الإيقاع في علم الأحياء - عامل إيقاع ...

الإيقاع في علم الأحياء - بل هو ظاهرة مثيرة جدا للاهتمام. اليوم تشارك العديد من العلماء في مجال البحوث من هذه الظاهرة. الإيقاع في علم الأحياء - هو عملية العالمية التي تهم جميع الكائنات الحية. في هذا سترى من خلال قراءة هذا المقال.

مبدأ وحدة الكائن الحي والبيئة هي واحدة من مبادئ العلم الحديث. جميع الكائنات الحية، فضلا عن نظام supraorganismal، وهو ما يمثل وحدة وطنية مع البيئة التي يعيشون فيها، ولها إيقاع كل من عملياتها. الوظائف الحيوية منها تخضع لإيقاعات الدورية التي تعكس إيقاعات استجابة الكون كله ككل (بما في ذلك الجيوفيزيائية والفلكية)، فضلا عن الطبيعة.

PY ويشير سوكولوف، عالم الاجتماع الروسي، أن كل الحياة الحيوانية والنباتية، ومعها، والناس دائما وإلى الأبد تعاني من آثار العالم المادي ويلبي ردود الفعل ينبض الإيقاعي إلى القلب النابض للعالم.

ما هي بيورهيثمس؟

دعونا ننظر في مفهوم المصلحة بالنسبة لنا. الإيقاعات البيولوجية هي التغييرات المتكررة دورية في طبيعة وشدة الظواهر والعمليات البيولوجية. هذه العمليات دفعة لديها واسعة النطاق من الترددات. وهي توجد على كل من مستويات التنظيم المعيشة النظم. وbiosystem أصعب، لذلك لديه عدد أكبر من بيورهيثمس. أنها ثابتة على المستوى الجيني. الإيقاع في علم الأحياء - ظاهرة وهو أمر مهم جدا للتكيف والانتقاء الطبيعي للكائنات الحية.

ومن المقرر أن تزامن العمليات الكيميائية الحيوية وجودها. منذ كائن حي هو نظام هرمي، فإنه يحتاج إلى أن يكون متوازنا مع أداء في مختلف الأنظمة الفرعية ومستويات توقيت ليس فقط في الوقت المناسب ولكن أيضا في الفضاء البيولوجي.

في هذه المقالة سوف تتعلم في التفاصيل ما هو الإيقاع في علم الأحياء. وتناقش مظاهر وخصائص الأمثلة أدناه.

علم البيولوجيا الزمني: نشوء وتطور

ويسمى العلم الذي يدرس إيقاعات البيولوجية، علم البيولوجيا الزمني. ومن المعروف منذ القدم أن بتلات وأوراق النباتات، اعتمادا على الوقت من اليوم لأداء بعض الحركات. كارل ليني مرة أخرى في 1745 اخترع "ساعة الزهور" (في الصورة أدناه) لتحديد الوقت لتصبح فضفاضة وإغلاق الزهور.

في النصف الأول من القرن ال19، وقد أجريت الدراسة الأولى من ايقاعات كل يوم في البشر، مثل درجة حرارة الجسم، وتواتر التبول ومعدل ضربات القلب. كما هو الحال في الكتب المدرسية علم وظائف الأعضاء من هذه الفترة وجدت دلائل على وجود وظائف الإيقاعية التي هي الذاتية، أي أنها تحدث في الجسم. في عام 1936 تأسست أخيرا الإيقاعات اليومية المحلية من النباتات والزهور. لهذا الغرض تم استبعاد أي تأثير خارجي عليها.

ومن المعالم الأخرى في تطوير علم البيولوجيا الزمني - افتتاح التوجه الطيور والنحل في رحلة من الشمس، وتأكيد وجود جسم الإنسان من ايقاعات كل يوم الذاتية. تم احتساب ركلة دفعة جديدة لهذا العلم نتيجة لأبحاث الفضاء. كما كان من قبل، والفائدة الرئيسية من العلماء في دراسة الإيقاعات البيولوجية هي دراسة إيقاعات السنوية، القمر ونهاري.

إيقاعات والتكيف الفسيولوجي

تخصيص التالية تصنيفها من حيث التفاعل بين البيئة والكائن الحي.

1. إيقاعات التكيف (نظم بيولوجي) - وهذا التذبذب فترات التي هي قريبة من دورات الجيوفيزيائية حرجة. ويتمثل دورها في التكيف مع الكائنات الحية المختلفة إلى التغيرات البيئية التي تحدث بشكل دوري. وتيرتها مستقرة.
2. ايقاعات الفسيولوجية (يعمل) - الاهتزازات التي تعكس النشاط النظم الفسيولوجية لكائن معين. وتيرتها بشكل كبير ويعتمد على حالة الكائن الحي.

