Ф Е Д Е РАЛ Ь Н О Е АГ Е Н Т С Т В О П О О БРАЗО В АН И Ю Г О С У Д АРС Т В Е Н Н О Е О БРАЗО В АТ Е Л Ь Н О Е У ЧРЕ Ж Д...
69 downloads
223 Views
308KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Ф Е Д Е РАЛ Ь Н О Е АГ Е Н Т С Т В О П О О БРАЗО В АН И Ю Г О С У Д АРС Т В Е Н Н О Е О БРАЗО В АТ Е Л Ь Н О Е У ЧРЕ Ж Д Е Н И Е В Ы С Ш Е Г О П РО Ф Е С С И О Н АЛ Ь Н О Г О О БРАЗО В АН И Я «В О РО Н Е Ж С КИ Й Г О С У Д АРС Т В Е Н Н Ы Й У Н И В Е РС И Т Е Т »
Х иц о ваЛ .Н .
Ц и кли че с ки ея вле ни я в п р и р о де У ч ебное п особи е п о нап р авлени ю 020200 - би ологи я
В о ро неж 2005
1
У тверждено научно -мето дичес к им с о вето м био ло го -по чвенно го ф ак ультета (28.08.04, про то к о л № 1)
Авто р: Х иц о ваЛ .Н .
У чебно епо со бие по дго то влено нак аф едре тео ретическ о й и медиц инс к о й зо о ло гии био ло го -по чвенно го ф ак ультетаВ о ро нежс к о го го с ударс твенно го универс итета Рек о мендуетс я для магис тро в, о бучаю щ их с я по направлению 020200 – био ло гия.
2
О бщ ая хар акт е р и с т и ка ди с ц и п ли ны «Ц и кли че с ки ея вле ни я в п р и р о де » О бъем – 36 час., из них 18 час. - аудито рны х , 18 час. – с амо сто ятельная рабо та; ф о рмао тчетно с ти – тек ущ ий к о нтро ль (зачет) Ц е ль и з адачи и з уче ни я ди с ц и п ли ны : с о здание ц ело стно го предс тавления о с трук турно -ф унк ц ио нально й ро ли живо й о бо ло чк и п ланеты Земля. Задача: ф о рмиро вание о с но в по нимания универс ально с ти ц ик личны х про ц ес с о в, про исх о дящ их в приро де. О с но вны е з нани я , уме ни я и навы ки , ко т о р ы ми с т уде нт до лже н о владе ть в р е з ульт ат еи з уче ни я ди с ц и п ли ны М агис тр до лжен знать принц ипы и мех анизмы реализац ии гло бальны х про ц ес с о в, про исх о дящ их в био с ф ере на разны х уро внях ее о рганизац ии: био с ф ерно м, эк о с истемно м, о рганизменно м, к лето чно м; М агис тр до лжен прио брести навы к и транс ф о рмац ии ф ундаментальны х тео ретичес к их представлений в ц елях о с мы с ления по лучаемы х результато в научны х ис с ледо ваний. Ле кц и о нны й мат е р и ал Л ек ц ия 1 Те ма: Н о вы еп ар ади гмальны ефр е ймы (гло бали с т и ка и гло бальны й эво лю ц и о ни з м, ко нц е п ц и я ц и кли чно с т и ) Н о вы й с по с о б научно го и ф ило со ф с к о го о тражения – с интезно е мы ш ление (Ю .Н . М алино вс к ий, 2000). Г ло бальны й эво лю ц ио низм и гло балис тик а к ак направления научно -ф ило с о ф ск о й мы с ли Х Х с то летия. С интез тео рий с инергетик и, едино й Ж иво й приро ды , В с еленно й. С ис тема взглядо в о ес тес твенно -приро дно й ц ело стно сти и ц елес о о бразно с ти по ведения вс его живо го . С интез о бщ ес твенно научны х и ф ило со ф с к их тео рий, изучаю щ их взаимо дейс твие П риро ды , Ч ело век а и О бщ ес тва (с о ц ио энергетик а, к о нц епц ия У ниверс ально го эво лю ц ио низмаН .Н . М о ис ееваи др.). Т ео рия эмерджентно й эво лю ц ии В ернадс к о го (с к ачк о о бразно с ть с амо развития, о дна из о тправны х то чек со временно й с инергетик и и гло бально го эво лю ц ио низма). Х о лизм к ак «принц ип ц ело стно с ти» - о дно из о с но во по лагаю щ их с ис темо о бразую щ их по ло жений в ф о рмиро вании с о временно й гло балис тик и к ак научно ф ило с о ф ск о го направления. П ро блема времени к ак о дин из о с но вны х во про со в ф ило с о ф ии (транс ф о рмиро вание в о щ ущ ении единс тва про с транства – времени, во с принимаемо е к ак инф о рмац ия о про ш ло м, насто ящ ем и будущ ем; сво йс тва времени: п оследов ат ельност ь; дли т ельност ь - «дление» по В ернадс к о му; к о нц еп ц ия абс о лю тно го , реально го и математичес к о го времени Н ью то на). Релак сац ио нно е время био ло гичес к их сис тем, нео бх о димо е им для во звращ ения в ис х о дно е с о с то яние по с ле малейш их наруш ений. В ариабельно с ть его : Релак сац ио нно е время в различны х метабо личес к их с ис темах (ф ерментативны х реак ц иях и диф ф узны х про ц ес с ах , эпигенетичес к их и генетическ их струк турах ).
3
Д инамичес к о е равно вес ие живо го и к о с но го вещ ес тва- принц ип единс тва мира. П ро с транс тво -время живо го чело век ав это й гармо нии. Ф унк ц ио нальная первично сть и первично с ть времени-инф о рмац ии. Ц ело с тно с ть живо го и ц елес о о бразно с ть его по ведения, о с но ванны е на эво лю ц ио нно -био ло гическ о й преемс твенно с ти. Культурная био гео х имичес к ая энергия или энергия чело веческ о й к ультуры (Э Ч К) В ернадс к о го , превращ ение ее в интеллек т, правящ ий миро м. О с ущ ес твление с о ц иально й преемственно с ти между вс еми живы ми с ущ ес твами на Земле, в Ко с мо с е, между чело вечес к им интеллек то м через Э Ч К. Ф ундамент Г ло бально го эво лю ц ио низма (ес тес твенно -научно е и ф ило со ф с к о е наследие русск их к о с мис то в: Н .Ф . Ф едо ро ва, А.В . С ух о во Ко бы лина, Н .А. У мо ва, К.Э . Ц ио лк о вск о го , В .И . В ернадс к о го , А.Л . Ч ижевс к о го , И .П . Ко пы ло ва, И .С . Ш к ло вск о го , Б.А. Ас таф ьева, Л .С Бергаи др). Развитие идеи о тро ично й с трук турно -ф унк ц ио нально й о рганизац ии эво лю ц ио низирую щ их инф о рмац ио нно -к о до вы х по дс ис тем разно го иерарх ическ о го уро вня. Т ео рия М о но дуализма про с транс тва-времени и мно жес твенно сти времен В .И . В ернадс к о го к ак триггер ро ждения но во го с о временно го направления в с инергетик е – темпо рально го с инергизма. Т ео рия темпо рально с ти М ира. П редставители со временно го с инергизма. П ерео смы с ливание научны х парадигм. Ро ль Т . Куна, И . П риго жина, И . Л ак ато с а(1978) и др. М о но граф ия Т . Куна (1975) «С трук тура научны х рево лю ц ий»: с о временно сть к ак перио д ло мк и к ано но в и перес мо тр о с но в наук и с пец иалис тами вы чис лительно й математик и и про граммиро вания. Рабо ты ф изик о в, х имик о в Х Х век а. Н аступление но во го био ло гичес к о го век а, с о пряженно го с ф о рмиро ванием но во го с к лада мы ш ления, о твечаю щ его приро де с о временно го знания. П о требно с ть с о временно й наук и не то льк о в по знании живо й приро ды , но и в анализе с амо й п риро ды по знания. Н о вы й тип мы ш ления: интегриро ванно е (едино е в с во ей о с но ве), вк лю чаю щ ее в с ебя с о во к упно сть математичес к их , ф изик о -х имическ их и био ло гическ их знаний, о пираю щ их с я нак ультурны е до с тижения вс ех предш ес твую щ их эпо х . Л ек ц ия 2 Те ма: О бщ и еп о ло же ни я Ко нц е п ц и и ц и кли чно с т и Рабо ты ш к о лы Ю .Н . С о к о ло ва(2000) по с о зданию О бщ ей тео рии ц ик ла. П ерео с мы с ление по нятия ци к ли ч ност и (без ц ик ло в нет жизни). И дея о во змо жно с ти вы деления о со бо й к атего рии ци к ли ч ност и нарядус к атего риями про с транс тва, времени, движения, с вязанны ми с ц ик лично с тью . П ринц ип ц ик лично с ти и Ко нц епц ия ц ик лическ о го единс тва п риро ды по рабо те В .П . Реуто ваи др. (2003): чело век живет в ц ик лическ о м мире, где по ц ик лам движутс я планеты , их с путник и, Г алак тик и и вс я В селенная с о верш аю т ц ик личес к о е движение. Круго во ро т вещ ес тв в био с ф ере (во да, во до ро д, к ис ло ро д, углеро д и т.д. ) и ц ик лы вещ еств в живы х о рганизмах . И деи астро ф изик о в о с ущ ес тво вании к руго во ро тавещ ес тв в к о с мо с е. Ц ик лично с ть о бменны х про ц ес с о в на мо лек улярно м, к лето чно м и о рганизменно м уро внях . 4
О тражение принц ипа с пирали в с трук турно -ф унк ц ио нально м по стро ении о рганелл к летк и (по дчинение принц ипус пирально сти). Ц ик личес к ий режим рабо ты ф ерменто в. С ис темы регуляц ии го мео с таза к ак с ис темы с о триц ательно й о братно й с вязью (с игнал с вы х о дапо с тупает наее вх о д и т.о . замы к аетс ис темув ц ик л). О тражение п ринц ип ац ик лично с ти не то льк о в с трук туре и ф унк ц ии живо го и био с ф еры , но и но о с ф еры . С пиральная траек то рия по знания и развитие чело веческ о го о бщ ес тва. Ф ило с о ф с к ие зак о ны "о триц ание о триц ания" и "развитие по с пирали" к ак про явление принц ипац ик лично с ти. Ц ик личес к ие или к о лебательны е движения к ак элемент вс ех тех но ло гий , со зданны х чело век о м. Н ес о вмес тимо сть с жизнью наЗемле при вы к лю чении или по лно м ингибиро вании вс ех ц ик личес к их и к о лебательны х про ц ес с о в в живы х о рганизмах . П о нятие «жизнь» в предс тавлении Ф . Э нгельс а (жизнь нево змо жна без белк о вы х тел, жизнь - ф о рма с ущ ес тво вания белк о вы х тел). С о временно е предс тавление: жизнь нево змо жна без нук леино вы х к ис ло т, нук лео про теино вы х к о мп лек со в и ц ик личес к о й с трук турно -ф унк ц ио нально й о рганизац ии. П о В .П . Реуто ву («в п ерво м приближении»), жизнь - это ц ик личес к ая с трук турно -функц и о нальная о р гани з ац и я бе лко в, нукле и но вы х ки с ло т и нукле о п р о те и дны х ко мп ле кс о в. И сто ричес к ие ф ак ты с ущ ество вания ц ик ло в ц ивилизац ии. Рабо та гелио био ло га А.