So bestimmen Sie die biologische Zeit und die Echtzeit. Was ist biologische Zeit? Praktische Bedeutung der Biorhythmologie

Ist es möglich, langsamer und schneller zu werden? biologische Zeit? Biologen können es bereits teilweise bremsen. Es reicht aus, den Körper abzukühlen, und die Lebewesen werden ihr Tempo verlangsamen oder sogar ganz aufhören, aber wenn sie zunehmen, stellen sie ihren normalen Rhythmus wieder her. Wissenschaftler denken seit langem darüber nach, wie man die biologische Uhr von Astronauten für einen bestimmten Zeitraum anhalten kann. In diesem Zustand können sie die entferntesten Planeten erreichen, nahezu ohne während der Reise zu altern. Die Beschleunigung der biologischen Zeit ist jedoch noch viel schwieriger.

Wie konzentriert man die biologische Zeit? Biologische Wissenschaftler haben herausgefunden, dass spezielle Substanzen, sogenannte biogene Stimulanzien, als eine Art Konzentrator der biologischen Zeit dienen. Der Mechanismus der biologischen Uhr ist offenbar bei allen Organismen derselbe, mit Ausnahme von Bakterien, die überhaupt keine Uhr „erworben“ haben. Aber laufen Lebensprozesse in einzelligen und mehrzelligen Organismen gleich schnell ab? Denn für manche dauert das Leben einen Tag, für andere ein Jahrhundert.

Hier ist ein Rädertierchen – ein mikroskopisch kleines, aber vielzelliges Lebewesen. Einige Arten leben nur eine Woche. In dieser Woche hat das Rädertier Zeit zu wachsen und zu altern. Wie vergeht also die biologische Zeit in diesem Rädertier, ähnlich wie beim Menschen oder dreitausendmal schneller?

Die Natur selbst gab dem Forscher ein Gerät, das es ihm ermöglicht, den Ablauf der biologischen Zeit in einem lebenden Organismus zu überwachen, ohne direkt in sein Leben einzugreifen und ohne die Beziehungen in seiner Struktur zu stören. Dieses Gerät ist der Teilungsprozess selbst. Die Geschwindigkeit seiner Teilung sagt indirekt sowohl über den Stoffwechsel in ihm als auch über die Zeit, in der er lebt, aus. Die Zellteilung liefert darüber hinaus noch weitere wichtige Informationen – nämlich, wo sich der Mechanismus befindet, der den Ablauf der biologischen Zeit im Lebewesen steuert.

Auf den ersten Blick erscheint es etwas seltsam, dass ein Elefant, ein Mensch, eine Maus und andere Säugetiere, die sich in Größe und Lebenserwartung so stark unterscheiden, im gleichen Tempo ihre ersten Schritte auf dem Lebensweg machen.

Wenn wir die ersten Schritte des Lebens in der Entwicklung einer Zelle betrachten und eine Maus und einen Elefanten vergleichen, stellt sich heraus, dass ein Elefant 60 Jahre lebt, eine Maus – 2-3 Jahre. Die Embryonalentwicklung dauert bei einer Maus 21 Tage und bei einem Elefanten 660, also fast 2 Jahre. Alles beginnt zur gleichen Zeit, endet aber auf unterschiedliche Weise. Vielleicht verlief die biologische Zeit der Mauszelle sofort schneller und sie entwickelte sich um ein Vielfaches schneller als der Elefantenembryo? Nein das ist nicht so. Sowohl die Maus als auch das Elefantenbaby entwickeln sich in den ersten 7 Tagen mit der gleichen Geschwindigkeit. Aber warum haben Elefanten- und Mäuseembryonen in der ersten Woche die gleichen biologischen Uhren?

Es stellte sich heraus, dass in diesem Zeitraum die biologische Uhr fast aller Säugetierembryonen sozusagen auf „Hund“ gestellt war. Erbliche Mechanismen – Gene, die die Wachstumsrate und den Stoffwechsel regulieren – funktionieren zu diesem Zeitpunkt nicht.

Zunächst baut der Embryo Zellmasse auf, in die anschließend verschiedene Organe eingebaut werden müssen. Sobald mit dem Bau von Orgeln begonnen wird, ist es, als würde die Feder einer Uhr aufgezogen. Jede Pflanze ist jetzt sorgfältig und nicht vollständig fertig. Die gesamte Arbeit der biologischen Uhr unterliegt der Kontrolle des genetischen Apparats, und je komplexer der Organismus im Laufe seiner Entwicklung wird, desto klarer produzieren die Gene Informationen. Der Körper beginnt, die Funktion der biologischen Uhr zu dominieren, und die Wirkung verschiedener Hormone verlangsamt die biologische Zeit noch mehr. Bei einem Embryo, dessen biologische Uhr nicht so stark durch den genetischen Apparat und hormonelle Einflüsse eingeschränkt ist, weil er noch kein endokrines System entwickelt hat.

Ist es möglich, einem erwachsenen Organismus die Zeitbremse zu entziehen und ihn schneller leben zu lassen? Vielleicht gibt es Substanzen, die die Zeit konzentrieren oder, einfacher und genauer, die Zeitbremse aufheben? Die ganze Gefahr liegt in diesem Fall in einer Störung der biologischen Uhr. Die Beschleunigung des Stoffwechsels und der Zellteilung muss harmonisch und stets im Normbereich erfolgen. Der Stoffwechsel in lebenden Zellen läuft immer etwas langsamer ab, die Zelle verfügt im Gefahrenfall über recht große Reserven. Das heißt, wenn Sie ein Gefahrensignal geben, wird die temporäre Bremse der Zelle teilweise aufgehoben und alle Prozesse in ihr laufen mit erhöhter Geschwindigkeit ab. Dazu ist es notwendig, die Gene direkt zu beeinflussen, die die Geschwindigkeit chemischer Wechselwirkungen riesiger Biomoleküle innerhalb der Zelle regulieren.