إيقاعات خارجية وداخلية

وتنقسم إيقاعات مظهر الطبيعة في خارجية وداخلية. مصادر خارجية - رد فعل الكائن الحي للتغيرات البيئية. الذاتية تنشأ نتيجة لعمليات التنظيم الذاتي التي تتميز تأخر ردود الفعل. تخضع الأسعار لفي نفس الوقت الآثار البيئية التي قد تؤثر على السعة ومرحلة التحول بيورهيثمس بهم.

إيقاعات مستويات تنظيم عوضا عن الأكياس وتردد

وتنقسم إيقاعات أيضا حسب مستوى تنظيم عوضا عن الأكياس معينة. وهي تنقسم إلى المحيط الحيوي، والسكان، الحي، الأعضاء والخلايا.

ووفقا لوتيرتها وهم:

• ايقاعات عالية التردد (من جزء من الثانية و 30 دقيقة)؛
• متوسطة (من 30 دقائق إلى 28 ساعة)؛
• mezoritmami (من 28 ساعة إلى 7 أيام)؛
• makroritmami (من 20 يوما إلى سنة واحدة)؛
• megaritmami (دورية - عشر سنوات).

بيورهيثمس الطبيعة

كائن حي، وفقا لفرضية الأكثر شيوعا هو نظام متذبذبة بشكل مستقل وتتميز مجموعة من الإيقاعات مرتبطة داخليا. دورات الأيض (التمثيل الغذائي وهدم) في خلايا تحدث بشكل مستمر. هذه المجمعات من مختلف التفاعلات الكيميائية الحيوية - التوليف والانقسام وكلاء. في الخلايا نتيجة لذلك، وفقا لدورات الأيض بشكل مستمر التغييرات تحدث تركيزات المواد المختلفة (منتجات الأيض، والانزيمات ومصفوفة نقل RNA، الخ) المشاركة في التفاعلات الكيميائية الحيوية. المعلمات BIOSYSTEMS البيئة الداخلية الناجمة عن ردود الفعل تجعل التذبذب المستمر، والابتعاد عن القيم المتوسطة.

في الكائنات الحية، وأجهزة الاستشعار التي تحدد طبيعة ومعدل عمليات الأيض، هي الهرمونات وجهري تفارغي دعم النظمية في علم الأحياء. هذا هم باستمرار رصد حالة من الجسم. وأنه يميل للحفاظ على ثبات (التوازن) البيئة الداخلية - PH ودرجة الحرارة والضغط الاسموزي، وتركيز المواد الخ وتشارك العديد من الآليات في المحافظة على التوازن. يتم بناؤها أساسا على مبدأ من ردود الفعل. على سبيل المثال، وجود فائض من السكر في الدم يبدأ تخزين آلية من هذه المواد (في شكل جليكوجين). على العكس من ذلك، فإن عدم وجوده يؤدي إلى زيادة الجليكوجين انهيار.

في ختام هذا يمكن القيام به بعد ذلك. في الكائنات الحية، لا عملية مستمرة. ويجب بالضرورة بديلة توجه معاكس مع: .. وبقية العمل، والتنفس على التنفس، والتوليف تقسيم أعقاب حالة النوم، وما إلى ذلك من الكائنات الحية، وبالتالي، لا يمكن أن تكون ثابتة. ويتميز هذا المصطلح مثل الإيقاع. تحديد ما إذا كانت هذه الخاصية من كائن حي يمكن أن تنتج حتى عن طريق الملاحظة البسيطة. قد تلاحظ أن بعض (في الواقع جميع) من احتياجاتها من الطاقة والمعلمات الفسيولوجية هي دائما في موقف لارتكاب تقلبات في كل من السعة والتردد نسبة إلى متوسط القيم.

مثل هذه التقلبات ولها بيورهيثمس. مع مساعدة من هذه الكائنات توفير الاستقرار الحرارية في الدولة. على التكيف بنجاح مع البيئة، هو إيقاع التغيرات الدورية. تعريف هذه الظاهرة، فإننا المذكورة في هذه المقالة.

