เวลาในชีววิทยา เวลาและอายุทางชีวภาพ

จังหวะทางชีวภาพ (biorhythms)(จากภาษากรีก βίος - ไบออส, "ชีวิต" และ ῥυθμός - จังหวะ, “การเคลื่อนไหวจังหวะซ้ำ ๆ ใด ๆ”) - การเปลี่ยนแปลงธรรมชาติและความรุนแรงของกระบวนการและปรากฏการณ์ทางชีววิทยาซ้ำเป็นระยะ ๆ พวกมันเป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตในทุกระดับขององค์กรตั้งแต่โมเลกุลและเซลล์ย่อยไปจนถึงชีวมณฑล เป็นกระบวนการพื้นฐานในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต จังหวะทางชีววิทยาบางอย่างค่อนข้างเป็นอิสระ (เช่นความถี่ของการหดตัวของหัวใจ, การหายใจ) จังหวะอื่น ๆ เกี่ยวข้องกับการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับวัฏจักรธรณีฟิสิกส์ - ทุกวัน (เช่นความผันผวนของความรุนแรงของการแบ่งเซลล์, เมแทบอลิซึม, กิจกรรมมอเตอร์สัตว์ต่างๆ) น้ำขึ้นน้ำลง (เช่น การเปิดและปิดเปลือกหอยในหอยทะเลที่เกี่ยวข้องกับระดับ กระแสน้ำ) ประจำปี (การเปลี่ยนแปลงจำนวนและกิจกรรมของสัตว์ การเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช ฯลฯ)

ศาสตร์ที่ศึกษาบทบาทของปัจจัยด้านเวลาในการนำไปปฏิบัติ ปรากฏการณ์ทางชีววิทยาและในพฤติกรรมของระบบสิ่งมีชีวิตองค์การชั่วคราว ระบบชีวภาพธรรมชาติ สภาวะของการเกิดขึ้นและความสำคัญของจังหวะชีวภาพสำหรับสิ่งมีชีวิต เรียกว่า จังหวะชีวภาพ ชีวจังหวะเป็นหนึ่งในสาขาที่ก่อตั้งขึ้นในทศวรรษ 1960 ส่วนของชีววิทยา - ลำดับเหตุการณ์ ที่จุดตัดของ biorhythmology และ ยาทางคลินิกเป็นสิ่งที่เรียกว่า chronomedicine ซึ่งศึกษาความสัมพันธ์ของ biorhythms กับโรคต่างๆ พัฒนาสูตรการรักษาและป้องกันโรคโดยคำนึงถึง biorhythms และศึกษาอื่นๆ ด้านการแพทย์ biorhythms และการรบกวนของพวกเขา

Biorhythms แบ่งออกเป็นทางสรีรวิทยาและสิ่งแวดล้อม ตามกฎแล้วจังหวะทางสรีรวิทยามีช่วงเวลาตั้งแต่เศษส่วนของวินาทีถึงหลายนาที เช่น จังหวะความดันโลหิต การเต้นของหัวใจ และความดันโลหิต จังหวะของระบบนิเวศเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับจังหวะตามธรรมชาติ สิ่งแวดล้อม.

มีการอธิบายจังหวะทางชีวภาพในทุกระดับ เริ่มจากระดับที่ง่ายที่สุด ปฏิกิริยาทางชีวภาพอยู่ในกรงและจบลงด้วยความซับซ้อน ปฏิกิริยาทางพฤติกรรม- ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงเป็นกลุ่มของจังหวะมากมายที่มีลักษณะแตกต่างกัน ตามข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด ประมาณ 400 [ ] จังหวะวงจรชีวิต

การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมในกระบวนการ การพัฒนาเชิงวิวัฒนาการกำลังเคลื่อนไปในทิศทางที่จะปรับปรุงพวกเขา การจัดโครงสร้างและประสานงานด้านเวลาและสถานที่ในการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ระบบการทำงาน- ความเสถียรที่ยอดเยี่ยมของความถี่ของการเปลี่ยนแปลงของการส่องสว่าง อุณหภูมิ ความชื้น สนามแม่เหล็กโลกและพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ที่กำหนดโดยการเคลื่อนที่ของโลกและดวงจันทร์รอบดวงอาทิตย์ทำให้ระบบสิ่งมีชีวิตในกระบวนการวิวัฒนาการพัฒนาโปรแกรมเวลาที่มั่นคงและทนทานต่ออิทธิพลภายนอกซึ่งสำแดงซึ่งเป็น biorhythms จังหวะดังกล่าวบางครั้งเรียกว่า ด้านสิ่งแวดล้อมหรือการปรับตัว (เช่น รายวัน น้ำขึ้นน้ำลง จันทรคติ และรายปี) ได้รับการแก้ไขในโครงสร้างทางพันธุกรรม ในสภาวะเทียมเมื่อร่างกายขาดข้อมูลเกี่ยวกับภายนอก การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติ(เช่น เมื่อมีแสงสว่างหรือความมืดอย่างต่อเนื่อง ในห้องที่มีความชื้น ความดัน ฯลฯ ให้อยู่ในระดับเดียวกัน) ช่วงเวลาของจังหวะดังกล่าวจะเบี่ยงเบนไปจากช่วงเวลาของจังหวะที่สอดคล้องกันของสภาพแวดล้อม ดังนั้นจึงแสดงช่วงเวลาของตัวเอง

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์

เกี่ยวกับการดำรงอยู่ จังหวะทางชีวภาพผู้คนรู้จักมาตั้งแต่สมัยโบราณ

ทฤษฎี "สามจังหวะ"

นักวิจัยทางวิชาการได้ปฏิเสธ "ทฤษฎีไบโอริธึมสามประการ" การวิจารณ์เชิงทฤษฎีได้รับการระบุไว้ในหนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยมโดย Arthur Winfrey ผู้เชี่ยวชาญด้านลำดับเหตุการณ์ที่ได้รับการยอมรับ น่าเสียดายที่ผู้เขียนผลงานทางวิทยาศาสตร์ (ไม่ใช่วิทยาศาสตร์ยอดนิยม) ไม่ได้พิจารณาว่าจำเป็นต้องอุทิศเวลาให้กับการวิจารณ์โดยเฉพาะ แต่มีสิ่งพิมพ์จำนวนหนึ่ง (ในรัสเซียนี่คือคอลเลกชันที่แก้ไขโดย Jurgen Aschoff หนังสือของ L. Glass และ M. Mackie และแหล่งข้อมูลอื่นๆ) ให้ข้อสรุปว่า “ทฤษฎีสาม biorhythms” ไม่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ที่น่าเชื่อถือกว่านั้นมากคือการวิจารณ์เชิงทดลองของ "ทฤษฎี" การทดสอบเชิงทดลองจำนวนมากในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ปฏิเสธ "ทฤษฎี" โดยสิ้นเชิงว่าไม่สามารถป้องกันได้ ปัจจุบันมีการนำทฤษฎี สามจังหวะ» ชุมชนวิทยาศาสตร์ไม่ได้รับการยอมรับและถือเป็นวิทยาศาสตร์เทียม