Wie kann man einer Zelle ein Gefahrensignal geben? Im Laufe der Evolution haben die Zellen des Körpers einen Mechanismus entwickelt, der Zerfallsprodukte wahrnimmt, die von leidenden Zellen in der Nachbarschaft stammen. Da Lebewesen über die gleichen molekularen Mechanismen zur Gefahrenwahrnehmung verfügen, beschleunigen sich in Gegenwart von Zerfallsprodukten die biologischen Uhren von Tieren und Pflanzen. Aus diesem Grund enthalten Aloe-Blätter, die im Dunkeln aufbewahrt werden, oder tierische Gewebe, die mehrere Tage lang bei 4 °C aufbewahrt werden, bereits Substanzen, die den Stoffwechsel in den Körperzellen beschleunigen können, in die sie eingebracht werden.

Ganz am Anfang der Embryonalentwicklung lebt der Mensch in einer beschleunigten biologischen Zeit. Während es sich entwickelt, verlangsamt sich die biologische Zeit. Nach der Geburt verläuft es weiterhin etwas schneller als beim Erwachsenen. Mit zunehmendem Alter scheint die Zeit „stillzustehen“. Ist es nicht möglich, dass die Zeitbremse – die Zeitgene – hier mit voller Kraft zum Tragen kommt?

