Ритмичность в природе реферат

Обновлено: 18.05.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Ритмичность в природе…………………………………………….…….….4Солнечные часы…………………………………………………….…….….6Солнечная активность и ее влияние…………………………….……….…8

Введение Одной из важнейших проблем современного естествознания является изучение цикличности процессов, протекающем в живом организме. Эта проблема интересует врачей и авиаторов, садоводов и орнитологов, биохимиков и генетиков, биофизиков и иммунологов, физиологов и космонавтов.

Идея ритмического течения процессов в природе и человеческой жизнедеятельности имела приверженцев еще в самый ранний период развития естествознания. В IV в. до н. э. гениальный мыслитель древности Аристотель писал: "Продолжительность всех этих явлений, и беременности, и развития, и жизни совершенно естественно измерять периодами. Я называю периодами день и ночь, месяц, год и времена, измеряемые ими, а кроме того, лунные периоды. Подобно тому, как море и всякого рода воды стоят, как мы видим, неподвижно или волнуются соответственно движению или покою ветров, а воздух и ветры — соответственно периодам солнца и луны, а также и то, что возникает из них или в них, необходимо следовать за этими периодами, ибо в порядке вещей, чтобы периоды менее важные следовали за более важными."

Итак, одним из условий существования живых систем является свойственная живой материи ритмичность биологических функций.

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию разных ритмических биологических процессов и обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма. Тем самым выявляется важное адаптивное значение биоритмов для жизнедеятельности организма.

Цель реферата – изучить влияние солнечных ритмов на природу.

1. Ритмичность в природе Природная система характеризуется свойственными ей пространственными и временными ритмами. Под пространственными ритмами понимаются особенности строения системы: расположение в пространстве ее частей, форму и симметрию. В реферате о ритмичности нам потребуется еще несколько определений, уточняющих понятия: ритм, цикл, период.

Период - это число, характеризующее гармонику в частотном спектре временного ряда значений какого-либо параметра состояний системы, имеющее размерность времени, полученное усреднением или в результате какой-либо другой математической процедуры при выявлении скрытых периодичностей.

Цикл - процесс смены системой качественно различных состояний от исходного к нему же, причем различие сходных качественных состояний в расчет не принимается.

Ритм - это всегда повторяемая "смена фаз, т.е. непрерывная смена качественно различных состояний". Такое определение ритму дал Н.Я.Пэрна в своей книге "Ритм, жизнь и творчество". Ритм - не просто синусоидальное, волнообразное изменение величины какого-то параметра, это всегда изменение в соотношении качеств: на смену одному (или одним) идет другое (или другие) и так непрестанно.

Ритмичность биологических процессов - неотъемлемой свойство живой материи. Еще 20 лет назад эту, казалось бы, прописную истину, приходилось отстаивать и доказывать с большим трудом, а иногда и безрезультатно. Теперь же вопрос о том, что любое биологическое явление, любая физиологическая реакция периодичны ни у кого не вызывает сомнения.

Содержание

Введение
Понятие о хронобиологии
История развития хронобиологии и универсальности феномена ритмичности в природе
Заключение
Список использованной литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

хронопатология.docx

ГБОУ ВПО Волгоградский Государственный Медицинский Университет

Министерства Здравоохранения РФ

Кафедра патологической физиологии

История вопроса универсальности феномена ритмичности в природе

Выполнила:

студентка 9 группы 3 курса

педиатрического факультета

Амирова К.Г.

Проверила:

ассистент кафедры, к.м.н.

Жданова А.В.

Волгоград, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Понятие о хронобиологии
История развития хронобиологии и универсальности феномена ритмичности в природе
Заключение
Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Ритмичность биологических процессов - неотъемлемой свойство живой материи. Еще 20 лет назад эту, казалось бы, прописную истину, приходилось отстаивать и доказывать с большим трудом, а иногда и безрезультатно. Теперь же вопрос о том, что любое биологическое явление, любая физиологическая реакция периодичны ни у кого не вызывает сомнения.

Живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений геофизических параметров среды. При этом всем ходом эволюции у них выработалась временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма, которая способствует гармоническому согласованию различных ритмических процессов как внутри, так и в окружающей среде и тем самым поддерживает нормальную жизнедеятельность целостного организма.