الساعة الداخلية

توقيت خارجي غير ضروري لمزامنة نظام مع وجود درجة عالية من تصريف كل من النظم الفرعية لها. في تطوير وظائف ترتيب برنامج الفطرية في الجسم مع مرور الوقت وتعديله، والسماح لها للتكيف مع الشخصية الزمني للبيئة. هذا الكائن قادر على "التنبؤ" الوقت من اليوم. هذا يسمح لها أن تكون متصلا في المؤثرات المختلفة مسبقة، والتي تم تضمينها في رد على الفور. على سبيل المثال، درجة حرارة الجسم، ومحتوى القشرية في البلازما في النوم العادي تبدأ فترة طويلة قبل إغلاقها في الارتفاع. ولذلك، يحدث صحوة في كثير من الأحيان أمام يتحول الضوء على.

وفيما يلي أمثلة أخرى من الإيقاع. فقط تلك الكائنات البقاء على قيد الحياة في عملية الانتقاء الطبيعي، الذي لديه القدرة ليس فقط للقبض على مجموعة متنوعة البرية من التغييرات، ولكن أيضا ضبط إيقاع الاهتزازات الخارجية آلة الإيقاع. على سبيل المثال، إيقاعات الحيوانات بديل من اليقظة والنوم، بحيث يساعد على ضمان الظروف المواتية لإنتاج الغذاء. في الطبيعة، ويتم تكييف الجهاز التناسلي (فترات الخصوبة والعقم) أيضا للظروف البيئية التي هي الأكثر الأمثل لزراعة ذرية. العديد من الطيور تطير جنوبا في الخريف. هذا مثال واحد عن كيفية إظهار الإيقاع. علم الأحياء يعرف الكثير من الأمثلة الأخرى. لذلك، السبات بعض الحيوانات. أنه يساعدهم على البقاء على قيد الحياة، على الرغم من أن الخارجية الظروف البيئية المتطرفة.

بيورهيثمس اليومية

النظمية الساعة البيولوجية في علم الأحياء - ما هو؟ دعونا نواجه الأمر. التي تشمل يوميا (الساعة البيولوجية) بيورهيثمس هذه الظواهر وتغيير طبيعة وكثافة العمليات البيولوجية، الذي تردد التكرار هو 24 ± 4 ساعات. معظم العمليات الفسيولوجية والبيوكيميائية من التمثيل الغذائي، وحركة، والتنمية، والنمو، ويخضع لهذه الإيقاعات، التي سببها الإيقاعية (يوميا) على إيقاع البيئة الخارجية. وبدوره، يرتبط الدوران حول محور كوكب الأرض. ومن أمثلة هذه العمليات هي: معدل الأيض، والتقلبات في درجة حرارة الجسم، وتواتر انقسام الخلايا. لجميع من لهم يتميز الإيقاع اليومي.

علم الأحياء - العلم الذي يدرس ليس فقط الحيوانات ولكن أيضا النباتات. هذا الأخير، على وجه الخصوص، الذي يرى في الليل يترك دورات الإيقاعي من خفض وإغلاق الزهور. خلال النهار والكشف عنها. يتم الاحتفاظ إيقاعات حتى عندما لا يكون هناك ضوء الشمس. وهذا ما أكده تجاربه SE Shnol، الفيزياء الحيوية الروسي. واستشهد كمثال على ذلك رئيس بلدية الفاصوليا. ارتفعت أوراقها وسقطت في الصباح والمساء، حتى لو كان المصنع هو في غرفة مظلمة. شعرت كما لو وقت وعلى مدار الساعة الفسيولوجية الداخلية لتحديد ذلك.

النباتات تحدد عادة مدة يوم على الانتقال من شكل واحد إلى آخر عند تغيير خصائص الصباغ فيتوكروم أشعة الشمس (تكوينها الطيفي). على سبيل المثال، والشمس عند الغروب أحمر لأن الضوء الأحمر لديه أطول الطول الموجي وأصغر من فراغ، ومتناثرة. في غسق الشمس أو غروبها الضوء على الكثير من الأشعة الحمراء والأشعة تحت الحمراء. هذا تصور النبات، والتي تبين الإيقاع اليومي.

علم الأحياء - علم، التي اكتسبت حتى الآن الكثير من الخبرة مراقبة الحيوانات المختلفة. وقد وجد على وجه الخصوص أن فترات التداخل من الراحة والنشاط من الحيوانات (ليلا ونهارا) يتصل أيضا الإيقاع اليومي. بالنسبة لهم هو المهم تحديد الوقت ليست مطلقة بل نسبية. انهم بحاجة الى معرفة متى ستشرق الشمس والجلوس كمخلوقات النهار يتطلعون للحصول على استخدام ضوء النهار والليل - الظلام.