einheitliche Dauer einer Klasse vergleichbarer biologischer Prozesse eines lebenden Organismus. Die Idee, dass die Natur lebender Organismen in erster Linie durch die spezifische zeitliche Organisation der in ihnen ablaufenden Prozesse bestimmt wird, wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von Karl Ernst von Baer1 geäußert. Einige Forscher versuchten, die Konzepte „biologische Zeit“ (W. I. Vernadsky), „physiologische Zeit“ (Leconte du Nouilly) und „organische Zeit“ (G. Backman) in den wissenschaftlichen Gebrauch einzuführen. Die unzureichende Entwicklung der philosophischen Zeitlehre erlaubte es jedoch nicht, die eingeführten Konzepte so zu definieren, dass sie in der experimentellen und theoretischen Forschung verwendet werden könnten, so wie der Begriff „Zeit“ in der Physik verwendet wird. Einem angemessenen Verständnis der biologischen Zeit kamen Forscher am nächsten, die entdeckten, dass spezifische Muster seiner Entwicklung identifiziert werden können, wenn Perioden sich wiederholender Prozesse eines lebenden Organismus als selbstidentische Dauereinheit verwendet werden. Besonders bedeutende Ergebnisse in dieser Forschungsrichtung wurden von T.A. erzielt. Detlaf1, die 1960 zusammen mit ihrem Bruder, dem Physiker A. A. Detlaf, einen Vorschlag machte, die von ihnen bezeichnete Dauer eines mitotischen Zyklus der Periode der synchronen Spaltungsteilungen als Zeitmaßeinheit bei der Untersuchung zu verwenden Embryonalentwicklung poikilothermer Tiere? und 0 auf Initiative von A.A. erhalten. Neifakhs Name ist „detlaf“2. T.A. Hat Detlaff eine Technik entwickelt, um die Entwicklung lebender Organismen in biologischen Zeiteinheiten zu messen? und verwendete es 0 bei der Untersuchung vieler Arten poikilothermer Tiere3. Allerdings blieb bis vor kurzem die Frage offen, ob es legitim ist, solche Dauereinheiten als Einheiten einer besonderen Art von Zeit zu qualifizieren, da sie als Dauer von Perioden zyklischer Prozesse lebender Organismen im Laufe der Zeit zufälligen Schwankungen unterliegen In der Entwicklungsgeschichte des Zeitbegriffs gilt Einheitlichkeit als eine der wichtigsten Eigenschaften der Zeit. Die Analyse des Konzepts und der Kriterien der Einheitlichkeit hat überzeugend gezeigt, dass die Einheitlichkeit eine korrelative Eigenschaft der miteinander verglichenen materiellen Prozesse ist und dass es prinzipiell möglich ist, eine unbegrenzte Menge von Klassen kouniformer Prozesse (CSP) zu existieren, die diese Anforderungen erfüllen die Kriterien der Einheitlichkeit, von denen jedes im entsprechenden Bereich der materiellen Realität Eigenschaften der Einheitlichkeit aufweist und zur Einführung von Dauereinheiten und zur praktischen Zeitmessung geeignet ist1. Gleichzeitig stellte sich heraus, dass CSP in solch ganzheitlichen, hochintegrierten Materialsystemen existieren kann, in denen Materialprozesse so eng miteinander verbunden und konjugiert sind, dass sie sich wie ein einziger Fluss verhalten und sich unter dem Einfluss verschiedener synchron und proportional beschleunigen und verlangsamen und einschließlich zufällig wechselnder Faktoren. Lebende Organismen sind genau diese Art von System. Das Vorhandensein von Klassen vergleichbarer biologischer Prozesse in lebenden Organismen wird durch die Studien von T.A. belegt. Detlaff und ihre Kollegen. Sie fanden heraus, dass sich mit Änderungen der Umgebungstemperatur die Dauer verschiedener Stadien der Embryonalentwicklung poikilothermer Tiere proportional ändert und dass dieses Muster grundlegender Natur ist und Prozesse auf allen strukturellen Ebenen der Embryonalorganisation abdeckt. Wie von T.A. Detlaff: „... mit einer Temperaturänderung ändert sich die Dauer von Prozessen, die sehr unterschiedlicher Natur sind und auf verschiedenen Organisationsebenen des Körpers ablaufen, proportional: intrazellulär (molekular und ultrastrukturell), zellulär (während der Zellteilung usw.). ihre Differenzierung), auf der Ebene morphogenetischer Bewegungen, Prozesse der Induktion und Organogenese“2. Mit anderen Worten, die gesamte Reihe biologischer Prozesse, die die Entwicklung des Embryos ausmachen, verhält sich wie ein einziger integraler Prozess. Es enthält sowohl relativ langsame (Zellteilungs- und Differenzierungsprozesse auf zellulärer Ebene) als auch sehr schnelle Prozesse auf intrazellulärer, molekularer Ebene, zu denen beispielsweise enzymatische Reaktionen im Zellstoffwechsel gehören. Es ist ganz offensichtlich, dass, wenn auf einigen strukturellen Ebenen der Organisation des Embryos die Synchronizität und Proportionalität der Veränderungen in den Geschwindigkeiten biologischer Prozesse gestört würde, dies den natürlichen Fluss des gesamten Flusses der Prozesse der Bildung und Entwicklung von a zerstören würde lebender Organismus. Unter Hinweis auf diesen Umstand sagte T.A. Detlaff betont: „Es wäre keine Übertreibung, wenn wir sagen würden, dass lototherme Organismen ohne diese Fähigkeit zu trinken unter sich ändernden Umweltbedingungen überhaupt nicht existieren könnten: wenn sich die verschiedenen Komponenten des Prozesskomplexes, aus denen sich ein Entwicklungsstadium zusammensetzt, asynchron ändern würden.“ Dies würde zum Auftreten von Störungen der normalen Entwicklung und in späteren Stadien zu Störungen der normalen Körperfunktion führen. Es ist kein Zufall, dass eine der ersten Reaktionen von Embryonen auf die Annäherung an die Grenzen optimaler Temperaturen die Desynchronisation individueller Entwicklungsprozesse ist“ (ebd.). Biologische und physikalische Zeit sind gegenseitig stochastisch, da biologische Zeiteinheiten die Dauer solcher sich wiederholenden biologischen Prozesse darstellen, die sich, gemessen in physikalischen Zeiteinheiten, zufällig ändern, abhängig von zufälligen Änderungen der Eigenschaften der Umweltbedingungen. Die Funktions- und Entwicklungsprozesse lebender Organismen, selbst biologischer Arten, die genetisch weit voneinander entfernt sind, unterliegen, wenn sie in Einheiten ihrer eigenen biologischen Zeit gemessen werden, einheitlichen Funktions- und Entwicklungsgesetzen2. Heutzutage wird immer deutlicher, dass es unmöglich ist, das Wesen des Lebens zu offenbaren und es mathematisch als eine besondere Bewegung der Materie beschreiben zu lernen, ohne den Begriff der biologischen Zeit in den Begriffsapparat der Biologie einzuführen. Durch die zeitliche Planung und theoretische Beschreibung biologischer Prozesse in Einheiten biologischer Zeit wird es möglich sein, die äußere Stochastik von Prozessen gegenüber jenen dynamischen Gesetzen zu durchbrechen, nach denen die Entwicklung eines Organismus gemäß einem gegebenen genetischen Programm erfolgt. Diese Schlussfolgerung wird durch die Ergebnisse von mehr als einem Jahrhundert Forschung zur Entwicklung lebender Organismen und den in ihnen ablaufenden biologischen Prozessen unter Verwendung spezifischer Zeiteinheiten bestätigt. Zum ersten Mal wurde eine spezielle Dauereinheit, die er „Plastochron“ nannte, vom deutschen Botaniker E. Askenazi1 eingeführt, der sie als den Zeitraum der Bildung eines Rudiments einer Metamer2-„Stammeinheit“ definierte. Anschließend wurde die Maßeinheit für die Dauer „Plastochron“ von K. Thornthwaite1, D.A. Sabinin2, E.F. Markovskaya und T.G. Kharkina (Markovskaya, Kharkina 1997) usw. Bei der Untersuchung der Embryonalentwicklung lebender Organismen war I.I. einer der ersten, der spezielle Dauereinheiten vorschlug. Schmalhausen3. Allerdings ist die verwendete I.I. Die Dauereinheiten von Schmalhausen, die mit einer bestimmten Volumenänderung des Embryos verbunden sind, erwiesen sich nur bei der Untersuchung des Wachstums eines Organismus und nicht seiner Entwicklung als anwendbar. Einige Forscher verwenden den einen oder anderen Bruchteil der gesamten Zeit der Embryonalentwicklung als Dauereinheit. Zu diesen Einheiten gehört beispielsweise „1 % DT“ (DT – Development Time), das bei der Untersuchung der Entwicklung von Störembryonen (Detlaf, Ginzburg, 1954), Geflügel (Eremeev, 1957, 1959) und Insekten (Striebel, 1960; Ball, 1982; Mori, 1986). Und obwohl es nur anwendbar ist, wenn Organismen untersucht werden, die im gleichen Entwicklungsstadium aus den Eierschalen hervorgehen, ermöglicht es uns dennoch, viele Muster der Embryonalentwicklung der untersuchten Tiere zu entdecken. Also, G.P. Eremeev, der die Embryonalentwicklung verschiedener Vogelarten untersuchte, drückte den Zeitpunkt des Beginns der Entwicklungsstadien in Bruchteilen der Zeitspanne von der Eiablage bis zum Schlüpfen aus. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass Hausvögel wie Hühner, Enten, Gänse, Truthähne sowie Vögel wie Kiebitz, Haustaube und Trauerseeschwalbe die gleichen Stadien der Embryonalentwicklung aufweisen, wenn die Zeit auf die oben beschriebene Weise gemessen wird. gleichzeitig“, wohingegen in astronomischen Zeiteinheiten der Unterschied in der Dauer einzelner Entwicklungsstadien bei verschiedenen Vögeln viele Tage beträgt. In den frühen 80er Jahren gründete Yu.N. Gorodilov schlug als Dauereinheit bei der Untersuchung der zeitlichen Entwicklungsmuster von Knochenfischen vor, „den Zeitraum zu verwenden, in dem während der Metamerisierung des Komplexes des axialen Rudiments des Embryos von 1 auf 60 ein Zuwachs eines einzelnen Somiten auftritt.“ Somiten“ (Gorodilov, 1980, S. 471). In der Bakteriologie gibt es die Meinung, dass „zur Beurteilung der Wachstums- und Entwicklungsprozesse von Bakterien es ratsam ist, nicht die übliche und stabile physikalische Zeit, sondern eine variable Generationszeit (?) zu verwenden ...“1. Leider sind die von einer Reihe von Biologen eingeführten Einheiten der biologischen Zeit zu groß, um die grundlegenderen biologischen Prozesse eines lebenden Organismus mathematisch zu modellieren2. Es gibt gute Gründe zu der Annahme, dass die biologischen (biochemischen und biophysikalischen) Prozesse eines lebenden Organismus mit katalytischen Zyklen enzymatischer Reaktionen des intrazellulären Stoffwechsels beginnen. Bereits in den frühen 60er Jahren des 20. Jahrhunderts präsentierte Christiansen überzeugende Argumente für die Kohärenz der Katalysezyklen aller Enzymmoleküle, die an der Katalyse einer bestimmten biochemischen Reaktion beteiligt sind3. In diesem Fall ist es natürlich anzunehmen, dass sich die Makromoleküle des Enzyms während des größten Teils des Katalysezyklus in stabilen Konformationen befinden und sich das Reaktionsmedium in einem flüssigkristallinen Zustand befindet4, in dem sich die Bewegungen der Moleküle im Reaktionsmedium befinden maximal gehemmt. Nur für kurze, streng dosierte Momente der Konformationsübergänge von Enzymmakromolekülen gelangt das reagierende Medium in einen flüssigen Zustand, angeregt durch Konformationsänderungen von Enzymmakromolekülen1. In diesem Fall laufen die Diffusionsprozesse von Molekülen im reagierenden Medium intensiv ab. Daher ist es durchaus legitim, sich vorzustellen, dass die katalytischen Zyklen aller an einer biochemischen Reaktion beteiligten Enzymmoleküle synchron ablaufen, weshalb der katalytische Zyklus ein elementarer Akt einer biochemischen Reaktion mit biologischer Bedeutung ist und die Dauer dieses Zyklus beträgt unteilbares Quantum biologischer Zeit. Innerhalb der Quanten der biologischen Zeit finden keine biologischen Prozesse statt, sondern es finden physikalische Wechselwirkungen von Atomen und Elementarteilchen sowie physikalische und chemische Prozesse statt, die jedoch aufgrund der strukturellen und organisatorischen Einschränkungen, die ihnen eine lebende Zelle auferlegt, nicht frei ablaufen können. Insbesondere der normale Ablauf physikalischer und physikalisch-chemischer Prozesse wird durch die grundsätzliche Stochastik der Dauer katalytischer Zyklen behindert, die das normale Funktionieren physikalischer Gesetze in der intrazellulären Reaktionsumgebung zerstört und diese Umgebung sozusagen der Wirkung von wieder unterordnet biologische Gesetze. Die biologische Zeit ist historisch und hierarchisch mehrstufig. Im Prozess der ontogenetischen Entwicklung verwandelt sich jeder lebende Organismus, ausgehend von einer einzelnen befruchteten Eizelle, nach und nach in ein komplexes hierarchisch mehrstufiges materielles System mit spezifischen Mustern der zeitlichen Organisation von Prozessen auf verschiedenen Ebenen. Die Frage, ob biologische Zeiten verschiedener Hierarchieebenen lediglich unterschiedliche Skalenebenen derselben Zeit sind oder ob auf verschiedenen Ebenen qualitativ unterschiedliche biologische Zeiten entstehen, bleibt bis heute offen. Was die biologische Zeit supraorganistischer Strukturen lebender Materie betrifft, so unterscheidet sie sich qualitativ von der biologischen Zeit lebender Organismen. Die grundlegenden Zeiteinheiten für supraorganismische Strukturen lebender Materie können offenbar die Lebensspannen aufeinanderfolgender Generationen entsprechender Lebewesen sein, wie viele Forscher annehmen. In diesem Fall sollten wir nicht über die über alle Zeiten gemittelte Lebensdauer von Generationen lebender Organismen sprechen, sondern über die Lebensdauer von Generationen, die in der unmittelbar aktuellen Gegenwart tatsächlich aufeinanderfolgen, da es sich um Veränderungen (in Einheiten physikalischer Zeit) handelt ) in der Existenzdauer aufeinanderfolgender Generationen, die als kongruente Einheiten betrachtet werden, diese in Einheiten spezifischer Zeit umwandeln, während die gemittelten Lebensperioden von Generationen, die eine konstante Anzahl physischer Zeiteinheiten enthalten, Einheiten physischer Zeit darstellen. In der modernen Biologie wird wie in allen Naturwissenschaften das Internationale System der Einheiten physikalischer Größen (SI) verwendet. Der Übergang in der Biologie von der physikalischen zur biologischen Zeit ist gleichbedeutend mit dem Ersetzen einer der Grundeinheiten – der zweiten – durch die entsprechende Einheit der biologischen Zeit. Aufgrund der gegenseitigen Stochastik von physikalischer und biologischer Zeit werden abgeleitete Größen, in deren Dimensionen es eine Dimension der physikalischen Zeit „Sekunde“ gibt, zu stochastischen variablen Größen. Ebenso werden innerhalb biologischer Systeme und Prozesse alle physikalischen Konstanten, in deren Dimensionen das „Zweite“ erscheint, aufhören zu existieren. Mit der Kenntnis der lebenden Materie und der Identifizierung der eigentlichen biologischen Gesetze werden ihre eigenen biologischen abgeleiteten Größen und Konstanten auftauchen, in deren Dimensionen die Dimensionen der biologischen Zeit gefunden werden. Insbesondere mit dem Übergang zur biologischen Zeit in der mathematischen Beschreibung biologischer Prozesse wird der Begriff der „gleichförmigen räumlichen Bewegung“ seine Bedeutung verlieren und es wird notwendig sein, eine Vorstellung vom „biologischen Raum“ eines Lebewesens zu entwickeln Organismus, gleiche Entfernungen, die nicht in räumlichen, sondern in Zeiteinheiten bestimmt werden. Siehe: „Die Geschichtlichkeit der Zeit“; „Mehrstufige Zeit“; „Relativität der Gleichmäßigkeit der Zeit“; „Physische Zeit“. zündete. Detlaf T.A. Temperatur- und Zeitmuster der Entwicklung poikilothermer Tiere. - M.: Nauka, 2001. - 211 S. Khasanov I.A. Phänomen der Zeit. Teil I. Objektive Zeit. - M., 1998. Khasanov I.A. Zeit: Natur, Einheitlichkeit, Messung. - M.: Progress Tradition, 2001. Khasanov I.A. Biologische Zeit. - M., 1999. - 39 S. // http://www.chronos. msu.ru/RREPORTS/khasanov_biologicheskoe.pdf Ilgiz A. Khasanov