ขอบคุณ แพร่หลาย « ทฤษฎีสามจังหวะ" คำว่า "จังหวะชีวภาพ" และ "ลำดับเหตุการณ์" มักเกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์เทียม ในความเป็นจริง ลำดับเหตุการณ์วิทยาเป็นวินัยทางวิทยาศาสตร์ที่มีหลักฐานเชิงประจักษ์ซึ่งอยู่ในกระแสหลักทางวิชาการแบบดั้งเดิมของการวิจัย และความสับสนเกิดขึ้นเนื่องจากการใช้ชื่อที่ไม่ถูกต้อง ระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีเทียมวิทยาศาสตร์

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

1. βίος (ไม่ได้กำหนด) . พจนานุกรมภาษากรีก-อังกฤษ- เซอุส
2. เฮนรี จอร์จ ลิดเดลล์, โรเบิร์ต สก็อตต์ ῥυθμός (ไม่ได้กำหนด) . พจนานุกรมภาษากรีก-อังกฤษ- เซอุส

ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับเวลาทางชีวภาพมาจากการรับรู้เวลาของระบบชีวภาพเอง เวลานี้ปรากฏอยู่ในรูปของเวลาของส่วนต่างๆ ของสิ่งมีชีวิต เวลาของปัจเจกบุคคล เวลาของการเปลี่ยนแปลงของรุ่นโดยไม่เปลี่ยนรูปของชีวิต และเวลาของการเปลี่ยนแปลงของชีวิตเกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของรุ่น ( ยุควิวัฒนาการ) ด้วยความเป็นอิสระสัมพัทธ์ เวลาทางชีวภาพประการแรก เวลาของแต่ละบุคคลจะถูกวัด นาฬิกาของตัวเองซึ่งก็คือ หลากหลายชนิด กระบวนการเป็นจังหวะเกิดขึ้นในโครงสร้างย่อยเซลล์ เซลล์ เนื้อเยื่อ อวัยวะ ระบบทางสรีรวิทยา การเชื่อมโยงเวลาของตนเองกับเวลาโลก (เวลาทางกายภาพของโลกภายนอก) ระบบชีวิตสะท้อนถึงเวลาหลังในโครงสร้างเวลาของตนเอง แต่เนื่องจากไม่มีเวลาบริสุทธิ์และว่างเปล่า แต่มีเวลาของระยะเวลาของกระบวนการทางวัตถุ ดังนั้นอัตราส่วนของเวลาภายนอก (โลก) และเวลาภายในจึงเป็นอัตราส่วนของระยะเวลาของกระบวนการภายนอกและภายใน

เนื่องจากเป็นรูปแบบของการดำรงอยู่ของสสาร เวลาจึงปรากฏเป็นรูปธรรม (“ถูกคัดค้าน”) ในกระบวนการทางวัตถุบางอย่าง และระบบสิ่งมีชีวิตก็สะท้อนถึงสิ่งภายนอก เวลาโลกในระดับที่กระบวนการภายในและสำคัญ (เมตาบอลิซึม, สรีรวิทยา) สะท้อนถึงกระบวนการของโลกภายนอก ในทางกลับกัน เวลาทางชีวภาพภายในนั้นเป็นอิสระภายในขอบเขตที่กระบวนการชีวิตของระบบสิ่งมีชีวิตที่กำหนดนั้นเป็นอิสระ มีความเชื่อมโยงกับโลกภายนอกอย่างแยกไม่ออก (สิ่งแวดล้อม) ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบของระบบ “สิ่งมีชีวิต-สิ่งแวดล้อม” ระบบการดำรงชีวิตไม่ละลายในสภาพแวดล้อมนี้ แต่ยังคงแยกตัวจากสิ่งแวดล้อมและต่อต้านมัน เนื่องจากเป็นผลผลิตจากสิ่งแวดล้อม ระบบสิ่งมีชีวิตจึงเป็นสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งของสภาพแวดล้อมนี้ ซึ่งเป็นประวัติศาสตร์ที่คัดเลือกมาอย่างคัดสรรมา ดังนั้นการต่อต้านสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งแวดล้อมจึงไม่สมบูรณ์ แต่สัมพันธ์กันในธรรมชาติโดยการรักษาความเหมือนกันในพื้นฐานเป็นสิ่งสำคัญ กฎพื้นฐานของการไหลเวียนของเวลาเหมือนกันสำหรับโลกภายนอกและระบบสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตาม การสำแดงกฎเหล่านี้ในระบบสิ่งมีชีวิตมีความเฉพาะเจาะจงบางประการ เนื่องจากเป็นกลุ่มก้อนของสสารที่แยกออกจากสิ่งแวดล้อมและสร้างขึ้นจากสิ่งแวดล้อม ระบบสิ่งมีชีวิตยังคงแยกตัวออกจากสิ่งแวดล้อม ความแน่นอนในเชิงคุณภาพ - แม้จะมี "การโจมตี" ของสิ่งแวดล้อมซึ่ง (ระบบสิ่งมีชีวิต) ต่อต้าน - สำหรับ เหตุผลโดยเฉพาะอย่างยิ่งเวลาในระบบสิ่งมีชีวิตนั้นหมุนเวียนไปแตกต่างจากโลกภายนอก (หากไม่เป็นเช่นนั้น ระบบชีวิตก็จะสลายไปในโลกภายนอกทันที)

กระแสภายในที่รวดเร็ว กระบวนการชีวิตเป็นตัวแทนของความอื่นที่ควบแน่น (และการสะท้อน) ของกระบวนการที่ไหลช้าๆ ของโลกภายนอก

การไตร่ตรองชั่วขณะของระบบสิ่งมีชีวิตซึ่งก็คือ ในแง่หนึ่งเวลาที่สะสมในทุกขั้นตอน - ที่อินพุต, ในลิงก์กลาง, ที่เอาท์พุต - รวบรวมความสามัคคีวิภาษวิธีที่แยกไม่ออกของอดีตปัจจุบันและอนาคต เนื้อหาที่แท้จริงของการสะท้อนชั่วขณะนั้นไม่ใช่แค่การตอบสนองเท่านั้น อิทธิพลภายนอกและการพยากรณ์การตอบสนองที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของอดีต ซึ่งจำเป็นต้องคาดการณ์อนาคตและนำมันมาสู่ปัจจุบัน