Дело в том, что циклические колебания физиологических процессов с точки зрения энергетики биологически целесообразны, выгодны и соответствуют принципу оптимальной организации. Биологические ритмы выявлены на всех уровнях организации жизни, начиная от простейших биохимических реакций организма в клетке и кончая сложными поведенческими реакциями.

ПОНЯТИЕ О ХРОНОБИОЛОГИИ

Интерес к проблемам биоритмологии вполне закономерен, поскольку ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологической системы. Феномен ритмичности является универсальным.

Биоритмология - сравнительно молодая, быстро развивающаяся наука. К настоящему времени у человека изучены многие сотни физиологических процессов, ритмически меняющихся во времени. В решении проблем биоритмологии активно участвуют многие ученые: биологи, морфологи, физиологи, математики, физики и медики. В общей проблеме биоритмологии уже наметилось выделение самостоятельных направлений: хронобиология, хронопатология, хронотерапия, в том числе хронофармакология, хронопрофилактика и др. Уже можно говорить об определенных не только теоретических, но практических успехах хронобиологии и хрономедицины, особенно в таких сферах деятельности человека, как космонавтика, организация труда с многократными перемещениями в новые климатогеографические регионы, диагностика, лечение и профилактика некоторых заболеваний.

Многие патологические процессы в организме сопровождаются нарушением временной организации физиологических функций. В то же время рассогласование ритмов является одной из причин развития выраженных патологических изменений в организме. Это, так называемые, десинхронозы. Проблемы адаптации, нормы и гомеостаза необходимо также рассматривать с учетом циклического течения процессов жизнедеятельности. С позиций биоритмологии правильнее, например, говорить не о гомеостатическом постоянстве, а о гомеостатической динамике, которая создает в организме стабильность и устойчивость. Изучение биоритмов открывает новые возможности в решении и многих других проблем теоретической и практической медицины.

Временная организация биологической системы – это комплекс биологических ритмов, который характеризуется механизмами регуляции, связями с внешней средой и самими взаимосвязями между ритмами. Временная организация биосистемы делится на:

· часть, осуществляющую регуляцию временной организации;

· часть, воспринимающую сигналы регуляции;

· часть, связывающую временную организацию биосистемы с внешней средой и другими биологическими системами.

В течение миллионов лет эволюционного развития по пути постоянного усложнения и совершенствования одновременно шли два процесса: процесс структурной организации живых систем и процесс их временной организации. Чем сложнее биологическая система, тем сложнее её временная организация и тем успешнее адаптируется организм к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды. Но эта адаптация обеспечивалась не одной какой-то системой, а скоординированными во времени и пространстве и соподчиненными между собой несколькими специализированными функциональными системами. Поэтому в настоящее время методологические принципы биоритмологии проникают в исследования всех уровней организации живого – от молекулярного до уровня целостного организма. Исследования временной организации биосистем помогают ответить на вопросы, возникающие при изучении эколого-физиологических механизмов адаптации к новой среде обитания. С их помощью изыскиваются научно обоснованные средства коррекции нарушений, появляющиеся при воздействии на организм различных неблагоприятных факторов.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ХРОНОБИОЛОГИИ И УНИВЕРСАЛЬНОСТИ ФЕНОМЕНА РИТМИЧНОСТИ В ПРИРОДЕ

Известно, что Аристотель, бывший воспитателем Александра Македонского, сопровождал его в военных походах с группой ученых. В записях одного из них, Андростена (325 г. до н.э.), впервые упоминается о суточном движении листьев некоторых растений. Он зарегистрировал ночное сужение и уменьшение размеров листьев и их увеличение с восходом солнца.

Замечательное совершенство и глубокий смысл таких систем, как 12-летний "календарь животных", становятся понятными при сопоставлении этих наблюдений с самыми разными биологическими явлениями. С древнейших времен в странах Восточной и Юго-Восточной Азии при составлении календарей большое значение придавали периодичности движения Солнца, Луны, Юпитера и Сатурна. Существенно важно, что элемент этой календарной системы - 12-летний цикл - тесно связан с применением одного из древнейших терапевтических средств восточной медицины - акупунктуры. Чтобы достичь возможно большего лечебного эффекта, необходимо воздействовать на определенные активные точки с учетом фазы 12-летнего цикла (как и времени суток).

