Je možné spomaliť a zrýchliť biologický čas? Biológovia už čiastočne vedia, ako ho spomaliť. Stačí ochladiť telo a živí spomalia, či dokonca úplne zastanú, a keď sa zdvihne, obnovia svoj normálny rytmus. Vedci už dlho rozmýšľali, ako zastaviť biologické hodiny astronautov na dané obdobie. V tomto stave sa môžu dostať na najvzdialenejšie planéty, takmer bez toho, aby počas cesty starli. Ale urýchliť biologický čas je stále oveľa ťažšie.
Ako sústrediť biologický čas? Biológovia zistili, že špeciálne látky nazývané biogénne stimulanty slúžia ako akýsi koncentrátor biologického času. Mechanizmus biologických hodín je zrejme rovnaký vo všetkých organizmoch, s výnimkou baktérií, ktoré hodiny vôbec „nezískali“. Ale prebiehajú životné procesy v jednobunkových a mnohobunkových organizmoch rovnakou rýchlosťou? Koniec koncov, niektorí život trvá deň, zatiaľ čo iní - storočie.
Tu je rotifer - mikroskopický, ale mnohobunkový tvor. Niektoré z jeho druhov žijú len jeden týždeň. Počas tohto týždňa vírnik stíha rásť a starnúť. Ako teda prebieha biologický čas v tomto vírniku, ako u ľudí, alebo 3 tisíckrát rýchlejšie?
Samotná príroda dala výskumníkovi zariadenie, ktoré umožňuje sledovať tok biologického času v živom organizme, bez toho, aby vstúpil priamo do jeho života a bez narušenia vzťahu v jeho štruktúre. Toto zariadenie je samotný proces delenia. Rýchlosť jeho delenia nepriamo vypovedá o látkovej premene v ňom a o dobe, v ktorej žije. Bunkové delenie tiež poskytuje ešte dôležitejšiu informáciu - kde je mechanizmus, ktorý riadi priebeh biologického času v živých organizmoch.
Na prvý pohľad sa zdá trochu zvláštne, že slon, človek, myš a iné cicavce, ktoré sa tak výrazne líšia veľkosťou a dĺžkou života, sú prvými krokmi v životná cesta robiť rovnakou rýchlosťou.
Ak vezmeme do úvahy prvé kroky života vo vývoji z jednej bunky a porovnáme myš a slona, ukáže sa, že slon žije 60 rokov, myš - 2-3 roky. Embryonálny vývoj u myši je 21 dní a u slona - 660, takmer 2 roky. Všetko to začína v rovnakom čase, ale končí inak. Možno, že biologický čas myšacej bunky okamžite ubehol rýchlejšie a niekoľkonásobne predbehla vývoj slonieho embrya? Nie, nie je to tak. Myš aj slonie mláďatá sa prvých 7 dní vyvíjajú rovnakou rýchlosťou. Prečo však biologické hodiny bežia v embryách slona a myši v prvom týždni rovnakým spôsobom?
Ukázalo sa, že v tomto období sú takmer vo všetkých embryách cicavcov biologické hodiny nastavené akoby na „psíčkara“. V tomto období nefungujú dedičné mechanizmy – gény, ktoré regulujú rýchlosť rastu a metabolizmus.
Najprv embryo získa bunkovú hmotu, v ktorej si potom bude musieť vybudovať rôzne orgány. Len čo sa začne stavba orgánov, akoby sa navíjala pružina hodín. Každá rastlina sa teraz robí opatrne a nie až do konca. Všetka práca biologických hodín je pod kontrolou genetického aparátu a čím zložitejší sa organizmus v priebehu vývoja stáva, tým jasnejšie vydávajú informácie gény. Telo začína ovládať prácu biologických hodín a pôsobenie rôznych hormónov ešte viac spomaľuje biologický čas. V embryu, ktorého biologické hodiny nie sú tak silne obmedzované genetickým aparátom a hormonálnymi vplyvmi, pretože endokrinný systém ešte nie je vyvinutý.
Je možné v dospelom tele odstrániť časovú brzdu a urýchliť život? Možno existujú látky, ktoré koncentrujú čas, alebo jednoduchšie a presnejšie odstraňujú časovú brzdu? Celé nebezpečenstvo sa v tomto prípade znižuje na porušenie biologických hodín. Zrýchlenie metabolizmu a bunkového delenia musí byť harmonické a vždy v medziach normy. Metabolizmus v živých bunkách prebieha vždy o niečo pomalšie, bunka má dosť veľké rezervy pre prípad ohrozenia. To znamená, že ak je daný signál nebezpečenstva, článok čiastočne odstráni svoju dočasnú brzdu a všetky procesy v ňom budú prebiehať zvýšenou rýchlosťou. Na to je potrebné pôsobiť priamo na tie gény, ktoré regulujú rýchlosti chemických interakcií obrovských biomolekúl vo vnútri bunky.
Ako vysielate signál nebezpečenstva do klietky? V procese evolúcie sa v bunkách tela vyvinul mechanizmus, ktorý vníma produkty rozpadu, ktoré sa získavajú z buniek trpiacich v susedstve. Keďže živé bytosti majú rovnaký typ molekulárnych mechanizmov na vnímanie nebezpečenstva, v prítomnosti produktov rozpadu sa biologické hodiny zvierat aj rastlín zrýchlia. Preto listy aloe uchovávané v tme alebo živočíšne tkanivá, ktoré sa niekoľko dní uchovávajú pri 4 °C, už obsahujú látky, ktoré dokážu urýchliť metabolizmus v bunkách tela, do ktorých sa dostanú.
Na samom začiatku embryonálneho vývoja žije človek v zrýchlenom biologickom čase. Ako sa vyvíja, biologický čas sa spomaľuje. Po narodení to stále pokračuje o niečo rýchlejšie ako u dospelých. V starobe si ľudia myslia, že čas „stojí“. Je možné, že časová brzda – časové gény – sa tu naplno nezapája do práce?
Už dlho sa zistilo, že všetok život na Zemi sa riadi určitými rytmami, ktoré sú dané globálnymi procesmi. Toto denná rotácia planét okolo osi a jej pohyb po cirkumsolárnej dráhe. Živé organizmy nejakým spôsobom cítia čas a ich správanie podlieha jeho plynutiu. Prejavuje sa to striedaním období aktivity a spánku u zvierat, otváraním a zatváraním kvetov u rastlín. Sťahovavé vtáky každú jar sa vracajú na svoje hniezdiská, liahnu sa z nich mláďatá a migrujú na zimovanie do teplejších oblastí.
Čo sú biologické hodiny?
Rytmus toku všetkých životných procesov je vlastnosť, ktorá je vlastná všetkým obyvateľom našej planéty. Napríklad morské jednobunkové bičíkovce v noci žiaria. Nie je známe, prečo to robia. Cez deň ale nesvietia. Bičíkovci dostali túto vlastnosť v procese evolúcie.
Každý živý organizmus na Zemi – rastliny aj živočíchy – má vnútorné hodiny. Určujú frekvenciu života, viazanú na trvanie pozemského dňa. Tieto biologické hodiny prispôsobujú svoj chod frekvencii dňa a noci, nezávisia od zmien teploty. Okrem denných cyklov existujú sezónne (ročné) a lunárne obdobia.
Biologické hodiny sú do určitej miery konvenčným konceptom, ktorý predpokladá vlastnosť živých organizmov orientovať sa v čase. Táto vlastnosť je im vlastná na genetickej úrovni a je dedená.