Л . Чижевс к о го . "Ф изичес к ие ф ак то ры ис то ричес к о го про ц ес с а" (1924) с анализо м ис то ричес к их с о бы тий 2300 предш ес твую щ их лет в 70 странах и вы во дами о перио дично с ти всемирно ис то ричес к о го про ц ес са: к о ррелиро вание эмо ц ио нально й напряженно сти чело веческ их со о бщ ес тв с с о лнечно й ак тивно стью . Анало гичны е вы во ды зарубежны х авто ро в: Зо ло то й В ек Ренес с анс а, Баро к к о , Ро к к о к о , в то м чис ле наибо лее мо щ ны й к ультурны й «взры в» эпо х и В о зро ждения, и другие наибо лее извес тны е к ультурны е «взры вы » прих о дилис ь напик и с о лнечно й ак тивно сти. П ерио дично с ть тво рчес к о й ак тивно сти в зап адно евро пейс к о й и к итайск о й живо пис и, по эзии и наук е, со о тветс твиевро пейск им пик о в тво рчествав Китае. Био ло гичес к ие ритмы (лунны е, с уто чны е, го до вы е, 12-летние, с вязанны е с с о лнечно й ак тивно с тью ) и к о с мическ ие ритмы к ак до к азательс тваци к ли ч но ст и ф унк ц ио нальны х с ис тем лю бо го ранга и генезис а. Пр е дп о ло же ни е о п о ни мани и ц и к ла в дальне йш е м как е ди ни ц ы , ат о ма и ли квант а функц и о нально й акт и вно с т и лю бы х с и с т е м (В.П. Реуто в и др., 2003). П о стро ение но во й к о нц епц ии в со временно й наук е: к онцеп ци и ци к ли ч еск ого еди нст вап р и р оды, в о снове к от ор ой доп уск ает ся идея о то м, что е ди нс т во п р и р о ды с о с т о и т в ц и кли че с ко й с т р укт ур но -функц и о нально й о р гани з ац и и наш е го ми р а, би о с фе р ы и но о с фе р ы Зе мли . В о про с ы , с о пряженны е с принятием научны м с о о бщ ество м но во й к о нц епц ии: с ущ ес твую т ли к ак ие-либо фи зи ч еск и е основ ани я для о бр азов ани я ци к ли ч еск и х св язей наразличны х с трук турно -ф унк ц ио нальны х уро внях живы х и неживы х с ис тем и ло гическ ие до к азательс тва необходи мост и обр азов ани я ци к ли ч еск и х св язей на различны х с трук турно -ф унк ц ио нальны х уро внях ; п оч ему обр азую т ся ци к ли ч еск и е св язи ; п оч ему нап р и мер , в озни к ает 5
к р угов ор от в ещ ест в в п р и р оде и т .д. Н еизбежно с ть с вязи ук азанны х во про со в с тео рией ф унк ц ио нальны х с ис тем П .К. Ано х ина (ф о рмиро вание с ис темы , например, к руго во ро та вещ ес тв в приро де или ц ик ла о к с ида азо та в живы х о рганизмах , вс егда по дчинено по лучению о пределенно го по лезно го результата). О днак о неизвес тны ф изическ ие о с но вания, лежащ ие в о с но ве о бразо вания ц ик личес к их с вязей, нет ло гическ и то чны х до к азательс тв (до с то верно с ть в наук е, к ак известно , до к азы ваетс я во с про изво димо с тью ф ено мена). «Н евы яс ненно с ть» на данно м временно м с ечении ф изичес к их о с но в о бразо вания ц ик лическ их с вязей с о гласуетс я с тео ремо й о непо лно те с истем (с ф о рмулиро вана К. Г еделем в 1931 г.): на о с но ве ло гик и нево змо жно о бо с но вать принц ипы , лежащ ие в о с но ве ло гическ их вы во до в. Реш ение про блемы (не внутри, авне с истемы ). О с о бенно с ть принц ипо в и по с тулато в (к ак и принц ип ц ик лично с ти): к ак о бо бщ ения эк с перименто в или наблю дений не мо гутбы ть ло гичес к и до к азаны , но с о с тавляю т«к о с тяк » наук и. Н ео бх о дима с мена по к о ления учены х для п ринятия но вы х идей и но вы х принц ип о в ( про явление единс тваприро ды в ее ц ик лично с ти - не ис к лю чение из о бщ его правила). П редпо ло жение в с вязи с этим: «к о нц епц ия о единс тве приро ды в ее ц ик лично сти», требует о пис ания о с но вны х зак о но мерно с тей в живы х и неживы х с ис темах наязы к е к о нк ретны х наук , но не вы х о дя зарамк и лю бо й из них ; к о нц епц ия ц ик лично с ти о дно временно будет о бращ ена к ес тес твенно научно му, и к ф ило со ф ск о музнанию , не с во дясь ни к то му, ни к друго му. Зак о но мерно сти, п рис ущ ие не то льк о чело вечес к о муо бщ ес тву, но и вс ему живо му: траек то рия развития о бщ ества, наук и превращ аетс я в ц ик л, азатем в с пираль. П о М .М . Камш ило ву, с по со бно с ть к с амо во с п ро изведению по зво ляет живо му, прис по с абливаясь к но вы м усло виям, вс е время вы х о дить зап ределы замк нуто го ц ик ла, что не разруш ает ц ик личес к ую с трук туру жизни, но расш иряет био тичес к ий к руго во ро т: к руг п ревращ аетс я в с пираль, по вы ш ается о рганизо ванно с ть жизни, во зрастает запас внутренней инф о рмац ии, о тк ры ваетс я во змо жно с ть для по гло щ ения до по лнительно й инф о рмац ии. П о Т . Куну, вс е научны е про блемы научно е с о о бщ ес тво реш ает нао с но ве с ущ ес твую щ ей парадигмы (сх емы ), к о то рая вк лю чает го с по дс твую щ ие ф ило со ф с к ие идеи, с ло живш иес я научны е тео рии и правила. С менапарадигм в наук е про ис х о дит ино гдадо стато чно бы с тро (нап ример, признание к лето чно й тео рии), в других с лучаях для это го нужны с то летия (например, предс тавление о струк туре к летк и к ак дис к ретно й единиц е). В с вете с к азанно го предпо лагается, что по лно е и глубо к о е о с о знание принц ипа ц ик лично с ти о пределитс я с мено й с амо й парадигмы наук и. Э то му будет с по с о бс тво вать по явление о тдельны х раздело в в медик о -био ло гическ их наук ах : глубо к о е знание ц ик личес к их п ро ц есс о в в ф изио ло гии, био х имии и био ф изик е (например, медиц инс к ий анализ перио дичес к их про ц ес со в в о рганах и тк анях , к о ррек ц ия пато ло гическ и измененны х метабо личес к их ц ик ло в). П ринц ип ц ик лично сти - мето до ло гичес к ий инс трумент, по зво ляю щ ий устано вить но вую с трук турно -ф унк ц ио нальную о рганизац ию , о бнаружить с вязи междуразно ро дны ми явлениями, в чем и зак лю чаетс я его эврис тичес к ая 6
ц енно с ть. П о Д ж. Берналу, важны м в наук е являетс я по нимание, «угады вание» нек их о бщ их принц ипо в. К так о вы м принадлежитпринц ип ц ик лично с ти. Л ек ц ия 3 Те ма: Ц и клы и р и т мы . Клас с и фи кац и я ге ли о фи з и че с ки х и би о ло ги че с ки х р и т мо в. Фо то п е р и о ди з м. Би о ло ги че с ки е час ы . О с ц и лля ц и и . М е хани з мы о с ц и лля т о р ны х п р о ц е ссо в Т ермин «ритм» ведет про исх о ждение о т гречес к о го с ло ва rhytmos – (равно мерно с ть, упо рядо ченно с ть) – чередо вание элементо в с о пределенно й часто то й. Т ермин «ц ик л» так же греческ о го про ис х о ждения (kyklos – к руг) – с о во к упно сть про ц ес со в, со ставляю щ их к руго о бо ро т в течение времени (во звращ ение в исх о дную то чк у). С названны ми терминами с вязаны так ие ф унк ц ио нальны е величины , к ак ч аст от а (чис ло к о лебаний в единиц у времени); амп ли т уда (по к азатель о тк ло нения о т нулево го значения величины , к о леблю щ ейс я по о пределенно му зак о ну); фаза – с о сто яние к о лебательны х про ц ес с о в в о пределенны й мо мент, п ер и од – наименьш ий временно й интервал, зак о то ры й с ис темаво звращ аетс я в с о сто яние п о к о я. П рименительно к ц ик лу по нятие «ф аза» - п ерио дично с ть по вто ряю щ их с я с о с то яний. С ущ ес тво вание живы х о рганизмо в в с ло жно й и динамично й с реде жизни во змо жно благо даря непреры вно му взаимо дейс твию с нею и ф о рмиро ванию мно го плано вы х адаптац ий. У ниверс ально й ф о рмо й о тветабио с ис тем разно го ранга на во здей ствие внеш них ф ак то ро в являю тс я ритмичес к ие изменения интенс ивно сти ф унк ц ио нально й ак тивно с ти. В о змо жно с ть о птимальны м о бразо м реагиро вать к ак напредс к азуемо е, так и нанеп редс к азуемо е дейс твие внеш ней с реды в значительно й мере о пределяетс я с по с о бно с тью о рганизма найти те значения с во их ф унк ц ий, к о то ры е о к ажутся наибо лее адек ватны ми данно й с итуац ии. О т перио дичес к их ритмо в не сво бо ден ни о дин живо й о рганизм. П о с то янная рабо таего про тив равно вес ия и к о лебательны е режимы расс матриваю тс я учены ми к ак ф ундаментально е с во йство живо го и с пец иф ичес к ая чертао бменавещ ес тв в био ло гическ их о бъек тах . П о лагаю т, что уже на уро вне единично й к летк и вс е виды мо лек ул по с то янно нах о дятс я в динамичес к о м с о с то янии, т.е. распадаю тс я и с интезирую тс я, что влечет за с о бо й , по Б.С . Г удвину(1963), незат ухаю щ и е к олебани я и х к онц ент рац и и . П о нятия «ц ик л» и «ритм», «ц ик лично с ть» и «ритмично с ть» ино гда о то ждес твляю т, что неверно , х о тя эти по нятия взаимо с вязаны . Ритмы п о дразделяю т по к ритериям п ринадлежно с ти к живы м о рганизмам (растения, живо тны е, чело век ) и к о с но й (абио тичес к о й) с реде (табл.1), уро вню о рганизац ии био ло гичес к их с ис тем (к лето чны й, о рганизменны й, по пуляц ио нны й, эк о с ис темны й , био с ф ерны й), ф унк ц ио нально му значению , с вязанно мус реализац ией про граммы жизни, п о их часто теили перио ду.
7
Т аблиц а1 П ерио ды и ц ик лы гелио гео ф изичес к их ц ик ло в Класс ритмо в М ик ро ритмы М езо ритмы
М акро ритмы Ц ик лы длительно с ти
бо льш о й
Ритмичес к иеявления И нф развук, генерируемы й по лярны м с иянием П ульс ац ия с о лнц а В ращ ение земли В ращ ение с о лнц а О бращ ение лу ны Ц ик лы со лнечно й активно сти В ариац ии напряженно с ти гео магнитно го по ля
П ерио ды 20-100 с ек . 60 мин., 2час.40 мин. 24 час. 27 с ут. О т7 до 29,5 с у т. 11,22,25 лет 350, 500,1000,7000 лет
П о мере усло жнения био с ис тем про с леживаетс я о бщ ая тенденц ия увеличения длины перио до в.
Т аблиц а2 Класс иф ик ац ия и о с но вны е с во йс твабио ло гичес к их ритмо в Класс ритмо в
Н азваниеритма П ерио д
Ц ик лично с ть
вы с о к о часто тны й
минутны е во лны
до 30 мин
1 ц ик л в мин.
с реднечасто тны й
ультрарадианны е
бо льш е 30 Бо льш е мин., меньш е ц ик лав 20 20 час. Час.