สิ่งมีชีวิตค่อนข้างเป็นอิสระเท่านั้น ในที่สุด สิ่งมีชีวิตก็เป็นองค์ประกอบของระบบ "สิ่งแวดล้อม-สิ่งมีชีวิต" ดังนั้น กิจกรรมการไตร่ตรองของมันจึงเป็นการสะท้อนตนเองของระบบ "สิ่งแวดล้อม-สิ่งมีชีวิต" โดยพื้นฐานแล้ว การกำหนดหลักการแอคทีฟของระบบนี้โดยอาศัยกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตจะกำหนดล่วงหน้าการเคลื่อนไหวและการพัฒนา ในระหว่างวิวัฒนาการ ร่างกายได้รับอุปกรณ์สะท้อนภาพพิเศษ - ระบบประสาท ด้วยการทำให้ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายรวมเป็นหนึ่งเดียว ระบบประสาทก็รับประกันการใช้ส่วนต่าง ๆ เหล่านี้ (และร่างกายโดยรวม) อย่างมีประสิทธิภาพในการจัดกิจกรรมตามการไตร่ตรองที่ดำเนินการโดยแผนกระดับสูง แม้ว่าอุปกรณ์การสะท้อนเฉพาะทางที่เกิดขึ้นในวิวัฒนาการ - ระบบประสาท - ในเวลาต่อมาจะยึดครองพื้นฐานของมัน แต่องค์กรทางร่างกายระบบประสาทในกิจกรรมการสะท้อนแสงจะรักษาและปรับปรุงคุณสมบัติหลักและดั้งเดิมของการสะท้อนทางชีวภาพ - ลักษณะที่คาดหวังโดยตรง กิจกรรมแห่งการใคร่ครวญประกอบด้วยความจริงที่ว่าทุกสิ่ง รวมถึงระบบสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบสูงที่มี ระบบประสาทนำบางสิ่งบางอย่างของตัวเองมาสะท้อน “ของตนเอง” นี้เป็นความก้าวหน้าที่ชี้นำโดยความต้องการ