Skúmanie mechanizmu biologických hodín
Rytmus životných procesov živých organizmov sa dlho vysvetľoval rytmom zmien podmienok prostredia: osvetlením, vlhkosťou, teplotou, atmosférickým tlakom a dokonca intenzitou kozmického žiarenia. Jednoduché experimenty však ukázali, že biologické hodiny fungujú bez ohľadu na zmeny vonkajších podmienok.
Dnes je známe, že sú v každej bunke. V zložitých organizmoch tvoria hodiny zložitý hierarchický systém. To je potrebné na fungovanie ako celok. Ak niektoré orgány a tkanivá nie sú včas skoordinované, vznikajú rôzne druhy ochorení. Vnútorné hodiny sú endogénne, to znamená, že majú vnútornú povahu a sú upravované signálmi zvonku. Čo ešte vieme?
Biologické hodiny sa dedia. V posledných rokoch sa našli dôkazy o tejto skutočnosti. Bunky majú hodinové gény. Sú náchylné na mutácie a prirodzený výber. Je to nevyhnutné pre koordináciu životne dôležitých procesov s každodennou rotáciou Zeme. Keďže v rôznych zemepisných šírkach nie je pomer dĺžky dňa a noci rovnaký počas celého roka, treba aj hodiny prispôsobiť meniacim sa ročným obdobiam. Musia brať do úvahy, či deň a noc pribúda alebo ubúda. Iný spôsob, ako rozlíšiť jar a jeseň.
Štúdiom biologických hodín rastlín vedci zistili mechanizmus ich prispôsobovania sa zmenám dĺžky dňa. K tomu dochádza za účasti špeciálnych fytochrómových regulátorov. Ako tento mechanizmus funguje? Enzým fytochróm existuje v dvoch formách, ktoré sa transformujú z jednej do druhej v závislosti od dennej doby. Výsledkom sú hodiny regulované externými signálmi. Všetky procesy v rastlinách - rast, kvitnutie - závisia od koncentrácie enzýmu fytochrómu.
Mechanizmus intracelulárnych hodín ešte nie je úplne pochopený, ale väčšina cesty je pokrytá.
Cirkadiánne rytmy v ľudskom tele
Periodické zmeny intenzity biologických procesov sú spojené so striedaním dňa a noci. Tieto rytmy sa nazývajú cirkadiánne alebo cirkadiánne. Ich frekvencia je približne 24 hodín. Hoci sú cirkadiánne rytmy spojené s procesmi mimo tela, sú endogénneho pôvodu.
Človek nemá orgány a fyziologické funkcie, ktoré by neposlúchali denné cykly. Dnes je ich známych viac ako 300.
Ľudské biologické hodiny regulujú v súlade s dennými rytmami tieto procesy:
Srdcová frekvencia a dýchanie;
Spotreba kyslíka v tele;
Črevná peristaltika;
Intenzita žliaz;
Striedavý spánok a odpočinok.
Toto sú len hlavné prejavy.
Rytmus fyziologických funkcií prebieha na všetkých úrovniach – od zmien vo vnútri bunky až po reakcie na úrovni organizmu. Experimenty v posledných rokoch ukázali, že v srdci cirkadiánnych rytmov sú endogénne, sebestačné procesy. Ľudské biologické hodiny sú nastavené na frekvenciu kmitov 24 hodín. Sú spojené so zmenami prostredia. Biologické hodiny sú synchronizované s niektorými z týchto zmien. Najcharakteristickejšie z nich sú striedanie dňa a noci a denné výkyvy teplôt.
Predpokladá sa, že vo vyšších organizmoch sa hlavné hodiny nachádzajú v mozgu v suprachiazmatickom jadre talamu. Vedú k nej nervové vlákna z očného nervu a s krvou sa privádza hormón melatonín, produkovaný epifýzou. Toto je orgán, ktorý bol kedysi tretím okom u starých plazov a zachoval si funkcie regulácie cirkadiánnych rytmov.
Organické biologické hodiny
Všetky fyziologické procesy v ľudskom tele prebiehajú s určitou cyklickosťou. Zmena teploty, tlaku, koncentrácie cukru v krvi.
Ľudské orgány podliehajú dennému rytmu. Za 24 hodín ich funkcie postupne prechádzajú obdobiami vzostupu a poklesu. To znamená, že vždy v rovnakom čase 2 hodiny orgán pracuje obzvlášť efektívne, potom sa dostáva do fázy relaxácie. Počas tejto doby orgán odpočíva a zotavuje sa. Táto fáza trvá tiež 2 hodiny.
Napríklad fáza vzostupu činnosti žalúdka pripadá na obdobie od 7. do 9. hodiny, po ktorej nasleduje pokles od 9. do 11. hodiny. Slezina a pankreas sú aktívne od 9 do 11 a od 11 do 13 odpočívajú. V srdci tieto obdobia spadajú na 11-13 a 13-15. Mať močového mechúra fáza aktivity - od 15 do 17, odpočinok a odpočinok - od 17 do 19.
Biologické hodiny orgánov sú jedným z tých mechanizmov, ktoré umožnili obyvateľom Zeme prispôsobiť sa dennému rytmu počas miliónov rokov evolúcie. Ale civilizácia vytvorená človekom tento rytmus neustále narúša. Štúdie ukazujú, že je ľahké narušiť rovnováhu biologických hodín tela. Stačí len radikálne zmeniť stravu. Začnite napríklad obedovať uprostred noci. Preto je základným princípom prísna diéta. Je obzvlášť dôležité pozorovať to od raného detstva, keď sa biologické hodiny ľudského tela „naštartujú“. Stredná dĺžka života priamo závisí od toho.
Chronogerontológia
Ide o novú, veľmi nedávno vzniknutú vedeckú disciplínu, ktorá študuje zmeny biologických rytmov súvisiace s vekom, ktoré sa vyskytujú v ľudskom tele. Chronogerontológia vznikla na styku dvoch vied – chronobiológie a gerontológie.
Jedným z predmetov výskumu je mechanizmus fungovania takzvaných „veľkých biologických hodín“. Tento termín prvýkrát uviedol do obehu vynikajúci vedec V.M.Dilman.
„Veľké biologické hodiny“ sú skôr konvenčným konceptom. Ide skôr o model procesov starnutia v tele. Poskytuje pochopenie vzťahu medzi životným štýlom človeka, jeho potravinovými závislosťami a skutočným biologickým vekom. Tieto hodinky počítajú životnosť. Zaznamenávajú hromadenie zmien v ľudskom tele od okamihu narodenia až po smrť.
Priebeh veľkých biologických hodín je nerovnomerný. Ponáhľajú sa, niekedy zaostávajú. Ich priebeh ovplyvňuje veľa faktorov. Buď skracujú alebo predlžujú život.
Princíp fungovania veľkých biologických hodín spočíva v tom, že nemerajú časové úseky. Meria rytmus procesov, alebo skôr ich stratu s vekom.
Výskum v tomto smere môže pomôcť pri riešení hlavnej problematiky medicíny – odstraňovania chorôb starnutia, ktoré sú dnes hlavnou prekážkou pri dosahovaní druhovej hranice ľudského života. Teraz sa toto číslo odhaduje na 120 rokov.
Sen
Vnútorné rytmy tela regulujú všetky životne dôležité procesy. Za všetko môže čas zaspávania a prebúdzania, dĺžka spánku – „tretie oko“ – talamus. Je dokázané, že táto časť mozgu je zodpovedná za produkciu melatonínu, hormónu, ktorý reguluje ľudské biorytmy. Jeho hladina sa riadi cirkadiánnymi rytmami a je regulovaná osvetlením sietnice. So zmenou intenzity svetelného toku sa hladina melatonínu zvyšuje alebo znižuje.
