythm halimbawa sa nomading phenomena ng paglilipat, tag-araw at taglamig antok, reproductive proseso, at iba pa. D.

Maraming mga hayop hibernation tumutulong upang mabuhay ang nakapanghihina ng loob na panahon. Nakakagulat tumpak na matukoy ang mga hayop na oras para sa kanya. Bear, halimbawa, sa kanyang lair laging magkasya sa bisperas ng isang ulan ng niyebe. At siya'y natutulog matapos na hanggang Abril, hanggang ang temperatura ay 12 ° C (ie, 5.5 buwan). Sa oras na ito, ito ay umiiral sa gastos ng taba naipon sa pagkahulog. Nito stock ay halos isang third ng timbang ng katawan ng hayop. makisama temperatura ng katawan sa panahon ng sleep ay mababawasan ng tungkol sa 10 ° C, 3-fold bawasan ang dalas nito ng hininga. Ito ay tumutulong upang i-save ng mahalagang mga mapagkukunan akumulado sa mainit-init na panahon. Ito ay isang manipestasyon ng katawan ritmo ng bear. Kung masira mo ang ritmo, at ang mga hayop ay hindi ihiga sa den para sa ilang kadahilanan o biglang nagising sa kalagitnaan ng taglamig, ito ay halos tiyak na mamamatay. Ang pagkonekta baras ay maging malakas kay sa maraming mga parasites, na pagpapahina ng katawan, paghihirap mula sa gutom, ay booming.

Kaya maraming mga halimbawa ng ritmo ay nai-iniharap sa artikulong ito. Sila ay kumpirmahin na ito ay isang unibersal na kababalaghan sa mundo hayop. Biorhythms, higit sa rito, ay ang pagtukoy kadahilanan sa pagkakaroon ng buhay na organismo. Ang prinsipyo ng ritmo ay matatagpuan sa lahat ng antas ng organisasyon ng biological system. Naghahain ito upang umangkop sa katawan para sa mas mahusay na gumagana sa kapaligiran.

factor

Kaya, kami ay sinusuri ang ritmo sa biology, ano ito, ngayon alam mo. Gayunpaman, kami ay interesado sa ang konsepto ay matatagpuan hindi lamang sa agham na ito. Sa partikular, economists may concluded na ito ay sinusunod sa pang-industriya sektor. Ang pagkakaroon ng ginawa ang pagkatuklas na ito, sila ay ipinakilala ang konsepto ng "ritmo factor." Siya palaging strives para sa pagkakaisa. Karaniwan, ang ritmo kadahilanan ay natutukoy sa bawat araw, sampung araw, sa isang buwan, at iba pa Sa maaari itong inilarawan, sa partikular, ang mga antas ng paggamit sa produksyon ng mga nagtatrabaho oras. Ang mas malaki ang rate ng ritmo, ang produksyon cycle ay mas siksik at pang-ekonomiyang mga mapagkukunan (unang-una labor time) ay ginugol makatwiran.