БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ, периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Биологические ритмы в той или иной форме присущи, по-видимому, всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации: от внутриклеточных процессов до популяционных и биосферных. Ритмы растений проявляются, например, в суточном движении листьев, лепестков, в ряде физиологических процессов (осенние листопады, сезонное одревеснение зимующих побегов и т. д.). Ритмы животных чётко выражены в периодичности двигательной активности и многих физиологических и биохимических функциях (температурные колебания, секреция гормонов, синтез РНК, образование рибосом, деление клеток и др.). Ритмический характер могут носить колебания численности популяций и т. д. У многоклеточных организмов отдельные клетки или их группы берут на себя роль синхронизаторов, управляя ритмикой органов или всего организма в целом. Независимые ритмы индивидуальных органов, тканей, клеток и клеточных компонентов участвуют в создании временной упорядоченности биологических явлений, что может служить основой для интеграции всех процессов, протекающих в живом организме. Биологические ритмы наследственно закреплены и являются важнейшими факторами естественного отбора и адаптации организмов.
Биологические ритмы могут возникать как реакция на периодические изменения среды (экзогенные биологические ритмы), но чаще они генерируются самим организмом. В этом случае они возникают на основе саморегулирующихся процессов с запаздывающей обратной связью. Внешние воздействия могут сдвигать фазу этих биологических ритмов и менять их амплитуду. Такие биологические ритмы называются эндогенными. Одни биологические ритмы имеют частоту, существенно варьирующую в зависимости от состояния организма (биение сердца, дыхательные движения и другие физиологические ритмы); частота других, так называемых экологических, биологических ритмов очень стабильна и соответствует циклическим изменениям среды. Они также имеют эндогенную природу, но испытывают существенное влияние факторов среды (см. Суточные ритмы, Приливные ритмы, Лунные ритмы и Годичные ритмы). Эндогенный компонент ритма даёт организму возможность ориентироваться во времени (биологические часы) и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды. Он сохраняется в постоянных лабораторных условиях на фоне температурных сдвигов и изменений химического состава среды, его период почти не зависит от интенсивности обменных процессов. Так, на ритмы спорообразования у некоторых водорослей не влияют вещества, тормозящие обменные процессы, в аквариуме длительно сохраняется приливная и лунная периодичность открывания створок раковин морских моллюсков и т. д. Существует предположение о регуляции эндогенных ритмов млекопитающих гипоталамо-гипофизарной системой.
Экологические ритмы способны подстраиваться к изменениям цикличности внешних условий, но лишь в определенном диапазоне частот. Такая подстройка возможна благодаря тому, что в течение каждого периода имеются определенные интервалы времени (время потенциальной готовности), когда организм готов к восприятию сигнала извне, например яркого света или темноты. Если сигнал несколько запаздывает или приходит преждевременно, соответственно сдвигается фаза ритма. В экспериментальных условиях при постоянном освещении и температуре этот же механизм обеспечивает регулярный сдвиг фазы в течение каждого периода. Поэтому период ритма в этих условиях обычно не соответствует природному циклу и постепенно расходится по фазе с местным временем (см. Циркадные ритмы, Цирканные ритмы). Искажение или ослабление ритмичности среды может привести к нарушению системы биологических ритмов организма и развитию у него патологических состояний.
Ритмический характер свойствен многим физиологическим процессам, протекающим в организме человека (суточные колебания артериального давления, количественных показателей белой крови и др.). Имеются данные, свидетельствующие о циклическом характере физических состояния и психологических функций. Поэтому нарушение установившихся ритмов жизнедеятельности может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Изучение характера биологических ритмов имеет большое значение при организации рационального режима труда и отдыха человека, особенно в экстремальных условиях (в полярных условиях, в космосе, при быстром перемещении в другие часовые пояса и т. д.). В целом природа ритмических процессов в биологических системах во многом не ясна, а знания об их механизмах часто носят умозрительный характер. Биологические ритмы изучает биоритмология.
