Gyvybė Žemėje visose savo pavidaluose daugialypė ir įvairi. Tai ir vienaląsčių organizmų gyvybė ir tokios išsivysčiusios būtybės kaip žmogus gyvybė. Nežiūrint į jos formas ji vieninga savo esme. Gyvybė – tai nenutrūkstantis cheminis procesas kurio metu susikuria ir suardomi organiniai junginiai ląstelėse. Visa tai vyksta medžiagų apykaitos tarp organinės ir išorinės aplinkos dėka. Todėl be išorinės aplinkos organizmas negali egzistuoti. Organizmo apibrėžime visada turi būti nurodyta ir jį veikianti aplinka. Į išorinės aplinkos sąvoka įeina viskas, kas supa gyvus organizmus, daro įtaką jų gyvybinei veiklai ir žūčiai. Išorinė aplinka gali turėti skirtingas chemines sudėtis ir įvairius fizinius būvius: temperatūrą, drėgmę, atmosferinį slėgį ir t. t. Gyvas organizmas sąveikoje su jį supančia aplinka gauna būtinas savo egzistavimui medžiagas atiduodamas jai mainų produktus.

Išorinė aplinka daro gyviems organizmams pastovų poveikį ir todėl neturime būti abejingi jai. Egzistuoja minimalios ir maksimalios ribos , už kurių gyvame organizme gali įvykti funkcionaliniai pokyčiai , kartais baigiantys net mirtimi. Ribų tarpe egzistuoja optimalios sąlygos. Kaip pavyzdį galiu pateikti temperatūrinį poveikį organizmui. Aukšta ar labai žema supančios aplinkos temperatūra pražūtinga gyvam organizmui.

Žmogui, pavyzdžiui, tinkamiausia temperatūra esanti 19 – 22 C ribose. Net nedidelis temperatūros atšilimo ar atšalimo pokytis neigiamai atsiliepia bendram organizmo stoviui.

Fiziologiniai procesai vykstantys gyvuose organizmuose tampriai susiję su aplinkos faktoriais. Iš jų pirmaeilę reikšmę turi šviesa, temperatūra, atmosferinis slėgis ir deguonies kiekis ore. Svarbiausias iš jų – šviesa.Ji nusako gyvūnų ir augalų aktyvumo periodus, jų gyvybinės veiklos ritmiškumus.

Procesų kartojimasis – vienas gyvybės požymių. Labai svarbią reikšmę turi gyvų organizmų sugebėjimas jausti laiką. Jo pagalba nusistato paros, sezoniniai, metų, mėnulio ir fizinių procesų potvynių – atoslūgių ritmai.Kaip parodė tyrinėjimai beveik visi gyvųjų organizmų gyvybiniai procesai ritmiški.

Fiziologinių procesų ritmai, kaip ir bet kokie kiti besikartojantys reiškiniai turi banginį poveikį. Atstumas tarp dviejų vienodų bangavimų vadinamas periodu arba ciklu. Kiekvienas ciklas susideda iš dviejų fazių: vienoje iš jų procesas pasiekia maksimumą, o kitoje – minimumą. Amplitudė nusako maksimalų ir minimalų nukrypimą nuo vidutinės reikšmės. Vienoje iš ciklo fazių būna banginio svyravimo nuosmukis kas atitinka proceso susilpnėjimą, o kitoje jo pakilimas lydintis proceso stiprėjimą.

Savo trukme biologinių procesų ciklai ,dažniausiai, kokiame tai lygmenyje sutampa su geofiziniais ciklais. Pavyzdžiui, daugelis fiziologinių organizmų funkcijų susiję su išorinės aplinkos paros cikliškumu, betarpiškai susijusių su Žemės paros sukimosi periodu.

Tyrinėjimai parodė, kad augalų ir gyvūnų biologiniai ritmai tiksliai neatitinka Žemės 24 valandų paros ritmų. Jie dažniausiai skiriasi į mažesnę ar didesnę pusę (dažniausiai į mažesnę). Augalams būdingi 23 - 28 valandų ritmai, gyvuliams 23 – 25 valandų ritmai.Tokie vidiniai gyvųjų organizmų paros ritmai vadinami cirkadiniais.

Biologinių ritmų dėka gyvas organizmas žymiai lengviau prisitaiko prie išorinės aplinkos sąlygų kurios reguliuoja ciklų ir atskirų jų fazių trukmę.

Toks išorinių jėgų poveikis gyvam organizmu vadinamas sinchronizuojančiu, o patys poveikių faktoriai sinchronizuojančiais.
Vienas žymiausių mokslininkų nagrinėjantis biologinio laikrodžio fenomeną amerikiečių biologas J.Ašofas pažymi, kad žmogaus organizme nėra nei vieno organo ir nei vienos organizmo funkcijos kuriose neatsispindėtų paros ritmai. Matuojant molekulinių ląstelių dauginimasį viename ar kitame organizmo audinyje, išskiriamo šlapimo kiekį, reakciją vaistams ar aritmetinių uždavinių sprendimų tikslumą ir greitį žmogus pastebi kad maksimalios minėtų procesų reikšmės atitinka vienu paros laikotarpiu, o minimalios – kitu.