то же
Ц ирк адианны е 20-28 час. (ц ирк адны е) Ц ирк авигинтан- О к о ло ны е 20 с уто к
П римерно 1 ц ик л в с утк и 1 ц ик л в 3 недели
то же
Ц ирк анну альны е
О к о ло 1 го да
1 ц ик л в го д
с верх медленны й
М но го летние мегаритмы
О т1,5 до 1 ц ик л в неск о льк их нес к о льк о лет лет
низк о часто тны й
1
Ф унк ц ии, с вязанны е с ритмо м перис тальтик ак иш ечник а Ко лебания с о с тава к ро ви,сек рец ия и т.д. С о н- бо дрс тво вание Э ндо к ринны е и метабо личес к ие про ц есс ы М едленно П ро тек аю щ ие метабо личес к ие про ц есс ы Э пидемии Э пизо о тии Ц ик личес к ие измения эк о с ис тем
8
П о этФ . Т о мпс о н пис ал: «Ко с нувш ис ь ц ветк а, ты тем с амы м по трево жиш ь и звезду». В это м вы ск азы вании, нес мо тря на преувеличение, с о держится рац ио нально е зерно : дейс твительно , междудвижением небес ны х тел и живы ми о рганизмами на Земле с ущ ес твует с вязь. Ж ивы е о рганизмы не то льк о улавливаю т с вет и тепло с о лнц а, но и о бладаю т мех анизмами, то чно к о о рдинирую щ ими их по ло жение, реагирую щ ими на ритм приливо в, ф азы Л уны и движение планеты . Ж изнь растений и живо тны х по дчиненаритмам, приуро ченны м к про до лжительно сти дня, с мене дня и но чи, времен го да, что о бусло влено движением Земли во к руг с о лнц а. Различие между дневны м и но чны м о бразо м жизни о пределяетс я с о во к упно стью ф изио ло гичес к их и по веденческ их адаптац ий, вы рабо танны х в про ц ес се эво лю ц ии. Т ак , древние ф о рмы насек о мы х (тарак аны , термиты ) – но чны е насек о мы е, а«мо ло ды е» (о с ы , пчелы ) – дневны е, эк о ло гичес к и с вязанны е с о тно с ительно мо ло ды ми ц ветк о вы ми растениями и по это муак тивны днем, к о гдараск ры ваю тс я ц ветк и. Н о чны е чеш уек ры лы е питаю тс я нек таро м растений с о с ветло -желты ми или белы ми раск ры ваю щ имис я но чью ц ветк ами. Ф изио ло гичес к ий мех анизм измерения времени назы ваю т био ло гичес к ими часами. О бы чны м про явлением это го мех анизма с лужат ц ирк адны й ритм (о к о ло с уто к ), или с по с о бно сть о тс читы вать время и п о вто рять ф унк ц ии примерно через 24-часо вы е интервалы даже в темно те, при о тс утс твии с мены дня и но чи. Д ругие ритмичны е ф унк ц ии с вязаны с перио дично стью , о пределяемо й луно й , а так же с мено й времен го да. М ех анизм ф унк ц ии био ло гическ их часо в по лно с тью нераск ры т. С то ро нник и эндо генно й гипо тезы (С . П иттендрай , И . Г астингс ) предпо лагаю т, что о с но вны м измерителем времени с лужит нек ая о с ц иллирую щ ая био х имическ ая реак ц ия в к летк е или в эндо к ринно й с ис теме ( например, глик о лиз в к летк ах дро жжей «пульс ирует» ритмическ им о бразо м (но не о бнаружена к о рреляц ия с этими к о лебаниями метабо лизма). Браун – приверженец эк зо генно й гипо тезы (идеи внеш них пейс мек еро в), о бнаружил, что о рганизмы реагирую т нас уто чны е ф лук туац ии магнитно го по ля Земли. О н с читает, что о рганизмы (растения и живо тны е) ис по льзую т так ие с лабы е ф лук туац ии к ак временную с еть, по к о то ро й о ни к о дирую т инф о рмац ию , нео бх о димую для регуляц ии во времени ф изио ло гичес к их ритмо в. Е . Бю нинг, уделивш ий бо льш о е внимание приро де и рабо те био ло гическ их часо в, с читал, что в их о с но ве лежит ф изичес к ий мех анизм (перио дичес к о е изменения с по с о бно с ти ядра к летк и с вязы вать во ду завис ит о т с о с то яния мак ро мо лек ул; к о лебания о пределяю тс я внутрик лето чны ми реак ц иями, по с тавляю щ ими энергию ; ак тивно с ть ф ерменто в завис ит о т с тепени растяжения белк о во й ц епи и т.д). П о его мнению , био ло гичес к ие часы дейс твую т на о с но ве чередо вания напряжения и расс лабления, т.е. тензио нно с ти и релак с ац ии. Д ругими ис с ледо вателями бы ло по к азано , что нек о то ры е х имичес к ие вещ ес тва с по с о бны влиять на био ло гичес к ие ритмы , удлиняя их перио ды (П АВ , алк ало иды , нарк о тик и). Н емало усилий бы ло п о трачено , что бы устано вить ло к ализац ию ф изио ло гичес к их (био ло гичес к их ) часо в (ис к али в ядре, ц ито плазме, пластидах 9
растений). Д ж. У инф ри (1990) в мо но граф ии «В ремя по био ло гическ им часам» вы с к азал мы с ль, что ц ирк адианны й ритм не универс ален и различаетс я в завис имо с ти о т п ринадлежно с ти к то муили ино мубио ло гичес к о мувидуили даже тип ук летк и, но признал вмес те с тем, что с ущ ес твую т вес к ие о с но вания предпо лагать наличиеего именно науро вне к летк и. Н ек о то ры е бо таник и предпо лагаю т, что мех анизм по ддержания регуляц ии век то ра био ло гическ о го времени у растений с вязан с чувствительно с тью пластид и мо жет расс матриватьс я в к ачес тве о с но вно го ф изичес к о го мех анизма, а к о мплек с из про ламмеллярно го тела, ф ерритина и других к о мпо ненто в вы по лняет ро ль измерительно го мех анизма, о т него завис ят ф азы часо в. П ри это м ф аза напряжения (зарядк а о с ц иллято ра) до лжна о бладать парамагнитно й чувс твительно с тью , что не с во й ственно ф азе релак с ац ии. П о мнению бо таник о в, с вето вы е реак ц ии ак тино ритмии (ф о то перио дизма) мо жно расс матривать к ак мех анизм, с по мо щ ью к о то ро го часть энергии, п о с тупаю щ ей о тф о то с интеза, перек лю чаетс я нанужды часо в. П ри вс ем разно о бразии по дх о до в к о пределению мех анизма рабо ты био ло гическ их часо в живо го о рганизмац елес о о бразно иметь прежде вс его в видус ледую щ ее. Ч то бы по ддерживать с инх ро нно с ть био ло гическ их часо в с вращ ением Земли, требуетс я с игнал времени, к о то ры й надс траивает ф азубио ло гичес к их часо в к мес тно му времени. Т ак им временны м с игнало м для бо льш инс тва био ло гическ их видо в являетс я с вет, к к о то ро му живы е о рганизмы вы со к о чувс твительны . С вето во й ф ак то р наряду с температуро й, гео магнитизмо м о тно с ятс я к эк зо генны м ф ак то рам, о т к о то ры х завис ят с уто чны е ритмы . Н о по с ледние в равно й мере о пределяю тс я и эндо генны ми (внутренними) причинами. Значимо с ть тех и других ф ак то ро в в то м, что о ни по зво ляю т приво дить ф изио ло гичес к ие ритмы в со о тветс твие с ритмо м о к ружаю щ ей среды и даю т о рганизмам во змо жно сть предвидеть с уто чны е, с езо нны е и другие перио дическ ие к о лебания Ц ик лическ ие про ц ес с ы в живо м о рганизме о с ущ ес твляю тс я с о во к упно с тью о тно с ительно независ имы х пей с мек еро в (ритмо во дителей), с инх ро низиро ванны х по ф азе и перио ду, т. е. реализую тс я по мультио с ц иллято рно мупринц ипуф о рмиро вания к о мп лек с ас уто чны х режимо в ф изио ло гичес к их ф унк ц ий . С ледствием это го принц ипа являетс я ф о рмиро вание с трук туры био ритмо ло гичес к их стерио типо в, завис ящ их о т временно й с трук туры эк зо генны х и эндо генны х ф ак то ро в. Л ек ц ия 4 Те ма: Би о с фе р а. Ст р укт ур но -функц и о нальная Г ло бальны еБи о с фе р ны ер и т мы
хар акт е р и с т и ка.
10
В .И . В ернадск ий к ак о с но во по ло жник но во й наук и – био гео х имии, с вязы ваю щ ей х имию Земли с х имией жизни. У чение В .И . В ернадс к о го о био с ф ере, устано вление им ро ли живо го вещ ествав прео бразо вании земно й по верх но с ти. Био с ф ера к ак гло бальная о тк ры тая с ис темас о вх о до м (по то к со лнечно й энергии из к о с мо с а, х имическ о й энергии – из лито с ф еры , живо е вещ ес тво , во влек аемо е в био генны й к руго во ро т, инф о рмац ия) и вы х о до м (расс еиваемая и излучаемая, преимущ ес твенно тепло вая энергия, ух о дящ ее из к руго во ро та вещ ес тво , рео рганизо ванная и исх о дящ ая инф о рмац ия) и к ибернетичес к ая с ис тема(о бладает с во йс твами с амо регуляц ии). Ф унк ц ии био с ф еры (с о здание о зо но во го с ло я, нах о дящ его с я на вы с о те 20-45 к м и по гло щ аю щ его к о ро тк о во лно вы й ультраф ио лет – с длино й во лны 200 нм, регуляц ия с о става газо во й о бо ло чк и Земли. Реализац ия с амо регулиро вания био с ф еры через ее по дс ис тему – гидро с ф еру (ежего дно е внес ение по верх но с тны ми во дны ми с ис темами о к о ло 1,5 млн. тк арбо натак альц ия, с по с о бно с ть во дны х о рганизмо в к о нц ентриро вать и к рис таллизо вать в п о к ро вах , внеш них и внутренних с к елетах минеральны е вещ ес тва, о с аждаю щ иес я по с ле их гибели надно о к еана и ф о рмирую щ ие о с адо чны е го рны е по ро ды ). М ех анизмо м с амо регуляц ии био с ф еры с лужит«живо е вещ ес тво » (по В .И . В ернадс к о му). Г раниц ы био с ф еры о бусло влены зо но й с ущ ес тво вания жизни (нео бх о димы е к о личествавлаги, углек ис ло го газаи к ис ло ро да, о бес п ечиваю щ ие ды х ание и ф о то с интез, благо приятны й температурны й режим). Г раниц ы био с ф еры : верх няя – на уро вне о бнаружения эк с тремально го по днятия живы х летаю щ их о рганизмо в – до 10 к м (бак терии вс тречаю тс я вы ш е – до 70 к м в с трато с ф ере); нижняя границ а– то лщ аво ды до 11 к м, то нк ий наземны й с ло й и бо лее 3 к м по дземны й с ло й. Н иже в п ределах дес ятк о в к м земная к о ра о х ваты вает ряд гео ло гичес к их о бо ло чек , сф о рмиро ванны х «бы лы ми био с ф ерами». Н ес к о льк о о бо ло чек (с ло ев) о бразую т мно го с ло йную мегабио с ф еру. Био с ф ера к ак с амо о рганизую щ аяс я с ис тема для по ддержания го мео с таза до лжнабы лав про ц ес с е эво лю ц ии с о верш ать авто к о лебания с во их про ц ес со в. С видетельс тво м ритмичес к их и ц ик личес к их про ц ес с о в в био с ф ере являетс я по с ледо вательно с ть нак о пления о с адо чны х то лщ в о к еане, его к ривая к о лебаний (ак вато рии древних мо рей). Л ито с ф ера. В 1936 г. С .Н . Бубно в (1960, ц итируется по В .И . Каш ирину, 2000) о публик о вал к ривую – с пираль ц ик личес к о го развития Земли. С х емы перио дическ о го развития Земли (по д разны ми названиями) по зднее бы ли предло жены С .В . Т их о миро вы м и В .Н . Н аливк ины м. Анализируя эти мо дели, гео ло ги п риш ли к вы во ду, что сведения о био ло гичес к их с о бы тиях инф о рмативны науро вне ф анеро зо я – т.е. п о с ледних 550-600 млн. лет ис то рии Земли. И с с ледо вания по к азали, что ритмы во зник ли в с вязи с о тветны ми реак ц иями на внутренние и внеш ние с тимулы , п режде вс его , лито с ф еры . Д вижение земно й к о ры по с тавляет в био с ф еру, к ро ме вещ ес тваго рны х по ро д, жидк о сти и газы , во влек аю щ иес я в био ло гическ ий к руго во ро т. Как о тмечено вы ш е, часть вещ ес тваиз к руго во ро тавы х о дит и п о ступает с но вав лито с ф еру 11