ระยะเวลาสม่ำเสมอของกระบวนการทางชีววิทยาที่เทียบเคียงได้ของสิ่งมีชีวิต ความคิดที่ว่าธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดโดยการจัดระบบชั่วคราวของกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นหลัก ได้ถูกแสดงออกมาใน กลางวันที่ 19ศตวรรษ โดย คาร์ล เอิร์นสต์ ฟอน แบร์1 นักวิจัยบางคนพยายามแนะนำแนวคิดของ "เวลาทางชีวภาพ" (V.I. Vernadsky), "เวลาทางสรีรวิทยา" (Leconte du Nouilly), "เวลาอินทรีย์" (G. Backman) ในการใช้ทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตามการพัฒนาหลักคำสอนเชิงปรัชญาเรื่องเวลาไม่เพียงพอทำให้เราไม่สามารถกำหนดแนวความคิดที่นำเสนอในลักษณะที่สามารถนำไปใช้ในการทดลองและ การวิจัยเชิงทฤษฎีคล้ายกับการใช้แนวคิดเรื่อง "เวลา" ในวิชาฟิสิกส์ นักวิจัยที่เข้าใจเวลาทางชีววิทยาได้ใกล้เคียงที่สุดซึ่งค้นพบว่าหากใช้ระยะเวลาของกระบวนการที่เกิดซ้ำๆ ของสิ่งมีชีวิตเป็นหน่วยระยะเวลาที่เหมือนกันในตัวเอง ก็จะสามารถระบุรูปแบบการพัฒนาที่เฉพาะเจาะจงได้ T.A. ได้ผลลัพธ์ที่มีนัยสำคัญเป็นพิเศษในสายการวิจัยนี้ Detlaf1 ซึ่งในปี 1960 ร่วมกับพี่ชายของเธอนักฟิสิกส์ A.A. Detlaf ได้เสนอให้ใช้ระยะเวลาของวงจรไมโทติคหนึ่งรอบของช่วงเวลาของการแบ่งแยกแบบซิงโครนัสซึ่งกำหนดโดยพวกเขาเป็นหน่วยการวัดเวลาเมื่อศึกษาตัวอ่อน พัฒนาการของสัตว์ที่มีภาวะ poikilothermic? และ 0 ได้รับจากความคิดริเริ่มของ A.A. ชื่อของเนฟัคห์คือ "เดตลาฟ"2. ที.เอ. เดทลาฟได้พัฒนาเทคนิคในการกำหนดเวลาการพัฒนาสิ่งมีชีวิตเป็นหน่วยเวลาทางชีวภาพหรือไม่? และใช้ค่านี้เป็น 0 ในการศึกษาสัตว์โพอิคิโลเทอร์มิกหลายชนิด3. อย่างไรก็ตามจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ก็ยังคงอยู่ คำถามเปิดเกี่ยวกับความถูกต้องตามกฎหมายของการกำหนดหน่วยระยะเวลาที่คล้ายกันเป็นหน่วย ชนิดพิเศษเวลา เนื่องจากเป็นช่วงเวลาของกระบวนการวัฏจักรของสิ่งมีชีวิตจึงอาจมีความผันผวนแบบสุ่มในขณะที่ตลอดประวัติศาสตร์ของการพัฒนาแนวคิดเรื่องเวลาความสม่ำเสมอถือเป็นหนึ่งใน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดเวลา. การวิเคราะห์แนวคิดและเกณฑ์ของความสม่ำเสมอได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าความสม่ำเสมอเป็นคุณสมบัติที่สัมพันธ์กันของกระบวนการทางวัสดุเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการอื่น และโดยหลักการแล้ว มันเป็นไปได้ที่จะมีคลาสของกระบวนการ co-uniform (CSP) ไม่จำกัดชุดที่ตอบสนอง เกณฑ์ความสม่ำเสมอซึ่งแต่ละข้อในพื้นที่ที่สอดคล้องกันของความเป็นจริงของวัสดุมีคุณสมบัติสม่ำเสมอและเหมาะสำหรับการแนะนำหน่วยระยะเวลาและ การวัดผลในทางปฏิบัติเวลา1. ในเวลาเดียวกัน ปรากฏว่า CSP สามารถดำรงอยู่ในระบบวัสดุแบบองค์รวมที่มีการบูรณาการในระดับสูง ซึ่งกระบวนการทางวัสดุเชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิดและเชื่อมโยงกันจนทำงานเป็นกระแสเดียว เร่งและชะลอความเร็วพร้อมกันและตามสัดส่วนภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆ และรวมถึงปัจจัยที่เปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม สิ่งมีชีวิตเป็นระบบประเภทนี้อย่างแน่นอน การมีอยู่ของประเภทของกระบวนการทางชีววิทยาที่เทียบเคียงได้ในสิ่งมีชีวิตนั้นมีหลักฐานจากการศึกษาของ T.A. เดตลาฟและเพื่อนร่วมงานของเธอ พวกเขาพบว่าเมื่ออุณหภูมิสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ระยะเวลาของระยะต่างๆ ของพัฒนาการของตัวอ่อนในสัตว์ที่มีอุณหภูมิเป็นพิษจะเปลี่ยนไปตามสัดส่วน และรูปแบบนี้มีลักษณะพื้นฐาน ซึ่งครอบคลุมกระบวนการในทุกระดับโครงสร้างขององค์กรของเอ็มบริโอ ตามที่ระบุไว้โดย T.A. Detlaff “... เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ระยะเวลาของกระบวนการที่มีลักษณะแตกต่างกันมากและดำเนินการที่ ระดับที่แตกต่างกันการจัดระเบียบของร่างกาย: ภายในเซลล์ (โมเลกุลและโครงสร้างพิเศษ), เซลล์ (ระหว่างการแบ่งเซลล์และการสร้างความแตกต่าง), ที่ระดับการเคลื่อนไหวทางสัณฐานวิทยา, กระบวนการของการเหนี่ยวนำและการสร้างอวัยวะ”2 กล่าวอีกนัยหนึ่งกระบวนการทางชีววิทยาทั้งชุดที่ประกอบกันเป็นพัฒนาการของเอ็มบริโอนั้นมีพฤติกรรมเป็นหนึ่งเดียว กระบวนการแบบองค์รวม- มีทั้งแบบค่อนข้างช้า(ไหลติดกาว) ระดับที่แน่นอนกระบวนการแบ่งเซลล์และการสร้างความแตกต่าง) และกระบวนการที่รวดเร็วมากซึ่งเกิดขึ้นในระดับโมเลกุลภายในเซลล์ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาของเอนไซม์ภายในเมแทบอลิซึมของเซลล์ ก็ค่อนข้างชัดเจนว่าถ้าเป็นบางช่วง ระดับโครงสร้างหากองค์กรของเอ็มบริโอถูกรบกวน ความบังเอิญและสัดส่วนของการเปลี่ยนแปลงในอัตราของกระบวนการทางชีววิทยาก็จะหยุดชะงัก สิ่งนี้จะทำลายการไหลตามธรรมชาติของกระบวนการสร้างและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด กล่าวถึงเหตุการณ์นี้ T.A. Detlaff เน้นย้ำว่า “คงไม่ใช่เรื่องเกินจริงหากเรากล่าวว่าหากไม่มีความสามารถในการดื่มเช่นนี้ สิ่งมีชีวิตที่ใช้พลังงานความร้อนจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้เลยในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป” สภาพแวดล้อมภายนอก: หากส่วนประกอบต่าง ๆ ของกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งประกอบเป็นขั้นตอนการพัฒนาใด ๆ เปลี่ยนแปลงแบบอะซิงโครนัส สิ่งนี้จะนำไปสู่การเกิดการละเมิด การพัฒนาตามปกติและในระยะต่อมา - ขัดขวางการทำงานปกติของร่างกาย ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่หนึ่งในปฏิกิริยาแรกของเอ็มบริโอเมื่อเข้าใกล้ขอบเขตอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดคือการไม่ซิงโครไนซ์กระบวนการพัฒนาส่วนบุคคล” (อ้างแล้ว) เวลาทางชีวภาพและกายภาพเป็นแบบสุ่มร่วมกัน เนื่องจากหน่วยของเวลาทางชีวภาพแสดงถึงระยะเวลาของกระบวนการทางชีวภาพที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ซึ่งเมื่อวัดในหน่วยของเวลาทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในลักษณะของสภาพแวดล้อม กระบวนการทำงานและการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต แม้แต่พันธุกรรมก็ค่อนข้างห่างไกลจากกัน สายพันธุ์ทางชีวภาพเมื่อกำหนดเวลาเป็นหน่วยของเวลาทางชีวภาพ พวกมันจะปฏิบัติตามกฎการทำงานและการพัฒนาที่สม่ำเสมอ ปัจจุบันเริ่มชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะเปิดเผยแก่นแท้ของชีวิตและเรียนรู้ที่จะอธิบายมันในทางคณิตศาสตร์ว่าเป็นการเคลื่อนไหวพิเศษของสสารโดยไม่ต้องนำแนวคิดเรื่องเวลาทางชีวภาพมาไว้ในเครื่องมือทางแนวคิดของชีววิทยา ด้วยการกำหนดเวลาและการอธิบายกระบวนการทางชีววิทยาตามทฤษฎีในหน่วยเวลาทางชีวภาพ จะเป็นไปได้ที่จะเจาะทะลุความสุ่มภายนอกของกระบวนการไปยังสิ่งเหล่านั้น กฎหมายแบบไดนามิกตามที่สิ่งมีชีวิตพัฒนาตามโปรแกรมทางพันธุกรรมที่กำหนด ข้อสรุปนี้ได้รับการยืนยันจากผลการวิจัยมากกว่าหนึ่งศตวรรษเกี่ยวกับการพัฒนาสิ่งมีชีวิตและกระบวนการทางชีววิทยาที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตโดยใช้หน่วยระยะเวลาเฉพาะ นับเป็นครั้งแรกที่หน่วยพิเศษของระยะเวลาซึ่งเขาเรียกว่า "พลาสโทครอน" ได้รับการแนะนำโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน อี. แอสเคนาซี1 ซึ่งให้คำจำกัดความว่าเป็นช่วงเวลาของการก่อตัวของพื้นฐานหนึ่งของ "หน่วยต้นกำเนิด" ของเมตาเมอร์2 ต่อมา K. Thornthwaite1, D.A. ใช้หน่วยวัดระยะเวลา “พลาสโทครอน” ซาบินิน2, E.F. Markovskaya และ T.G. Kharkina (Markovskaya, Kharkina 1997) ฯลฯ เมื่อศึกษาการพัฒนาของตัวอ่อนของสิ่งมีชีวิต I.I. เป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรก ๆ ที่เสนอหน่วยระยะเวลาพิเศษ ชมัลเฮาเซ่น3. อย่างไรก็ตาม I.I. ที่ใช้แล้ว หน่วยระยะเวลาของ Schmalhausen ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของตัวอ่อนนั้นใช้ได้เฉพาะเมื่อศึกษาการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตเท่านั้นไม่ใช่การพัฒนา นักวิจัยบางคนใช้เวลาส่วนหนึ่งหรืออย่างอื่นของเวลาทั้งหมดในการพัฒนาตัวอ่อนเป็นหน่วยของระยะเวลา หน่วยดังกล่าวรวมถึงตัวอย่างเช่น "1% DT" (DT - เวลาในการพัฒนา) ซึ่งใช้ในการศึกษาการพัฒนาของตัวอ่อนปลาสเตอร์เจียน (Detlaf, Ginzburg, 1954), สัตว์ปีก (Eremeev, 1957, 1959), แมลง ( Striebel, 1960; บอล, 1982; และถึงแม้จะใช้ได้เฉพาะเมื่อศึกษาสิ่งมีชีวิตที่โผล่ออกมาจากเปลือกไข่ในระยะการพัฒนาเดียวกันเท่านั้น แต่ก็ยังช่วยให้เราสามารถค้นพบรูปแบบการพัฒนาตัวอ่อนของสัตว์ที่กำลังศึกษาได้หลายรูปแบบ ดังนั้น จี.