БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ
— регулярное,
периодическое повторение во времени характера и интенсивности жизненных
процессов, отдельных состояний или событий. Б. р. в той или иной форме присущи
всем живым организмам. Б. р. описываются рядом характеристик: периодом,
амплитудой, фазой, средним уровнем, профилем.
В зависимости от порождающей причины Б.
р. делятся на экзогенные — колебания, вызванные периодическими воздействиями
извне, т. е. пассивные реакции на колебания факторов окружающей среды, и
эндогенные — автономные (син. спонтанные, самоподдерживающиеся,
самовозбуждающиеся) колебания, обусловленные активными процессами в самой живой
системе (к ним относится большинство Б. р.).
Эндогенные Б. р. поддерживаются
механизмом обратной связи. В зависимости от того, на каком уровне биологической
организации она замыкается, различают Б. р. в клетках (митотический цикл),
органах (сокращения кишечника), организмах (овариальный цикл) и сообществах
(колебания численности популяций в системе хищник—жертва).
По выполняемой функции Б. р. делят на
физиологические ритмы — рабочие циклы отдельных систем (дыхание, сердцебиение),
и экологические, адаптивные (см. Циркаритмы), служащие для
приспособления организмов к периодичности окружающей среды. Период (частота)
физиологического ритма может изменяться в широких пределах в зависимости от
степени функциональной нагрузки; период экологического ритма, напротив,
сравнительно постоянен, закреплен генетически. Экологические ритмы в
естественных условиях захвачены циклами окружающей среды (задатчиками времени);
выполняют функцию биологических часов (с их помощью организмы ориентируются во
времени).
По величине периода Б. р. выстраиваются в
широкий спектр — от долей секунды до десятков лет. Особо выделяют ритмы
ультрадианные (с периодами от минут до 10—12 ч) и циркадианные (околосуточные).
Из многодневных Б. р. наиболее регулярны лунные и приливные ритмы, свойственные
обитателям прибрежной полосы, и репродуктивные циклы млекопитающих.
Многодневные вариации показателей состояния человека весьма изменчивы и носят
преимущественно случайный характер (исключение составляют регулярные
менструальные циклы). Годичные ритмы во многом подобны циркадианным (относятся
к циркаритмам). Из многолетних Б. р. изучены главным образом колебания
численности популяций, обусловленные автоколебательными процессами в цепях
питания, с периодами от 2 до 15 лет.
Б. р. с разными периодами у одного
организма могут оказывать взаимное модулирующее влияние, но обычно сравнительно
независимы. Б. р. с одинаковым периодом, напротив, часто сопряжены
иерархическим образом: выделенные группы клеток могут играть роль центров
синхронизации — ритмоводителей. Исследованием Б. р. занимается наука
биоритмология.