надес ятк и и с о тни лет. С амы й к о ро тк ий с ро к пребы вания в био с ф ере имею т к рупны е о бло мк и, анаибо лее длительно удерживаю тс я в ак тивно м к руго во ро те био генны е элементы – азо т, во до ро д, углеро д, к ис ло ро д, ф о с ф о р (о с о бенно азо т, к о то ры й по чти не по к идаетатмо с ф еру). М егаанс амбли (М А, гло бальны е о бъединения) с ло ев лито сф еры являю тс я о тражением имевш их мес то в про ш ло м ритмо в. С к ажды м из них с вязано ис то ричес к и и эво лю ц ио нно к руп но е с о бы тия (например, с к о нц о м вендс к о го М А с вязано ф о рмиро вание с к елетно й ф ауны , ас Бело мо рс к им М А с вязы ваю т по явление грибо в и других эук арио т(2,1-1,7 млрд. лет). С М А к о нц апо зднего ф анеро зо я связано по явлениечело век а (В .И . Каш ирин, 2000). Явления, лежащ ие в о с но ве ритмо в Био с ф еры (по В .И .Каш ирину,2000). И зучение ис то рии Земли по к азы вает, что ее анс амбли с к лады ваю тс я с начала за счет пес чано -глинис ты х то лщ (часто с бо льш им к о личес тво м углеро дсо держащ ей о рганик и). В с редней части анс амблей – мак с имально е развитие к арбо натны х по ро д (извес тняк и, до ло миты ), к о то ры е с меняю тс я с о лено с ны ми то лщ ами (по вто ряемо с ть с ло ев: углеро дны е – к арбо натны е – с о лено с ны е). Т ак ую с трук туру с вязы ваю т с ф унк ц ией к арбо натно й с ис темы М иро во го О к еана. П ри недо статк е углек ис ло ты бик арбо нат превращ аетс я в к арбо нат с вы делением дио к с ида углеро да и вы падением в о с адо к , при ее избы тк е к арбо нат перех о дит в бик арбо нат и раство ряетс я. В с вязи с ф о то с интезо м в верх них с ло ях о к еанаидет ак тивно е по гло щ ение углек ис ло ты , по это муздес ь – ак тивно е перенасы щ ение во д к арбо нато м. Т ак им о бразо м, в про ш ло м с о здавалс я перио дичес к ий деф иц ит углек ис ло ты (так к ак в био сф ере даро м ничего не даетс я, что бы извлечь дио к с ид углеро да для ф о то с интеза, нео бх о димы ее по тери при к арбано то о бразо вании). С о ленак о пление в ряде мес т про х о дило с о бразо ванием углеро дны х то лщ . (ес ли имел мес то деф иц ит дио к с ида углеро да). Как до к азано , о бразо вание элементо в со левы х то лщ – гипс о в и ангидрито в - приво дит к вы с во бо ждению дио к с ида углеро да из мо рс к их во д: к альц ий из к арбо натно й перех о дит в с ульф атную ф о рму (гипс ) (дио к с ид при это м вы с во бо ждаетс я). С о здаетс я к о нвейер, к о то ры й по ставляет в верх ние с ло и во ды деф иц итны е там элементы (ф о с ф о р, азо т), ав атмо с ф еру– дио к сид углеро да, что иниц иирует усиление ф о то с интезас о дно й с то ро ны , о с лабление засуш ливо с ти, с друго й – вы зы вает прек ращ ение с о лео бразо вания). В с е эпо х и с о ленак о п ления с о впадали с эпо х ами усиленно го ф о то с интеза– т. е. начало м с ледую щ его ц ик ланак о пления о пределенны х груп п вещ ес тв. И так : зак о но мерны е по вто рения в ис то рии о с адк о нак о пления (триады ук азанно го тип а, углеро дис ты е о тло жения, к арбо наты , со ли) мо жно расс матривать к ак результат со бственно й реак ц ии био с ф еры навнеш ниево здейс твия. П о интенс ивно сти гло бально го нак о пления в с трук туре био с ф ерны х ритмо в (БР) вы деляю тс я две ф азы : углеро дистая и к альц иевая, вто рая о тличаетс я о т перво й деф иц ито м питательны х вещ ес тв в зо не ф о то с интеза (о пределяет различие ф аз по био про дук тивно с ти, гео х имии ландш аф то в, п о ведению х имичес к их элементо в, к лимату). Д ля углеро дис ты х ф аз к руп ны х био с ф ерны х ритмо в х арак терны миро вы е мак с имумы нак о пления углеро дис ты х то лщ , адля к альц иевы х – мак с имальны е нак о пления к арбо нато в). 12
И с с ледо вания по к азали: 1) едино о бразие вс ех устано вленны х БР по типу затух аю щ их к о лебаний углеро дис то й ф азы ; 2) перех о д углеро дисто й ф азы в к альц иевую про исх о дит по степенно , а к альц иево й - в углеро дис тую резк о ; 3) БР но с итц ельны й х арак тер. Касаяс ь ис с ледо ваний БР в М иро во м о к еане, о тметим к ак важно е с о бы тие о тк ры тие рудно го вещ ес тва из гидро термальны х ис то чник о в, в частно сти медно -мо либдено вы х руд (В .И . С о тник о в, 1997). Г ео ло гами устано влено , что о с но вная масс а рудно го вещ ес тва бы ла с ф о рмиро ванав мезо зо е (250-60 млн. лет назад) и к ай но зо е (менее 60 млн. лет назад). М ес то ро ждения его о бнаружены в зо не тих о о к еанс к о го к о льц а С еверно й и Ю жно й Америк и, во с то к аРо с с ии, Китая и С редиземно мо рс к о го по яс а (Ю го с лавия, Бо лгария). Д ля палео зо я эти мес то ро ждения менее х арак терны и менее масш табны . Бо лее древние до к ембрийс к ие медно мо либдено вы е место ро ждения неизвес тны . В по с ледо вательно с ти о бразо вания руд про с леживаетс я о пределенная перио дично с ть (В .И .С о тник о в,1997). Д ля к айно зо йс к их и мезо зо й с к их эпо х четк о вы ражены про явления их 2-5; 30,60,110,150;180 и 210 лет (пик и наибо льш ей ак тивно сти рудо о бразую щ их про ц ес со в). В перио ды 150-180-210 лето бразо валис ь медно -мо либдено вы е мес то ро ждения Т их о о к еанс к о го к о льц а. В П алео зо еп ерио дично с ть (пик и) с о с тавляю то т220-280 до 330 млн. лет. Т ак им о бразо м, в ис то рии земно й к о ры о тмечалис ь импульс ы или во зрастны е ритмы рудо о бразую щ их про ц ес с о в, связанны е с о бразо ванием меди и мо либдена. О ни по вто ряю тс я или через 30-40 млн. летили 50-60 млн. лет. О бщ ий гео х ро но ло гическ ий ц ик л развития о т к ембрия до нео гена Земли о тражает о пределенную про до лжительно с ть длинны х гео ло гическ их перио до в (мел, ю ра, дево н, о рдо вик , к ембрий ) – 64 млн. лет и к о ро тк их - 34 млн. лет (с илур, пермь, триас, палео ген, нео ген). П ерио дично сть с интервалами в 15-30-60 млн. лет про являетс я в изменениях био т, транс грес с иях М иро во го о к еана, ц ик ло в нак о пления о с адк о в (к ак мы о тметили), о бразо вания неф тяны х мес то ро ждений. С ущ ествует мнение, что перио дично с ть с вязанас о тделением к рупны х масс глубинно го вещ ес тва - п лю мо в и с уп ерплю мо в - о т границ ы мантия-ядро . Т ак ие с уп ерплю мы ро ждаю тс я в среднем к ажды е 30 млн. лет в результате перио дическ о го нако пления тепла и летучих к о мпо ненто в (во до ро д, углево до ро ды ) В ремя по дъемаплю мо в к по верх но с ти Земли о ц ениваетс я в 5 млн. лет. О тры ваясь, п лю м уно с ит избы то к теплаи внеш нее ядро о х лаждаетс я Затем начинаетс я о бразо вание но во го плю маи наступает по с ледую щ ий о тры в. П о дъем плю мо в со про во ждается интенс ивно й магматичес к о й деятельно стью , во зрастанием вулк аничес к о й и тек то ничес к о й ак тивно с ти, интенс ивны м рудо о бразо ванием, что (мо жно до пустить) то же с лужит причино й во зник но вения БР, но о с но вная предпо с ы лк аего – нео бх о димо с ть по ддержания го мео стаза, а это мо жет о с ущ ес твлятьс я то льк о с по мо щ ью авто к о лебаний параметро в био с ф еры . «В приро девс е меняетс я, что бы неизменитьс я».
13
Л ек ц ия 5 ат мо с фе р ы . Ри т ми че с ки е я вле ни я
Те ма: Ц и р куля ц и я в М и р о во м о ке ане Ритмы в атмо с ф ере с вязаны с ц ирк улято рны ми п ро ц ес с ами , про тек аю щ ими в атмо с ф ере. В етро вы е с истемы (Г .М . Ш вед, 1997) предс тавляю т с о бо й о бы чную термичес к ую к о нвек ц ию , вы зы ваемую го ризо нтальны м перепадо м температуры , к о то ры й в с во ю о чередь вы зы вает го ризо нтальны й перепад давления. С тац ио нарно е распределение давления приво дит к о бразо ванию замк нуто й к о нвек тивно й ячейк и. М ех анизм термичес к о й к о нвек ц ии лежит в о с но ве ветро вы х с истем, имею щ их небо льш ие го ризо нтальны е размеры (по рядк а 100 к м и меньш е).. Н аибо лее извес тны из низ них бризы , го рно до линны е ветры , муссо ны (вно с ят во змущ ения в ц ирк уляц ию атмо с ф еры с еверно го по луш ария, евразийс к ий материк ). Бризы во зник аю т на границ е раздела мо ре-с уш а (п ро грев атмо с ф еры над мо рем днем и но чью различен, по это муветер меняетсво е направление). С амы е мо щ ны е к о нвек тивны е ячейк и нах о дятс я в с еверно м и ю жно м по луш ариях в по яс е о т эк вато радо 20-30 град. ш иро ты назы ваю т ци р к уляци ей ХЭ Д ЛИ . Д вижение атмо с ф еры расс матриваетс я в с ис теме к о о рдинат, с ц еп ленно й с вращ аю щ ейс я плането й. В это й с ис теме го ризо нтальны е течения о тк ло няю тся благо даря си ле Кор и оли са(эф ф ек то тк ло нения о тпрямо линей но го движения во вращ аю щ ейс я с ис теме к о о рдинат) - в с еверно м по луш арии нап раво , в ю жно м по луш арии налево . П о это й причине припо верх но стны е течения в ячейк ах Х эдли, направленны е к эк вато рув о бо их п о луш ариях о тк ло няю тся назапад (в виде по с то янно дую щ их пасс ато в). Н ас редних ш иро тах атмо с ф ерадо лжнапо зак о нам ц ирк уляц ии вращ атьс я бы с трее земли. Н еминуемо сть в так о м с лучае к атастро ф ы прео до левается ины м направлением во здуш но го п о то к а на средних ш иро тах (яч ейк и ци р к уляци и Ф ЕРЕЛЛА ). В атмо с ф ере с ущ ес твую т гигантск ие вих ревы е движения газа– мак ро вих ри – ц ик ло ны с редних и вы с о к их ш иро т с х арак терно й про тяженно стью (2000 к м) и тро пическ ие менее масш табны е ц ик ло ны . В их ревы е движения атмо с ф еры вы званы по терей усто йчиво с ти во здуш но го по то к а. С ис теме ц ик ло но в с о путствую т антиц ик ло ны – о бласти по вы ш енно го давления. В них ветер с лабее, чем в ц ик ло нах . С ис темац ик ло но в и антиц ик ло но в, п ередвигаю щ их с я с зап аданаво с то к о пределяетпо го дусредних и вы с о к их ш иро т. В о лны . Ко лебательны е про ц ес с ы в атмо с ф ере. В етер, темп ература, давление и п ло тно с ть в атмо с ф ере по двержены к о лебаниям с перио дами о т часадо мно гих с уто к . П ричино й к о лебаний с лужат распро с траняю щ иес я в атмо с ф ере во лны . Различаю т три тип а во лно вы х движения. Во лны о т ло кальны х и с т о чни ко в – например, ударная во лна(результат с ильно го ло к ально го увеличения давления в с ледс твии разо грева газа при бы с тро м с го рании взры вчато го вещ ес тва). П о с то янны м ис то чник о м во лн является ц ик ло ническ ая ак тивно с ть в тро по с ф ере. 14
Плане т ар ны е во лны о т п о с т о я нно де йс т вую щ и х п е р и о ди че с ки х и с т о чни ко в. И х дватип а: приливы и эк вато риальны е во лны . И с то чник приливны х во лн нах о дится вне атмо сф еры . Как и в о к еанах , здес ь различаю т лунны й прилив с п ерио до м в по ло винулунны х (12 ч 25 мин) с уто к . О н вы зван бегущ им вдо ль п араллели во змущ ением с илы тяжес ти Земли, с о здаваемы м Л уно й. Л унны й прилив даже в верх ней био с ф ере не о бес печивает с к о ро стей ветра, превы ш аю щ их 10 м /сек . Г о раздо с ильнее с о лнечны й прилив. У же навы с о те 100 к м связанны е с ним ветры до с тигаю т ск о ро с ти о к о ло 20 м / с ек . С о лнечны й прилив о бусло влен во змущ ением атмо сф ерно й температуры из-зас уто чно й перио дично с ти с о лнечно го нагревания атмо с ф еры . С о здаваемы е в это м с лучае во лны распро страняю тс я в зо нально м и вертик ально м направлениях . Е с тес твенны й перио д приливны х во лн равен 24 часам. Н е менее с ильны ми являю тс я во лны с перио до м в по ло вину с о лнечны х с уто к 12 ч. И с х о дно й причино й по явления по лусуто чно го прилива являетс я наличие с ильно й 12часо во й гармо нии с о лнечно го нагревания атмо с ф еры . Амп литудаэк вато риальны х во лн с падаето тэк вато ратак бы с тро , что вы ш е 20 градусо в ш иро ты с еверно го и ю жно го по луш арий во лны уже нео щ утимы . Э к вато риальны е во лны распро с траняю тс я вдо ль параллели и п о вертик али. В о змущ ения температуры , даю щ ие начало во лнам, во зник аю т из-завы деления тепло ты при к о нденс ац ии во дяно го п ара в тро п ичес к их к учево -до ждевы х о блак ах . В о лны генерирую тс я благо даря о пределенны м зак о но мерно с тям в про с транс твенно м распределении этих о блак о в и их по явлении. Л ю бо й ме хани че с ко й с и с т е мес во йс т ве нны с во бо дны е(р е з о нанс ны е ) ко ле бани я . Атмо с ф ераявляетс я мех аничес к о й с ис темо й с бо льш им набо ро м часто т с во бо дны х к о лебаний, к о то ры е реализую тся в виде во лн Ро с сби, распро с траняю щ их с я вдо ль параллели. Амплитуда во лн Ро с с би мо жет бы ть с то ль велик а, что нарядус ц ик ло нами о ни участвую т в ф о рмиро вании по го ды нас редних и вы со к их ш иро тах . Н аибо лее интенс ивны ми о к азы ваю тс я во лны с перио дами о к о ло 2, 4, 5, 10,16 с уто к . Те че ни я ат мо с фе р ы , ге не р и р уе мы ево лнами . И звестен эф ф ек т давления с вета (элек тро магнитная во лна, по гло щ енная тело м, передаетемус во й имп ульс ). П о гло щ ение с ветас равнимо с дей с твием на тело с илы , уск о ряю щ ей его движение. Анало гичны й эф ф ек тпередачи импульс а о т атмо с ф ерно й во лны при ее дис с ипац ии с ущ ес твует в атмо с ф ере. Д ис с ипирую щ ая во лнауск о ряетгаз, со здавая атмо с ф ерны е течения. Н ек о то ры е о со бенно с ти ц ирк уляц ии верх ней атмо с ф еры о бусло влены ук азанны м эф ф ек то м. Э к вато риальны е во лны распро с траняю тс я на во с то к и на запад. В о зник но вение перио дично с ти ветрас вязано с тем, что о к о ло го да до минирует передачаимпульс ао т во лн, распро с траняю щ их с я наво с то к , и с то льк о же - о т во лн, распро с траняю щ их с я назапад.
