Ritmul în biologie - un factor de ritm ...

Ritmul în biologie - este un fenomen foarte interesant. Astăzi, mulți oameni de știință implicați în cercetarea acestui fenomen. Ritmul în biologie - este un proces universal, care se referă la toate organismele vii. In aceasta veți vedea citind acest articol.

Principiul unității a organismului și a mediului este unul dintre principiile științei moderne. Toate organismele vii, precum și sistemul de supraorganismal, reprezentând unitatea cu mediul în care trăiesc, au un ritm toate procesele sale. funcțiile vitale ale acestora face obiectul unor ritmuri periodice care să reflecte ritmurile de răspuns întregul univers ca întreg (inclusiv geofizice, astronomice), precum și natura.

PY Sokolov, sociolog rus, ia act de faptul că toată viața animalelor și a plantelor, precum și cu ea, și persoanele care se confruntă în mod constant și veșnic efectele lumii fizice și îndeplinește reacțiile pulseaza ritmice bătăile inimii lumii.

Ce sunt bioritmurilor?

Să considerăm conceptul de interes pentru noi. ritmurile biologice sunt schimbări repetitive periodice în caracterul și intensitatea fenomenelor și proceselor biologice. Aceste procese discontinue au o largă gamă de frecvențe. Ele se găsesc pe fiecare dintre nivelurile de organizare a trai sisteme. Biosistemul mai greu, așa că are un număr mai mare de bioritmurilor. Ele sunt fixate la nivel genetic. Ritmul în biologie - un fenomen care este foarte important pentru adaptarea și selecția naturală a organismelor.

Existența lui se datorează sincronizării proceselor biochimice. Deoarece organismul viu este un sistem ierarhic, aceasta trebuie să fie echilibrat cu funcționarea diferitelor sale subsisteme și niveluri de sincronizare, nu numai în timp, dar, de asemenea, în spațiul biologic.

În acest articol vă va învăța în detaliu ceea ce un ritm în biologie. Manifestari, proprietăți și exemple sunt discutate mai jos.

Chronobiology: apariția și dezvoltarea

Știința care studiază ritmurile biologice, se numește chronobiology. Este bine cunoscut inca din cele mai vechi timpuri ca petalele și frunze de plante, în funcție de momentul zilei pentru a efectua anumite mișcări. Karl Linney din nou în 1745 a inventat „ceas de flori“ (imaginea de mai jos) pentru a determina timpul pentru a deveni liber și de închidere de flori.

În prima jumătate a secolului al 19-lea, au fost efectuate primul studiu de ritmul circadian la om, cum ar fi temperatura corpului, frecvența de urinare și a frecvenței cardiace. Ca și în manualele de fiziologie ale acestei perioade se constată indicii ale existenței funcțiilor ritmice care sunt endogene, adică ele apar în organism. In 1936 a fost în cele din urmă a stabilit ritmul circadian endogene de plante si flori. În acest scop, au fost excluse orice influență externă asupra lor.

Alte pietre de hotar în dezvoltarea științei de chronobiology - deschiderea orientării păsărilor și a albinelor în zbor de soare, confirmarea existenței corpului uman de ritmul circadian endogen. Un nou impuls a fost dat această știință ca rezultat al cercetării spațiale. Ca și înainte, principalul interes al oamenilor de știință în studiul ritmurilor biologice este studiul ritmuri anuale, lunare și diurne.

Ritmurile și adaptive fiziologice

Aloca urmând clasificarea acestora în ceea ce privește interacțiunea dintre mediu și organism.

1. Ritmurile adaptive (bioritm) - această perioadă de oscilație care sunt aproape de cicluri geofizice critice. Rolul lor este de a se adapta diferitelor organisme la schimbările de mediu care au loc periodic. Frecvența lor este stabilă.
2. ritmuri fiziologice (de lucru) - vibrații care reflectă activitatea sistemelor fiziologice ale unui anumit organism. frecvența acestora variază foarte mult și depinde de starea organismului.

Ritmurilor exogene și endogene

Ritmurile de aspectul naturii sunt împărțite în exogene și endogene. Exogenă - reacția organismului la schimbările de mediu. Endogena apar ca urmare a unor procese de autoreglare caracterizate prin feedback-ul întârziat. Ele sunt supuse la aceleași efecte timp de mediu care pot afecta amplitudinea și faza de schimbare a lor bioritmurilor.

Ritmurile nivelurilor de organizare a biosistemului și frecvența

Ritmuri sunt, de asemenea, împărțite la nivel de organizare a unei anumite biosistem. Acestea sunt împărțite în biosferă, populația, organism, organ și celulă.

