1. Причини адаптивних біологічних ритмів

За функціональним значенням біологічні ритми поділяють на адаптивні (екологічні) та функціональні (фізіологічні).

 Адаптивні біоритми виникли як адаптації живого до регулярних змін основних екологічних чинників і збігаються за тривалістю з ритмами зовнішнього середовища. Це і є їхньою загальною відмінністю від функціональних ритмів, що підтримують регулярний перебіг процесів життєдіяльності, сталість параметрів внутрішнього середовища. Їхні періоди становлять від часток секунди до декількох хвилин.

 

Адаптивні біоритми властиві для усіх біосистем й відбуваються на усіх рівнях життя. Так, на молекулярному рівні добова періодичність характерна для репарації й реплікації ДНК, на клітинному рівні — для поділу епітеліальних стовбурових клітин, на популяційно-видовому рівні сезонна або річна періодичність властива «хвилям життя» тощо.

Адаптивні біологічні ритми пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця, Землі навколо своєї осі й Місяця навколо Землі. Під впливом цього обертання багато екологічних чинників, особливо світловий режим, температура, тиск й вологість повітря, океанічні припливи й відпливи, закономірно змінюються. На екологічну ритмічність живої природи впливають і космічні ритми (періодичні зміни сонячної активності) та електромагнітні поля. Крім циклічності абіотичних чинників для ритміки біосистем суттєве значення мають і періодичні зміни біотичних чинників (наприклад, добова активність у системі «хижак — жертва»).

Чинники, що визначають ритмічність процесів живого, називають синхронізаторами («датчиками часу»). Біоритми, що формуються під дією зовнішніх синхронізаторів (світло, температура, атмосферний тиск, їжа, а для людини — ще й різні соціальні чинники), називаються зовнішніми (екзогенними). Ритми, що виникають всередині біосистеми під дією внутрішніх синхронізаторів і відносно не залежать від зовнішніх чинників, називаються внутрішніми (ендогенними). Роль центрального водія ритму в плазунів й птахів виконує епіфіз, у ссавців — супрахіазматичні ядра гіпоталамусу.

За сучасними уявленнями, основою адаптивних ритмів є внутрішня (ендогенна) програма. За це відкриття лауреатами Нобелівської премії з фізіології і медицини у \(2017\) році стали Д. Холл, М. Рос баш і М. Янг (усі з США). Виявилось, що добові ритми мають молекулярно-генетичну природу, і за їхню періодичність відповідають гени, які назвали часовими.