พี. Eremeev ศึกษาพัฒนาการของตัวอ่อน ประเภทต่างๆนก เวลาที่เริ่มมีพัฒนาการจะแสดงเป็นเศษส่วนของระยะเวลาตั้งแต่การวางไข่จนถึงการฟักไข่ ปรากฏว่านกบ้าน เช่น ไก่ เป็ด ห่าน ไก่งวง รวมทั้งนก เช่น นกกระแต นกพิราบบ้าน นกนางนวลดำ มีระยะการพัฒนาของตัวอ่อนเท่ากันเมื่อวัดเวลาในลักษณะข้างต้นเกิดขึ้น” พร้อมกัน” ในขณะที่หน่วยเวลาทางดาราศาสตร์ ความแตกต่างในระยะเวลาของการพัฒนาแต่ละขั้นของนกแต่ละชนิดนั้นสูงถึงหลายวัน ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 Yu.N. Gorodilov เสนอเป็นหน่วยของระยะเวลาเมื่อศึกษารูปแบบชั่วคราวของการพัฒนาของปลาเทเลออสเพื่อใช้ "ช่วงเวลาที่การเพิ่มขึ้นของโซไมต์เดี่ยวเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนของแกนพื้นฐานตามแนวแกนของตัวอ่อนจาก 1 ถึง 60 โซไมต์” (Gorodilov, 1980, p. 471) ในด้านแบคทีเรียวิทยา มีความเห็นว่า "ในการประเมินกระบวนการเจริญเติบโตและการพัฒนาของแบคทีเรีย ขอแนะนำให้ใช้เวลาทางกายภาพที่ไม่ปกติและคงที่ แต่ควรใช้เวลาในการสร้างตัวแปร (?)..."1 น่าเสียดายที่หน่วยเวลาทางชีวภาพที่แนะนำโดยนักชีววิทยาจำนวนหนึ่งนั้นใหญ่เกินไปสำหรับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการทางชีววิทยาขั้นพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต2 มีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อได้ว่ากระบวนการทางชีวภาพ (ชีวเคมีและชีวฟิสิกส์) ของสิ่งมีชีวิตเริ่มต้นด้วยวงจรการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาของเอนไซม์ของการเผาผลาญภายในเซลล์ ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 20 Christiansen นำเสนอข้อโต้แย้งที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการเชื่อมโยงกันของวงจรการเร่งปฏิกิริยาของโมเลกุลของเอนไซม์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาทางชีวเคมีจำเพาะ3 ในขณะเดียวกันก็เป็นธรรมดาที่จะคิดเช่นนั้น ส่วนใหญ่ในระหว่างวงจรการเร่งปฏิกิริยา โมเลกุลขนาดใหญ่ของเอนไซม์จะอยู่ในโครงสร้างที่เสถียร และตัวกลางที่ทำปฏิกิริยาจะอยู่ในสถานะผลึกเหลว4 ซึ่งการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในตัวกลางที่ทำปฏิกิริยาจะถูกยับยั้งอย่างเต็มที่ เฉพาะช่วงเวลาสั้น ๆ ที่ให้ปริมาณอย่างเคร่งครัดของการเปลี่ยนโครงสร้างของโมเลกุลขนาดใหญ่ของเอนไซม์เท่านั้นที่ตัวกลางที่ทำปฏิกิริยาจะเข้ามา สถานะของเหลวตื่นเต้นกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในโมเลกุลขนาดใหญ่ของเอนไซม์1 ในกรณีนี้ กระบวนการแพร่กระจายของโมเลกุลในตัวกลางที่ทำปฏิกิริยาดำเนินไปอย่างเข้มข้น ดังนั้น แนวคิดที่ว่าวัฏจักรการเร่งปฏิกิริยาของโมเลกุลของเอนไซม์ทั้งหมดที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางชีวเคมีดำเนินไปพร้อมกันนั้นค่อนข้างถูกต้องตามกฎหมาย เนื่องจากวัฏจักรการเร่งปฏิกิริยาเป็น ความสำคัญทางชีวภาพการกระทำเบื้องต้นของปฏิกิริยาทางชีวเคมี และระยะเวลาของวัฏจักรนี้ถือเป็นควอนตัมของเวลาทางชีวภาพที่แบ่งแยกไม่ได้อีก ภายในควอนตัมของเวลาทางชีวภาพนั้นไม่มีกระบวนการทางชีวภาพ แต่เกิดขึ้น ปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพอะตอมและ อนุภาคมูลฐานและกระบวนการทางกายภาพและเคมี อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถดำเนินการได้อย่างอิสระเนื่องจากข้อจำกัดด้านโครงสร้างและองค์กรที่บังคับใช้ เซลล์ที่มีชีวิต- โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระบวนการปกติของกระบวนการทางกายภาพและเคมีกายภาพถูกขัดขวางโดยการสุ่มพื้นฐานของระยะเวลาของวงจรตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งทำลายการทำงานปกติในสภาพแวดล้อมที่ทำปฏิกิริยาภายในเซลล์ กฎทางกายภาพและเหมือนเดิม ทำให้สภาพแวดล้อมนี้อยู่ภายใต้การกระทำของกฎทางชีววิทยาอีกครั้ง เวลาทางชีวภาพถือเป็นเวลาทางประวัติศาสตร์และหลายระดับตามลำดับชั้น ในกระบวนการพัฒนาออนโทเจเนติกส์ สิ่งมีชีวิตทุกชนิด เริ่มต้นด้วยไข่ที่ปฏิสนธิเพียงใบเดียว จะค่อยๆ กลายเป็นหลายระดับที่ซับซ้อนตามลำดับชั้น ระบบวัสดุมีรูปแบบเฉพาะของการจัดระเบียบกระบวนการชั่วคราวในระดับต่างๆ คำถามที่ว่าเวลาทางชีวภาพของระดับลำดับชั้นที่ต่างกันเป็นเพียงระดับมาตราส่วนที่แตกต่างกันในช่วงเวลาเดียวกันหรือไม่ หรือเวลาทางชีวภาพที่แตกต่างกันในเชิงคุณภาพเกิดขึ้นในระดับที่ต่างกันหรือไม่ ยังคงเป็นเรื่องที่ยังคงเปิดอยู่ในปัจจุบัน สำหรับเวลาทางชีวภาพของโครงสร้างเหนือสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีความแตกต่างในเชิงคุณภาพจากเวลาทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิต หน่วยพื้นฐานของเวลาสำหรับโครงสร้างพื้นฐานเหนือสิ่งมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตอาจเป็นช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่สอดคล้องกันรุ่นต่อๆ ไป ดังที่นักวิจัยหลายคนสันนิษฐาน ในกรณีนี้ เราไม่ควรพูดถึงอายุขัยของสิ่งมีชีวิตรุ่นต่างๆ โดยเฉลี่ยตลอดเวลา แต่หมายถึงอายุขัยของรุ่นที่สืบทอดกันจริงๆ ในเวลาปัจจุบันอันใกล้นี้ เนื่องจากเป็นการเปลี่ยนแปลง (ในหน่วยของเวลาทางกายภาพ) ) ในช่วงระยะเวลาของการดำรงอยู่ของรุ่นต่อ ๆ ไปซึ่งถือเป็นหน่วยที่เท่ากันให้แปลงให้เป็นหน่วยของเวลาที่กำหนดโดยเฉลี่ยและมี จำนวนคงที่หน่วยของเวลาทางกายภาพ ช่วงชีวิตของรุ่นเป็นหน่วยของเวลาทางกายภาพ ใน ชีววิทยาสมัยใหม่เช่นเดียวกับในทั้งหมด วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ, ใช้แล้ว ระบบสากลหน่วย ปริมาณทางกายภาพ(เอสไอ) การเปลี่ยนผ่านทางชีววิทยาจากเวลาทางกายภาพเป็นเวลาทางชีวภาพเทียบเท่ากับการแทนที่หน่วยพื้นฐานหน่วยใดหน่วยหนึ่ง - หน่วยที่สอง - ด้วยหน่วยเวลาทางชีวภาพที่สอดคล้องกัน เนื่องจากความสุ่มร่วมกันของเวลาทางกายภาพและชีวภาพ ปริมาณอนุพันธ์ในมิติที่มีมิติของเวลาทางกายภาพ "วินาที" จะกลายเป็นสุ่ม ตัวแปร- ภายในระบบและกระบวนการทางชีววิทยาทั้งหมดเช่นเดียวกัน ค่าคงที่ทางกายภาพในมิติที่ "วินาที" ปรากฏขึ้น ด้วยความรู้เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตและการระบุกฎทางชีววิทยาที่เหมาะสม ปริมาณอนุพันธ์ทางชีวภาพและค่าคงที่จะปรากฏขึ้นในมิติที่จะพบมิติของเวลาทางชีวภาพ โดยเฉพาะกับช่วงเปลี่ยนผ่านที่ คำอธิบายทางคณิตศาสตร์กระบวนการทางชีวภาพตามเวลาทางชีวภาพ แนวคิดของ "การเคลื่อนไหวเชิงพื้นที่สม่ำเสมอ" จะสูญเสียความหมายและจะต้องพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับ "พื้นที่ทางชีวภาพ" ของสิ่งมีชีวิต ระยะทางเท่ากันซึ่งไม่ได้ถูกกำหนดไว้ในเชิงพื้นที่ แต่ในหน่วยชั่วคราว ดู: “ประวัติศาสตร์แห่งกาลเวลา”; "เวลาหลายระดับ"; “สัมพัทธภาพของความสม่ำเสมอของเวลา”; - เวลาทางกายภาพ- สว่าง เดตลาฟ ที.เอ. รูปแบบอุณหภูมิและเวลาในการพัฒนาของสัตว์ที่มีภาวะโปอิคิโลเทอร์มิก - อ.: Nauka, 2544. - 211 น. คาซานอฟ ไอ.เอ. ปรากฏการณ์แห่งกาลเวลา ส่วนที่ 1 เวลาวัตถุประสงค์ - ม. , 2541 เวลา: ธรรมชาติ ความสม่ำเสมอ การวัดผล - M.: ประเพณีก้าวหน้า, 2544. Khasanov I.A. เวลาทางชีวภาพ - ม., 2542. - 39 น. // http://www.chronos. msu.ru/RREPORTS/khasanov_biologicheskoe.pdf Ilgiz A. Khasanov

