БИОЛОГИЧНИ РИТМИ И БИОЛОГИЧЕН ЧАСОВНИК

Всички знаят за ранобудните петли и за кокошките, които рано-рано си лягат" да спят. Кукумявки, бухали, сови са познати като нощни ловци, а щъркелите крачат и търсят жаби само през деня. Може би мнозина са забелязали, че някои растения спят" напр. вечер листчетата на лъже-акациевата робиния се допират едно до друго и увисват надолу, а сутрин се разперват. Много отдавна тези явления правят впечатление на хората, повод са и за много легенди. През последните няколко десетилетия бързо се развива специален клон на биологията, изучаващ тези въпроси, който се нарича хронобиология (биоритмология). Кои са по-важните постижения на тази наука и какво е тяхното значение?

Биологичен ритъм (биоритъм) е равномерното редуване (повтаряне) в течение на времето на определени състояния на организма, на определени процеси и явления (сън и бодърстване, отваряне и затваряне на цветовете, свиване и разпускане на сърцето и др.). За биологичен ритъм говорим само когато повтарянето не зависи пряко от изменения в околната среда напр. разперването и свиването на листчетата на

Лъже-акациевата робиния продължава и при непрекъсната тъмнина. За установяване на истински биологичен ритъм са необходими подходящи опити, чрез които се доказва, че повтарянето се поддържа от самия организъм.

Времето, което е необходимо, за да се повтори даден процес и организмът да възвърне предишното си състояние, се нарича период на колебание. По отношение на продължителността на този период биоритмите се различават много при едни той е само части от секундата (напр. честотата на импулсите на някои рецептори), а при други години. При много биологични ритми продължителността на периода на колебание е синхронизирана с колебания във външната среда смяна на ден с нощ, приливи и отливи, фази на Луната, смяна на сезони. В повечето случаи съвпадението не е напълно точно организмите избързват или закъсняват.

Най-широко разпространени и относително най-добре изследвани са около-денонощните, около-приливните, около-лунните и около-годишните ритми. Периодът на колебание при около-денонощните ритми е приблизително 24 h, при около-приливните приблизително 12,8 h, при около-лунните около 28 дни, при около-годишните приблизително година. Около-денонощни ритми има при много животни напр. голям брой гризачи проявяват хранителна активност само през първата половина на нощта; същото се отнася за нощните грабливи птици, прилепите и др.

Някои равноноги раци от крайбрежната зона се хранят само при прилив, а при настъпване на отлив се заравят в пясъка. При мамарци, обитаващи същите места, е обратно - те се хранят само при отлив, при това само нощем. Това са два примера за около-приливни ритми, като при втория има синхронизиране със смяната на деня и нощта. Младите имаго на някои насекоми от приливната зона показват ясен около-лунен (поточно полулунен) ритъм появяват се през две седмици, когато нивото на водата е най-ниско. При някои кафяви водорасли (дикциота) изхвърлянето на половите клетки се подчинява също на окололунен (в Сев.Америка) или на полулунен ритъм (в Европа) . Размножаването при повечето бозайници и птици е подчинено на ритъм, успореден на смяната на сезоните. При някои видове птици (напр. славеи) около-годишните ритми се състоят в изпълняване на сложна програма от линеене (смяна на перушината), миграционно безпокойство и др., свързани с определен сезон.

В процеса на еволюцията си организмите били под постоянното въздействие на основния ритъм на Земята обикалянето около Слънцето, от който зависят колебанията в осветяването, температурата, влажността на въздуха, атмосферното налягане, космическата радиация, земното притегляне, атмосферното електричество,