Nustatyta, kad žmogaus organizme yra virš 100 skirtingų biologinių ritmų kurių poveikis atsispindi į įvairius specifinius fiziologinius procesus.

Tai miego ir būdravimo paros ritmai, širdies – kraujagyslių sistemos, kraujo sudėties kitimo ritmai ir t.t.

Žmogaus biologinių ritmų studijavimas – sudėtingas uždavinys nes tam būtina pilnai atjungti visų išorinių faktorių (ypatingai triukšmų), trukdančių normalų žmogaus biologinio laikrodžio funkcionavimą, poveikį. Minėtiems eksperimentams atlikti būtina įsisavinti tobuliausias tyrimų metodikas, turėti šiuolaikinę modernią aparatūra kuri tiksliai registruotų kūno temperatūros, širdies – kraujagyslių sistemos, miego ir būdravimo ritmų pokyčius ir t. t. Pirmieji tyrimai šioje srityje buvo netobuli ir pakankamai primityvūs. Nežiūrint to. Jie padėjo išryškinti žmogaus vidinio laikrodžio ciklus vykstant įvairioms fiziologinėms funkcijoms. Pavyzdžiui, nagrinėjant miego – būdravimo bioritminį ciklą eksperimentai buvo atliekami uolose. Pirmuosius eksperimentus mokslininkai atlikdavo su savimi. Būdami izoliuoti nuo išorinio pasaulio, tyloje ir aklinoje tamsoje, jie stebėdavo paros laikotarpyje įvairių organizmo funkcijų bioritmų pokyčius. Pirminis mokslininkų uždavinys buvo suprasti žmogaus biologinio laikrodžio prigimtį.

Gerai žinome, kad žmogus turi gerai išvystytą laiko jausmą. Jūs juk galite ryte atsibusti be žadintuvo iš vakaro numatytu laiku. Manau kad tai daugelis yra patyręs. Mūsų biologinis laikrodis primena laiką miegui, pietavimui, įgalina suprasti apie nuovargį ar darbingumo pakilimą.

Norint patvirtinti žmogaus biologinio laikrodžio realumą buvo atlikta eilė mokslinių eksperimentų. Vienas pirmųjų tokį mokslinį eksperimentą atliko Ašofas.

Eksperimento esmė buvo ta, kad jame dalyvaujantys (studentai) buvo patalpoje izoliuotoje nuo išorinio pasaulio. Jiems buvo skirtas patogus kambarys svetainė - miegamasis, sanmazgas ir maža virtuvėlė maisto gaminimuisi. Eksperimento dalyviai gyveno jiems įprastos dienotvarkės gyvenimo būdą. Skirtumas nuo įprastinio gyvenimo sąlygų buvo tai kad jie nežinojo laiko.Į izoliuotą patalpą kurioje jie buvo nepatekdavo nei garsas, nei šviesa, todėl nebuvo galimybės žinoti paros laiką.

Eksperimento dalyviai buvo pastoviai stebimi. Buvo matuojama jų kūnų temperatūra, fiksuojamas judesių aktyvumas miegant ir t.t. Eksperimento dalyviai vykdė psichologinius bandymus. Kiekvienas iš jų tikrino laiko pojūčio jausmą stengdamiesi nustatyti 20 sekundžių, 1 valandos ir t.t. laikų trukmes. Šviesą patalpoje jie gesindavo patys eidami miegoti ir užsidegdavo kada atsibusdavo ir keldavosi. Šviesos intensyvumas buvo reguliuojamas išorėje tam kad būtų galima nustatyti kokiu būdu jis veikia bandomųjų vidinius biologinius laikrodžius.

Stebimų fiziologinių funkcijų ir sveikatos stovių registracija įgalino nustatyti ryškiai išreikštus cirkadinius paros ritmus: miego ir būdravimo, kūno temperatūros pokyčių, šlapimo išskyrimo (įvertinant jo sudėtyje esantį kalcio ir kalio kiekį). Minėti ritmai nevisada sutabdavo savo fazėmis, tačiau vidutinė periodo trukmė buvo ne 24 valandos, bet 25 valandos. Tokiu būdu vidinis žmogaus laikrodis atsilikdavo 1 valanda per parą.

Stebėjimai parodė tai, kad vidiniam žmogaus laikrodžiui didelę įtaką turi šviesos intensyvumas. Esant labai stipriam (1500 liumenų) apšvietimui bandomojo žmogaus paros ritmas sumažėdavo iki 19 valandų,o esant silpnam apšvietimui ilgėdavo iki 25,6 valandų. Stebint žmogaus periodinių funkcijų paroje trukmę buvo nustatyta, kad jie trumpėja esant ryškiam apšvietimui ir mažėja esant silpnam.

Esant ryškiam apšvietimui žmogaus darbingumas didesnis, todėl jo vidinio laikrodžio para žymiai sumažėja.

Žmogaus paros biologinių ritmų pastovumą esant pastoviai išorinei aplinkai patvirtino prancūzų speleologas M.Sifore praleides uoloje vienatvėje ir pilnoje tamsoje 205 dienas pasiekdamas savotišką buvimo po Žeme pasaulio rekordą.

į viršų      visi straipsniai