Главная - Биологические ритмы и биологические часы у животных - Характер колебаний в биологических системах
Каков характер колебаний в биологических системах? Можно ли уподобить их колебаниям маятника или же так называемым релаксационным колебаниям? Различия между этими колебательными системами в основном таковы: в случае колебаний маятника (так называемых гармонических колебаний) амплитуда более чувствительна к внешним воздействиям, чем частота; в случае релаксационных колебаний все обстоит наоборот.
Для стабилизации качаний маятника после внешнего воздействия (изменение какого-либо фактора среды) требуется много времени, причем это относится и к частоте и к амплитуде. В случае релаксационных колебаний стабилизация происходит очень быстро; амплитуда таких колебаний изменяется по принципу "все или ничего", поскольку такая колебательная система может находиться лишь в одном состоянии, отличном от "нулевого" и зависящем только от параметров самой системы.
В какой же степени биологические часы соответствуют той или иной из этих двух физических моделей?
Реакции на низкие температуры
Мы видели, что понижение температуры в определенных фазах ритма не влияет на него в продолжение нескольких часов. Этот факт совместим с гипотезой, согласно которой колебательная система имеет фазу напряжения и фазу пассивного расслабления (релаксация). Если понизить температуру в период релаксации, то это, естественно, не вызовет никаких изменений.
Графики колебательных процессов
В одних случаях они близки к синусоиде, напоминая графики колебаний маятника. В других случаях они асимметричны, как это характерно для релаксационных колебаний.
Затихание колебательных процессов
Графики затухания некоторых периодических процессов в организме напоминают графики затухания гармонических колебаний и не похожи на графики релаксационных колебаний, которые резко обрываются. Тем не менее некоторые ученые отнюдь не считают, что это может служить окончательным доказательством гармонической природы биологических осцилляторов; впрочем, приводимая ими аргументация трудна для понимания.
Пожалуй, наиболее сильным аргументом в пользу "маятниковой" природы эндогенных часов служит тот факт, что эндогенные ритмы легко синхронизируются под влиянием внешних воздействий. Когда внешним воздействием служит свет или температура, то происходит следующее: воздействуя в фазе напряжения, эти факторы увеличивают напряжение в осцилляторе релаксационного типа, которое в этом случае поднимается несколько выше нормального уровня, то есть фаза напряжения несколько удлиняется, вслед за чем наступает релаксация. Если же свет или температура действуют в фазе расслабления, то эта фаза прерывается и наступает фаза напряжения.
Для объяснения ряда эффектов, связанных с ритмом вылета дрозофилы, следует принять гипотезу о существовании двухосцилляторной системы ритмов. По меньшей мере один из таких осцилляторов представляет собой самовозбуждающуюся колебательную систему с периодом колебаний, близким к 24 часам, не зависящую от температурных воздействий.
В условиях постоянной освещенности и температуры такой осциллятор сохраняет свой "естественный" период колебаний, но его фаза может быть смещена простыми и непериодическими сигналами.
26.11.2016
купить дипломную работу | курсовые на заказ | заказать магистерскую диссертацию | купить кандидатскую диссертацию
Авторский материал. Копирование без обратной ссылки запрещено!
© 2011-2015 Зоопсихология | Все права защищены.
Редизайн Н.Баулитца | fatpoint.ru