15
Л ек ц ия 6 Те ма: Ри т мы и ц и клы эко с и с т е м Ж изнь в био с ф ере ф унк ц ио нирует в пределах ее с трук турны х единиц (о ни о пределяю т мо заично с ть био сф еры ) – эк о с ис тем (био гео ц ено зо в), к о то ры е нах о дятс я в п о сто янно м взаимо действии друг с друго м, и вс е вмес те о бразую т гигантс к ий к руго во ро т (ц ик л) вещ еств в пределах био с ф еры . О с но вны ми элементами, участвую щ ими в нем, являю тс я во до ро д, к ис ло ро д, азо т, к альц ий, ф о с ф о р с ера, к алий и т.д. Био гео х имичес к ий к руго во ро твещ ес тв в био сф ере не является замк нуты м – по это мус тепень во с про изво дствац ик ло в со с тавляет 9098%. В масш табе гео ло гичес к о го времени непо лная замк нуто сть ц ик ло в приво дит к разделению элементо в, нак о плению их в атмо с ф ере, гидро с ф ере или о с адо чно й о бо ло чк е Земли. В с во ю о чередь, для с ущ ес тво вания это го к руго во ро та нео бх о димо по сто янно е п о ступление углек ис ло ты и других вещ ес тв из недр земли. Э т о леж и т в основ е геохи ми ч еск ого п р и нци п а сохр анени я ж и зни , к о то рая наЗемле (и других п ланетах ) при про чих равны х усло виях во змо жналиш ь до тех по р, по к ао наак тивна, и про исх о дит о бмен энергией и вещ ес тво м. Н епреры вны й к руго во ро т (ц ик л) в био с ф ере х арак терен лиш ь для вещ ес тв, энергия же – направленны й по то к : с о лнечная энергия частично расх о дуетс я на с интез о рганическ о го вещ ес тва; транс ф о рмируяс ь о на передаетс я с о дно го пищ ево го уро вня на друго й, расс еиваяс ь (дис с ипируя), со верш ает рабо ту, вы деляетс я в видетепла. О бно вление живо го вещ ес тва био с ф еры про ис х о дит в с реднем за 8 лет (вещ ес тва наземны х растений – за 14 лет). В М иро во м о к еане ц ирк уляц ия вещ ес тв (зо о био масс а) о с ущ ес твляетс я за 33 дня, а ф ито масс а о бно вляется к ажды й день. П о лагаю т, что за 2800 лет про исх о дит по лная с мена во ды в гидро с ф ере, за нес к о льк о ты с яч лет – к ис ло ро да в атмо с ф ере, за 6,3 го да дио к с идауглеро да. Ж ивы е о рганизмы био с ф еры вк лю чаю т: авто тро ф о в (ф о то авто тро ф ы и х емо авто тро ф ы ), гетеро тро ф о в. П о с ледние вы по лняю т ведущ ую ро ль в о рганизац ии гло бально го био генно го ц ик ла и с ис темно й инф о рмац ии (ф о рмиро вание но вы х уро вней и ф о рм запис и инф о рмац ии). Э к о с ис тема – элементарная единиц а био с ф еры , с уро вня к о то ро й о с ущ ествляетс я о тно с ительно усто йчивы й к руго во ро т вещ еств и по то чная с ис темарасх о до вания энергии с о лнц а. Э к о с ис темане то льк о минимальны й по с во им размерам приро дны й био рес урс , но и х ро но -х о ро ло гичес к ая единиц а, ф унк ц ио нирую щ ая с о тно с ительно й с табильно с тью в значительно м временно м интервале (с о тни и ты с ячи лет) и занимаю щ ая о пределенно е про с транс тво на Земле. О на мо жет частично терять с во и п ро странс твенны е параметры , с о к ращ аяс ь до минимума, гибнет, ес ли это т про ц ес с не изменяетс я, или уступает место друго й с ис теме, но чащ е имеет место с о х ранение эк о с истем. И звес тно , что ее эк о ло гичес к ий и энергетическ ий баланс ы с равнительно с ее о тдельны ми к о мпо нентами изменяю тс я мало . П редпо лагаю т, что это с вязано с х арак терны ми для нее к о мпенс ац ио нны ми мех анизмами, по зво ляю щ ими до по лнять о триц ательно е влияние изменения о дно го к ак о го -либо к о мпо нента, по ло жительны м изменением друго го , в чем про являетс я интегрирую щ ий 16
эф ф ек т с ис темы . С по с о бно с ть эк о с ис темы п ро тиво с то ять изменениям ее с о ставляю щ их (абио тичес к их и био тичес к их к о мпо ненто в) и с о х ранять в течение длительно го времени прис ущ ее ей динамичес к о е равно вес ие про дуц иро вания и разло жения о рганичес к о го вещ ес твао пределяетс я так им ее важнейш им п араметро м, к ак гомеост аз, с во йс твенены м о рганизмам, по пуляц ии. О н по ддерживает к ачес твенны й с о став ф унк ц ио нально го мех анизмабио ло гичес к о го к руго во ро та(ц ик ла). О с но во й го мео стазаявляетс я о братная с вязь, к о то рая про тиво сто ит то му, что наруш ает с ис тему, и гасит его дейс твие. О братная с вязь - единс тво по ло жительно й и о триц ательно й с вязей: так , по К.В .С к уф ьину (1987), увеличение по пуляц ии жертвы вы зы вает увеличение по пуляц ии х ищ ник а (по ло жительная связь), но увеличение по пуляц ии х ищ ник авы зы вает уменьш ение по пуляц ии жертвы (о триц ательная с вязь). П о с ле нес к о льк их затух аю щ их к о лебаний в ту и другую с то ро ну с ис темах ищ ник -жертваво с с танавливаетначально е равно вес но е с о с то яние. Э к о с ис тема вк лю чает в с ебя с ло жно е с о четание ц ик личес к их замк нуты х с вязей, со единенны х к о мпенс ато рны ми о тно ш ениями (по К.В . С к уф ьину, 1987, «напо минает к руго вую с еть паутины »). В с ледс твие это го о на ведет с ебя в ц ело м к ак управляемая (к ибернетическ ая) с ис тема. П равильны й к урс так о й с ис темо й по ддерживаетс я не жес тк им к о нтро лем прямо линейно сти, а к о мпенс ац ио нны ми о тк ло нениями (по во ро тами), что вы глядитк ак с инусо идно е движение. Ч асто та и амплитуда зависят о т с к о ро с ти движения и инерц ии с ис темы . И з с к азанно го вы тек ает, что го мео с таз эк о с истемы тем с о верш еннее, чем вы ш е ее про дук тивно с ть и био масс а. Как х ро но ло гичес к ая единиц а, эк о с ис тема ф унк ц ио нирует в масш табах времени. В эк о с ис темах лю бо й с ло жно с ти с о временем наступ аю т изменения: инф раструк турны е – ритмичны е-пульс ирую щ ие – и аритмичны е– с лучай ны е П римеро м ритмичны х изменений с лужатс уто чны е и с езо нны е изменения. С уто чны е изменения эк о с ис тем с уш и резк о вы ражены в тро п ик ах (день приблизительно равен но чи, мало изменяетс я в течение го да), где ш иро к о распро с транены адаптац ии к но чно му о бразу жизни (например, но чно е расп уск ание ц ветк о в). В тро пичес к о м лес уф унк ц ио нирует к ак бы две с ис темы (К.В . С к уф ьин, 1987): дневная и но чная. В п ерво й из них до минирует авто тро ф но е питание (вы х о д вало во й про дук ц ии значительно превы ш ает расх о д вещ ес тванады х ание), нак апливаетс я чис тая про дук ц ия и к ис ло ро д. В но чно й эк о с ис теме, нао бо ро т, до минирует гетеро тро ф но е питание (расх о д вещ ес тв нады х ание превы ш ает вы х о д вало во й про дук ц ии, анак о п ленная за день чис тая про дук ц ия и к ис ло ро д расх о дуетс я). К.В . С к уф ьин по дчерк ивает, что правильнее вс е же го во рить о двух ф унк ц ио нальны х с о с то яниях о дно й эк о с ис темы – о дневно м и но чно м со с то яниях , ф унк ц ии к о то ры х х о тя и различны , но взаимно уравно веш иваю тс я в о бщ ем био тичес к о м к руго во ро те вещ ес тв. В умеренно м к лимате в течение вегетативно го с езо на день заметно превы ш ает но чь и адаптац ии к но чно му о бразу жизни развиты с лабее (за ис к лю чением пусты нь), где но чно й о браз жизни по дк репляетс я по вы ш енны й влажно с тью это го времени с уто к . В Запо лярье но чно й о браз жизни с тано витс я нереальны м и даже с о вы ведут ак тивную о х о ту при дневно м о с вещ ении. 17
С езо нны е же различия нас евере вы ражены наибо лее резк о . Авто тро ф ная жизнь зимо й с тано витс я нево змо жна, аиз гетеро тро ф о в пастбищ ны е пищ евы е ц епи по ддерживаю тлиш ь теп ло к ро вны е. В нек о то ры х с еверны х пусты нях резк о вы ражены 3 с езо на: зимний, ранневес енний и летний. Ж изнь здес ь о граниченах о ло до м, лето м с ух о с тью и жаро й и лиш ь в ранневес енний перио д бы с тро развиваю тс я эф емеро иды . В ременны е различия на берегах мо рей о пределяю тс я про ц ес со м с мены приливо в и о тливо в. С во ео бразны с езо нны е изменения в с тепи – гео бо таник и вы деляю т12 различаю щ их с я по к о ло ритурастительны х аспек то в. Н ек о то ры е временны е изменения эк о с ис тем вы х о дят запределы го дично го ц ик ла. Н апример, в райо не Каспия вы делен так назы ваемы й Брю к неро вс к ий 35летний ц ик л (с ерия лет с низк им уро внем с меняетс я с ерией лет с вы с о к им уро внем, что с о пряжено с со о тветс твую щ ими изменениями берего вы х эк о с ис тем). И так , пульс ирую щ ие изменения эк о сис тем идутпо замк нуто мук ругу, но с ят х арак тер во лно о бразны х изменений, о ни не наруш аю т, а по ддерживаю т го мео стаз эк о с ис темы . С лучайны е изменения редк и и непредск азуемы (небы валы е запах и, вс еление адвентивны х видо в, по жары ). П о с ледо вательная с менаэк о с ис тем – с ук ц ес с ии (по с тупательно е изменение эк о с ис темы или ее части, к о мпо нента, яруса и т.д.). Зак лю чительная с тадия развития эк о с ис темы во времени – к лимак с . В завис имо сти о тпричин по с тупательно го х о даразвития с ук ц ес с ии делятс я на два типа: 1) алло генная или эк зо генная, о пределяемая причинами, не завис ящ ими о т деятельно с ти данно го с о о бщ ес тва; 2) авто генная или эндо генная, для к о то ро й х арак терны внутренние причины , с по нтанно с о здаваемы е с о о бщ ес тво м зас чет перерабо тк и абио тичес к о й с реды . П римеро м эк зо генно й с ук ц ес с ии с лужит про гресс ирую щ ая засух а в Ю жно й С ах аре; а иллю с трац ией эндо генно й с ук ц ес с ии - с мена с о о бщ ес тв, по с ледо вательно заселяю щ их к ак о е-либо безжизненно е (ис х о дно ) про странс тво (го лая с к ала, пес о к , засты вш ая лаваи т.д.). Ф лукт уац и и чи с ле нно с т и п о п уля ц и й и т ак наз ы вае мы е«ц и кли че с ки е » о с ц и лля ц и и . Д ля приро дны х по пуляц ий различаю т 1) с езо нны е изменения их величины , к о то ры е регулирую тс я в о с но вно м о нто генетическ ими адаптац иями, с о пряженны ми с с езо нны м изменением ф ак то ро в с реды ; 2) го дичны е ф лук туац ии: а) о бусло вленны е различием ф изическ их ф ак то ро в с реды в течение го да, т.е. внеш ними по о тно ш ению к по п уляц ии ф ак то рами; б) динамичес к ими изменениями по пуляц ии, т.е. внутренними по о тно ш ению к по пуляц ии ф ак то рами. П ервы е к ак правило нерегулярны и о бнаруживаю т четк ую с вязь с о дним или неск о льк ими главны ми лимитирую щ ими ф ак то рами (например, температура, о с адк и), в то время к ак вто ры е насто льк о регулярны , что их мо жно назвать ц ик лами (виды , в по пуляц иях к о то ры х имеетместо так о е изменение, назы ваю т «ц ик лическ ими»). Резк ие о с ц илляц ии с во йс твенны по пуляц иям с S - о бразны м типо м ро с та, а затух аю щ ие – по пуляц иям с с о бразны м типо м ро с та, в к о то ры х в с илу о с о бенно стей жизненно го ц ик ла 18