เป็นไปได้ไหมที่จะช้าลงและเร็วขึ้น? เวลาทางชีวภาพ- นักชีววิทยาสามารถชะลอความเร็วลงได้แล้วบางส่วน ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ร่างกายเย็นลง และสิ่งมีชีวิตจะชะลอความเร็วหรือหยุดโดยสิ้นเชิง แต่เมื่อเพิ่มขึ้น พวกเขาจะฟื้นจังหวะปกติ นักวิทยาศาสตร์คิดมานานแล้วว่าจะหยุดนาฬิกาชีวภาพของนักบินอวกาศได้อย่างไรในช่วงเวลาที่กำหนด ในสถานะนี้ พวกมันสามารถเข้าถึงดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดได้ โดยแทบไม่มีอายุมากขึ้นในระหว่างการเดินทาง แต่การเร่งเวลาทางชีวภาพยังยากกว่ามาก

จะเน้นเวลาทางชีวภาพได้อย่างไร? นักวิทยาศาสตร์ทางชีววิทยาได้พิจารณาแล้วว่าสารพิเศษที่เรียกว่าสารกระตุ้นทางชีวภาพทำหน้าที่เป็นตัวรวมเวลาทางชีวภาพชนิดหนึ่ง เห็นได้ชัดว่ากลไกของนาฬิกาชีวภาพนั้นเหมือนกันในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นแบคทีเรียซึ่งไม่ได้ "ได้รับ" นาฬิกาเลย แต่กระบวนการของชีวิตเกิดขึ้นที่ความเร็วเท่ากันในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและหลายเซลล์หรือไม่? ท้ายที่สุดแล้ว สำหรับบางคน ชีวิตก็กินเวลาหนึ่งวัน สำหรับอีกคนหนึ่ง – หนึ่งศตวรรษ

นี่คือโรติเฟอร์ - สิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก แต่มีหลายเซลล์ บางชนิดมีชีวิตอยู่ได้เพียงสัปดาห์เดียว ในช่วงสัปดาห์นี้ โรติเฟอร์มีเวลาเติบโตและแก่เฒ่า แล้วเวลาทางชีวภาพในโรติเฟอร์นี้ผ่านไปอย่างไร เหมือนในมนุษย์ หรือเร็วกว่า 3 พันเท่า?

ธรรมชาติได้มอบอุปกรณ์แก่นักวิจัยที่ช่วยให้เขาตรวจสอบการผ่านของเวลาทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตโดยไม่ต้องเข้าสู่ชีวิตโดยตรงและไม่รบกวนความสัมพันธ์ในโครงสร้างของมัน อุปกรณ์นี้เป็นกระบวนการแบ่งตัวนั่นเอง อัตราการแบ่งตัวของมันบอกทางอ้อมเกี่ยวกับทั้งการเผาผลาญภายในและเวลาของมัน การแบ่งเซลล์ให้มากยิ่งขึ้น ข้อมูลสำคัญ– กลไกที่ควบคุมการดำเนินเวลาทางชีวภาพในสิ่งมีชีวิตอยู่ที่ไหน

เมื่อมองแวบแรก ดูเหมือนค่อนข้างแปลกที่ช้าง มนุษย์ หนู และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ ซึ่งมีขนาดและอายุขัยที่แตกต่างกันอย่างมาก ได้ก้าวเข้าสู่ก้าวแรก เส้นทางชีวิตทำด้วยความเร็วเท่ากัน

หากเราพิจารณาก้าวแรกของชีวิตในการพัฒนาจากเซลล์เดียว และเปรียบเทียบหนูกับช้าง ปรากฎว่าช้างมีอายุ 60 ปี หนูมีอายุ 2-3 ปี การพัฒนาของตัวอ่อนในหนูคือ 21 วัน และในช้างคือ 660 วัน หรือเกือบ 2 ปี ทุกอย่างเริ่มต้นในเวลาเดียวกัน แต่จบลงในรูปแบบที่ต่างกัน บางทีเวลาทางชีวภาพของเซลล์หนูอาจวิ่งเร็วขึ้นในทันที และมีการพัฒนาเร็วกว่าเอ็มบริโอช้างหลายเท่า? ไม่ นั่นไม่เป็นความจริง ทั้งหนูและลูกช้างพัฒนาด้วยความเร็วเท่ากันในช่วง 7 วันแรก แต่ทำไมเอ็มบริโอของช้างและหนูจึงมีนาฬิกาชีวภาพเหมือนกันในสัปดาห์แรก