Mechanizmus spánku je veľmi jemný a zraniteľný. Porušenie striedania spánku a bdenia, ktoré je človeku od prírody vlastné, spôsobuje vážne poškodenie zdravia. Takže neustála práca na zmeny, zapojenie pracovná činnosť v noci, spojené s viac vysoká pravdepodobnosť výskyt chorôb, ako je cukrovka 2. typu, srdcový infarkt a rakovina.
Vo sne sa človek úplne uvoľní. Všetky orgány odpočívajú, iba mozog pokračuje v práci a systematizuje informácie prijaté počas dňa.
Znížená dĺžka spánku
Civilizácia robí svoje vlastné úpravy života. Vedci to zistili skúmaním biologických spánkových hodín moderný človek spí o 1,5 hodiny menej ako ľudia v 19. storočí. Aké je nebezpečenstvo skrátenia času nočného pokoja?
Porušenie prirodzeného rytmu striedania spánku a bdenia vedie k narušeniam a poruchám v práci životne dôležitých systémov ľudského tela: imunitných, kardiovaskulárnych, endokrinných. Nedostatok spánku vedie k nadmernej telesnej hmotnosti a ovplyvňuje zrak. Človek začína pociťovať nepohodlie v očiach, jasnosť obrazu je narušená, existuje nebezpečenstvo vzniku vážneho ochorenia - glaukómu.
Nedostatok spánku vyvoláva poruchy v práci ľudského endokrinného systému, čím sa zvyšuje riziko vážneho ochorenia - diabetes mellitus.
Vedci zistili zaujímavý vzorec: Ľudia, ktorí spia 6,5 až 7,5 hodiny, majú dlhšiu očakávanú dĺžku života. Skrátenie aj predĺženie času spánku vedie k zníženiu priemernej dĺžky života.
Biologické hodiny a zdravie žien
Tomuto problému sa venuje veľa štúdií. Biologické hodiny ženy sú schopnosťou jej tela produkovať potomstvo. Existuje ďalší pojem - plodnosť. to je o vekovej hranici priaznivej pre narodenie detí.
Pred niekoľkými desaťročiami hodinky ukazovali tridsaťročnú hranicu. Verilo sa, že uvedomenie si seba samých ako matiek nežného pohlavia po tomto veku je spojené s rizikom pre zdravie ženy a jej nenarodeného dieťaťa.
Teraz sa situácia zmenila. Počet žien, ktoré prvýkrát počali dieťa vo veku 30 až 39 rokov, výrazne vzrástol – 2,5-krát – a tých, ktoré tak urobili po 40-ke, sa zvýšil o 50 %.
Napriek tomu odborníci považujú 20-24 rokov za priaznivý vek na materstvo. Často víťazí túžba vzdelávať sa, realizovať sa v profesionálnej sfére. Len málo žien preberá zodpovednosť za výchovu bábätka v tomto veku. Puberta je o 10 rokov pred emocionálnou zrelosťou. Väčšina odborníkov sa preto prikláňa k názoru, že pre modernú ženu optimálny čas na narodenie dieťaťa - má 35 rokov. Dnes už nie sú zaradení do takzvanej rizikovej skupiny.
Biologické hodiny a medicína
Reakcia ľudského tela na rôzne vplyvy závisí od fázy cirkadiánneho rytmu. Preto biologické rytmy zohrávajú v medicíne dôležitú úlohu, najmä pri diagnostike a liečbe mnohých chorôb. Účinok liekov teda závisí od fázy cirkadiánneho biorytmu. Napríklad pri ošetrení zubov sa analgetický účinok prejaví maximálne od 12 do 18 hodín.
Zmena citlivosti Ľudské telo Komu drogyštuduje chronofarmakológiu. Na základe informácií o denných biorytmoch najviac efektívne schémy užívanie liekov.
Napríklad čisto individuálne kolísanie hodnôt krvného tlaku si vyžaduje zohľadnenie tohto faktora pri užívaní liekov na liečbu hypertenzie, ischémie. Takže, aby sa predišlo kríze, ľudia z rizikovej skupiny by mali užívať lieky večer, keď je telo najzraniteľnejšie.
Okrem toho, že biorytmy ľudského tela ovplyvňujú účinok užívania liekov, môžu byť poruchy rytmu príčinou rôznych ochorení. Patria k takzvaným dynamickým neduhom.
Desynchronóza a jej prevencia
Denné osvetlenie má veľký význam pre ľudské zdravie. Práve slnečné svetlo zabezpečuje prirodzenú synchronizáciu biorytmov. Pri nedostatočnom osvetlení, ako je to v zime, dochádza k poruche. To môže byť príčinou mnohých chorôb. Rozvíjajú sa psychické (depresívne stavy) a fyzické (zníženie celkovej imunity, slabosť a pod.). Príčina týchto porúch spočíva v desynchronóze.
Desynchronóza nastáva, keď biologické hodiny ľudského tela zlyhajú. Dôvody sa môžu líšiť. K desynchronóze dochádza pri dlhšej zmene časového pásma, v adaptačnom období pri prechode na zimný (letný) čas, pri práci na zmeny, pri závislosti od alkoholu, nepravidelnom stravovaní. To sa prejavuje v poruchách spánku, záchvatoch migrény, zníženej pozornosti a koncentrácii. V dôsledku toho môže dôjsť k apatii a depresii. Starší ľudia sa ťažšie prispôsobujú a trvá im to dlhšie.
Na prevenciu desynchronózy, korekciu rytmov tela sa používajú látky, ktoré môžu ovplyvniť fázy biologických rytmov. Nazývajú sa chronobiotiká. Nachádzajú sa v liečivých rastlinách.
Biologické hodiny sa dobre hodia k hudbe. Pomáha zvyšovať produktivitu práce pri vykonávaní monotónnej práce. Hudba sa používa aj na liečbu porúch spánku a neuropsychiatrických ochorení.
Rytmus vo všetkom je cesta k zlepšeniu kvality života.
Praktická hodnota biorytmológie
Biologické hodiny sú vážnym predmetom vedecký výskum... Ich zákazníkmi sú mnohé odvetvia hospodárstva. Výsledky štúdia biologických rytmov živých organizmov sa úspešne aplikujú v praxi.
Znalosť rytmov života domácich zvierat a pestované rastliny pomáha zvyšovať efektivitu poľnohospodárskej výroby. Tieto poznatky využívajú poľovníci a rybári.
Lekárska veda berie do úvahy denné výkyvy fyziologických procesov v tele. Účinnosť liekov, chirurgický zákrok, výkon liečebné postupy a manipulácia priamo závisí od biologických hodín orgánov a systémov.
Úspechy biorytmológie sa dlhodobo využívajú pri organizovaní režimu práce a odpočinku posádok lietadiel. Ich práca zahŕňa prekročenie niekoľkých časových pásiem v rámci jedného letu. Eliminácia negatívneho vplyvu tohto faktora má veľmi veľký význam chrániť zdravie leteckého personálu leteckej spoločnosti.
Je ťažké sa zaobísť bez výdobytkov biorytmológie vo vesmírnej medicíne, najmä pri príprave na dlhé lety. Ďalekosiahle ambiciózne plány na vytvorenie ľudských sídiel na Marse sa zrejme nezaobídu bez štúdia zvláštností fungovania ľudských biologických hodín v podmienkach tejto planéty.