În funcție de frecvența lor, acestea sunt:

• ritmuri de înaltă frecvență (de la o fracțiune de secundă până la 30 minute);
• mediu (de la 30 minute până la 28 ore);
• mezoritmami (de la 28 ore până la 7 zile);
• makroritmami (de la 20 de zile la un an);
• megaritmami (periodicitate - zece ani).

bioritmurilor Natura

Un organism viu, în conformitate cu cele mai comune ipoteza este sistemul oscilatorie independent, caracterizat printr-un set de ritmuri conectate intern. metabolism Cicluri (metabolism și catabolism) în celulele apar în mod continuu. Aceste complexe de diverse reacții biochimice - agenți de sinteză și de scindare. In celulele ca o consecință, în conformitate cu ciclurile metabolice continuu apar modificări concentrațiile de diverse substanțe (produse metabolice, enzime și transfer de matrice ARN, etc.) Participarea la reacții biochimice. Parametrii Biosystems mediului intern rezultate din reacțiile face oscilație continuă, cu plecare de la valorile medii.

In organismele vii, senzorii care determină natura și rata proceselor metabolice, sunt hormoni și modulatorii alosterici care susțin ritmicitate în biologie. Acest lucru monitorizează continuu starea corpului. Și tinde să mențină mediul constanță (homeostazia) intern -. PH, temperatura, presiunea osmotică, concentrația substanțelor etc. Multe mecanisme sunt implicate în menținerea homeostaziei. Acestea sunt construite în principal, pe principiul feedback-ului. De exemplu, un exces de glucoză în sânge începe mecanismul acestui material de stocare (sub forma de glicogen). Dimpotrivă, lipsa ei duce la creșterea descompunerea glicogenului.

Concluzia aceasta se poate face în continuare. În organismele vii, nici un proces este continuu. Acesta trebuie să alterneze în mod necesar în sens opus cu regia: .. O odihnă de lucru, respirație la respirație, starea de somn sinteza divizare Wake, etc. organismului viu, astfel, nu poate fi static. Acesta este caracterizat printr-un termen cum ar fi ritm. Determinarea dacă această proprietate a unui organism viu poate fi produs chiar prin simpla observare. Este posibil să observați că unele (de fapt, toate) din energia sa și parametrii fiziologici sunt întotdeauna în măsură să se angajeze fluctuații în amplitudine și frecvență în raport cu valorile medii.

Astfel de fluctuații și au bioritmurilor. Cu ajutorul acestor organisme asigură stabilitatea termodinamică a statului. Pentru a se adapta cu succes la mediu, acesta este ritmul schimbărilor ciclice. Definirea acestui fenomen, am citat mai devreme în acest articol.

Ceasul intern

timer extern nu este necesară pentru a sincroniza sistemul cu un grad ridicat de conjugare a tuturor subsistemelor sale. În dezvoltarea înnăscute funcțiilor programului prin care sa dispus corpului în timp, este modificat, permițându-i să se adapteze la profilul temporal al mediului. Acest organism este capabil de a „prezice“ timpul zilei. Acest lucru îi permite să fie conectat în diferite efectorilor în avans, care sunt incluse într-un răspuns imediat. De exemplu, temperatura corpului, iar conținutul de corticosteroizi în plasmă în somn normal începe cu mult înainte de închiderea acesteia să crească. De aceea, de multe ori trezirea are loc înainte ca lumina se aprinde.

Aici sunt alte exemple de ritm. Numai acele organisme supraviețuiesc în procesul de selecție naturală, care are capacitatea de a nu doar pentru a prinde în varietatea sălbatică de schimbări, dar, de asemenea, regla ritmul vibrațiilor externe mașină de ritm. De exemplu, ritmuri animale alternative de veghe si somn, astfel încât să contribuie la asigurarea unor condiții favorabile pentru producția de alimente. În natură, sistemul de reproducere (perioadele de fertilitate și infertilitate) este de asemenea adaptată la condițiile de mediu care sunt cele mai optime să crească descendenți. Multe păsări zboară spre sud, în toamna. Acesta este un exemplu de modul în care să se manifeste ritm. Biologie stie multe alte exemple. Deci, unele animale hibernează. Îi ajută să supraviețuiască, în ciuda faptului că externe condițiile de mediu sunt extreme.

bioritmurilor de zi cu zi

ritmicitatea circadiană în biologie - ce este? Să recunoaștem. Prin zilnic (circadian) biorhythms includ astfel de fenomene și de a schimba natura și intensitatea proceselor biologice, a căror frecvență de repetiție este de 24 ± 4 ore. Majoritatea proceselor fiziologice și biochimice ale metabolismului, mișcare, dezvoltare, creștere, supusă acestor ritmuri, care sunt cauzate de circadian (zilnic) ritmul mediului extern. El, la rândul său, este conectat cu rotirea în jurul axei planetei. Exemple de astfel de procese sunt: rata metabolică, fluctuațiile temperaturii corpului, frecvența diviziunii celulare. Pentru toate caracterizate printr-un ritm de zi cu zi.