наблю даетс я нек о то рая временная задержк ареак ц ии наувеличение пло тно с ти. Значение имею ти внутренние и внеш ние ф ак то ры . Л ек ц ия 7 Те ма: Ц и кли че с ки е п р о ц е ссы на о р гани з ме нно м ур о вне . Ре п р о дукт и вная р и т ми чно с т ь и ме хани з мы е ер е гули р ую щ и е О ргано м, во с принимаю щ им с вето вы е раздражители (или железавнутренней с ек рец ии) у живо тны х с лужит небо льш о е о бразо вание, распо ло женно е у по зво но чны х по д к о жей го ло вы или в глубине мо зга(в со о тветс твии с уро внем о рганизац ии). Э то о бразо вание по лучило название эпиф иза. У чело век аэпиф из по ф о рме напо минает с о с но вую ш иш к у, что о тражено в его названии (греч. epiphysis - ш иш к а, наро с т). Ф унк ц ии эпиф изадо лго е время о с тавалис ь непо нятны ми. Ро ль железы в жизни живо го о рганизмаустано влена лиш ь в по с леднее дес ятилетие. Э пиф из о ц енивали к ак рудиментарны й глаз («что бы чело век мо г о берегать с ебя с верх у»), но так им анало го м о н с лужит лиш ь умино г и прес мы к аю щ их с я, ук о то ры х о н распо ло жен непо с редственно по д к о жей. В мис тичес к о й литературе утверждало с ь, что эпиф из (ш иш к о видная железа) о бес печивает к о нтак т с таинс твенно й нематериально й нитью , с вязы ваю щ ей го ло вус парящ им над к ажды м эф ирны м (невидимы м) тело м. В это м же свете предпо лагалась с по со бно с ть эпиф изаво с с танавливать о бразы и о пы т про ш ло й жизни, регулиро вать п о то к мы с ли и баланс интеллек та, о с ущ ествлять телепатичес к о е о бщ ение. В 1665 г. русс к ий врач В . Ю ро вс к ий напис ал дис с ертац ию о ш иш к о видно й железе с изло жением анато мическ их ис с ледо ваний, к о то ры е о про вергали взгляды древних ф ило с о ф о в о ло к ализац ии разумав эп иф изе. Э то бы л первы й ш аг к о бъек тивно й о ц енк е эпиф иза («таинс твенно й железе», ро ль к о то ро й в о рганизме правдо по до бно до лго евремя не раск ры валась). В начале Х Х с то летия по явилась прямо про тиво по ло жная мы с ль: ник ак о й значимо й ф унк ц ии ужелезы , масс о й вс его в двести мг и величино й с го ро ш ину, нет (к ак в эмбрио генезе, так и по с ле ро ждения). И намно гие десятилетия « третий глаз» вы пал из по ля зрения ис с ледо вателей. В эмбрио генезе эпиф из развиваетс я из с во дазадней части) п ереднего мо зга (диэнц еф ало на). У низш их по зво но чны х , например, у мино г, развиты две анало гичны ес трук туры : пинеальная и парапинеальная железы . В с е по зво но чны е, за ис к лю чением к ро к о дило в и нек о то ры х млек о питаю щ их , например муравьедо в и бро нено с ц ев, имею т пинеальную железу, парап инеальная железао тс утс твует. Э пиф из распо лагаетс я в неглубо к о й бо ро зде междуверх ними х о лмик ами с реднего мо зга, над таламусо м. Е го о бо ло чк або гатак ро вено с ны ми с о с удами. о . Клетк и железы (п и не о ц и ты ) являю тс я ее с пец иализиро ванны ми (железис ты ми) элементами. Т ам, где пинеальная и парапинеальная железы ф унк ц ио нирую т в к ачес тве о ргана, во с п ринимаю щ его с вет, или «третьего глаза», о ни с по с о бны различать лиш ь разную с теп ень о с вещ енно с ти, ане зрительны е о бразы . В это м к ачес тве о ни мо гут о п ределять нек о то ры е ф о рмы по ведения, нап ример, вертик альную
19
миграц ию . глубо к о во дны х ры б в завис имо сти о т смены дня и но чи. И нф о рмац ия о внеш ней о с вещ енно с ти по с туп ает к эпиф изу о т с етчатк и п о с импатическ им во ло к нам (у перелетны х птиц эпиф из с по с о бен улавливать изменения о с вещ ения непо с редс твенно через к ры ш учереп а, уних же эпиф из вы по лняет ро ль навигац ио нны х прибо ро в при перелетах ). У бо лее примитивны х живо тны х в эпиф изе о бнаружены ф о то рец епто ры (к ак в с етчатк е глаза). С читаю т, что эпиф из эво лю ц ио нно с менил ло к ализац ию : с начала о н занимал заты ло чно е по ло жение, азатем по мере развития по луш арий мо зга эпиф из о к азалс я прак тичес к и в ц ентре У п тиц и млек о питаю щ их эпиф из играет ро ль нейро эндо к ринно го п рео бразо вателя, о твечаю щ его на нервны е имп ульс ы вы рабо тк о й го рмо но в: по падаю щ ий в глаза с вет с тимулирует с етчатк у, импульс ы о т к о то ро й п о зрительны м нервам по с тупаю т в с имп атичес к ую нервную с ис темуи эпиф из; эти нервны е с игналы вы зы ваю т угнетение ак тивно с ти эп иф изарно го ф ермента, нео бх о димо го для с интеза го рмо на - мелато нина; в результате про дук ц ия по с леднего прек ращ аетс я и с но ваначинает вы рабаты ватьс я лиш ь в темно те. С нижаетс я его ак тивно с ть с наступлением мено паузы . П ик с уто чно й ак тивно с ти вы рабаты ваемо го эп иф изо м мелато нина– 2 часа но чи, к 9 часам утраего к о личес тво в к ро ви падаетдо минимума. В о нто генезе мак с имальная с ек рец ия мелато нина о тмечена в детс к о м во зрасте. С нижение про дук ц ии мелато нина в 11-14 лет иниц иирует го рмо нальны е мех анизмы по ло во го со зревания,. И так , устано влено , что ц ик лы светаи темно ты , с менадня и но чи влияю тна с ек рец ию мелато нина. В о зник аю щ ие ритмичес к ие изменения его уро вня вы с о к ий но чью и низк ий в течение дня - о пределяю т с уто чны й, или ц ирк адианны й, био ло гическ ий ритм уживо тны х , вк лю чаю щ ий п ерио дично с ть с наи к о лебания темп ературы тела. П редпо лагаю т, что изменение к о личес тва с ек ретируемо го эпиф изо м мелато нинавлияет нас езо нны е реак ц ии живо тны х (зимняя с пячк а, миграц ия, линьк а, размно жение и т.д.). У чело век а с деятельно стью эпиф иза с вязы ваю т так ие явления, к ак наруш ение с уто чно го ритмао рганизма в с вязи с перелето м через нес к о льк о часо вы х по яс о в, расстро й ства с на, во змо жно , зимние депрес с ии». П о д влиянием мелато нина, с ек ретируемо го эпиф изо м, нах о дитс я ритмично с ть го надо тро пны х эф ф ек то в, в то м чис ле про до лжительно сть менс труально го ц ик лауженщ ин. В ы с к азы ваю тмы с ль, что длительно сть жизни с вязанас о бщ им к о личес тво м мелато нина, с интезирую щ имс я в но чны е часы . В публик ац иях мо жно найти предпо ло жения о то м, что эпиф из с по с о бен улавливать изменение элек тро магнитно го ф о на, что наво дит на с ледую щ ую мы с ль: чело век по средс тво м эпиф иза до с тато чно жес тк о с вязан с гео - и гелио к о с мическ ими про ц ес с ами. В о змо жно , именно эту с вязь имели в виду древние мис тик и, именуя эпиф из «Д ух о вны м глазо м». О с но вы ваясь на до стато чно глубо к о изученны х ф изио ло гичес к их (ф унк ц ио нальны х ) с во йс твах эп иф иза, мо жно с делать зак лю чение, что главная ф унк ц ия эпиф иза- регуляц ия ц ирк адианны х (с уто чны х ) био ло гическ их ритмо в
20
- прис п о со бление о рганизма к меняю щ имс я усло виям о с вещ енно с ти, эндо к ринны х ф унк ц ий, метабо лизма. Ж изненны е ц ик лы , о с о бенно разно о бразны е убес по зво но чны х живо тны х , предс тавляю т с ис тему с ло жны х перек лю чений к лето чны х про ц ес со в, с к о о рдиниро ванны х во времени и п ро с транс тве друг с друго м и ф ак то рами внеш ней среды , чем о бес п ечиваетс я нео бх о димы й уро вень с инх ро низац ии жизни о с о бей в по пуляц ии. С читаю т, что четк ие ц ик лы репро дук тивно й ак тивно с ти в по пуляц иях живо тны х с вязаны с ц ик личес к ими изменениями внеш них усло вий, в о пределенны е перио ды бо лее благо приятны ми для размно жения, чем другие. С о здаетс я предпо с ы лк а для давления о тбо ра, направленно го на с инх ро низац ию репро дук тивно й ак тивно с ти с так ими о птимальны ми перио дами. О чевидно , что давление о тбо ра о бусло влено первичны ми ф ак то рами, к о нтро лирую щ ими размно жение, но о ни не о бязательно регулирую трепро дук тивны й ц ик л: гамето генез (о с о бенно о о генез) ино гда про до лжается неск о льк о мес яц ев, и для правильно го про тек ания к лето чны х про ц ес со в, заверш аю щ их ся размно жением, о рганизм до лжен о риентиро ватьс я по ины м ф ак то рам с реды , даю щ им инф о рмац ию , во с принимаемую наружны ми рец епто рами, о брабо танную в ц ентрально й нервно й с ис теме и переданную к ис по лнительны м о рганам в виде по с ледо вательны х с игнало в, о пределяю щ их вы с о к о упо рядо ченны й видо с пец иф ичны й репро дук тивны й ц ик л. Н ап римере мо рск их бес п о зво но чны х Р. Барнсо м (1992) по к азано , что их размно жение с о пряжено с то чно й с инх ро низац ией репро дук тивны х про ц ес с о в к ак на уро вне о тдельны х о со бей, так и на по п уляц ио нно м уро вне. Репро дук тивны е про ц ес с ы вк лю чаю т чередо вание двух о с но вны х про ц ес со в – о бразо вания и вы с во бо ждения гамет. Э ти ц ик лы мо гут регулиро ватьс я ц ик личес к ими изменениями о бразо вания го рмо но в. П о х арак теру дейс твия вы деляю т: го надо тро пны е и индуц ирую щ ие нерест или с о зревание и ак тивац ию гамето ц ито в. П редпо лагаю т, что так о й ц ик л эндо к ринно го к о нтро ля размно жения во зник ал нео дно к ратно и независ имо в х о де эво лю ц ии бес п о зво но чны х , по это му вещ ес тва, его о с ущ ес твляю щ ие, мо гут иметь у разны х живо тны х с о верш енно различную мо лек улярную с трук туру. Н апример, у игло к о жих го надо тро пная ф унк ц ия вы по лняется двумя го рмо нами, типичны ми так же для по зво но чны х живо тны х : про гес теро но м и эс тро но м, а нерес т вы зы ваетс я к аск адо м с игнало в, иниц иируемы х о бразую щ имис я нейро п ептидами, что в с во ю о чередь вы зы вает о бразо вание в яичник е регулято рно го вещ ества – 1-метиладенина. П о с ледний с тимулирует с о к ращ ение мы ш ц яичник а (начало нерес та), с по с о бс твует о бразо ванию мес енджеранавнутренней по верх но с ти о о ц ита. У к азанно е ведет к резо рбц ии ядерно й о бо ло чк и и делаетво змо жны м о пло до тво рение. П о до бно е о бнаружено у по лих ет и мо ллю ск о в, но вещ ества, участвую щ ие в названны х про ц ес с ах , имею т иную мо лек улярную приро ду (с ледс твие независ имо й эво лю ц ии го рмо нальны х мех анизмо в). С езо нно е размно жение наземны х бес по зво но чны х с еверно го по луш ария с о про во ждаетс я про до лжительны ми п ерио дами о тк ладк и яиц , с о пряженны ми с репро дук тивны м по к о ем. Д ля их ц ик ло в бо лее х арак терны зак о но мерны е 21
