Тема. Циклічність фізіологічних функцій організмів

1. Природні ритми

Важлива роль у підтриманні відповідності між організмами та середовищем належить не тільки морфологічним, але й фізіологічним змінам, а також поведінковим реакціям. Із часом будь-які екологічні умови змінюються.
 Зміни можуть бути:
1. Циклічні
2. Спрямовані

3. Хаотичні

Одна з функціональних властивостей живої природи — це циклічність більшості процесів, що відбуваються в ній. Усе життя на Землі, від клітини до біосфери, підпорядковане певним ритмам.

Ритмічність — це повторюваність якихось явищ у часі. Це одна з найважливіших закономірностей земної природи, зумовлена орбітальним рухом та осьовим обертанням Землі.

Ритмічні явища не повторюються повністю наприкінці ритму того стану природних об’єктів, що був на його початку. Цим пояснюється еволюційний розвиток природи.

Природні ритми

Зовнішні (екзогенні) — це циклічні зміни в навколишньому середовищі Мають геофізичну природу, оскільки пов’язані з обертанням Землі стосовно Сонця та Місяця, стосовно Землі. Під впливом цього обертання безліч екологічних факторів на нашій планеті, особливо світловий режим, температура, тиск і вологість повітря, атмосферне електромагнітне поле, океанічні припливи й відпливи закономірно змінюються. Крім того, на живу природу діють і такі космічні ритми, як періодичні зміни сонячної радіації, що істотно впливають на клімат нашої планети.

Внутрішні (ендогенні) — пов’язані із життєдіяльністю організмів (фізіологічні та біохімічні процеси) Усі фізіологічні та біохімічні процеси в природі здійснюються згідно з певним ритмом. Процеси синтезу ДНК та РНК у клітинах, у складанні білків та інші біохімічні процеси також відбуваються ритмічно.

Хронобіологія — (біоритмологія) — розділ біології, що вивчає умови виникнення, природу, закономірності та значення біологічних ритмів.

2. Ритми життя

Біоритми — це регулярні кількісні та якісні зміни життєвих процесів, що відбуваються на всіх рівнях життя: молекулярному, клітинному, організменому, популяційно-видовому, біогеоценотичному, біосферному.

Біологічні ритми (біоритми) — циклічні коливання інтенсивності й характеру біологічних процесів та явищ. Одні біологічні ритми відносно самостійні (наприклад, частота скорочень серця, дихання), інші пов’язані з пристосуванням організмів до геофізичних циклів — добових (наприклад, коливання інтенсивності поділу клітин, обміну речовин, рухової активності тварин), припливних (наприклад, біологічні процеси в організмів, пов’язані з рівнем морських припливів), річних (зміна кількості й активності тварин, росту та розвитку рослин тощо).  

Класифікація біоритмів

1. Сезонні
2. Багаторічні
3. Річні - народження дитини у людини
4. Місячні - менструальний цикл
5. Припливно-відпливні
6. Добові

— сон — неспання

— зміна температури тіла

— розумова та м’язова працездатність

7. Хвилинні

— соковиділення

— перистальтика

8. Секундні

— нервові імпульси 0,001 с

— серцевий цикл 0,8 с

— дихання 8 с

Сезонні зміни являють собою глибокі зрушення у фізіології та поведінці організмів, що заторкують їхню морфологію та особливості життєвого циклу: осінній листопад, різноманітні діапаузи, сплячка, сезонні линяння, міграції.

Реакція організмів на сезонні зміни дня отримала назву фотоперіодизму. Його прояв залежить не від інтенсивності освітлення, а тільки від ритму чергування темної та світлої частин доби.

Сезонні біологічні ритми визначаються фотоперіодом. Одні ритми впливають на синхронізацію циклів індивідуального розвитку з відповідними сезонами та забезпечують збіг періоду розмноження зі сприятливим сезоном; інші ритми викликають діапаузу в несприятливу для активного життя пору року.

Біологічні ритми, період яких дорівнює одній добі, називають циркадними. Такі ритми називають також біологічним годинником. Біологічний годинник взаємопов’язаний з температурою та світлом. Наприклад, деякі комахи можуть існувати впродовж тривалого часу на світлі або в темряві, і навпаки. У тарганів порушується ритм життя, якщо змінювати частину доби — змінювати світло вночі й темряву вдень. Ритм активності залежить також від характеру місцевості.

«Біологічний годинник» — це реакції організму на тривалість дня й ночі впродовж доби, тобто добова ритмічність (сон — неспання, ритм серцевих скорочень, глибина й частота дихання). Це пристосування, що забезпечує виживання особини в певних умовах (здатність тварини й людини орієнтуватися в часі; ґрунтується на чіткій періодичності фізико-хімічних та фізіологічних процесів у клітинах — біологічних ритмах).