Biologie - știința care studiază nu numai animalele, ci și plante. Acesta din urmă, în special, văzut pe timp de noapte lasă ciclurile ritmice de coborâre și de închidere de flori. În timpul zilei în care sunt dezvăluite. Ritmuri sunt reținute chiar și atunci când nu există nici lumina soarelui. Acest lucru a fost confirmat de experimentele sale de ES Shnol, biofizician Rusă. El a citat ca exemplu primarul de fasole. Frunzele sale a crescut și a căzut în dimineața și seara, chiar dacă planta este într-o cameră întunecată. M-am simțit ca și cum timpul și ceasul fiziologic intern să-l definească.

Plantele definesc în mod tipic durata zilei în trecerea de la o formă la alta, atunci când schimbarea caracteristicilor pigment phytochrome luminii solare (compoziția spectrală). De exemplu, soarele la apus de soare este roșu, deoarece lumina roșie are cea mai mare lungime de undă și mai mică decât albastru, împrăștiate. La amurg sau apus de soare lumină o mulțime de radiații infraroșii și roșu. Aceasta planta percepe, care arată ritmul de zi cu zi.

Biologie - știința, care până în prezent a câștigat o mulțime de experiență observarea diferitelor animale. S-a constatat în special că perioadele de intercalare de odihnă și activitatea animalelor (zi și noapte), de asemenea, se referă la ritmul circadian. Pentru ei este o importantă determinarea timpului nu este absolută , ci relativă. Ei trebuie să știe când soarele se va ridica și stau ca creaturi în timpul zilei de cautare a hranei pentru utilizarea luminii de zi și noapte - întuneric.

Aici este un exemplu - uita-te la ritmul de zi cu zi a locuinței pe Atlantic crabi coasta lăutărești. Ea își schimbă culoarea, arătând ritmul de zi cu zi. Biologie - o știință care, la fel ca alții, pentru a identifica modele. Pentru ce crab își schimbă culoarea? Să recunoaștem.

Crab dimineața, mai multă lumină, dar când soarele răsare mai mare pe cer, ea devine mai întunecată. Joacă un rol protector, pigment protejează crab ademenitor de soare dogoritor. În cazul în care acest lucru este refluxului, atunci ajută să fie o culoare inchisa pe nisip de coastă neobservat. Și este acolo, în căutarea de produse alimentare trimise la crab.

ritmuri de zi cu zi la om

În jurul 300 din funcțiile fiziologice care au ritmul circadian observate în corpul uman. Greutatea corporală, bazată pe sistemul circadian uman este maxim la 18-19 ore, rata respiratorie - 13-16 ore, ritm cardiac - 15-16 ore, nivelul sanguin de eritrocite - 11-12 ore leucocitele - 21 ore -23 și t. d.

procesele mentale sunt accelerate și au încetinit în seara în dimineața. Pentru ritmurile funcțiilor mentale și fiziologice, la rândul său, afectează somn și veghe schimburi, odihnă și activitate. Depinde de mulți factori în timpul parametrilor curbei de eficiență trezie: nivelul de motivare, ingestia de alimente, situația generală, cum ar fi personalitate, etc ...

Termenul „desynchronosis“ se referă la perturbarea într - un sistem biologic de timp prin care se dispune ritmuri. Studiul mecanismelor sale este de mare importanță în organizarea muncii și restul personalului, în efectuarea diferitelor măsuri preventive destinate protejării sănătății. Desinhroz în special observate la persoanele care au efectuat zboruri pe distanțe lungi (în 4-5 zone de timp), prin schimbarea modului de operare de la o zi la noapte, iar astronauții în comisia de zbor spațiu.

bioritmurilor lunar

Tsirkalunarnye (lunar) bioritmurilor - ritmuri a căror perioadă este o medie de 29.53 zile. Aceste ritmuri în biologie corespund ciclului lunar luni, adică ciclul de fazele lunii.

Multe procese geofizice afectează frecvența de rotație a lunii în jurul planetei. De exemplu, schimbarea iluminării pe timp de noapte, temperatura, presiunea aerului, câmpul magnetic al Pământului, direcția vântului. Toate aceste fenomene pentru tsirkalunarnyh ritmuri sunt indicii temporare.