перех о ды междуак тивны м и неак тивны м репро дук тивны м с о сто яниями, чем с инх ро нно с ть размно жения. И меет мес то с о с то яние о блигатно й или ф ак ультативно й диапаузы . П ерех о д из о дно го ф изио ло гическ о го с о сто яния в друго ерегулируется про до лжительно с тью с вето во го дня (ф о то п ерио до м). Ц ик лическ ие изменения длительно с ти с вето во го дня мо гут с лужить о чень то чны м ис то чник о м инф о рмац ии о с мене времен го даво вс ех о бластях земно го ш ара, к ро ме тро пичес к их . С ледует заметить, что дважды в го д – 21 мартаи 21 с ентября – про до лжительно с ть дня и но чи с о с тавляет 12 часо в в лю бо й то чк е планеты . Реак ц ия живо тны х нао тно с ительную длинудня и но чи о бы чно не линейна: с вето во й п ерио д, меньш е о пределенно й к ритичес к о й величины , во с принимаетс я к ак к о ро тк ий, апревы ш аю щ ий нек ую величину– к ак длинны й. Т о чно с ть о пределения живо тны ми времени нах о дитс я в пределах 30 мин. Э то т ф ак т давно привлек внимание ф изио ло го в, интерес ую щ их с я приро до й био ло гическ их часо в. Ч асто живо тны е реагирую т наизменение до лго ты дня и ис п о льзую т эту инф о рмац ию для к о нтро ля про ц ес со в, имею щ их го до вую перио дично с ть. Т ак ие реак ц ии, завис имы е о т про до лжительно с ти дня, назы ваю т ф о то перио дичес к ими, с вязанны ми с явлением ф о то перио дизма, к о то ры й о пределяетс я различны ми про ц ес с ами. П редпо лагаю т, что унек о то ры х видо в для о ц енк и эф ф ек тивно й до лго ты дня с лужит внутренний ц ирк адианны й о с ц иллято р. У других видо в (например, тли) для измерения времени ис по льзуется мех анизм типапесо чны х часо в: перех о д тли о т партено генезак о бо епо ло муразмно жению индуц ируетс я, к ак правило , ук о ро чением с вето во го дня, что , во змо жно имеет адаптивно е значение (уменьш ение к о рмо вы х рес урсо в по х о дувегетативно го сезо на). Э мпиричес к им путем по к азано , что длина темно го перио да с уто к , равно го 9,75 часа вы зы вает реак ц ию на «к о ро тк ий день», в с ледс твие чего по являю тся разно по лы е о со би, по с ле к о пуляц ии к о то ры х с амк и о тк лады ваю тзимую щ ие яйц а. У птиц вы явлено единс тво внутреннего гипо таламо -гипо ф изарно го мех анизма регуляц ии по ло во го (репро дук тивно го ) ц ик ла, о днак о , по Б.Г . Н о вик о ву(1975), его реализац ия с вязанане то льк о с ф о то перио дично с тью , но и другими усло виями внеш ней среды (брачны е игры , с инх ро низирую щ ие по ло вы е ц ик лы с амц о в и с амо к , к о личес тво о со бей в к о ло нии, питание, о т к о то ро го завис ит эф ф ек т дейс твия с ветанас ис темугип о таламус – гипо ф из – го нады и др.). Ярк о вы раженно й с езо нно й ц ик лично с тью с пермато генезах арак теризую тс я бес х во с ты е земно во дны е умеренны х ш иро т. О днак о уразны х видо в в разны х по пуляц иях про тяженно сть перио да размно жения, о бщ ие с ро к и ак тивно с ти, к о личество репро дук тивны х п ерио до в нао днуо со бь и в течение о дно го с езо на ак тивно с ти значительно различаю тся, что вы явлено , например, для дальнево сто чно й к вак ш и. С вязь между со к ращ ением перио да с уто чно й ак тивно с ти и ф изио ло гичес к ими изменениями в о рганизме вы явлена у млек о питаю щ их , в частно с ти, гры зуно в (мы ш ей, пес чано к , к ры с ). О к азало с ь, что у песчано к и по лево к имею т мес то с езо нны е к о лебания с о держания то к о ф еро ла, влияю щ его на метабо лизм и термо регуляц ию . Е го с о держание у видо в гры зуно в, 22
о битаю щ их в с еверны х ш иро тах , падает в течение мая-ию ня и во зрастает в августе. Л ек ц ия 8 Т ема: Ри т ми чно с т ь фи з и о ло ги че с ко й де я те льно с т и че ло ве ка Ри т ми чно с т ь функц и о ни р о вани я с е р дц а В про ц ес с е эво лю ц ии чело век сф о рмиро валс я к ак с амо управляемая, с амо регулируемая, с амо во с про изво дящ ая и с амо с о верш енс твую щ аяс я ц ик личес к ая с ис тема в о к ружаю щ ей его ц ик лическ и ф унк ц ио нирую щ ей с ис теме. У чело век а по д во здейс твием с уто чно го ц ик личес к о го инф о рмац ио нно го по ля с ф о рмиро валась с уто чная ц ик личес к ая ак тивно сть. Н а о с но ве ц ирк адно го с уто чно го (ц ирк адианно го ) ритма рабо то с по с о бно сти, длительно с ти с на, п ерех о дао т со сто яния по к о я к с о с то янию бо дрс тво вания и т.д. вы делено нес к о льк о х ро но тип о в, о тражаю щ их ся на здо ро вье чело век а, длительно с ти жизни, о с о бенно стях тело с ло жения, темперамента, х арак тера. Н ао с но ве х ро но типо в вы деляю тинтро верто в (эмо ц ио нально неусто йчивы е, с лабо во льны е, о бладаю щ ие низк им к о нтро лем над эмо ц иями) и эк с траверто в (усто йчивы е, по с то янны е в планах и привязанно с тях ). С ущ ес твует мнение, что начело век адей с твую т го до вая, двадц атиго до вая, тридц атилетняя и век о вая ц ик лично сть инф о рмац ио нны х по лей, к о лебания магнитно го по ля Земли, с о лнечная ак тивно сть, лунно е ц ик личес к о е по ле, с ф о рмиро вавш ее, к ак по лагаю т, учело век анедельную ак тивно с ть и т.д. Здо ро вы й чело век имеетс во е мо щ но е инф о рмац ио нно е по ле, что делаетего менее по дверженны м негативно муво здей с твию внеш них ф ак то ро в среды . Ч ем бо льш е в о рганизме био х имичес к их наруш ений, тем с лабее инф о рмац ио нно е по ле. И нф о рмац ио нно е по ле чело век ац ик лично (перио дично ), что о пределяетс я ц ик лично стью био х имичес к их п ро ц ес с о в, с вязанны х с метабо лизмо м. И сх о дны е вещ ес тва, вступаю щ ие в реак ц ию , по лучаю т «пуск о вую » энергию , излиш к и к о то ро й удаляю тс я в виде тепла. М о щ но е энергетичес к о е по ле по зво ляет не то льк о по ддерживать температуру тела, но и ф о рмиро вать инф рак расно е по ле (инф рак расно го излучения). М едик ами вы явлено , что излучения здо ро во го и бо льно го чело век аразличаю тс я разно й длино й во лны , что мо жетис по льзо ватьс я для диагно с тик и п ато ло гичес к их со сто яний . В о рганизме чело век а «рабо таю т» две параллельно взаимо завис имы е и взаимо до по лняю щ ие ц ик лическ ие ф унк ц ио нирую щ ие с ис темы : материальная (мо лек улы , их к о мплек с ы , к летк и, о рганы , с ис темы о ргано в) и инф о рмац ио нная (во лны инф рак расны е, ультраф ио лето вы е и т.д.). У правление био х имическ ими п ро ц ес с ами о с ущ ес твляетс я 1) нервно -гумо рально й, 2) ф ерментативно й, 3) рец епто рно й, 4) генетичес к о й с ис темами. П о лагаю т, что с ущ ес твует ц ик личес к ая с ис тема с тратегичес к о го к о нтро ля за ф унк ц ио ниро ванием к аждо й с ис темы о ргано в и к лето к (с о лнечно е с п летение). И з нее через о пределенны е интервалы идут с игналы о пределенно й во лны . Н о рмально ф унк ц ио нирую щ ие о рганы даю то братны й о тветто й же во лны ; при наруш ениях о тветная во лнаимеет измененную величину. В это м с лучае с ам о рганизм «принимает меры » по замене или по дк лю чению к рабо те к лето к из 23
других с трук тур. Э тим п о ддерживаетс я о пределенны й режим, к о то ры й является с пец иф ичес к им для данно го чело век а на к о нк ретно м о трезк е его жизни. Н а о с но ве устано вленно й ф унк ц ио нально й асимметрии по луш арий го ло вно го мо зга пс их о ло ги вы явили мно гие различия в к о нс титуц ио нны х параметрах , гено типе, темпераменте чело век а. И зменчиво с ть по к азателей с вязы ваю т с гео к о с мичес к ими ф лук туац иями (индек с ами с о лнечно й ак тивно с ти), гравитац ией (с м. далее). В но рме вс ес ис темы о ргано в чело век аф унк ц ио нирую тритмично . Аритмия, дес инх ро низац ия п ро ц есс о в про исх о дит при ф унк ц ио нальны х или о рганическ их наруш ениях . Т ак , к асаяс ь ф унк ц ии с ердечно -с о с удисто й с ис темы , о тметим, что у мо ло ды х здо ро вы х лю дей с ущ ес твую т но рмально с инх ро низиро ванны е по о тно ш ению внеш него датчик а с уто чно го ритма линейны е с к о ро с ти к ро ви (Л С К), на ф о не нек о то ро го о пережаю щ его вк лю чения право го по луш ария мо зга (со гласуетс я с данны ми о ф унк ц ио нально й асимметрии бо льш их по луш арий, Н .Н . Брагина, Т .А. Д о бро х о то ва, 1981). У по жилы х лю дей при с тарении о тмечаю т по с тепенно е с мещ ение ак ро ф аз (время до стижения наивы с ш их по к азателей ) навечернее и но чно е время, в бо льш ей с тепени вы раженно й в лево м по луш арии мо зга(бо лее уязвимо м для атеро с к леро тическ о го по ражения). Е с ли имею тмес то наруш ения мо зго во го к ро во о бращ ения, по являю тс я признак и межпо луш арно го дес инх ро за. С ледует заметить в с вязи с этим, что о т 25 до 40% мо зго вы х к атастро ф про исх о дитно чью и в ранние утренние часы – с ледс твие наруш ения с уто чно й о рганизац ии мо зго во й гемо ц ирк уляц ии. О бщ еизвес тна ритмично с ть рабо ты с ердц а и значение с о х ранения ритмично го режимадля о бес печения здо ро во го со сто яния чело век а. С ердц е рабо тает к ак насо с, нак ачиваю щ ий к ро вь из с ис темы низк о го давления в с ис темус до с тато чно вы с о к им давлением; градиентдавления между артериями и венами о бес печивает движение к ро ви в бо льш о м и мало м к ругах к ро во о бращ ения. С инх ро низац ия с о к ращ ения к ардио ц ито в – мы ш ечны х к лето к с ердц а – о бес печиваетс я благо даря временно му их во збуждению . И мпульс ы во збуждения во зник аю т с по нтанно в т.н. с инусо во м узле и распро с траняю тс я по про во дящ ей с ис теме с началапо предс ердиям, затем по желудо чк ам: с начала с о к ращ аю тс я предс ердия, вы жимаю щ ие к ро вь в желудо чк и, из них к ро вь вы талк иваетс я в к рупны е артерии. Д еятельно с ть с ердц адо лжнабы ть ритмично й, благо даря чемупро ис х о дит чередо вание ф аз нак о пления и изгнания. У ник альны м с во йство м с ердечно й мы ш ц ы являетс я о бес печение о бязательно й с мены с о к ращ ения расс лаблением, что с вязано с наличием длительно го по тенц иаладейс твия в течение к о то ро го с арк о лемманечувс твительнак ино мураздражителю . Д ва к руга к руго о бращ ения с о пряжены с наличием в с ердц е двух с о ставляю щ их : право й, п ерек ачиваю щ ей к ро вь в левы й к руг, и лево й, про талк иваю щ ей к ро вь в бо льш о й к руг. М ы ш ечная масс а лево го желудк а примерно в 4 раза бо льш е право го , что о бусло влено значительно бо лее вы с о к им с о про тивлением бо льш о го к руга. Ро ль предс ердий с о с то итне то льк о в 24
генерац ии во збуждения, но и в о бес печении непреры вно го прито к а к ро ви к с ердц у по венам. В ы с о к о е давление в желудо чк ах при их со к ращ ении препятс твует прито к ук ро ви, но прито к не прек ращ аетс я благо даря то му, что расс лабленны е то нк о с тенны е предс ердия с во бо дно растягиваю тс я и вмещ аю т до по лнительно е к о личество к ро ви, к о то ро е затем про талк иваю т в уже расс лабленны е желудо чк и. П о то к к ро ви в с ердц е – о дно направленны й благо даря к лапанам междупредс ердиями и желудо чк ами, атак же междуними и артериальны ми с о с удами. Д еятельно с ть с ердц ак ак насо с апро тек аетв виде по вто ряю щ их с я ц ик ло в – с напо лнением и изгнанием к ро ви в к аждо м из них . Ц ик л начинаетс я с во зник но вения авто матическ о го имп ульс аво збуждения, к о то ро е распро с траняетс я по предсердиям, в результате предсердия бы с тро с о к ращ аю тс я (0,1 с ек .), к ро вь вы жимаетс я в желудо чк и. Ко гда их во ло к на о х вачены во збуждением, желудо чк и начинаю т со к ращ атьс я. И мпульс во збуждения перех о дитс предс ердий нажелудо чк и по с ле нек о то ро й задержк и, нео бх о димо й для заверш ения с о к ращ ения предс ердий. П ро ц ес с развития давления и вы жимания к ро ви назы ваю т с ис то ло й, а с нижение давления и напо лнение желудо чк о в – диасто ло й. О бщ ая длительно с ть ц ик лапри часто те 75 с о к ращ ений в минутусо с тавляет 0,8 с ек ., причем надо лю с исто лы прих о дитс я 0,3 с ек ., диасто лы – 0,5 с ек . В пересчете нас утк и ф азас ис то лы длитс я 9 час., диасто лы – 15 час. Д авление
3
4 2
1 о бъем М ех аничес к и насо с ная ф унк ц ия желудо чк о в с ердц ао пис ы ваетс я динамичес к им с о о тно ш ением о бъема и давления, изменяю щ имс я по 4 ф азам. П ер вая фаза (р и сунок ,1): в про ц ес с е диасто лы к амеры желудо чк о в запо лняю тс я к ро вью , давление растет незначительно . О бъем с ердц а в ц ик ле в к о нц е диасто лы мак с имален. Вт ор ая фаза: (р и сунок ,2) начало развития давления (но вы талк ивание к ро ви мо жет не начатьс я, по к а давление в желудо чк е не превы с ит давление в с о с удах ). Тр ет ья фаза(р и сунок , 3): в желудо чк ах бы с тро по вы ш аетс я давление, к ро вь изго няетс я в ао рту и лего чную артерию . Ч ет вер т ая фаза(р и сунок ,4): давление в желудо чк ах падает (с тано витс я бо лее низк им, чем в к рупны х с о с удах , азатем и ниже, чем в предс ердиях ) – с но ва начинаетс я напо лнение желудо чк о в к ро вью (п ервая ф аза).