- 108,00 kbBiologický čas. Biologický vek
na kurze Pojmy moderných prírodných vied
Úvod 3
Záver 16
Úvod
Žiadna odpoveď.
S konceptom časovej organizácie úzko súvisí problém špecifickosti toku času v živých systémoch, alebo, ako sa to nazýva, problém biologického času. Týmto problémom sa zaoberali mnohí vedci.
Veľkú úlohu v tejto problematike zohral V.I. Vernadsky, ktorý vytvoril koncept biologického časopriestoru a tým povýšil teóriu biosféry na teoretickú úroveň.
Štúdium problému biologického času má veľký význam. Po prvé, je spojená s pojmom "biologické rytmy". Všetok život na našej planéte nesie odtlačok rytmického vzoru udalostí charakteristických pre našu Zem. Človek žije v zložitom systéme biorytmov, od krátkych - na molekulárnej úrovni - s periódou niekoľkých sekúnd, až po globálne spojené s každoročnými zmenami slnečnej aktivity.
Po druhé, toto všetko súvisí s biologickým vekom človeka ako indikátorom úrovne vývoja, zmeny alebo zhoršenia štruktúry, jeho funkčný systém organizmus ako celok alebo spoločenstvo organizmov (biocenóza), vyjadrené v časových jednotkách koreláciou hodnôt biologických markerov starnutia, ktoré tieto procesy určujú, so štandardnými priemernými štatistickými závislosťami zmien týchto biomarkerov od kalendárneho veku.
Keďže všetky organizmy a spoločenstvá organizmov predstavujú korelované systémy, všetky zmeny, ktoré v nich prebiehajú, vedú v konečnom dôsledku k ich rozpadu – smrti, ako vo všetkých fyzikálnych systémoch. Ale proces rozkladu organizmov a spoločenstiev organizmov, prípadne ich starnutie je nerovnomerný. Preto pri rovnakom astronomickom či kalendárnom veku rôznych organizmov, ľudí, spoločenstiev bude stupeň starnutia jednotlivých orgánov, prvkov a systémov rôzny.
A po tretie, relevantnosť tejto eseje môže byť odôvodnená skutočnosťou, že štúdium týchto vzrušujúcich problémov a pokusy preniknúť do neznáma môžu priniesť skutočné výsledky. Ľudský život sa môže kvalitatívne meniť, biologické schopnosti jednotlivcov sa môžu zvyšovať a napokon, ktovie, možno prídeme k rozlúšteniu podstaty Vesmíru a získame nové poznatky.
Cieľom tejto eseje je zvážiť formuláciu pojmu „biologický čas“, podstatu biorytmologického prístupu k fenoménu času. A tiež zistiť, aký je biologický vek jedinca. Stanovte kritériá biologického veku a zvážte charakteristiky biologického veku mužov a žien.
Kapitola 1. Biologický čas.
§jedna. Formulácia pojmu a uvedenie pojmu.
S konceptom časovej organizácie úzko súvisí problém špecifickosti toku času v živých systémoch, alebo, ako sa to nazýva, problém biologického času.
Väčšina autorov zdôrazňuje, že čas je vo vesmíre jeden, neexistuje žiadny špeciálny (napríklad biologický čas), je legitímne hovoriť len o subjektívnom hodnotení času. Existuje však aj opačný postoj, ktorý má značný počet priaznivcov. Problém biologického času nastolil pred viac ako 100 rokmi K. Baer, zakladateľ embryológie. Vedecky podložená myšlienka biologického času patrí V.I. Vernadského. V rokoch 1929-1931.
VI Vernadsky vytvára koncept biologického časopriestoru a tým povyšuje teóriu biosféry na teoretickú úroveň. Impulzom k dávno prekonanému zámeru Vernadského priamo a otvorene hovoriť o probléme času v modernej vede bola práve vydaná kniha anglického astronóma Arthura Eddingtona, jemu už literárne dobre známeho, horlivého zástancu a dokonca propagátora teória relativity. 13. augusta píše B.L. Lichkov: „Nedávno som dostal Eddingtonovu knihu Povaha fyzického sveta – núti vás veľa premýšľať. Podáva obraz sveta, kde neexistujú žiadne zákony univerzálna gravitácia ich obvyklým spôsobom. V niektorých dôsledkoch toho bolo pre mňa dosť nového. Pokus vybudovať svet, kde sú zákony kauzality obmedzené. Eddington z toho vyvodzuje filozofické a náboženské závery... Zdá sa mi však, že výsledný obraz sveta nemôže byť správny, keďže Eddington akceptuje ostrý rozdiel medzi časom a priestorom, pričom v podstate vynecháva javy symetrie.
V septembri v Prahe Vernadsky začína úzko spolupracovať na probléme času. Ďalšie mimoriadne dôležité a výrečné svedectvá dávajú nahliadnuť do smerovania jeho myšlienok a zámerov. 9. septembra 1929 napísal svojmu zástupcovi pre BIOGEL A.P. Vinogradov. „Veľa som tu premýšľal o živej hmote a snažil som sa zapísať si nejaké myšlienky. Chcem urobiť správu o disymetrii živej hmoty v biologickom čase - neviem, v Spoločnosti prírodovedcov (ako predchádzajúce dve správy), alebo na výročnej schôdzi nášho laboratória (mimochodom, potrebujeme skontrolovať, kedy bude oficiálne schválený)? Je pre mňa veľmi ťažké vyrovnať sa s touto úlohou, ale dúfam, že týchto pár týždňov, ktoré mi tu zostali, to posunieme. Je veľmi zaujímavé dotknúť sa oboch problémov súčasne: tak disymetria, ktorú objavil Pasteur a tak málo prenikla do povedomia prírodovedcov, a biologický čas, o ktorom veľa - už niekoľko rokov - uvažujem, majú veľa spoločného. a teraz získavajú veľký záujem v súvislosti s novým smerom fyziky
disciplín. Neviem, či dokážem všetko jasne sformulovať – ale tieto otázky chcem zvážiť [v súvislosti] s novou fyzikou. Pre biologický čas je dôležité určiť jednotku tohto času, rovnajúcu sa minimálnemu intervalu medzi dvoma generáciami – medzi bunkovými deleniami alebo deleniami baktérií (Cyanophyceae?). V druhom prípade nemáme do činenia s médiom našej gravitácie, ale s médiom molekulárnych síl. A tu musí byť skok? Skok, ktorý má biologický význam. V prvom prípade by mali byť hodiny a v druhom 15-20 minút? Bude potrebné nariadiť niekomu, aby zhromaždil všetok experimentálny materiál dostupný v tejto oblasti a toto zhrnutie môžeme vytlačiť v našich spisoch." (Súčasne so vznikom BIOGELu bolo získané právo neperiodicky publikovať jej diela).
Vernadského slová sú mimoriadne dôležité pre tému tejto eseje: s najväčšou pravdepodobnosťou tu, 9. septembra 1929, Vernadsky prvýkrát vyslovil svoj nový termín biologický čas. Zatiaľ nie vo vedeckom článku, ale v súkromnom liste. Vernadskij potom začína veľmi širokým, extrémnym pokrytím: „Čas fyzika nepochybne nie je abstraktným časom matematika alebo filozofa a prejavuje sa rôznymi javmi v tak odlišných podobách, že sme nútení zaznamenať ho v našom empirické poznatky. Hovoríme o historických, geologických, kozmických atď. krát. Je vhodné rozlišovať biologický čas, v ktorom sa prejavujú životné javy.