I.R. machte auch auf die Möglichkeit der Entstehung interner Zeit für ein komplexes System aufmerksam. Prigogine: Bei der Selbstorganisation koordiniert jedes dieser Systeme seine internen Prozesse entsprechend seiner eigenen Zeit. Prigogine nannte dies den Relativismus der Systemzeit und stellte fest, dass, sobald eine dissipative Struktur entsteht, die Homogenität von Raum und Zeit verletzt wird. Darüber hinaus glaubte er, dass lebende Systeme über die Fähigkeit verfügen, die Richtung der Zeit zu spüren. Diese Zeitrichtung wird auch von der Psychologie bemerkt. Wir erinnern uns an die Vergangenheit, aber wir erinnern uns nicht an die Zukunft!

Biologischer Raum und biologische Zeit charakterisieren die Merkmale der räumlich-zeitlichen Parameter der Organisation der Materie: die biologische Existenz des menschlichen Individuums, den Artenwechsel von Vegetation und Tieren, die Phasen ihrer Entwicklung. Auch Aristoteles unterschied zwei Essenzen der Zeit: eine – als Parameter, der verschiedene Bewegungszustände von Körpern aufzeichnet, und die andere – als Geburt und Tod, d.h. als Merkmal des Alters des Systems und damit seiner Ausrichtung von der Vergangenheit in die Zukunft.

Neben der linearen Zeitwahrnehmung entwickelt der Mensch ein psychologisches Gespür für den Zeitablauf, der auch durch seine innere Organisation bestimmt wird. Diese Darstellung wird biologische Zeit oder biologische Uhr genannt. Biologische Uhren spiegeln die rhythmische Natur der Prozesse in einem lebenden Organismus in Form seiner Reaktion auf die Rhythmen der Natur und des gesamten Universums im Allgemeinen wider. Das Auftreten der biologischen Zeit, die für jedes lebende System einzigartig ist, ist auf die Synchronisierung biochemischer Prozesse im Körper zurückzuführen.

Da ein lebender Organismus ein hierarchisches System ist, muss er seine Funktionsweise mit der Synchronisierung aller Unterebenen und Untersysteme nicht nur zeitlich, sondern auch im biologischen Raum in Einklang bringen. Diese Synchronisation ist mit dem Vorhandensein von Biorhythmen im System verbunden. Je komplexer das System, desto mehr Biorhythmen besitzt es. Der amerikanische Kybernetiker N. Winner (1894-1964) glaubte, dass „es die Rhythmen des Gehirns sind, die unsere Fähigkeit erklären, Zeit zu spüren.“

Die meisten physiologischen Prozesse des Wachstums, der Entwicklung, der Bewegung und des Stoffwechsels in Zellen unterliegen rhythmischen Veränderungen, die durch den täglichen (zirkadianen) Rhythmus der äußeren Umgebung verursacht werden. Daher haben Pflanzen bekannte rhythmische Zyklen, in denen sie nachts ihre Blüten schließen und ihre Blätter absenken und sie tagsüber öffnen. Allerdings ist dies nicht immer nur auf äußere Lichteinwirkung zurückzuführen. Der russische Biophysiker S.E. Shnol gibt ein merkwürdiges Beispiel mit Maran-Bohnen, deren Blätter abends und morgens fallen und aufgehen würden, selbst wenn sie in einem völlig dunklen Raum stünden. Die Blätter schienen die Zeit zu „fühlen“ und sie mithilfe ihrer inneren physiologischen Uhr zu bestimmen. Typischerweise bestimmen Pflanzen die Länge des Tages durch den Übergang des Phytochrompigments von einer Form in eine andere, wenn sich die spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts ändert. Die „Sonnenuntergangssonne“ ist „rot“, weil langwelliges rotes Licht weniger gestreut wird als blaues Licht. Dieses Sonnenuntergangs- oder Dämmerungslicht enthält viel rote und infrarote Strahlung und Pflanzen (und vielleicht auch Tiere) nehmen es wahr.