25
Регуляц ия насо с но й ф унк ц ии с ердц а с вязано с о бес печением усло вий усто йчиво го к ро во о бращ ения, т.е. равенс тво прито к а и вы бро с а к ро ви. В о с но ве с по со бно с ти с ердц авы брасы вать в артериально е русло то к о личес тво к ро ви, к о то ро е притек ает к немуиз вен, лежат мех анизмы , регулируемы е на к лето чно м уро вне. Ритмичес к ие явления био ло гичес к их про ц ес со в предс тавляю т со бо й универс ально е явление в живы х с ис темах . Ш иро к ую извес тно с ть по лучили три мак ро био ритмачело век а: 23-дневны й ф изичес к ий, 26-дневны й эмо ц ио нальны й и 33-дневны й интеллек туальны й. Л ек ц ия 9 Те ма: Л унны еи с о лне чны ец и клы . К во п р о с у о вли я ни и с о лне чны х и лунны х р и т мо в на жи з не де я те льно с т ь че ло ве ка. Ц и кл М е т о на В лиянию ф аз Л уны наф унк ц ио нально е с о с то яние чело век адавно уделяли прис тально е внимание, о с о бенно так им ф азам, к ак но во луние и по лно луние (с читаю т, что о ни о с о бенно с ильно влияю т наф изичес к ую рабо то с по с о бно с ть, пс их ичес к о е со с то яние, течение беременно с ти, ро ждаемо с ть, с мертно с ть). Развитие к о с мичес к о й био ло гии, ис следо вания в о бласти гипо гравитац ии и невес о мо с ти по с лужили предпо с ы лк ами про ведения рабо т, направленны х на вы явление дейс твия с ил гравитац ии на живо й о рганизм. П о явило с ь но во е научно е направление – селеноби ологи я (селеномеди ци на). Ас тро ло ги вы деляю т пять ц ик ло в Л уны , из к о то ры х наибо лее часто ис по льзую тс я в с о о тветствую щ их х арак теристик ах т р оп и ч еск и й (про до лжительно с ть 27,3 с ут.), его о тсчет ведетс я о т то чк и вес еннего равно денствия; др ак они ч еск и й (27, 2 с ут.), си ноди ч еск и й ( о т 29,6 с ут. до 30,5 с ут.) – про х о ждение Л уны о т но во луния до но во луния. В насто ящ ее время предприняты по пы тк и ввести расчетны е п о к азатели био ритмо в, с вязанны х с лунны м влиянием (интеллек туальны е, ф изичес к ие, эмо ц ио нальны е ритмы , о пределяемы е нек им к о личество м с уто к ). Н аибо лее извес тны в это м плане рабо ты Н .А. Агаджаняна(1978, 1984), Н .И . М о ис ееваи др. (1986). П редп о лагаю т, что у чело век а через к аждую четверть о т вы деленны х перио до в наступаю т с о о тветствую щ ие перес тро йк и. Расчеты легли в о с но ву вы деления « к ритичес к их » дней. Зао с но вурасчеталунны х био ритмо в принимаю тпо лусуммуси но ди ч еск ого (29,53 с уто к ) и си дер и ч еск ого (27, 328 с уто к ) лунны х п ерио до в. П о к азатели х арак теризую т ф изическ ий (5,92 с уто к ), эмо ц ио нальны й и интеллек туальны й (7,7 с ут.) био ритмы . Д ни с о вп адения перес тро йк и по двум перио дам расс матриваю тк ак «к ритичес к ие». П о лная перес тро йк апо трем био ритмам, к ак предпо лагаю т, про ис х о дитпо ис течении бо льш о го перио да(248, 728 с ут.). П ро с леженак о рреляц ия междубио ритмами и с уиц идальны м по ведением чело век а. У стано влено , что наибо льш еечис ло с уиц идальны х по пы то к – 54,7% наблю далис ь в названны е «к ритическ ие» дни ф изичес к о го ц ик ла. Анализ влияния эмо ц ио нально го ритма на с к ло нно с ть к с амо убийс тву по к азал, что в «к ритичес к ие дни» бы ло со верш ено 36% так их по п ы то к , в о триц ательны й по луперио д – 30%, ав дни по ло жительно го по луперио да– 34%. 26
О тмечаю т, что в 22% с лучаев по пы тк а с амо убийс тва с о верш алась в дни наивы с ш ей эмо ц ио нально й ак тивно с ти. У с тано влена к о рреляц ия интеллек туально го био ритмаи с уиц идально го по ведения. В 84% с лучаев с уиц идальны е п о пы тк и с о впадали с днями, к о гдао дин из ритмо в нах о дилс я на нулево м уро вне, о к азало с ь так же, что по пы тк и с амо убийствачащ евсего со верш аю тс я в вес енний перио д (38%). С ледуето тметить п ро х о ждение о стры х дис к усс ий, к асаю щ их с я упо мянуты х расчето в био ритмо в чело век а. Критик и о триц аю т взаимо с вязь ритмо в луны и с о сто яния чело век а, с читая п риво димы е расчеты ис к усс твенны ми, не учиты ваю щ ими индивидуальны е о со бенно с ти чело век а. У же по чти 400 лет изучаю т влияние начело век ас о лнечно й ак тивно сти (по дс чет чис ла темны х пятен на дис к е с о лнц а). В п ерво й лек ц ии расс матривало с ь значение рабо т гелио био ло га А.Л . Чижевск о го , о бнаруживш его связь между био ло гичес к ими и с о ц иальны ми явлениями на Земле и со лнечно й ак тивно с тью . О пределена длительно сть с о лнечно й ак тивно с ти - 11 лет, к о то рая, к ак о к азалась, мо жет к о лебатьс я (о т 5 до 22 лет – 22-летний ц ик л). О дним из индек со в с о лнечно й ак тивно с ти с лужит чис ло В о льф а (о тно с ительно е ц ю рих с к о е чис ло с о лнечны х п ятен). Ч ис ло В о льф ах арак теризуетпятно о бразо вательную деятельно с ть С о лнц аи вы чис ляетс я по ф о рмуле W = k* (f + 10g), где f - к оли ч ест во п ят ен наС олнце, g - к оли ч ест во обр азов анных и ми гр уп п , k - нор ми р ов оч ный к оэффи ци ент , в ыв оди мый для к аж дого т елеск оп аи к аж дого наблю дат еля. О дним из извес тны х ц ик ло в, с луживш им с давних времен о с но во й по с тро ения лунно -с о лнечны х к алендарей , являетс я М ето но в ц ик л (или ц ик л М ето на). Н азван так п о имени греческ о го астро но ма и математик а М ето на, независ имо о тк ры вш его его в 432 г. до н.э., х о тя ц ик л бы л извес тен в Д ревнем Китае с 2260 г. до н. э. М ето но в ц ик л – 19-летний к алендарны й ц ик л, по к азы ваю щ ий со о тно ш ение лунно го мес яц а и с о лнечно го го да (19 тро пичес к их лет = 235 с ино дичес к их мес яц ев), по вто рение о динак о вы х с о четаний ф аз С о лнц аи Л уны . В к аждо м ц ик ле распределение ф аз Л уны по дням по вто ряетс я с то чно с тью до неск о льк их часо в. П о греш но с ть в с двиге ф аз Л уны с о с тавляет 1 с утк и за219 лет. М ето н с читал длинуго даравно й 365,25 с уто к (19 лет с о с тавляли 6939 с ут. 18 час., а235 с ино дическ их мес яц ев – 6939 с ут. 16 час. 31 мин.). В сего в ц ик ле 110 мес яц ев по 29 дней и 125 мес яц ев по 30 дней. С о с редних век о в по рядк о вы й но мер го дав ц ик ле М ето на(с о значением о т1 до 19) назы ваю тЗо ло т ы м чи с ло м (http//www.astronhet.ru/db/msg/)/. Х арак терис тик агео ф изическ их ц ик ло в мо рск о й с реды , к ро ме го дично го ,, лунно го , по лулунно го , приливно го , с уто чно го и по луприливно го вк лю чает и М ето но в ц ик л.
27
Ли те р ат ур а о с но вная 1. С о к о ло в Ю .Н . Ц ик л к ак о с но вамиро здания / Ю .Н . С о к о ло в. – С тавро по ль : И зд-во «Ю РКИ Т », 1996. – 123 с . 2.П ро блемао к с идаазо тав био ло гии и медиц ине и принц ип ц ик лично с ти / В .П . Реуто в [и др.]. – М . : И зд-во У РС С , 2003. – 94 с . Ли те р ат ур а до п о лни т е льная 3. Барнс Р. Бес по зво но чны е. Н о вы й о бо бщ енны й п о дх о д / Р. Ба рнс [и др.].–
М . : М ир, 1992. – 574 с. 4. Бреус Т .К. Био ло гичес к ие эф ф ек ты с о лнечно й ак тивно с ти / Т .К.Бреус // П риро да. - 1998. - № 2. - С .76 – 88. 5. В ернадс к ий В .И . Размы ш ления натуралис та. Н аучная мы с ль к ак планетно еявление / В .И В ернадс к ий. – М : Н аук а, 1977. – 189 с . 6. В ернадск ий В .И . Х имическ о е с тро ение био с ф еры земли и ее о пределения / В .И . В ернадс к ий. - М . : Н аук а, 1987. 7. Г илл А. Д ина мик аатмо с ф еры и о к еана/ А. Г илл. - М . : М ир, 1986. - Т .1. 399 с . ; Т .2. - 216 с . 8. Д убро в А.П . Л унны е ритмы учело век а/ А.П Д убро в. - М . : И зд-во М едиц ина, 1990.- 159 с . 9. Кун Т . С трук туранаучны х рево лю ц ий / Т . Кун. - М . : П ро грес с , 1975. – 264 с . 10. Ш вед Г .М . Ц ирк уляц ия атмо с ф еры / Г .М . Ш вед // С о ро со вс к ий о бразо вательны й журн. - 1997. - № 3. – С .75-81. 11. Ш но ль С .Э . Био ло гичес к ие часы / С .Э . Ш но ль // – С о ро со вс к ий о бразо вательны й журн. - 1996. - № 7. – С . 26 – 32.
28
Д ля замето к
29
Д ля замето к
30
Авто р Х иц о ваЛ ю дмилаН ик о лаевна. Редак то р Т их о миро ваО .А.
31