Tento biologický čas zodpovedá jeden a pol až dvom miliardám, počas ktorých poznáme existenciu biologických procesov na Zemi počnúc archeozoikom. Je veľmi možné, že tieto roky sú spojené iba s existenciou našej planéty, a nie s realitou života vo vesmíre. Teraz jednoznačne prichádzame k záveru, že dĺžka existencie kozmických telies je limitujúca, t.j. a tu máme do činenia s nezvratným procesom. Aký extrémny je život vo svojich prejavoch v Kozme, nevieme, keďže naše poznatky o živote v Kozme sú bezvýznamné. Je možné, že miliardy rokov zodpovedajú planetárnemu času Zeme a tvoria len malú časť biologického času.
Vernadsky tvrdí: „Na základe novej fyziky by sa tento jav mal študovať v časopriestorovom komplexe. Priestor života má v prírode zvláštny, jedinečný symetrický stav. Čas, ktorý tomu zodpovedá, má nielen polárny charakter vektorov, ale aj špeciálny, inherentný parameter, špeciálnu jednotku merania spojenú so životom “.
Vernadsky bol v roku 1929 jediným vedcom, ktorý svojou koncepciou biologického času otočil všetky zobrazenia o 180 stupňov: nie život ako bezvýznamný, nezohľadnený detail na bezvýznamnej častici vo vesmíre - planéte Zem, existuje na pozadí veľký vesmír, ale celý hmotný vesmír sa rozvíja na pozadí celého života.
Treba povedať o priorite pri zavádzaní pojmu biologický čas. Tento pojem existuje v dnešnej vede.
Vo svetovej literatúre sa priorita v používaní pojmu biologický čas spája s menom francúzskeho histológa Leconte du Nui. Počas prvej svetovej vojny ako lekár v nemocnici sa začal zaujímať o rýchlosť hojenia rán a začal skúmať tento problém. Vrátane z hľadiska času, ktorý rozdelil na vonkajšie a vnútorné, pričom ten druhý označil za fyziologický alebo biologický.
V následnom pomerne prudkom rozvoji prác súvisiacich s používaním termínu a konceptu biologického času, najmä v 60. – 70. rokoch, nadobudol úplne iný smer, obsiahnutý už v prácach Lecomte du Nui a G. Bachmanna. Tento smer sa stal známym ako biorytmológia.
§2. Biorytmologický prístup k fenoménu času.
Akékoľvek zmeny v živých systémoch sa zisťujú až pri porovnaní stavov systému aspoň dvoch časových bodov oddelených väčším alebo menším intervalom. Ich povaha však môže byť rôzna. O fázových zmenách v systéme sa hovorí vtedy, keď sa v systéme postupne nahrádzajú štádiá biologického procesu. Príkladom je zmena štádií ontogenézy, tj. individuálny rozvoj organizmu. Zmeny tohto typu sú charakteristické pre morfofyziologické parametre organizmu po expozícii niektorému faktoru. Tieto zmeny charakterizujú tak normálny priebeh procesov v tele, ako aj reakciu na podnety.
Existuje špeciálna trieda periodických zmien v aktivite a správaní živých systémov - biologické rytmy. Náuka o biologických rytmoch (v užšom zmysle) dostala názov biorytmológia, pretože dnes sa uznáva, že biologický rytmus je jedným z najviac dôležité nástroještúdie o úlohe faktora času v činnosti živých systémov a ich časovej organizácii.
Človek žije v zložitom systéme biorytmov, od krátkych - na molekulárnej úrovni - s periódou niekoľkých sekúnd, až po globálne spojené s každoročnými zmenami slnečnej aktivity. Biologické rytmy alebo biorytmy sú viac-menej pravidelné zmeny charakteru a intenzity biologických procesov. Schopnosť takýchto zmien v životnej činnosti je zdedená a nachádza sa takmer vo všetkých živých organizmoch. Možno ich pozorovať v jednotlivých bunkách, tkanivách a orgánoch, v celých organizmoch a v populáciách.
Zdôrazňujeme tieto dôležité úspechy chronobiológie (vedecký odbor, ktorý študuje periodické (cyklické) javy, ktoré sa vyskytujú v živých organizmoch v čase, a ich prispôsobenie sa slnečným a lunárnym rytmom):
Popis práce
V moderných podmienkach sa veda nemôže obmedziť na analýzu priestorového aspektu oddelene od časového, sú navzájom prepojené. Priestor v prírodovede vyjadruje dĺžku, poradie a charakter umiestnenia hmotného objektu, ich vzájomné usporiadanie.
Čas v prírodných vedách odráža postupnosť procesov zmien a trvanie existencie objektu.
Neboli urobené žiadne pokusy určiť jednotu časopriestorovej organizácie vo vzťahu k živému objektu. Spisovateľ Sartakov v románe „Kameň mudrcov“:
„Albert Einstein ako matematik rozlúštil jeden časopriestor a našiel 4. dimenziu. Ale to je len pre mŕtvu hmotu. A predsa život, priebeh života nie je v žiadnom prípade oddeliteľný od priestoru a času. Einstein, prečo si to zanedbal? Tiež chcem rozlúštiť priestor a čas, ale pre živú hmotu. Skúsil som všetko. Aká veda mi na to dá odpoveď?"
Kapitola 1. Biologický čas 5
§jedna. Vymedzenie pojmu a uvedenie pojmu 5
§2. Biorytmologický prístup k fenoménu času 7
Kapitola 2. Biologický vek 11
§jedna. Koncepcia a kritériá na určenie biologického veku 11
§2. Biologický vek mužov a žien 13
Záver 16
Zoznam použitej literatúry 18
jednotné trvanie triedy porovnateľných biologických procesov živého organizmu. Myšlienku, že povaha živých organizmov je spôsobená predovšetkým špecifikami časovej organizácie procesov v nich prebiehajúcich, vyslovil v polovici 19. storočia Karl Ernst von Baer1. Niektorí vedci sa pokúsili zaviesť do vedeckého používania pojmy „biologický čas“ (Vernadsky V.I.), „fyziologický čas“ (leconte du Nooyy), „organický čas“ (G. Bakman). Avšak nedostatočný rozvoj filozofické učenie o čase neumožňoval definovať zavedené pojmy tak, aby sa dali použiť v experimentálnych a teoretických štúdiách, podobne ako sa vo fyzike používa pojem „čas“. K adekvátnemu pochopeniu biologického času sa najviac priblížili výskumníci, ktorí zistili, že ak sa periódy akýchkoľvek opakujúcich sa procesov živého organizmu používajú ako samoidentická jednotka trvania, potom je možné identifikovať špecifické vzorce jeho vývoja. Obzvlášť významné výsledky na tejto ceste výskumu dosiahol T.A. Detlaf1, ktorá v roku 1960 spolu so svojím bratom, fyzikom A.A. a 0 dostal na podnet A.A. Neifakha meno "detlaf" 2. T.A. Detlaf vyvinul metodiku načasovania vývoja živých organizmov v jednotkách biologického času? a použili ho 0 pri štúdiu mnohých druhov poikilotermných živočíchov3. Donedávna to však zostalo otvorená otázka o oprávnenosti kvalifikovať takéto jednotky trvania ako jednotky osobitného typu času, keďže ako trvanie periód cyklických procesov živých organizmov podliehajú náhodným výkyvom, pričom v priebehu histórie vývoja koncepcie rovnomernosti