Ein Mensch, der die Welt studiert, ist selbst eine Struktur, die sich im Laufe der Zeit verändert, und für ihn sind die Vorstellungen von Vergangenheit und Zukunft deutlich unterschiedlich. In der Vergangenheit fungiert die Zeit als verallgemeinerte Koordinate und in der Zukunft hat sie Eigenschaften, die davon abhängen, wie wir und andere Objekte sich in der Gegenwart verhalten. Wenn die Vergangenheit sicher ist, ist die Zukunft komplexer Systeme nicht vollständig bekannt. Wie der Soziologe I.V. sagte Bestuschew-Lada: „Die Vergangenheit kann man kennen, aber nicht ändern, und die Zukunft kann man ändern, aber nicht wissen.“ Je komplexer die Struktur ist, desto mehr mögliche Zustände kann sie in der Zukunft annehmen. Das ist die Mehrdeutigkeit der Zeit. Darüber hinaus Zeit für ein Individuum, für seine Art, Gattung, Klasse usw. vielfältig (Zeitskala). Für den Menschen ist es weniger, für die Menschheit ist es mehr. Das „Zeitgefühl“ eines lebenden Organismus ist immer subjektiv: schnell, wenn eine Person mitgerissen wird, langsam, wenn sie untätig ist.

Diese unterschiedlichen Formen der Zeit und ihre Auswirkungen auf die Merkmale des Lebens und Verhaltens eines Menschen sollten sich in seinem Aussehen und seinen anderen Eigenschaften und Qualitäten manifestieren. Viele psychologische Studien haben deutlich gezeigt, dass die eigene subjektive Zeit je nach Funktionszustand eines Menschen unterschiedlich verläuft. Der berühmte Testpilot M. Gallay beschreibt einen Fall der Untersuchung des Flatterphänomens während eines Flugzeugfluges. Der Pilot schätzte die Dauer seiner Aktionen bis zur Zerstörung des Flugzeugs und dem Auswurf auf 50-55 Sekunden. Bei der Entschlüsselung der „Black Box“ stellte sich jedoch heraus, dass nur 7 Sekunden vergangen waren, also Für den Piloten selbst verlangsamte sich die Zeit um das Siebenfache! Beachten wir, dass die Zeit für eine einzelne Person nicht als unabhängige objektive Variable (astronomische Zeit) fungiert, sondern im Gegenteil als ein vom Zustand der Person abhängiger Parameter. Für einen Menschen ist es schwierig, Zeit als solche wahrzunehmen (und zu fühlen!) (in gewissem Sinne ist es für ihn ein abstrakter Begriff). Für lebende Organismen ist der Ablauf der absoluten Zeit realitätslos. Wir nehmen nicht die Zeit wahr, sondern die dabei ablaufenden Prozesse und Veränderungen, einschließlich der Bewertung des Ablaufs der Ereignisse.

Der Zeitstandard eines Menschen ist oft seine eigene innere Zeit. Ihre eigene Zeit spüren beispielsweise buddhistische Mönche, die lange Zeit allein in dunklen Höhlen verbringen, ohne astronomische oder gewöhnliche irdische Zeitsensoren. Psychologische Untersuchungen zeigen, dass Menschen in solchen Fällen beginnen, in ihrer eigenen Zeit zu leben, und wenn dies lange genug anhält, könnten sie ihre eigene historische Chronologie erstellen.

Das Studium und die Modellierung der physiologischen Zeit sollten wahrscheinlich mit der Bildung einer neuen ereignisorientierten Biorhythmologie verbunden sein, die das physiologische Wesen dessen, was für einen lebenden Organismus ein Ereignis ist, und seine eigenen rhythmischen Muster berücksichtigt. Unser physiologisches Alter hängt nicht davon ab, wie viele Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge wir im Laufe unseres Lebens gesehen haben. Die Intensität von Lebensprozessen hängt mit der inneren Zeit, der biologischen Uhr, zusammen. Sie steuern auch Prozesse wie das Volumen des Zellkerns, die Häufigkeit der Zellteilungen, die Intensität der Photosynthese und Zellatmung, die Aktivität biochemischer Prozesse usw. Es wird angenommen, dass diese biologische Zeit im Vergleich zur physikalischen (astronomischen) Zeit unterschiedlich und ungleichmäßig verlaufen kann. Wir stellen jedoch fest, dass eine solche Ungleichmäßigkeit der Zeit im gesamten Universum bisher experimentell nicht entdeckt wurde.

Der synchronisierte allgemeine Biorhythmus des Körpers stimmt möglicherweise nicht mit dem Rhythmus der astronomischen Zeit überein. In jungen Jahren durchläuft der Körper häufiger Zyklen, und psychologisch gesehen scheint es, als ob die astronomische Zeit langsamer vergeht, aber im Alter vergeht die biologische Zeit langsamer und daher scheint es, als ob die astronomische Zeit schneller vergeht. Jetzt ist klar, warum die Zeit für ein Kind und einen alten Menschen unterschiedlich vergeht. Der erste ist langsamer, der zweite schneller. Das Zeitgefühl eines Menschen ist mit der emotionalen Färbung der in ihm stattfindenden Ereignisse verbunden. Deshalb erscheinen Ereignisse in der Kindheit, wenn die Emotionen stärker sind, länger. Schmerz verlängert die Zeit, Glück verkürzt sie („Glückliche Menschen schauen nicht auf Stunden“). Es entsteht ein gewisser Konflikt zwischen physikalischer und biologischer Zeit. Man sagt, dass eine Frau nur so alt ist, wie sie aussieht; Und für einen gesunden Menschen ist es egal, wie alt er ist, entscheidend ist, wie und wie alt er sich fühlt. Alles ist individuell!

Im Allgemeinen wird die Gesundheit des Körpers durch den Zustand und die Anzahl seiner elementaren „Atome“ – Zellen – bestimmt. Die Geschwindigkeit der Zellentwicklung, ihr Wachstum und ihr Tod bestimmen die Lebensdauer des Organismus. In der Jugend ist die Zellerneuerungsrate hoch; Im Alter verlangsamt es sich, die zeitliche Ableitung der Zahl neuer Zellen ist kleiner als Null, wie Physiker sagen. Das Leben ist durch die Intensität der Zellerneuerung gekennzeichnet, und mit zunehmendem Alter verlangsamt sich die biologische Zeit, die durch die Evolution des Lebens programmiert ist. Die Lebensdauer von Zellen wird durch die Anzahl ihrer Zellteilungen bestimmt, die für jede Art spezifisch ist. Für lebende Organismen gibt es experimentelle Hinweise darauf, dass die durch Biorhythmen vorgegebene Zellteilungsrate zunächst zunimmt, im Laufe der Entwicklung des Organismus einen Maximalwert erreicht und dann abnimmt, bis sie mit dem natürlichen Tod des Organismus auf Null sinkt. Zellen und Organe verfolgen die Zeit gemäß dem im Genom eingebetteten Programm.