هنا مثال - نظرة على الإيقاع اليومي من الخوض في السرطانات الساحل العابث الأطلسي. يتغير لونه، والتي تبين الإيقاع اليومي. علم الأحياء - علم ذلك، مثل الآخرين، لتحديد الأنماط. لماذا السلطعون يتغير لونه؟ دعونا نواجه الأمر.

صباح سرطان البحر، والمزيد من الضوء، ولكن عندما تشرق الشمس أعلى في السماء، فإنه يصبح أكثر قتامة. يلعب دورا وقائيا، الصباغ يحمي السلطعون مغرية من أشعة الشمس الحارقة. إذا كان هذا هو الجزر، ثم أنه يساعد على أن يكون اللون الداكن على الرمال الساحلية دون أن يلاحظها أحد. وهناك بحثا عن الطعام إرسالها إلى سرطان.

الإيقاعات اليومية في البشر

حوالي 300 من الوظائف الفسيولوجية التي لها ايقاعات كل يوم لوحظ في جسم الإنسان. وزن الجسم، استنادا إلى نظام الساعة البيولوجية البشري هو الحد الأقصى في 18-19 ساعة، معدل التنفس - 13-16 ساعة، معدل ضربات القلب - 15-16 ساعة، مستوى الدم من كريات الدم الحمراء - 11-12 ساعات الكريات البيض - 21 ساعات -23 ور. د.

وتسارعت العمليات العقلية وتباطأ في المساء في الصباح. على ايقاعات من الوظائف العقلية والجسدية، في المقابل، تؤثر على اليقظة والنوم التحولات، والراحة والنشاط. تعتمد على عوامل كثيرة أثناء المعلمات منحنى الكفاءة اليقظة: مستوى الدافعية، وتناول الطعام، والوضع العام، مثل شخصية، الخ ...

مصطلح "desynchronosis" دلالة على اضطراب في نظام بيولوجي الوقت يمر الإيقاعات. دراسة آلياته ذات أهمية كبيرة في تنظيم العمل وبقية الموظفين، في تنفيذ التدابير الوقائية المختلفة التي تهدف إلى حماية الصحة. لاحظ Desinhroz ولا سيما في الأفراد الذين جعلوا من الرحلات الطويلة (في 5/4 المناطق الزمنية)، عن طريق تغيير طريقة عملها من يوم إلى الليل، ورواد الفضاء في ارتكاب الرحلات الفضائية.

بيورهيثمس القمر

Tsirkalunarnye (القمر) بيورهيثمس - إيقاعات الذي الفترة هو ما معدله 29.53 يوما. هذه الإيقاعات في علم الأحياء تتوافق مع دورة القمر لمدة شهر، أي دورة من مراحل القمر.

العديد من العمليات الجيوفيزيائية تؤثر على وتيرة دوران القمر حول الأرض. على سبيل المثال، وتغيير الإضاءة في الليل ودرجة الحرارة والضغط الجوي، والمجال المغناطيسي للأرض، واتجاه الرياح. كل هذه الظواهر لtsirkalunarnyh إيقاعات هي مؤشرات مؤقتة.

في الكائنات البحرية وتوجد أمثلة الأكثر إثارة للإعجاب من كيفية تأثير هذه الإيقاعات في العمليات الحيوية. على سبيل المثال، والديدان البحرية Palolo تعيش على الشعاب المرجانية، في شهري أكتوبر ونوفمبر، العشرة الأيام الأخيرة من الدورة القمرية، وفي الوقت نفسه في وقت معين من اليوم، والماء يفصل في ظهرها، وهي مليئة المنتجات من الجهاز التناسلي. ومن الضروري من أجل الإنجاب.

قد تكون دورات القمر وفترات التلقيح الخصوبة ليس فقط synodic (كما في المثال السابق). هناك أيضا sigisic في الفترة الفاصلة من 14.7 يوما. على سبيل المثال، نوع واحد من الأسماك الموجودة على شاطئ خليج كاليفورنيا، واكتمال القمر والقمر الجديد (عند ارتفاع المد) تضع بيوضها على الشاطئ. وهي تتطور في غضون 14 يوما على الشاطئ وشلالات مياه مع المد القادم.

