Эволюция Земли и биосферы неразрывно связана с эволюцией космоса, в частности с Солнечной системой. Впервые серьезное внимание на связь явлений астрофизической природы с жизнью организмов обратили В. И. Вернадский и А. Л. Чижевский.
А. Л. Чижевский одним из первых проанализировал взаимосвязи проявлений солнечной активности — пятен на Солнце — с биологическими процессами, в частности, с эпидемическими заболеваниями. Он является основателем гелиобиологии*. Солнечная активность ритмически колеблется, потому что, во-первых, каждая активная область проходит определенный цикл развития и, во-вторых, во времени меняется количество пятен, т. е. взрывов на Солнце. Средний период колебаний активности Солнца — 11 лет.
В годы максимальной солнечной активности увеличивается и активность ряда вирулентных бактерий, поэтому учащаются эпидемии. Чаще возникают заболевания сердечно-сосудистой системы: гипертонические кризы, инфаркт миокарда, мозговые инсульты. В момент геомагнитных бурь возрастает число автокатастроф и случаев травматизма на производстве.
А. Л. Чижевский считал, что повышение уровня солнечной активности выводит организм из состояния устойчивого равновесия и провоцирует болезненные состояния.
Луна также влияет на живые организмы. Вследствие ежемесячного движения Луны (лунный месяц — 28 суток) изменяется геомагнитное поле, что в свою очередь влияет на погоду и живые организмы. Особенно большое влияние оказывает наложение солнечных и лунных приливов, когда Луна и Солнце располагаются примерно на одной прямой. 71унные биоритмы обнаружены у плоских червей, моллюсков, крабов, некоторых видов рыб и птиц.
Трудность изучения действия отдельных геофизических и астрофизических факторов на человека связана с тем, что они действуют комплексно и их трудно отличить друг от друга.
Синхронизация биоритмов
Суточные ритмы биохимических процессов и физиологических функций строго организованы, т. е. биоритмы согласованы во времени, или синхронны. Например,
* Гелиобиология — раздел биофизики, исследующий влияние активности Солнца на земные организмы.
ЦСС и частота дыхания соотносятся как 4: 1 (72:18, 80:20). Именно это соотношение обеспечивает оптимальное снабжение тканей кислородом и согласуется с ритмами обмена веществ.
Согласно такой организованности биоритмов, существуют эндогенные (внутренние) и экзогенные (внешние) факторы, которые играют роль «датчиков времени». Так, у спелеологов (более 100 человек), которые находились в пещерах в условиях полной изоляции от внешних «датчиков времени» (смены освещения, трудовой деятельности, информации о событиях во,.внешнем мире и т. д.) изменялось субъективное ощущение времени и цикл сон '/- бодрствование. Например, у одного спелеолога длительность бодрствования продолжалась 45 ч, а сон — 20 ч, а он оценил бодрствование в 14 ч, сон — в 8-^fO ч. Такая десинхронизация ритмов объясняется наличием эндогенных и экзогенных механизмов, которые определяют ритмическую структуру функций живого организма.
Существует несколько теорий о природе эндогенных и внутренних факторах. В 1976 г. была разработана хрононгипотеза, согласно которой в структуре ДНК есть участок — «хронон», контролирующий биоритмы. Согласно же мультиосцил-пяторной модели биоритмов (лат. multi — много,; oscillatio — колебание), в организме существует множество водителей ритма — пейсмейкеров (англ. рясе — скорость, темп, make — делать). Они генерируют колебания, т. е. являются осцилляторами. Пейсмейкеры могут находиться как в клетках органов, так и вне функционирующих клеток.
Общая синхронизация осуществляется внешними факторами. К ним относятся геофизические факторы: фотопериоды (день-ночь), колебания геомагнитного поля Земли, значительные изменения температуры среды и др.
Для современного человека большое значение имеет изменение филогенетически сложившегося стереотипа. Человек — существо дневной активности, но в современных условиях он нередко вынужден работать в ночную смену. Из-за дефицита времени у человека решение многих бытовых проблем переносится на вечерние и ночные часы. Такие социальные факторы изменяют эволюционно свойственные человеку биоритмические процессы.
Таким образом, живым организмам свойственна наследственно закрепленная цикличность многих физиологических процессов, т. е. биоритмы имеют эндогенную природу. Однако в организации колебательных процессов в организме, в их интеграции, большую роль играют экзогенные факторы: геофизические (для животных и человека) и социальные (для человека).