Und „wenn das Leben intensiv vergangen ist, dann erscheint es nützlich und interessant“ (russischer Biologe I. I. Mechnikov (1845-1916)). Einen ähnlichen Gedanken äußerte der französische Schriftsteller und Philosoph A. Camus (1913-1966): „In der Jugend vergehen die Jahre schnell, weil sie voller Ereignisse sind, aber im Alter ziehen sie sich langsam hin, weil diese Ereignisse vorherbestimmt sind.“ Dies ermöglichte es L. Landau offenbar, vor seinem Tod zu Recht zu sagen: „Es scheint, dass ich mein Leben gut gelebt habe.“ Und für den Autor gilt seit jeher das Motto: „Nur ein intensiver Energieaustausch mit der Umwelt ermöglicht es mir, ein kreativer Mensch zu bleiben.“ Der russische Biologe I. I. Arshavsky stellte fest, dass seine Lebenserwartung umso länger ist, je aktiver ein Organismus ist und je mehr Energie er verbraucht.

Beachten wir auch, dass zufällige Prozesse, deren Rolle in der Quantenstatistik und Biologie eine große Rolle spielt, nur in unendlich großer Zeit vollständig realisiert werden können und die Zeit selbst durch die Existenz der Welt begrenzt ist.

Astrologie ist das Wissen über die Zeit. Welche Unterschiede es auch zwischen uns geben mag, wir alle leben in der Zeit: Wir werden gezeugt, wir werden geboren, wir leben und wir sterben. Um das Leben zu verstehen, ist es notwendig, die Zeit zu verstehen.

Biologische Zeit eines jeden von uns

Was ist Astrologie? Der Raum ist dreidimensional und die Zeit ist die Bewegung durch diese Dimensionen. Wir glauben, dass die Zeit absolut ist; dass, wo auch immer die Zeit gemessen wird, sie immer gleich ist, da ein diskreter Moment mit der gleichen Geschwindigkeit auf den anderen folgt.

Die einzige Möglichkeit, die Zeit zu messen, ist die Verwendung einer Uhr, deren Messwerte an einer beliebigen Stelle im Raum übereinstimmen müssen.

Die Präzision einer mechanischen Uhr unterstreicht nur die Idee, dass Minute, Sekunde, Stunde, Tag, Monat oder Jahr für alle gleich sind. Tatsächlich sind diese Aussagen jedoch falsch.

Die biologische Zeit ist die Beziehung zwischen Stoffwechsel und Wahrnehmung. Der Stoffwechsel ist die Geschwindigkeit, mit der unser Körper Nahrung und Sauerstoff verdaut – unsere Lebensgeschwindigkeit – und kann anhand von Gewicht, Atemfrequenz, Nahrungsaufnahme und Alter beurteilt werden. Wenn es sich ändert, ändert sich auch unsere Wahrnehmung der Zeit.

Wenn sich unser Stoffwechsel beschleunigt, erhöht sich auch die Geschwindigkeit, mit der unsere Augen und unser Gehirn eingehende Bilder verarbeiten, was dazu führt, dass wir die Dauer einer Zeitspanne überschätzen und das Gefühl haben, dass die Zeit langsam vergeht.

Wenn die normale Wahrnehmungsgeschwindigkeit sechs Bilder pro Sekunde beträgt, nehmen wir im erhöhten Zustand neun Bilder pro Sekunde wahr; Es scheint uns, dass jede Sekunde auf der Uhr 1,5 Sekunden dauert.

Wenn sich unser Stoffwechsel verlangsamt, nehmen unsere Augen und unser Gehirn in der gleichen Zeit weniger Bilder auf, was dazu führt, dass wir dazu neigen, die Dauer zu unterschätzen und das Gefühl zu haben, dass die Zeit schnell vergeht. Nehmen wir normalerweise sechs Bilder pro Sekunde wahr, nehmen wir im ausgeglichenen Zustand drei Bilder pro Sekunde wahr und es kommt uns vor, als verginge jede Sekunde wie im Flug. Wenn sich Ihr Stoffwechsel verlangsamt, beschleunigt sich Ihr Zeitgefühl!

Biologische Zeit und Alter

Die Jugend zeichnet sich durch einen schnellen Stoffwechsel aus, das Alter durch einen langsamen. Bei einem jungen Menschen vergeht die Zeit langsam und bei einem älteren Menschen viel schneller, da sich unser Zeitgefühl mit zunehmendem Alter verändert.

Im Moment der Empfängnis erfolgt der Stoffwechsel unserer befruchteten Eizelle mit hoher molekularer Geschwindigkeit, und jede Sekunde kommt es zu dramatischen Zustandsänderungen. Nach der Empfängnis verlangsamt sich der Stoffwechsel allmählich bis zum Tod. Der Tod im Alter tritt ein, wenn Prozesse in unserem Körper so stark verlangsamt werden, dass sie zum Stillstand kommen.

Unser Gesamtumsatz ändert sich im Laufe des Lebens und wird außerdem ständig durch kurzfristige Veränderungen sowohl des Stoffwechsels selbst als auch der Wahrnehmung verzerrt. Stimulation und Ruhe führen zu lokalen Veränderungen des Stoffwechsels und unseres Zeitgefühls.

Wie verändert sich die biologische Zeit?