ปรากฎว่าในช่วงเวลานี้ ตัวอ่อนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกือบทั้งหมดมีนาฬิกาชีวภาพที่ตั้งไว้เป็น "สุนัข" เหมือนเดิม กลไกทางพันธุกรรม - ยีนที่ควบคุมอัตราการเจริญเติบโตและการเผาผลาญ - ไม่ทำงานในขณะนี้

ขั้นแรก เอ็มบริโอจะได้รับมวลเซลล์ ซึ่งจะต้องสร้างอวัยวะต่างๆ ทันทีที่เริ่มสร้างอวัยวะต่างๆ ก็เหมือนกับว่าสปริงของนาฬิกาถูกไข ตอนนี้ทุกต้นก็ทำด้วยความเอาใจใส่และยังไม่สมบูรณ์ งานทั้งหมดของนาฬิกาชีวภาพอยู่ภายใต้การควบคุมของอุปกรณ์ทางพันธุกรรม และยิ่งสิ่งมีชีวิตมีความซับซ้อนมากขึ้นในขณะที่มันพัฒนาขึ้น ยีนก็จะผลิตข้อมูลได้ชัดเจนมากขึ้นเท่านั้น ร่างกายเริ่มควบคุมการทำงานของนาฬิกาชีวภาพ และการทำงานของฮอร์โมนต่างๆ จะทำให้เวลาทางชีวภาพช้าลงมากยิ่งขึ้น ในเอ็มบริโอซึ่งนาฬิกาชีวภาพไม่ได้ถูกจำกัดอย่างมากโดยเครื่องมือทางพันธุกรรมและอิทธิพลของฮอร์โมน เนื่องจากยังไม่ได้พัฒนาระบบต่อมไร้ท่อ

เป็นไปได้ไหมที่จะเอาไทม์เบรกออกจากสิ่งมีชีวิตที่โตเต็มวัยและทำให้มันมีชีวิตอยู่เร็วขึ้น? อาจมีสสารที่รวมเวลาหรือถอดเบรกเวลาออกอย่างเรียบง่ายและแม่นยำยิ่งขึ้น อันตรายทั้งหมดในกรณีนี้เกิดจากการหยุดชะงักของนาฬิกาชีวภาพ การเร่งการเผาผลาญและการแบ่งเซลล์จะต้องสอดคล้องกันและอยู่ในขอบเขตปกติเสมอ เมแทบอลิซึมในเซลล์ที่มีชีวิตมักจะเกิดขึ้นกับหลายเซลล์เสมอ ความเร็วต่ำลงห้องขังมีกำลังสำรองค่อนข้างมากในกรณีเกิดอันตราย ซึ่งหมายความว่าหากคุณให้สัญญาณอันตราย เซลล์จะถอดเบรกชั่วคราวออกบางส่วน และกระบวนการทั้งหมดในเซลล์จะดำเนินการด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น ในการดำเนินการนี้ จำเป็นต้องดำเนินการโดยตรงกับยีนที่ควบคุมความเร็ว ปฏิกิริยาทางเคมีสารชีวโมเลกุลขนาดใหญ่ภายในเซลล์

คุณจะให้สัญญาณอันตรายแก่เซลล์ได้อย่างไร? ในกระบวนการวิวัฒนาการ เซลล์ในร่างกายได้พัฒนากลไกการรับรู้ผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวซึ่งได้มาจากเซลล์ที่ทนทุกข์ในบริเวณใกล้เคียง เนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีกลไกระดับโมเลกุลที่เหมือนกันในการรับรู้ถึงอันตราย เมื่อมีผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว นาฬิกาชีวภาพของทั้งสัตว์และพืชจะเร่งความเร็วขึ้น นั่นคือเหตุผลที่ใบว่านหางจระเข้เก็บไว้ในที่มืดหรือเนื้อเยื่อของสัตว์เก็บไว้ที่ 4 0 C เป็นเวลาหลายวันมีสารที่สามารถเร่งการเผาผลาญในเซลล์ของร่างกายที่จะถูกนำไปใช้อยู่แล้ว

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาตัวอ่อน บุคคลจะมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาทางชีววิทยาที่เร่งขึ้น เมื่อมันพัฒนา เวลาทางชีวภาพจะช้าลง หลังคลอด อาการจะยังคงเกิดขึ้นเร็วกว่าผู้ใหญ่เล็กน้อย เมื่อผู้คนอายุมากขึ้น ดูเหมือนว่าเวลาจะ "หยุดนิ่ง" เป็นไปได้ไหมที่ไทม์เบรก – ยีนของเวลา – เข้ามามีบทบาทที่นี่อย่างเต็มกำลัง?

อุปกรณ์ของนาฬิกาชีวภาพมีความแตกต่างกันเช่นเดียวกับอุปกรณ์ของนาฬิกาจับเวลาและ นาฬิกาแดด- บางส่วนมีความแม่นยำและมีเสถียรภาพ บางส่วนไม่น่าเชื่อถือ บางส่วนถูกควบคุมโดยวัฏจักรของดาวเคราะห์ บางส่วนถูกควบคุมโดยวัฏจักรของดาวเคราะห์...

กลไกการวัดเวลาถูกปิดผ่านวงจร: cortex - striatum - tolamus - cortex... การฉีดโดปามีนเล่น บทบาทที่สำคัญในการเขียนโค้ดช่วงเวลา... กัญชาจะลดระดับโดปามีนและทำให้เวลาช้าลง ยาเสพติด เช่น โคเคนและเมทแอมเฟตามีน จะเพิ่มระดับโดปามีนและเร่งความเร็วนาฬิกาในการวัดช่วงเวลา อะดรีนาลีนและฮอร์โมนความเครียดอื่นๆ ทำหน้าที่ในลักษณะเดียวกัน และด้วยเหตุนี้จึงเป็นเช่นนั้น สถานการณ์ที่ไม่เอื้ออำนวยวินาทีอาจดูเหมือนหนึ่งชั่วโมง ในสภาวะที่มีสมาธิลึกหรือมีอารมณ์แปรปรวนรุนแรง ระบบสามารถถูกปิดกั้นได้อย่างสมบูรณ์ และดูเหมือนว่าเวลานั้นหยุดลงหรือแม้กระทั่งไม่มีเลยด้วยซ้ำ ตัวจับเวลาสามารถทำงานในจิตใต้สำนึกหรืออยู่ภายใต้การควบคุมอย่างมีสติ... ความแม่นยำของตัวจับเวลาช่วงเวลาคือตั้งแต่ 5 ถึง 60%