В Европе цикличность жизненных процессов была подмечена еще писцом Александра Македонского - Андростеном в 4 веке до н.э. Осознание периодичности земных циклов и их влияния на все живое, включая человека, было присуще таким корифеям, как Пифагор, Гиппократ, Птолемей. Значительный вклад в изучение времени и его цикличности внес Аврелий Августин - бесспорно один из самых блистательных умов того недолгого периода в истории европейской культуры, который можно назвать христианской античностью. Он по существу явился отцом всей западной средневековой философии и пристально занимался такой проблемой, как восприятие человеком времени. Очевидно, что Аврелий Августин может по праву считаться ритмологом и даже одним из основоположников ритмологии, как науки.

Позднее немецкий астроном и математик Иоганн Мюллер, известный также как Региомонтан (1436-1476) - разработал сферическую тригонометрию, ставшую основой для биоритмологии. В 1472 г. опубликовал работу о влиянии комет. Автор первых печатных астрономических таблиц, которыми пользовались Васко да Гама, Христофор Колумб и другие мореплаватели. Разработал метод "лунных расстояний" для нахождения широты и долготы на море. Региомонтан завершил перевод "Альмагеста" Птолемея на латинский язык, начатый Пурбахом, и написал комментарий к нему. В 1474 г. Региомонтан был призван в Рим папой Сикстом IV для реформы календаря, а также для астрологических советов по ведению войны с Флоренцией.

Важное свойство, которым обладает географическая оболочка нашей планеты — ритмичность. Что такое ритмичность в биологии?

Понятие адаптивных биологических ритмов

Ритмичность в биологии — это процесс повторения явлений в определенное время.

Будучи одной из составляющих географической оболочки, биосфера также подвержена ритмичности. Жизнедеятельность организмов на планете во многом зависит от движения тел Солнечной системы, изменений температуры, влажности и освещенности. На все эти изменения живые организмы реагируют.

На случай периодических изменений интенсивности экологических факторов у организмов есть специальные приспособленческие реакции — это адаптивные биологические ритмы.

Адаптивные биологические ритмы в зависимости от длительности причин возникновения делятся на:

суточные;
приливно-отливные;
сезонные;
годовые;
многолетние.

Биологические часы — способность живых организмов выдавать реакцию на течение времени.

С помощью этого явления живые организмы могут согласовывать свои физиологические ритмы с изменениями, происходящими в окружающей среде.

Характеристика биологических ритмов

Рассмотрим подробнее каждый из вариантов биологических ритмов.

Суточные ритмы

Планета Земля вращается вокруг своей оси — полный оборот она совершает за 24 часа. В результате, в течение суток два раза меняется освещенность, которая становится причиной температурных колебаний, изменения влажности и атмосферного давления. Все это непосредственно влияет на активность живых организмов.

Солнечный свет очень важен для жизнедеятельности: он задает периодичность процессов фотосинтеза, транспирации, времени, когда будут раскрываться и закрываться цветки у растений. Животных изменения освещенности тоже затрагивают: смена дня и ночи влияет на особенности их физиологических процессов. Отсюда условное деление всех животных на ночных и дневных.

Однако в случае изменения условий среды, меняется и суточная активность живых организмов.

В жарких пустынях, когда температура днем достигает максимума, а влажность — минимума, дневные животные проявляют свою активность ночью.

Суточные ритмы связаны и с человеком, который также является частью природы. Интенсивность более ста его жизненных функций определяется временем суток.

Приливно-отливные ритмы

Приливно-отливные ритмы — результат взаимодействий Земли и Луны. Наиболее полно и явно они наблюдаются у обитателей прибрежных участков Мирового океана (такие участки называются литорали).

В течение лунных суток — они длятся 24 часа и 50 минут — прилив и отлив происходят по два раза. Такая смена природных условий заставляет организмы к ней приспосабливаться. Каждый организм приспосабливается по-своему:

отдельные животные, такие как моллюски, зарываются в ил;
некоторые меняют окраску тела;
есть животные, которые уходят дальше в океан.

Приливно-отливные ритмы определяют размножение рыб атерин-грунион. Нерест осуществляется только тогда, когда Луна находится в определенной фазе.