času sa považuje za jednu z najdôležitejších vlastností času. Analýza koncepcie a kritérií uniformity presvedčivo ukázala, že uniformita je relatívnou vlastnosťou porovnávaných materiálových procesov a že v zásade je možná existencia neobmedzeného súboru tried jednotných procesov (CSP), ktoré spĺňajú kritériá jednotnosti, z ktorých v zodpovedajúcej oblasti materiálnej reality má vlastnosti rovnomernosti a je vhodný na zavedenie jednotiek trvania a praktické meranie času 1. Zároveň sa ukázalo, že CSP môže existovať v takých holistických vysoko integrovaných materiálových systémoch, v ktorých sú materiálové procesy tak úzko prepojené a späté, že sa správajú ako jediný tok, ktorý sa synchrónne a proporcionálne zrýchľuje a spomaľuje pod vplyvom rôznych vrátane náhodne sa meniacich faktorov. Práve týmto druhom systémov sú živé organizmy. Prítomnosť tried podobných biologických procesov v živých organizmoch dokazujú štúdie T.A. Detlaf a jej kolegovia. Zistili, že so zmenou teploty prostredia sa úmerne menia aj dĺžky trvania rôznych štádií embryonálneho vývoja poikilotermných živočíchov a že táto pravidelnosť má zásadný charakter, pokrývajúci procesy všetkých štruktúrnych úrovní organizácie embrya. Ako poznamenal T.A. Detlaf, „... so zmenou teploty, trvaním procesov, ktoré majú veľmi odlišnú povahu a uskutočňujú sa na rôzne úrovne organizácia organizmu: vnútrobunková (molekulárna a ultraštrukturálna), bunková (pri delení a diferenciácii buniek), na úrovni morfogenetických pohybov, procesov indukcie a organogenézy “2. Inými slovami, celý súbor biologických procesov, ktoré tvoria vývoj embrya, sa správa ako jediný holistický proces... Obsahuje relatívne pomalé (procesy bunkového delenia a ich diferenciácie prebiehajúce na bunkovej úrovni), ako aj veľmi rýchle prebiehajúce na intracelulárnej, molekulárnej úrovni, medzi ktoré patria napríklad enzymatické reakcie v rámci bunkového metabolizmu. Je celkom zrejmé, že ak by sa na niektorých štrukturálnych úrovniach organizácie embrya narušila synchronicita a proporcionalita zmien v rýchlostiach biologických procesov, zničilo by to pravidelný priebeh celého toku procesov formovania a vývoja embrya. žijúci organizmus. Poukazujúc na túto okolnosť, T.A. Detlaf zdôrazňuje: „Nebolo by prehnané, keby sme povedali, že bez tejto schopnosti poiky by lotériové organizmy v meniacich sa podmienkach nemohli vôbec existovať. vonkajšie prostredie: ak by sa asynchrónne zmenili rôzne zložky komplexu procesov, ktoré tvoria akúkoľvek fázu vývoja, viedlo by to k narušeniu normálneho vývoja av neskorších štádiách k narušeniu normálneho fungovania organizmu. Nie je náhodou, že jednou z prvých reakcií embryí na priblíženie sa k hraniciam optimálnych teplôt je desynchronizácia jednotlivých vývojových procesov “(tamže). Biologický a fyzikálny čas sú navzájom stochastické, pretože jednotky biologického času predstavujú trvanie takýchto opakujúcich sa biologických procesov, ktoré sa merané v jednotkách fyzikálneho času menia náhodným spôsobom v závislosti od náhodných zmien charakteristík prostredia. Procesy fungovania a vývoja živých organizmov, dokonca aj geneticky značne vzdialených od seba biologické druhy keď sú načasované v jednotkách vlastného biologického času, riadia sa jednotnými zákonmi fungovania a vývoja2. V súčasnosti sa čoraz viac ukazuje, že nie je možné odhaliť podstatu života a naučiť sa ho matematicky opísať ako zvláštny pohyb hmoty bez zavedenia pojmu biologický čas do pojmového aparátu biológie. Časovaním a teoretickým popisom biologických procesov v jednotkách biologického času bude možné preraziť vonkajšiu stochasticitu procesov k tým dynamickým zákonitostiam, podľa ktorých sa organizmus vyvíja v súlade s daným genetickým programom. Tento záver potvrdzujú výsledky viac ako storočného štúdia vývoja živých organizmov a biologických procesov v nich prebiehajúcich pomocou špecifických jednotiek trvania. Po prvýkrát špeciálnu jednotku trvania, ktorú nazval „plastochron“, zaviedol nemecký botanik E. Askenazi1, ktorý ju definoval ako obdobie vzniku jedného primordia metaméry2 „kmeňovej jednotky“. Následne jednotku na meranie trvania „plastochronu“ použil K. Thornthwaite1, D.A. Sabinin2, E.F. Markovskaja a T.G. Kharkina (Markovskaya, Kharkina 1997) a ďalšie.Pri štúdiu embryonálneho vývoja živých organizmov I.I. Schmalhausen 3. Používaný však I.I. Schmalhausen, jednotky trvania spojené s určitou zmenou objemu embrya sa ukázali ako použiteľné iba pri štúdiu rastu organizmu, a nie jeho vývoja. Niektorí výskumníci používajú jeden alebo druhý zlomok celkového času embryonálneho vývoja ako jednotku trvania. Medzi tieto jednotky patrí napríklad „1 % DT“ (DT – Development Time), ktorý slúžil na štúdium vývoja embryí jesetera (Detlaf, Ginzburg, 1954), hydiny (Eremeev, 1957, 1959), hmyzu ( Striebel 1960 Ball 1982; Mori 1986). A hoci je použiteľný iba pri štúdiu organizmov, ktoré vychádzajú z vaječných membrán v rovnakom vývojovom štádiu, napriek tomu umožňuje objaviť mnohé vzorce embryonálneho vývoja skúmaných zvierat. Takže, G.P. Eremeev, študujúci embryonálny vývoj odlišné typy vtákov sa čas nástupu vývojových štádií vyjadril v zlomkoch obdobia od kladenia vajíčok po vyliahnutie. V dôsledku toho sa ukázalo, že u hydiny, ako sú kurčatá, kačice, husi, morky, ako aj u vtákov, ako je chocholatka, holub domáci, rybák čierny, pri meraní času vyššie uvedenou metódou nastávajú rovnaké štádiá embryonálneho vývoja“ súčasne,“ pričom v jednotkách astronomického času dosahuje rozdiel v trvaní jednotlivých štádií vývoja u rôznych vtákov mnoho dní. Začiatkom 80. rokov Yu.N. Gorodilov navrhol použiť „časový interval, počas ktorého dochádza k prírastku jedného somitu počas metamerizácie komplexu axiálneho anlage embrya od 1 do 60 somitov“ (Gorodilov, 1980: 471). V bakteriológii existuje názor, že „na posúdenie procesov rastu a vývoja baktérií sa odporúča použiť nie obvyklý a stabilný fyzikálny čas, ale variabilný čas generovania (?) ...