În organismele marine se găsesc exemple cele mai impresionante de modul in care aceste ritmuri afectează procesele de viață. De exemplu, viermi marini Palolo trăiesc pe recife de corali, în octombrie și noiembrie, ultimele zece zile ale ciclului lunar, și în același timp, la un anumit moment al zilei, apa se separă în spate, care este umplut cu produsele sistemului de reproducere. Este necesar pentru procreere.

ciclurile lunare și perioadele de inseminare fertilitate poate fi nu numai sinodică (ca în exemplul anterior). Există, de asemenea sigisic la un interval de 14,7 zile. De exemplu, un tip de pește găsit pe malul Golfului California, luna plină și luna nouă (la maree înaltă) stabilește ouă pe plajă. Se dezvoltă în termen de 14 zile, pe plajă și în apă scade cu următoarea maree.

Moonlight, așa cum am menționat deja, provoacă diferențe de iluminare pe timp de noapte. Acest lucru asigură că activitatea animalelor, care duc seara sau de noapte modificările stilului de viață. Chiar dacă excludem efectul lumina lunii în laborator, frecvența tsirkalunarnyh proceselor este menținută. Ar putea fi din cauza altor factori legați de ciclul lunar. De exemplu, este fluctuații în câmpul magnetic al planetei noastre.

Ciclul lunar afectează, de asemenea, creșterea plantelor. Acest lucru poate fi demonstrat prin exemplul fluctuațiilor de randament ridiche, cartofi și legume. Pentru o lungă perioadă de timp, calendarul lunar folosite pentru a ajuta la determinarea timpului optim de activități și de plantare agricole.

bioritmurilor anuale

Circanuală bioritmurilor (anuale) în biologie au perioadă de oscilație este de 1 an ± 2 luni. Ele sunt asociate cu rotația Soarelui în jurul planetei noastre.

Aceste ritmuri sunt observate în toate organismele, de la tropice spre zona polară. Intensitatea acestora se acumulează ca latitudinea crește. Analiza Rhythm a permis cercetatorilor sa ajung la concluzia ca organismele populează zona polară și temperată, în care diferențele de sezon cele mai notabile, este în mod clar evidentă. Anuale biorhythms bază cuprinde, în primul rând, reacțiile adaptive care apar ca răspuns la o schimbare în cei mai importanți parametri de mediu (mod de apă, compoziția cantitativă și calitativă a produselor alimentare, temperatura).

În al doilea rând, este răspunsul corpului la factorii de mediu de semnal (de exemplu, modificarea intensității câmpului geomagnetic, fotoperioada, apariția anumitor componente chimice). De exemplu, în fiecare an au loc bioritm în nomading fenomenelor de migrație, de vară și de iarnă latența, procesele de reproducere, și așa mai departe. D.

Multe hibernare animale ajută să supraviețuiască perioadei nefavorabile. Surprinzător a determina cu exactitate timpul de animale pentru ea. Ursul, de exemplu, în vizuina ei se potrivesc întotdeauna în ajunul unei căderi de zăpadă. Și el a fost adormit după aceea, până în aprilie, până când temperatura este de 12 ° C (de exemplu, 5,5 luni). În acest moment, ea există în detrimentul de grăsime acumulate în toamna. stocul său este aproape o treime din greutatea corpului animalului. suporta temperatura corpului in timpul somnului este redusă cu aproximativ 10 ° C, de 3 ori descrește frecvența respirației. Acest lucru ajută la economisirea resurselor vitale acumulate în sezonul cald. Aceasta este o manifestare a ritmului corpului ursului. Dacă rupe ritmul, iar animalul nu stabilește în groapă pentru un motiv sau dintr-o dată m-am trezit în mijlocul iernii, este aproape sortit. Biela va fi prea puternic pentru mulți paraziți, care slăbesc organismul, care suferă de foame, sunt în plină expansiune.

Deci, mai multe exemple de ritm au fost prezentate în acest articol. Ele confirmă că acesta este un fenomen universal în lumea animală. Bioritmurilor, în plus, sunt factorul determinant în existența organismelor vii. Principiul ritmului se găsește la toate nivelurile de organizare a sistemelor biologice. Ea servește pentru a se adapta corpului pentru o mai bună funcționare în mediu.

factor

Astfel, am examinat ritmul în biologie, ceea ce este, acum știi. Cu toate acestea, suntem interesați de conceptul se găsește nu numai în această știință. În special, economiștii au ajuns la concluzia că se observă în sectorul industrial. După ce a făcut această descoperire, ei au introdus conceptul de „factor de ritm.“ El întotdeauna se străduiește pentru unitate. De obicei, factorul de ritm este determinat pe zi, zece zile, o lună, etc. Cu aceasta poate fi descrisă, în special, gradul de utilizare în producția timpului de lucru. Cea mai mare rata de ritm, ciclul de producție este mai dens și resursele economice (în principal, timp de lucru) este cheltuit în mod rațional.