о періодики ритмів біологічних систем, виступають в ролі тимчасових кодів, або датчиків часу, і нав'язують організмам свій період.
З часом нав'язаний середовищем ритм стає ендогенних та успадковується, якщо тривалість життя організму значно перевищує період ритму. Можливість затягування ритму означає його здатність до поступової еволюції в тому випадку, якщо часовий код середовища буде змінюватися, тобто змінюватиметься тривалість періоду датчика часу.
Якщо розглядати еволюцію добового ритму, пов'язаного зі швидкістю обертання Землі навколо своєї осі, то виявиться, що за останні 600 млн років час обороту Землі навколо Сонця не змінилося, а її оборот навколо своєї осі, навпаки, сповільнювався приблизно на 2 секунди за кожні 100 тисяч років.
Звідси випливає, що в археї (I ера розвитку життя на Землі, яка тривала понад 1 млрд років) тривалість доби становила 10-12 годин, в протерозої (II ера життя на Землі, яка тривала близько 2 млрд років) - 16-18 годин, в середині Палеозою (III ера життя на Землі, що тривала 340 млн років) - 21 год. В даний час, як відомо, доба мають тривалість 24 години.
Отже, ритм еволюційно складався як процес з вираженою адаптивної цінністю, заснованої на лабільності ритму, оскільки жорстка детермінація параметрів ритму виключала б його перетворення. Про лабільності біологічних ритмів свідчать численні факти:
загасання коливань в постійних (неритмічні) умовах середовища;
інверсія ритму при інверсії датчиків часу (так, якщо штучно поміняти день на ніч, а ніч на день, то через відносно нетривалий час змістяться в часі і максимуми активності організму);
феномен нав'язування ритму (наприклад, при перельотах із заходу на схід або навпаки відбувається і зсув часу активності);
зсув фази ритму при зміні пір року або при переведенні стрілок на 1 годину навесні і восени.
Усі біологічні ритми, характерні для організму тварин і людини, можна поділити на три групи з урахуванням тривалості їх періоду [18].
. Високочастотні ритми з періодом до 0,5 години. До них відносяться ритми частоти пульсу, дихання, електроенцефалограми та ін
. Середньочастотні ритми з періодом від 0,5 години до 6 днів підрозділяються на ультрадіанние (період 0,5-20 годин), ціркадіанние (період 20-28 годин) і інфрадіанние (період від 28 годин до 6 днів).
. Низькочастотні ритми включають тижневий ритм (близько 6 днів), місячний, або місячний, ритм (близько 30 днів), сезонний і річний ритми. В останні роки також виявлені низькочастотні ритми з періодами 2-3 роки і 6-9 років. Основою будь-якого ритму є періодичний хвильовий процес, графічно представлений косінусоідой і характеризується рядом параметрів (малюнок 1):
Малюнок 1. Показники біологічних ритмів.
Параметри ритмічного процесу:
- фаза ритму - будь-яка точка на кривій ритму (в годинах); виділяють точку максимального значення функції (акрофаза) і мінімального (батіфаза);
період ритму - відстань між аналогічними точками кривої в годинах (для добового ритму період дорівнює 24 годину);
мезор - середнє значення показника за період ритму;
відносна амплітуда - половин...