ضوء القمر، كما ذكرنا سابقا، وأسباب الاختلاف في الإضاءة ليلا. وهذا يضمن أن نشاط هذه الحيوانات، والتي تؤدي المساء أو الليل تغيير نمط الحياة. حتى لو استثنينا تأثير ضوء القمر في المختبر، يتم الحفاظ على وتيرة tsirkalunarnyh العمليات. ويمكن أن يكون راجعا إلى عوامل أخرى تتعلق دورة القمر. على سبيل المثال، فمن تقلبات في الحقل المغناطيسي للأرض كوكبنا.

يؤثر على الدورة القمرية أيضا نمو النباتات. يمكن أن تظهر هذا من مثال تقلبات العائد الفجل والبطاطا والبقوليات. لفترة طويلة، والتقويمات القمر تستخدم للمساعدة في تحديد الوقت الأمثل للأنشطة الزراعية والزراعة.

بيورهيثمس السنوية

عاماوي بيورهيثمس (السنوية) في علم الأحياء لديها فترة التذبذب 1 سنة ± 2 أشهر. فإنها ترتبط مع دوران الشمس حول كوكبنا.

ولوحظت هذه الإيقاعات في جميع الكائنات الحية، من المناطق الاستوائية إلى منطقة القطبية. شدة لهم يتراكم مع زيادة العرض. يسمح تحليل إيقاع الباحثون إلى أن نخلص إلى أن الكائنات التي تقطن المنطقة القطبية والمعتدلة، التي الاختلافات الموسمية أكثر ما يلفت الانتباه، هو واضح للعيان. تشمل بيورهيثمس أساس سنوي، أولا، وردود الفعل التكيفية التي تحدث في استجابة لتغير في العوامل البيئية الأكثر أهمية (وضع المياه والتكوين الكمي والنوعي للغذاء ودرجة الحرارة).

ثانيا، بل هو استجابة الجسم لعوامل البيئة إشارة (على سبيل المثال، والتغيرات في شدة المغناطيسية الأرضية الميدانية، والضوئية، وقوع مكونات كيميائية معينة). تحدث سنويا سبيل المثال نظم بيولوجي في nomading ظواهر الهجرة والصيف والشتاء السكون، وعمليات الإنجابية، وهلم جرا. D.

العديد من السبات الحيوان يساعد على البقاء على قيد الحياة فترة غير المواتية. والمثير للدهشة تحدد بدقة الوقت الحيوانات لها. الدب، على سبيل المثال، في معاقله تناسب دائما عشية تساقط الثلوج. وكان نائما بعد ذلك حتى أبريل، حتى تكون درجة الحرارة 12 ° C (أي 5.5 أشهر). في هذا الوقت، كان موجودا على حساب الدهون المتراكمة في الخريف. مخزونه تقريبا ثلث وزن جسم الحيوان. تحمل درجة حرارة الجسم أثناء النوم هو انخفاض بنحو 10 ° C، 3 أضعاف خفض ترددها التنفس. هذا يساعد على توفير الموارد الحيوية المتراكمة في الموسم الحار. هذا هو مظهر من مظاهر إيقاع الجسم من هب ودب. إذا كنت كسر الإيقاع، والحيوان لا يضع في وكر لسبب أو فجأة استيقظت في منتصف فصل الشتاء، محكوم تقريبا ذلك. سوف قضيب ربط يكون قويا جدا لكثير من الطفيليات، والتى تضعف الجسم، ويعانون من الجوع، والمزدهر.

تم عرض أمثلة عديدة من الإيقاع في هذه المقالة. وتؤكد أنها ظاهرة عالمية في عالم الحيوان. بيورهيثمس، علاوة على ذلك، هي العامل الحاسم في وجود الكائنات الحية. وجدت على مبدأ الإيقاع في جميع مستويات التنظيم من النظم البيولوجية. إنه يساعد على تكيف الجسم لأداء أفضل في البيئة.

عامل

وهكذا، درسنا الإيقاع في علم الأحياء، ما هو عليه، الآن أنت تعرف. ومع ذلك، نحن وجدت اهتماما في مفهوم وليس فقط في هذا العلم. على وجه الخصوص، وخلص الخبراء الاقتصاديين أن لوحظ في القطاع الصناعي. وبعد أن قدم هذا الاكتشاف، أنها أدخلت مفهوم "عامل الإيقاع." وتسعى دائما للوحدة. عادة، يتم تحديد عامل إيقاع يوميا، عشرة أيام، شهر واحد، الخ مع أنه يمكن وصفها، على وجه الخصوص، ودرجة استخدامها في إنتاج وقت العمل. وكلما زاد معدل الإيقاع، ودورة الإنتاج ينفق موارد أكثر كثافة والاقتصادية (وخاصة وقت العمل) بعقلانية.