Добові біологічні ритми

Також доказом того, що саме добовий ритм лежить в основі виміру часу, слугують спостереження Ашоффа і Піттенгріфа та Дана, що демонструють стійкість ритму до зовнішніх впливів тим більше, чим ближче період ритма до 24 год.

На сьогоднішній час прийнято застосовувати термін “циркадний” для означення як істинних 24-годинних ритмів, так і ритмів, період яких відхиляється від 24 год. Таке об’єднання під однією назвою нормальних і перекручених добових ритмів, призводить до неправильної трактовки результатів. Тому, доцільніше буде називати терміном “добовий” лише 24 годинний ритм, а терміном “циркадний” - лише ритм, період якого відхиляється від 24 год під впливом постійних умов. Добові ритми можуть спостерігатися як в природі, так і в лабораторії, а циркадні - практично тільки в лабораторії.

Термін “циркадний” стали використовувати в широкому розумінні також тому, що в англійській мові відсутнє слово, рівне за змістом слов’янському - “добовий”. Але іноді застосовується термін “ diurnal" означає одночасно і добовий, і денний. Термін “ diel” - добовий, що запропонував Карпентер (1938), давно забутий і даремно.

Якщо добовий ритм являє собою тільки один з можливих варіантів циркадного ритму, то тоді в практиці можна використовувати різноманітні режими умов, період яких входить в інтервал периодів циркадного ритму. Проте, дослідження (Алякринський, 1977; Степанова, 1977; Стругхольд, 1977) доводять, що відхилення від 24-годинного режиму шкідливі для організму в цілому.

Добовий ритм, що спостерігається в природі складається з двох компонентів: ендогенного (добова організація) та екзогенна (різноманітний вплив на активність, як регулюючий ритм, так і безпосередньо впливаючих на поведінку).

В залежності від природи об’єкта питома вага цих компонентів різна. Найбільш виражений ендогенний ритм у таких тварин, активність яких пов’язана з необхідністю зміни середовища існування: вихода з укриття, з ґрунту, з води в повітряне середовище, з іла в водне середовище і т.д. Якщо ж він не змінює середовище існування, його ендогенний ритм виражений слабо.

В природніх умовах не виникає суттєвих протирічь між ендогенними ритмами і зовнішніми ритмічними впливами. Штучне порушення екзогенного компонента ритма призводить до порушення часової організації всієї живої системи і може визвати патологічні зміни функцій (Pittendrigh, Minis, 1972).

З дослідів Чернишева і Афоніна (1975) видно, що постійне світло чи постійна темнота і неприродній світловий режим пагубно сказується на тривалості життя мух дрозофіл і майже не впливає на жуків-короєдів. Цікаво, що ритм дрозофіл в цих умовах також порушується, в той час коли ритм жуків-короедів є більш стійким. Отже, ендогенний компонент ритма допомагає організму протидіяти неприроднім умовам, і чим більше вона виражена, тим стійкіше організм.

Ендогенний ритм дозволяє також рослинам і тваринам “передбачати” зміни умов і, таким чином, раніше підготовлятися до них. Крім того, ендогенний ритм перешкоджає реакції на несвоєчасну “провокаційну" зміну умов.

Ритм допомагає розмежуванню у часі активності тварин різних видів, призводячи до більш повного використання ресурсів. Різниця в ритмах у різних статей перешкоджає зхрещуванню між близькими родичами. Так, самці комах виходять з куколок, як правило, раніше за самок (Hardeland, 1969). Ще до вихода самок вони встигають відлетіти. З іншої сторони, синхронний виход зразу багатьох особин дозволяє безхребетним тваринам зустрітися при найменьшій втраті особин від метеорологічних умов і хижаків.

Ендогенний компонент ритма має велике значення в просторовій організації тварин. Властивість враховувати рух небесних тіл по небосводі для просторової організації була відкрита майже одночасно Фрішем у бджіл і Крамером у птахів. найбільш часто спостерігається орієнтація за сонцем. Біологічне значення такого астротаксіса очевидно. При астротаксісі відбувається як би перемикання тих ділянок сприймаючої поверхні ока, які повинні один за одним сприймати зображення небесного тіла. Хронометром тут є ендогенний ритм.

Подібні статті

Біологія Х-вірусу картоплі
Віруси не можуть самостійно поширюватись у природі. Допомагають їм у цьому насамперед комахи-переносники (віроформні комахи). Фітопатогенні віруси найчастіше переносять попелиці, трипси, цикади, кліщі й деякі листогризучі комахи. Наприклад ...

Відкриття та характеристика генетичного коду
Найважливішим досягненням біології XX ст. стало з'ясування генетичного коду - встановлення відповідності між послідовністю нуклеотидів молекули ДНК та амінокислотами молекули білка. Нині генетичний код з'ясовано повністю. Книга життя ко ...