Сезонные ритмы

Сезонные ритмы — результат вращения Земли вокруг Солнца. Это вращение приводит к изменению климата на планете. Сезонные ритмы определяют такие процессы как размножение, развитие, жизненные циклы, линька, спячка, миграция, состояние покоя и период вегетации у растений, а также многое другое.

Многолетние циклы

Многолетние циклы — результат изменения солнечной активности и взаимодействия небесных тел Солнечной системы.

Массовое размножение перелетной саранчи в отдельные годы — яркий пример многолетних циклов.

Также пример многолетних циклов — периодическое отклонение холодного перуанского течения у берегов Южной Америки. Это явление называется Эль-Ниньо, и происходит оно раз в 11-12 лет.

Фотопериодизм

Длительность светового дня — важное условие существования и жизни всех организмов, а также самый стабильный экологический фактор.

Фотопериодизм — комплекс наследственных реакций живого организма на то, как изменяется световой период суток.

Это свойство встречается у всех организмов. Однако наиболее ярко проявляется у тех, что живут в условиях, когда сезонные изменения среды происходят резко.

Изменение длительности светового дня у растений проявляется тем, что они меняют интенсивность синтеза фитогормонов. За счет этого регулируется рост и развитие растения.

Фотопериодизм очень ярко проявляется у перелетных птиц: сокращение светового дня является сигналом для миграции.

Геологические системы нашей планеты регулярно взаимодействуют между собой и изменяются в течение всего времени. Кроме того, для них характерны ритмические движения, которые люди способны наблюдать в живой и неживой природе. Такие явления вызывают периодическое повторение определённых состояний геосфер. Они называются ритмичностью географической оболочки.

Понятие и признаки

Комплексная внешняя оболочка Земли состоит из атмосферы, литосферы, гидросферы и биосферы. Геосферы постоянно подвергаются разным воздействиям, из-за которых в них происходят различные изменения. Некоторые не знают, что такое ритмичность. В географии это понятие подразумевает повторение сходных явлений через определённый промежуток времени. Ритмику движений в природе изучают по биологии и географии. Но об этих процессах люди узнают ещё в детстве из народных пословиц и поговорок.

Выделяют 2 вида ритмических колебаний:

Периодические. Для них свойственна одинаковая длительность (например, оборот Земли вокруг оси).
Циклические. Для них характерна переменная продолжительность (к примеру, 11-летний период изменения солнечной активности).

Ритмичность обладает одновременно периодичностью и цикличностью. Однако колебания не имеют хронологической строгости. Также у них могут быть разные причины проявления и продолжительность. Когда ритмические движения проявляются одновременно, они начинают взаимодействовать, ослабляя или усиливая друг друга. Поскольку изменения в геосферах происходят постоянно и в большом количестве, о полученных знаниях об этих явлениях пока сложно дать конкретные сведения.

На изменения особенностей геосистем планеты влияют как внешние, так и внутренние факторы. Причинами могут быть астрономические, климатические, тектонические или геологические изменения. Нередко в геосферах наблюдаются автономные движения, которые проявляются после окончания какого-либо процесса под воздействием внешних факторов.

Классификация повторяющихся явлений

Ритмические явления группируют условно, поскольку все геосферы характеризуются разными причинами и следствиями, происходящими в конкретное время. Повторяющиеся колебания классифицируют в зависимости от длительности географических процессов и пространственно-временных масштабов:

Внутригодовые. Ритмические явления зависят от сезонов. Они наиболее заметны в высоких и умеренных областях. Ритмы можно различить в гидрологических, климатических и геологических изменениях. Сезонные колебания свойственны для всех регионов планеты, но проявляются они по разным причинам (из-за температуры, степени влажности и т. д. )
Внутримесячные. Эти колебания объясняются изменением периода обращения Солнца и фаз Луны. Ритмичные движения воздействуют на атмосферу, гидросферу и биосферу.
Внутрисуточные. Такие явления можно наблюдать в изменениях различных гидрометеорологических особенностей, жизнедеятельности живых организмов, фотосинтезе.

Учёные предлагают и другие классификации явлений ритмичности. По одной из них колебания делят на мелкомасштабные, мезомасштабные, синоптические и крупномасштабные. По признакам разделения ритмичных движений такая классификация напоминает основную.

Геологические циклы

Геологический цикл — наикрупнейшая единица установленной периодичности. Явление наблюдается в смене климата, компонентов атмосферных газов, уровня осадков, периодов образования рельефных поверхностей и т. д.