โชคดีที่ยังมีอีกมาก นาฬิกาที่แม่นยำ- circadian (จากภาษาลาติน circa - around และ diem - day) พวกเขาบังคับให้เรายอมจำนนต่อวงจรของกลางวันและกลางคืนที่เกิดจากการหมุนของโลก... อุณหภูมิของร่างกายจะสูงขึ้นเป็นประจำในตอนเย็นและลดลงหลายชั่วโมงก่อนตื่นนอนในตอนเช้า ความดันโลหิตเริ่มเพิ่มขึ้นระหว่าง 6 ถึง 7 ชั่วโมง ในตอนเช้าการหลั่งฮอร์โมนความเครียด คาร์ติโซน จะสูงกว่าตอนกลางคืน 10-20 เท่า ความอยากปัสสาวะและการเคลื่อนไหวของลำไส้มักจะถูกระงับในเวลากลางคืนและกลับมาทำงานต่อในตอนเช้า... รอบรายวันจะถูกเก็บไว้ในทุกเซลล์ของร่างกายของเรา... การเปลี่ยนแปลงของวงจรจะไม่เกิน 1% แสงไม่จำเป็นในการสร้างวงจรชีวิต แต่จำเป็นต้องซิงโครไนซ์นาฬิกาที่ตั้งโปรแกรมไว้เหล่านี้กับวงจรชีวิตตามธรรมชาติ

สองกลุ่มๆ ละ 10,000 เซลล์ประสาทซึ่งอยู่ในไฮโปทาลามัสเป็นที่ตั้งของนาฬิกา...ศูนย์กลางเหล่านี้เรียกว่านิวเคลียสซูปราเคียสมาติก (SCN) โจเซฟ ทาคาฮาชิ จาก มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น... เชื่อว่ามีออสซิลเลเตอร์ในอวัยวะของเราที่ทำงานโดยไม่ขึ้นอยู่กับออสซิลเลเตอร์ในสมองของเรา... การปรับจังหวะการเต้นของหัวใจให้เปลี่ยนเขตเวลาอย่างกะทันหันอาจใช้เวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์... "นกฮูก"... แม้ว่าจะทำได้ นอนหลับในระหว่างวัน SCN จังหวะที่ลึกของพวกเขายังคงควบคุมต่อไปดังนั้นจังหวะเหล่านี้จึง "นอนหลับ" ในเวลากลางคืน... คุณสามารถปรับการนอนหลับของคุณได้ตามอำเภอใจ แต่การตั้งเวลาของการเปลี่ยนแปลงระดับเมลาโทนินนั้นไม่สมจริง และทำการ์ตูนให้ตัวคุณเอง

กิจวัตรประจำวันที่ไม่ตรงกันกับระยะเวลาอาจทำให้เกิดความผิดปกติทางอารมณ์ตามฤดูกาลได้ ในสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่เดือนตุลาคมถึงมีนาคม ทุก ๆ 20 คน โรคนี้ทำให้เกิดความไม่แยแส เหนื่อยล้า น้ำหนักเพิ่ม หงุดหงิด... ปัญหาทั้งหมดของเราเกิดจากการที่เราไม่เข้านอนตอนกลางคืนและไม่ ตื่นขึ้นเมื่อพระอาทิตย์ขึ้น... ถ้าจังหวะตามฤดูกาลแสดงออกมาอย่างชัดเจนในสัตว์ และถ้ามนุษย์มีอวัยวะที่จำเป็นในการแสดงออก แล้วทำไมเราถึงสูญเสียมันไป? Michael Menaker เชื่อว่าเราไม่มีพวกมันเลย “ท้ายที่สุดแล้ว เราอาศัยอยู่ในเขตร้อน และพฤติกรรมของสัตว์เขตร้อนหลายชนิดแทบไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลเลย แทบจะแยกไม่ออก”... ไม่ทราบสาเหตุที่กำหนดระยะเวลาของรอบประจำเดือน ว่ามันตรงกับระยะเวลา รอบดวงจันทร์เป็นเพียงเรื่องบังเอิญ

อายุขัยตามธรรมชาติไม่สามารถสัมพันธ์กับพันธุกรรมของสายพันธุ์เท่านั้น... อัตราการเผาผลาญที่สูงอาจทำให้อายุสั้นลง และไม่จำเป็นที่สัตว์ขนาดใหญ่ที่มีการเผาผลาญช้าจะมีชีวิตอยู่ได้นานกว่าสัตว์ตัวเล็ก... ในฐานะที่เป็นเครื่องวัดเวลาซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของชีวิต ให้พิจารณา ... นาฬิกาไมโทติค พวกเขาติดตามไมโทซีส ซึ่งเป็นกระบวนการที่เซลล์หนึ่งแบ่งออกเป็นสองเซลล์... เซลล์ที่เติบโตในการเพาะเลี้ยงจะมีการแบ่งไมโทติค 60 ถึง 100 แผนก หลังจากนั้นกระบวนการจะหยุดลง... ในปี 1997 Sedaiwi ประกาศว่าเขาสามารถทำให้ไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ทำงานได้ 20 ครั้ง ถึง 30 รอบการแบ่งเพิ่มเติมเนื่องจากการกลายพันธุ์ของยีนเดี่ยว ยีนนี้ (p21) เข้ารหัสการสังเคราะห์โปรตีนที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เรียกว่าเทโลเมียร์ ซึ่งปิดปลายโครโมโซม ในแต่ละการแบ่งส่วน เศษจะถูกแยกออกและสูญเสียไปจากเทโลเมียร์ นักชีววิทยาเชื่อว่าเซลล์มีอายุมากขึ้นเมื่อเทโลเมียร์มีขนาดเล็กลง ความยาวที่แน่นอน...เซลล์ที่ไม่สามารถละเลยเทโลเมียร์ที่สั้นได้จะกลายเป็นมะเร็ง หน้าที่ของ p21 และเทโลเมียร์คือการบังคับให้เซลล์หยุดการแบ่งตัวก่อนที่จะกลายเป็นมะเร็ง ในความเป็นจริง การแก่ชราของเซลล์อาจยืดอายุขัยมากกว่าที่จะนำไปสู่จุดสิ้นสุด ในปัจจุบัน ความเชื่อมโยงระหว่างการทำให้เทโลเมียร์สั้นลงกับการแก่ชรานั้นไม่สามารถพิสูจน์ได้ สำหรับเซลล์ส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องแบ่ง เซลล์เม็ดเลือดขาวและสารตั้งต้นของสเปิร์มที่ต่อสู้กับการติดเชื้อเป็นข้อยกเว้น คนแก่จำนวนมากเสียชีวิตด้วยโรคง่ายๆ ความเสื่อม...อาจสัมพันธ์กับการแก่ชราของระบบภูมิคุ้มกัน... การสูญเสียเทโลเมียร์เป็นเพียงหนึ่งในความเสียหายมากมายที่เซลล์ได้รับเมื่อแบ่งตัว... เซลล์ที่มีการแบ่งเป็นหลายส่วนจะมีข้อผิดพลาดทางพันธุกรรมมากกว่าเซลล์ที่อายุน้อย.. จึงไม่น่าแปลกใจที่ร่างกายจะจำกัดการแบ่งเซลล์ และการพยายามโกงกระบวนการชราของเซลล์อาจจะไม่นำไปสู่ความเป็นอมตะ