ХРОНОБИОЛОГИЯ

ХРОНОБИОЛОГИЯ (от хроно... и биология), биоритмология, раздел биологии, изучающий условия возникновения, природу, закономерности и значение биологических ритмов (БР). X. исследует ритмич. процессы на различных уровнях организации живого: бесклеточные системы, клетка, одноклеточные организмы, культуры клеток и тканей, многоклеточные животные и растения, популяции организмов. Как область биологии X. разрабатывает законы осуществления периодически повторяющихся биол. процессов и поведения различных биол. систем во времени; она тесно связана с физиологией, биохимией, биофизикой, экологией и др. естеств. науками. БР широко распространены в живой природе, имеют эндогенное происхождение и зависят от ритмич. изменений во внепшей среде (фото-, термо-, баропериодичность, колебания электромагнитного поля Земли и др.). Взаимодействие БР друг с другом и с периодически изменяющимися условиями среды формирует временную организацию биол. систем, лежит в основе адаптации организмов и обеспечивает единство живой и неживой природы. БР независимо от длины периода и частоты их колебаний (суточные, лунные, сезонные, годичные и др.) отражают процессы регуляции функций организмов.

Идеи о ритмичном характере процессов в природе и в организме человека выдвигались в трудах антич. философов (Гераклит, Платон, Аристотель и др.), в ср. века и эпоху Возрождения (Ф. Бэкон, Т. Браге, И. Кеплер и др.). Первое науч. наблюдение БР сделал франц. астроном Ж. Ж. де Меран (1729), обнаруживший суточную периодичность движения листьев у растений. Это явление затем изучал Ч. Дарвин (1880) и ряд ботаников 19 в. Ещё в 18 в. К. Линней предложил "цветочные часы", основанные на способности цветков различных растений открываться и закрываться в определённое время дня. Ритмы движения листьев растений были детально исследованы в 30-х гг. 20 в. голл. ботаником А. Клейн-хонте и нем. учёным Э. Бюннингом. В 1920 амер. учёные У. У. Гарнер и X. А. Аллард открыли фотопериодизм у растений, механизмы которого, как было установлено позже, тесно связаны с БР. В 19 в. БР были зарегистрированы также у животных и человека. В 20-х гг. 20 в. были проведены первые работы по фотопериодизму у животных как беспозвоночных, так и позвоночных.

В изучение БР значит, вклад внесли рус. и сов. учёные. Над проблемой восприятия времени животными и человеком работали И. М. Сеченов, И. П. Павлов, В. М. Бехтерев. Н. Е. Введенский и А. А. Ухтомский дали науч. объяснение закономерностям ритмич. воздействий на клетку и явлению "усвоения" клеткой внешнего ритма. В. И. Вернадский впервые рассмотрел биосферу как систему, организованную не только в пространстве, но и во времени. Цикл исследований БР у человека и животных был проведён К. М. Быковым с сотрудниками; А. С. Данилевский плодотворно разрабатывал проблему фотопериодизма у насекомых. Основатель гелиобиологии А. Л. Чижевский изучал влияние солнечных ритмов на биол. объекты. Роль БР в регуляции функций организма и их изменениях в условиях космич. полёта освещены в работах В. В. Парина. Большой вклад в развитие X. в 20 в. внесли А. Йорес (ФРГ), Я. Мёллер-стрём и Э. Форсгрен (Швеция), Дж. Хей-стингс, Ф. Браун (США), Дж. Клаудсли-Томпсон, Дж. Харкер (Великобритания). Э. Бюннингу (ФРГ) принадлежит гипотеза об эндогенной природе БР, высказанная им в нач. 30-х гг. Ю. Ашофф (ФРГ) провёл фундаментальные исследования влияния условий внешней среды на БР, в т. ч. у человека, и ввёл (1951) термин "датчик времени", обозначающий фактор, к-рый синхронизирует БР. Ф. Хал-берг (США) сформулировал (1959) понятие об околосуточных или циркадных ритмах и дал представление о временной координации физиол. функций организма. Его заслугой является введение в X. математич. методов обработки данных и использование в этих целях ЭВМ. Им было установлено изменение чувствительности организма к действию вредных факторов в зависимости от времени суток.

Установление закономерностей временного течения биол. процессов способствует прогрессу в др. областях знания о живой природе и имеет большое практич. значение. Напр., учение о фотопериодизме важно для с. х-ва; медицина использует данные X. при диагностике и лечении нек-рых заболеваний. К наиболее актуальным проблемам X. относятся: изучение природы и механизма различных БР, влияние на них внешних факторов, значение БР в приспособлении организма к окружающей среде, роль БР в трудовой деятельности человека и в развитии у него заболеваний, в решении задач космич. биологии и медицины.

В СССР исследования БР проводятся в Ин-те физиологии им. И. П. Павлова (Ленинград), Ин-те биофизики (Пущине, Московская обл.), Ин-те медико-биол. проблем (Москва), МГУ, 2-м Московском мед. ин-те, Ин-те хирургии им. А. В. Вишневского (Москва), Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева, Сибирском филиале АН СССР и др. Наиболее крупные науч. центры X. за рубежом: Миннесотский, Арканзасский и Станфордский ун-ты (США), Тюбингенский и Гёттингенский ун-ты (ФРГ), Ин-т физиологии поведения им. М. Планка (ФРГ), Манчестерский ун-т (Великобритания) и др.

В 1937 состоялась (Роннебю, Швеция) первая конференция, на к-рой было основано Междунар. об-во исследователей БР; в 1971 на очередной конференции (Литл-Рок, США) оно было переименовано в Междунар. об-во по хронобиоло-гии (объединяет св. 300 членов из 30 стран мира). В 1960 состоялся (Колд-Спринг-Харбор, США) междунар. симпозиум по биол. часам. Вопросам X. были посвящены всесоюзные симпозиумы: "Биологические ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций" (М., 1973) и "Циркадные ритмы человека и животных" (Фр., 1975). Результаты исследований по X. публикуются в спец. журналах: "International Journal of Chro-nobiology" (L., с 1973); "Chronobiologia" (Mil., с 1974); "Journal of Interdisciplinary of Cycle Research" (Amst., с 1970) и др.

Лит.: Биологические часы. Сб. ст., пер. с англ., М., 1964; Колебательные процессы в биологических и химических системах. Сб. ст., т. 1 - 2, Пущино-на-Оке, 1967 - 71; Биологические ритмы в механизмах компенсации нарушенных функций, М., 1973; Агаджанян Н. А., Ритмы жизни и здоровье, М., 1975; Циркадные ритмы человека и животных. Сб. ст., Фр., 1975; Люди, пространство и время. Сб. ст., М., 1976; Hal-berg F., Chronobiology, "Annual review physiology", 1969, v. 31, p. 675-725; Chronobiology, Tokyo, 1974. Ю. А. Романов.