Самые крупные циклы отличаются продолжительностью в сотни миллионов лет. Кроме того, они разделяются на небольшие промежутки со своими особенностями. Ритмические колебания, длящиеся 30−40 млн лет, называются сезонами галактического года. Они отличаются такими характеристиками, как выравнивание или расчленение суши, эпохи трансгрессии или регрессии.

Космическое полугодие, которое тоже считается циклом, длится в пределах 90−110 лет. Оно определяется сменой положения плоскости эклиптики Солнечной системы относительно такой же плоскости Вселенной.

Историю изменения нашей планеты за последние 590 млн лет разделяют на 3 периода:

каледонский;
герцинский;
альпийский.

Эти промежутки времени имеют общие особенности, которые касаются цикличности: в начале каждого этапа земная кора опускалась, а с его завершением поднималась. Такие периоды длились почти столько же, сколько продолжается галактический год.

Некоторые специалисты сомневаются в существовании геологических циклов. Это объясняется тем, что на планете есть области, которые находятся далеко друг от друга и отличаются разным развитием в тектоническом плане. Учёные полагают, что механизм ритмики твёрдой оболочки Земли ещё не полностью изучен. Возможно, он связан с внутренними факторами её развития, которые ещё необходимо исследовать.

Другие ритмические колебания

Специалисты также отмечают сверхвековые и внутривековые ритмичные колебания. Длительность первых явлений может составлять несколько сотен или тысяч лет. Пример подобных ритмов — период в 1900 лет, которому свойственно изменение влажного и засушливого климата Сахары.

Внутривековые ритмичные движения происходят под влиянием разных небесных тел. Большинство учёных считают, что активность Солнца воздействует на поверхностную оболочку Земли и вызывает в ней колебания, длящиеся несколько или десятки лет. Внутривековые ритмы проявляются в накоплении снега в Антарктиде, магнитных бурях, полярных сияниях. Специалисты обнаружили ритмичность, которая проявляется под влиянием приливообразующей силы, образующейся по причине определённого расположения Земли, Солнца и Луны.

Разные явления в природе может вызывать и циркуляция атмосферы. Когда в газовой оболочке Земли происходят изменения, в литосфере и гидросфере возникают преобразования, которые воздействуют на различные живые организмы. Система циркуляции атмосферы состоит из атмосферных процессов, которые постоянно меняются во времени и пространстве, а также проходят ряд эпох с различными особенностями. Цепочка протекания процессов в газовой оболочке планеты определяется по преобладающей циркуляционной форме переноса.

Изменчивость вращения нашей планеты зависит от скорости ее поворота и колебания оси, которые регулярно изменяются. Эти особенности приводят к образованию полюсного прилива в океане и атмосфере, которые затем подвергаются воздействию с его стороны. Слабые колебания Земли, движения водного объекта и газовой оболочки то усиливаются, то ослабевают.

Изучение ритмичности

Так как структура геосфер земного шара регулярно изменяется, геосферы по-разному реагируют на внешние факторы периодического или синхронного характера. Именно эта способность способствует сдвигу фаз ритмичности во времени и пространстве, который придаёт природным условиям особую мозаичность.

Как и круговорот веществ в природе, ритмические колебания не замкнуты. Поскольку в любых регионах географический ландшафт регулярно изменяется, на его фоне движения геосферы не способны вернуться в изначальное состояние после завершения цикла.

Способы и методики познания ритмики движений в геосистемах земного шара могут быть разными. Методы изучения ритмов выбирают в соответствии с длительностью периода или цикла, который нужно проанализировать. Учёным легче исследовать непродолжительные ритмические явления, не превышающие ста лет.

Продолжительные временные промежутки обычно не фиксируются при запланированных наблюдениях, но их можно наблюдать во время палеогеографических исследований. Кроме того, ритмические колебания исследуют и по косвенным особенностям. Открыть и зафиксировать новые ритмы специалистам помогают сравнительные таблицы с установленными закономерностями функционирования геосистем.

Учёные продолжают искать связи между ритмическими движениями разных процессов, происходящих в геологических сферах планеты. Изучение законов ритмичности позволяет разработать долгосрочное прогнозирование явлений в природе.

Читайте также: