Время в нас и время вне нас
Шрифт:
Скорость течения биологических процессов позволила выделить следующие пять классов:
молекулярные, протекающие от миллионных долей секунды до одной секунды;
физиологические, протекающие от сотых долей секунды до часа;
онтогенетические, охватывающие часть жизненного цикла и длящиеся месяцы и годы;
исторические, охватывающие жизнь нескольких поколений, но не влекущие за собой изменение форм жизни;
эволюционные, протекающие миллионы лет, при которых происходит не только смена поколений, но и смена форм жизни.
Биологический объект, рассматриваемый как обособленная система, кроме набора процессов, протекающих с разной скоростью, обладает еще каким-то индивидуальным {собственным, биологическим, физиологическим) временем жизни
В природе наблюдаются явление хронополиморфизма — существование качественно тождественных объектов, обладающих разным по составу и (или) строению временем Т, и явление хроноизоморфизма — существование различных объектов, обладающих одинаковым по составу и строению временем Т.
Что касается свойства неравномерности течения времени, оно течет по-разному в одном и том же организме в зависимости от возраста или условий внешней и внутренней среды. Так, раны заживают быстрее в молодости, скорость рубцевания с возрастом убывает. Соотношение скорости роста с продолжительностью жизни представляет собой логарифмическую функцию. Таким образом, возраст является органическим и функциональным состоянием и должен измеряться ритмом изменений этих состояний. В различном возрасте нужно неодинаковое количество физического времени для того, чтобы была проделана одинаковая физиологическая работа. Секунда жизни старого организма значительно беднее физиологическими процессами, чем секунда времени молодого организма, а значит, физическое время течет быстрее у старого организма, чем у молодого. Соответственно, один год пятилетнего ребенка (равный для него 1/5 его жизни) проживается в десять раз дольше, чем один год пятидесятилетнего человека (равный для него 1/50 его жизни). Точно так же психологическое восприятие времени сводится к тому, что время медленнее всего течет в начале жизни, когда происходит максимальное число событий. Считается далее, что длительность отсчитываемых организмом интервалов времени зависит от интенсивности обмена веществ, которая меняется на различных этапах роста и развития.
Исходя из положения, что содержанием времени существования являются значимые биологические события, подсчитано, сколько сердечных циклов имеет место на протяжении жизни представителя определенного вида животных. Так, свинья, лошадь и лев «переживают» около 800000000 сердечных сокращений; мышь и корова, крыса и собака — около 900000000; кошка — около 1350000000; человек —4350000000, то есть примерно в четыре раза больше, чем остальные животные. Число сердцебиений при этом никак не переводится в годы жизни, так как это биологическое событие у всех видов идет с разной скоростью и у одного и того же вида индивидуальная скорость меняется с возрастом. Особенно четко переменная скорость биологических процессов выявляется при исследовании роста организма, у которого в процессе онтогенеза происходит попеременно то рост (увеличение массы), то развитие, что разрешало сформулировать закон гетерогении, или аллометрического роста. Этот факт хорошо известен в животноводстве. Скот откармливают не все время, а только в те периоды, когда он набирает живой вес.
Кроме того, имеется соотношение между скоростью протекания органического времени и размерами организма, а также между скоростью протекания времени и ступенью филогенетического развития. У животных оно течет быстрее, чем у растений. У млекопитающих быстрее, чем у пресмыкающихся, у теплокровных быстрее, чем у хладнокровных.
Теперь рассмотрим очень важное свойство биологического времени — его ритмичность, связанную с особенностями течения процессов внешней среды.
Невидимые ритмы содержатся в большинстве явлений природы, в том числе в процессах в живых организмах, хотя эти явления и процессы кажутся нам просто
Каждые сутки Земля поворачивается вокруг своей оси, вызывая ритмическую смену дня и ночи, ритмически меняются времена года, электромагнитные поля, давление воздуха и многое, многое другое. Функции живых организмов, приспосабливаясь к жизни на ритмической планете в процессе эволюции, в свою очередь стали протекать ритмически.
Люди и животные, рыбы и моллюски соблюдают суточный— циркадный (circa — около, dies — день) ритм смены сна и бодрствования, смены активности и отдыха. Все животные, от слона до бабочки, отдыхают раз в двадцать четыре часа. С помощью замедленной съемки можно видеть циркадность в жизни растений: открытие и закрытие цветов, подъем и сворачивание листьев, так сказать, суточный танец в заданном ритме. Заданном настолько точно, что Карл Линней, расположив определенные сорта цветов в секторах круглой клумбы, создал свои знаменитые цветочные часы.
Большое число показателей жизнедеятельности организма человека — температура тела, кровяное давление, частота пульса и дыхания, результаты психологических проб, уровень сахара в крови, различных аминокислот, белков, элементов крови — словом, всего, что исследовано (а исследовано свыше сотни показателей), меняется циркадно. И хотя внешне человек как будто один и тот же на протяжении одного дня, он, как правило, чувствует себя несколько по-разному в разные часы суток, сменяется его настроение, он с разным успехом выполняет физическую и умственную работу. Симптомы различных заболеваний проявляются чаще в определенные часы суток, даже рождение человека происходит, как правило, не днем или вечером, а ночью или под утро.
Циркадные ритмы являются очень важным, но не единственным периодическим явлением. Ритмов с различными периодами (как больше, так и меньше циркадных) очень много. Они существуют параллельно, как бы встроены друг в друга согласно присказке:
Если подумать немножко,
Ритмы — просто матрешка,
И нет матрешке конца
В оба конца.
Ритмическая активность обнаружена уже в единичной клетке, причем оказалось, что предельно трудно нарушить ход клеточных часов, не убив при этом клетку. Деятельность этих часов основана на том, что в клетке происходят постоянные динамические изменения, связанные с процессами обмена и получения энергии. Одни содержащиеся в клетке вещества постоянно распадаются, а другие синтезируются, в результате чего существуют незатухающие колебания их концентраций.
Сложные биохимические процессы, лежащие в основе структуры и функции клетки и организма в целом происходят не одновременно и их скорости не постоянны. Все эти процессы согласованы между собой во времени таким образом, что возникает некий ритм их чередования— повышение и понижение интенсивности каждого из них.
Существует целый спектр ритмических процессов, имеющих различные периоды и образующих в организме сложную и хорошо организованную временную структуру. Эта временная структура касается не только ритмики высокой частоты и суточной ритмики, представления о которых уже довольно хорошо разработаны, но и ритмики многодневной, многомесячной, многолетней, которая в настоящее время все более пристально изучается.
Кроме ритмических явлений в отдельных организмах существуют ритмические явления популяции в целом — сложной мультииндивидуальной системы, само существование которой определяется многоплановой иерархической организацией интерперсональных отнесений, будь то муравейник, пчелиный улей или само человеческое общество. К числу таких циклических явлений относятся эпидемии, а некоторые исследователи причисляют к подобным явлениям также революции и каины.