“ 1. Jednotky biologického času zavedené mnohými biológmi sú, žiaľ, príliš veľké na matematické modelovanie zásadnejších biologických procesov živého organizmu2. Existujú dobré dôvody domnievať sa, že biologické (biochemické a biofyzikálne) procesy živého organizmu začínajú katalytickými cyklami enzymatických reakcií vnútrobunkového metabolizmu. Začiatkom 60. rokov Christiansen predložil presvedčivé argumenty v prospech koherencie katalytických cyklov všetkých molekúl enzýmov zapojených do katalýzy špecifickej biochemickej reakcie3. Navyše je prirodzené to predpokladať najviac Počas periódy katalytického cyklu sú makromolekuly enzýmu v stabilných konformáciách a reakčné médium je v kvapalno-kryštalickom stave4, pri ktorom je pohyb molekúl v reakčnom prostredí čo najviac inhibovaný. len na krátke, prísne dávkované momenty konformačných prechodov makromolekúl enzýmu sa reakčné prostredie dostáva do kvapalného stavu, excitované konformačnými zmenami v makromolekulách enzýmu1. V tomto prípade procesy difúzie molekúl v reakčnom médiu prebiehajú intenzívne. Je teda celkom legitímna myšlienka, podľa ktorej katalytické cykly všetkých molekúl enzýmov zúčastňujúcich sa na biochemickej reakcii prebiehajú synchrónne, vďaka čomu je katalytický cyklus biologický význam elementárny akt biochemickej reakcie a trvanie tohto cyklu je potom nedeliteľné kvantum biologického času. V rámci kvánt biologického času neexistujú žiadne biologické procesy, ale prebiehajú fyzikálne interakcie atómov a elementárnych častíc a fyzikálno-chemické procesy, ktoré však nemôžu voľne prebiehať z dôvodu štrukturálnych a organizačných obmedzení, ktoré im ukladá živá bunka. Normálny priebeh fyzikálnych a fyzikálno-chemických procesov sťažuje najmä zásadná stochasticita trvania katalytických cyklov, ktorá ničí normálne fungovanie fyzikálnych zákonov vo vnútrobunkovom reakčnom prostredí a toto prostredie akoby podriaďuje pôsobeniu biologické zákony. Biologický čas je historicky a hierarchicky viacúrovňový. V procese ontogenetického vývoja sa každý živý organizmus, počnúc od jedného oplodneného vajíčka, postupne mení na zložitý hierarchicky viacúrovňový hmotný systém so špecifickými zákonitosťami časovej organizácie procesov na rôznych úrovniach. Otázka, či biologické časy rôznych hierarchických úrovní sú len rôznymi škálovými úrovňami toho istého času, alebo či kvalitatívne odlišné biologické časy vznikajú na rôznych úrovniach, zostáva dnes otvorená. Čo sa týka biologického času nadorganických štruktúr živej hmoty, ten je kvalitatívne odlišný od biologického času živých organizmov. Hlavné jednotky času pre supraorganické štruktúry živej hmoty môžu zjavne slúžiť ako trvanie života po sebe nasledujúcich generácií zodpovedajúcich živých organizmov, ako navrhujú mnohí výskumníci. V tomto prípade by sme nemali hovoriť o dĺžke života generácií živých organizmov spriemerovaných za všetky časy, ale o dĺžke života generácií, ktoré sa skutočne nahradia v bezprostrednom aktuálnom čase, keďže ide o zmeny (v jednotkách fyzikálnych čas) v trvaní existencie po sebe nasledujúcich generácií, považovaných za zhodné jednotky, ich premieňajú na jednotky špecifického času, pričom spriemerované obdobia života generácií, ktoré obsahujú konštantný počet jednotiek fyzikálneho času, sú jednotkami fyzikálneho času. V modernej biológii, tak ako vo všetkých prírodných vedách, sa používa Medzinárodný systém jednotiek fyzikálnych veličín (SI). Prechod v biológii z fyzikálneho na biologický čas sa rovná nahradeniu jednej zo základných jednotiek – druhej – zodpovedajúcou jednotkou biologického času. V dôsledku vzájomnej stochasticity fyzikálneho a biologického času sa odvodené veličiny, v dimenziách ktorých je rozmer fyzikálneho času „sekundový“, zmenia na stochastické. premenné... Podobne v rámci biologických systémov a procesov prestanú existovať všetky fyzikálne konštanty, v dimenziách ktorých sa „druhá“ objavuje. S poznávaním živej hmoty a identifikáciou vlastných biologických zákonitostí sa objavia ich vlastné biologické deriváty a konštanty, v dimenziách ktorých budú dimenzie biologického času. Najmä prechodom v matematickom popise biologických procesov na biologický čas stratí pojem „rovnomerný priestorový pohyb“ svoj význam a vznikne potreba vypracovať koncepciu „biologického priestoru“ živého organizmu. rovnaké vzdialenosti v ktorých sú definované nie v priestorových, ale v časových jednotkách. Pozri: „Historicita času“; "Viacúrovňový čas"; "Relativita rovnomernosti času"; "Fyzický čas". lit. Detlaf T.A. Teplotno-časové vzorce vývoja poikilotermných živočíchov. - M .: Nauka, 2001 .-- 211 s. Khasanov I.A. Fenomén času. Časť I. Objektívny čas. - M., 1998. Khasanov I.A. Čas: príroda, uniformita, rozmer. - M .: Tradícia pokroku, 2001. Khasanov I.A. Biologický čas. - M., 1999 .-- 39 s. // http: //www.chronos. msu.ru/RREPORTS/khasanov_biologicheskoe.pdf Ilgiz A. Khasanov
I.R. Prigogine: v prípade sebaorganizácie každý takýto systém koordinuje svoje vnútorné procesy v súlade s vlastným časom. Prigogine to nazval relativizmom systémového času a poznamenal, že akonáhle sa vytvorí disipačná štruktúra, naruší sa homogenita priestoru a času. Okrem toho veril, že živé systémy sú vybavené schopnosťou vnímať smer času. Túto orientáciu času si všíma aj psychológia. Pamätáme si minulosť, ale nepamätáme si budúcnosť!
Biologický priestor a čas charakterizujú znaky časopriestorových parametrov organizácie hmoty: biologická existencia ľudského jedinca, zmena typov vegetácie a živočíchov, fázy ich vývoja. Už Aristoteles rozlišoval dve podstaty času: jednu – ako parameter, ktorý fixuje rôzne štáty pohyby tela, a druhý - ako narodenie a smrť, t.j. ako charakteristika veku systému a následne jeho smerovania z minulosti do budúcnosti.
Spolu s lineárnym vnímaním času má človek aj psychologický pocit plynutia času, okrem iného v dôsledku jeho vnútornej organizácie. Tento pohľad sa nazýva biologický čas alebo biologické hodiny. Biologické hodiny odrážajú rytmickú povahu procesov v živom organizme vo forme jeho reakcie na rytmy prírody a celého vesmíru ako celku. Vznik biologického času, vlastného pre každý živý systém, je spôsobený synchronizáciou biochemických procesov v tele.
Keďže živý organizmus je hierarchický systém, musí merať svoje fungovanie so synchronizáciou všetkých podúrovní a podsystémov nielen v čase, ale aj v biologickom priestore. Takáto synchronizácia je spojená s prítomnosťou biorytmov v systéme. Čím je systém zložitejší, tým má viac biorytmov. Americký kybernetik N. Winner (1894-1964) veril, že „sú to rytmy mozgu, ktoré vysvetľujú našu schopnosť vnímať čas“.
