Алекс Энкиду - Почему мы живем так мало? Почему мы живем так долго?

Группу шведских учёных под руководством Дамиана Марана (Damian Moran) изучала, каким образом жизнь без солнечного света влияет на циркадные ритмы слепых рыб пещерных мексиканских тетр (Astyanax mexicanus). Эти рыбы интересны тем, что у них есть близнецы – рыбы этого же вида, но живущие в глубоких и темных пещерах.

В лабораторных условиях учёные проверили, как метаболизм различных мексиканских тетр будет реагировать на регулярную смену освещения и на постоянную темноту.

Оказалось, организмы зрячих и слепых рыб функционируют по-разному, но в обоих случаях это не зависело от внешних факторов. Рыбы, обладающие развитыми глазами, днём начинали активнее поглощать кислород, причём это происходило, даже если рыб помещали в полную темноту. В то же время слепые рыбы днём и ночью потребляли кислород с одинаковой интенсивностью, также вне зависимости от того, менялось ли в течение суток освещение. При этом отсутствие необходимости ежедневно перестраиваться дает рыбам дополнительный бонус – позволяет рыбам, лишённым зрения, экономить до 30% энергии по сравнению с тетрами, обладающими зрением.

Крупнейший теоретик эволюционного учения И. И. Шмальгаузен занимался поиском основных факторов эволюционного процесса и его механизмов управления. Он первый ученый, который проанализировал управляющие механизмы эволюционного процесса с позиций новой на тот момент науки – кибернетики. Применения принципы теории информации он изложил в строгих математических терминах описания механизмов биологических процессов на всех уровнях их нахождения: субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном и надорганизменном. Его задачей было найти целое. Так и называлась одна из его работ – «Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии».

Он писал: «…наследственная стойкость организма объясняется сложностью системы морфогенетических связей, объединяющих все части развивающегося организма в одно целое, а не стойкостью наследственного вещества, т. е. генов». А «сложность системы морфогенетических связей» он видел в хронобиологической организации организма.

И. И. Шмальгаузен указывал, что в процессе старения организмов их хроноструктура меняется. Для человека и для животных он отмечал не только снижение амплитуд биоритмов, но и смещение спектрального состава хроноструктуры в сторону ультрадианных составляющих и изменения акрофаз. В зрелом возрасте, т.е. в стадии наибольшей целостности организма наблюдается специфическая организации биоритмов и прежде всего максимальная величина циркадианных амплитуд. В зрелом возрасте в течении длительного периода сохраняется относительная стабильность амплитуд, спектрального состава и акрофаз циркадианных ритмов.

Он предполагал, что распад циркадианного ритма протекает в обратной последовательности по сравнению с ее становлением. В первую очередь, вероятно, ухудшается координация внутренних и внешних ритмов, что приводит к сдвигу акрофаз. Смещение акрофаз биоритмов в старости для различных функциональных систем организма может существенно отличаться. Из-за этого, меняются внутренние и внешние фазовые соотношения ритмов, что приводит к десинхронизации циклов сна и бодрствования, а также температуры тела. В процессе старения постоянно ухудшаются приспособительные возможности.

Эксперименты на мышах показали, что за несколько дней до смерти у них происходит полное рассогласование с внешним датчиком времени. Акрофаза двигательной активности сокращается до 22—23 часов. За 2—3 дня до смерти наблюдается полный распад суточного ритма.

Многие старики, рано встают и не испытывают при этом никаких трудностей. Тем не менее, значительно увеличивается потребление снотворных среди людей этой возрастной группы.

Циркадианный биологический ритм, один из самых важных в организме человека, наиболее изучен. Можно сказать, что циркадианные ритмы являются одним из главных компонентов системы биологических ритмов, объединяющей частные ритмические процессы различных морфофункциональных структур, и имеющие явно фрактальную структуру.

Но, диапазон биологических ритмов весьма широк. Это ультрадианные ритмы с периодом меньше 20 часов, циркадианные – с периодом 24 ч. и инфрадианные – с периодом больше 28 часов. Среди последних следует выделять: циркасемисептанные ритмы с периодом примерно 3 сут., циркасептанные ритмы с периодом 7 сут., циркадисептанные – с периодом 14 сут., циркавигинтанные с периодом 21 сут., циркатригинтанные с периодом 30 сут., цирканнуальные с периодом 1 год. Вероятно, существуют ритмы с периодом около 100 лет.