Väčšina fyziologických procesov rastu, vývoja, pohybu a metabolizmu v bunkách podlieha rytmickým zmenám v dôsledku denného (cirkadiánneho) rytmu vonkajšieho prostredia. U rastlín sú teda dobre známe rytmické cykly zatvárania kvetov a spúšťania listov v noci a ich otvárania počas dňa. To však nie je vždy spojené len s vonkajším vystavením svetlu. Ruský biofyzik S.E. Shnol uvádza kuriózny príklad fazule Meran, ktorej listy večer a ráno padali hore a dole, aj keď boli úplne tmavá miestnosť... Listy akoby „cítili“ čas a určovali ho svojimi vnútornými fyziologickými hodinami. Zvyčajne rastliny určujú dĺžku dňa prechodom fytochrómového pigmentu z jednej formy do druhej pri zmene spektrálneho zloženia slnečného žiarenia. "Zapadajúce" slnko je "červené" kvôli skutočnosti, že dlhovlnné červené svetlo je rozptýlené menej ako modré. V tomto západe alebo súmraku je veľa červeného a infračerveného žiarenia a rastliny (a možno aj zvieratá) to cítia.
Človek, ktorý študuje svet, je sám štruktúrou, ktorá sa mení v čase a predstavy o minulosti a budúcnosti sú pre neho bytostne odlišné. V minulosti čas funguje ako zovšeobecnená súradnica a v budúcnosti má vlastnosti, ktoré závisia od toho, ako sa my a iné objekty správame v súčasnosti. Ak je definovaná minulosť, tak budúcnosť komplexné systémy nie je úplne známy. Ako hovorí sociológ I.V. Bestuzhev-Lada, "minulosť možno poznať, ale nemožno ju zmeniť, a budúcnosť možno zmeniť, ale nemožno ju poznať." Čím je štruktúra zložitejšia, tým väčší počet možných stavov môže nadobudnúť v budúcich časových okamihoch. Toto je nejednoznačnosť času. Okrem toho čas pre jednotlivca, pre jeho druh, rod, triedu atď. rôzne (časová miera). Pre človeka je to menej, pre ľudstvo viac. „Pocit času“ pre živý organizmus je vždy subjektívny: rýchlo, keď je človek unesený, pomaly, v nečinnosti.
Tieto rôzne podoby času a jeho vplyv na vlastnosti ľudského života a správania by sa mali prejaviť v jeho vzhľade a jeho ďalších vlastnostiach a vlastnostiach. Mnohé psychologické štúdie jednoznačne preukázali, že v závislosti od funkčného stavu človeka aj jeho subjektívny čas plynie inak. Slávny testovací pilot M. Gallay opisuje prípad štúdia fenoménu flutteru počas letu lietadla. Pilot odhadol trvanie svojich akcií pred zničením lietadla a katapultovaním na 50-55 sekúnd. Keď sa však „čierna skrinka“ rozlúštila, ukázalo sa, že uplynulo iba 7 sekúnd; pre samotného pilota sa čas spomalil 7-krát! Všimnite si, že čas u jednotlivca nepôsobí ako nezávislá objektívna premenná (astronomický čas), ale naopak, ako parameter závislý od stavu človeka. Pre človeka je ťažké vnímať (a cítiť!) Čas ako taký (v istom zmysle je pre neho abstraktný pojem). Pre živé organizmy je tok absolútneho času zbavený reality. Nevnímame čas, ale procesy a zmeny prebiehajúce počas neho, vrátane vyhodnocovania sledu udalostí.
Štandardom času pre človeka je často jeho vlastný vnútorný čas. Svoj vlastný čas pociťujú napríklad budhistickí mnísi, ktorí sa dlho zdržiavajú v tmavých jaskyniach, sami, bez astronomických a obyčajných pozemských senzorov času. Psychologické výskumy ukazujú, že v takýchto prípadoch ľudia začínajú žiť vo svojom vlastnom čase a ak by to trvalo dostatočne dlho, mohli by si vytvoriť vlastnú historickú chronológiu.
Štúdium a modelovanie fyziologického času by malo byť pravdepodobne spojené s formovaním novej biorytmológie orientovanej na udalosti, ktorá zohľadňuje fyziologickú podstatu toho, čo je pre živý organizmus udalosťou, a jeho vlastné rytmické vzorce. Náš fyziologický vek nezávisí od toho, koľko východov a západov slnka sme počas života videli. Intenzita životných procesov je spojená s vnútorným časom, biologickými hodinami. Riadia aj také procesy, ako je objem bunkového jadra, frekvencia bunkového delenia, intenzita fotosyntézy a bunkového dýchania, aktivita biochemických procesov atď. Predpokladá sa, že tento biologický čas môže v porovnaní s fyzikálnym (astronomickým) časom plynúť rôznymi spôsobmi, nerovnomerne. Poznamenávame však, že doteraz nebola experimentálne taká nerovnomernosť času ako celku vo vesmíre objavená.
Synchronizovaný všeobecný biorytmus tela sa nemusí zhodovať s rytmom astronomického času. V mladom veku sú cykly tela častejšie a z psychologického hľadiska sa zdá, že astronomický čas sa vlečie pomalšie a v starobe biologický čas ide pomalšie a preto sa zdá, že astronomický čas plynie rýchlejšie. Teraz je už jasné, prečo čas u dieťaťa a u starého človeka plynie inak. V prvom je to pomalšie, v druhom je to rýchlejšie. Vnímanie času človeka je spojené s emocionálnym zafarbením udalostí, ktoré sa v ňom odohrávajú. Preto v detstve, keď sú emócie silnejšie, sa udalosti zdajú byť dlhšie. Bolesť predlžuje čas, šťastie - skracuje ("šťastné hodiny sa nedodržiavajú"). Vzniká určitý konflikt medzi fyzickým a biologickým časom. Hovorí sa, že žena je taká stará, ako vyzerá; a pre zdraveho cloveka je jedno kolko ma rokov, dolezite je ako a ako dlho sa citi. Všetko je individuálne!
Vo všeobecnosti o zdraví organizmu rozhoduje stav a počet jeho elementárnych „atómov“ – buniek. Rýchlosť vývoja buniek, ich rast a smrť určia životnosť organizmu. V mladosti je rýchlosť obnovy buniek vysoká; v starobe sa spomaľuje, časová derivácia počtu nových buniek je menšia ako nula, ako hovoria fyzici. Život je charakterizovaný intenzitou obnovy buniek a starnutie spomaľuje biologický čas naprogramovaný samotnou evolúciou života. Životnosť buniek je určená počtom bunkových delení špecifických pre každý druh. Pre živé organizmy existujú experimentálne potvrdenieže rýchlosť bunkového delenia, nastavená biorytmami, sa s vývojom organizmu najprv zvyšuje, dosahuje maximálnu hodnotu a potom klesá až na nulu s prirodzenou smrťou organizmu. Bunky a orgány sledujú čas v súlade s programom v genóme.
A „ak život prešiel intenzívne, potom sa to zdá užitočné a zaujímavé“ (ruský biológ I. I. Mechnikov (1845-1916)). Podobnú myšlienku vyslovil aj francúzsky spisovateľ a filozof A. Camus (1913-1966): „Roky v mladosti ubiehajú rýchlo, pretože sú plné udalostí, a v starobe sa pomaly vlečú, pretože tieto udalosti sú vopred dané. ." Zrejme to L. Landauovi umožnilo pred smrťou oprávnene povedať: "Zdá sa, že som mal dobrý život." A pre autora bolo motto vždy programové: „Len intenzívna výmena energie s okolím mi umožňuje zostať kreatívnym človekom.“ Ruský biológ I. I. Arshavsky poznamenal, že čím aktívnejšie a s väčšou spotrebou energie organizmus žije, tým dlhšia je jeho životnosť.
Poznamenávame tiež, že náhodné procesy, ktorých úloha je v kvantovej štatistike a biológii veľká, sa dajú naplno realizovať až v nekonečne dlhom čase a samotný čas je obmedzený existenciou sveta.