• Erregung,
• Frieden,
• Stimmungswechsel,
• Nahrung essen und verdauen
• Drogen,
• Sex,
• äußere und innere Stimulation

All dies verändert sofort den Stoffwechsel. Das Rauchen einer Zigarette, das Trinken einer Tasse Kaffee oder das Treppensteigen erhöhen vorübergehend Ihren Stoffwechsel. wir fühlen uns jünger.

Ein alkoholisches Getränk, ein Beruhigungsmittel oder Ruhe verlangsamt unseren Stoffwechsel und bringt die für das Alter typische Langsamkeit in unsere Welt. Zeitliche Verzerrungen simulieren kontinuierlich die durchschnittliche Stoffwechselrate. Mit zunehmendem Alter verliert der Körper seine Fähigkeit, Sauerstoff aufzunehmen und umzuwandeln, und es wird immer schwieriger, sich von kleineren Verletzungen zu erholen. Eine Wunde bei einem Kind heilt viel schneller als eine ähnliche Wunde bei einem Erwachsenen.

Ein weiterer Faktor, der die Perspektive der Zeitwahrnehmung verändert, ist das Gedächtnis. Jeden Tag vergleichen wir unsere Wahrnehmungen mit der Erinnerung an alle vergangenen Tage; Unsere gesamte Vergangenheit existiert in jedem bleibenden Moment der Gegenwart. Die Erlebnisse von heute fließen in den See unserer Erinnerungen, und im Laufe der Jahre wächst dieser Stausee immer weiter.

Der Wert jedes gegenwärtigen Tages ist proportional zur Gesamtzahl der Tage, die wir bereits gelebt haben.

• Zum Beispiel ist der erste Tag unseres Lebens eins zu eins oder 100 Prozent unseres Lebens; Die Experimente dieses Tages sind außerordentlich lebendig und äußerst wichtig.
• Der zweite Tag wird mit der Erinnerung des ersten verglichen und beträgt somit 1/2.
• Der dritte Tag ist 1/3, dann 1/4, 1/5 und so weiter. In einem Jahr ist jeder Tag 1/365 unseres Lebens. Nach zehn Jahren ist ein Tag nur noch 1/3650 eines Ganzen.

Im Alter von dreißig Jahren beträgt jeder unserer Tage nur noch 1/10.000 unseres Lebens! Mit zunehmendem Alter nimmt jeder weitere Tag einen immer kleineren Teil unseres gesamten Lebens ein. Mathematisch kann diese Verdichtung des Lebens im Laufe der Zeit als logarithmischer Verlauf beschrieben werden.

Wenn wir älter werden, komprimiert, verdichtet und vergeht die Zeit schneller. Eine Stunde im Alter ist keineswegs dasselbe wie eine Stunde in der Kindheit. Man kann sich leicht daran erinnern, wie in der Kindheit eine Stunde ewig dauerte, während jetzt Wochen, Monate und Jahre ohne mit der Wimper zu zucken vergehen.

Biologische Rhythmen (Biorhythmen)(aus dem Griechischen βίος - BIOS, „Leben“ und ῥυθμός - Rhythmen, „jede sich wiederholende Bewegung, jeder Rhythmus“) – sich periodisch wiederholende Veränderungen in der Art und Intensität biologischer Prozesse und Phänomene. Sie sind charakteristisch für lebende Materie auf allen Ebenen ihrer Organisation – von molekular und subzellulär bis zur Biosphäre. Sie sind ein grundlegender Prozess in der belebten Natur. Einige biologische Rhythmen sind relativ unabhängig (z. B. die Häufigkeit von Herzkontraktionen, Atmung), andere sind mit der Anpassung von Organismen an geophysikalische Zyklen verbunden – täglich (z. B. Schwankungen in der Intensität der Zellteilung, des Stoffwechsels, der motorischen Aktivität von Tieren). ), Gezeiten (z. B. das Öffnen und Schließen von Schalen bei Meeresmollusken in Verbindung mit der Höhe der Gezeiten), jährlich (Änderungen in der Anzahl und Aktivität von Tieren, Wachstum und Entwicklung von Pflanzen usw.)

Die Wissenschaft, die die Rolle des Zeitfaktors bei der Umsetzung biologischer Phänomene und im Verhalten lebender Systeme, die zeitliche Organisation biologischer Systeme, die Natur, die Entstehungsbedingungen und die Bedeutung von Biorhythmen für Organismen untersucht, wird Biorhythmologie genannt. Die Biorhythmologie ist eines der Gebiete, die in den 1960er Jahren entstanden sind. Abschnitt der Biologie - Chronobiologie. An der Schnittstelle von Biorhythmologie und klinischer Medizin steht die sogenannte Chronomedizin, die den Zusammenhang von Biorhythmen mit dem Verlauf verschiedener Krankheiten untersucht, Behandlungs- und Präventionsschemata für Krankheiten unter Berücksichtigung von Biorhythmen entwickelt und andere medizinische Aspekte von Biorhythmen und deren Störungen untersucht .

Biorhythmen werden in physiologische und umweltbedingte Rhythmen unterteilt. Physiologische Rhythmen haben in der Regel Zeiträume von Sekundenbruchteilen bis zu mehreren Minuten. Dies sind beispielsweise Rhythmen des Blutdrucks, des Herzschlags und des Blutdrucks. Ökologische Rhythmen stimmen in ihrer Dauer mit jedem natürlichen Rhythmus der Umwelt überein.

Biologische Rhythmen werden auf allen Ebenen beschrieben, von den einfachsten biologischen Reaktionen in einer Zelle bis hin zu komplexen Verhaltensreaktionen. Somit ist ein lebender Organismus eine Ansammlung zahlreicher Rhythmen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Nach neuesten wissenschaftlichen Daten sind etwa 400 [ ] Tagesrhythmus.

Die Anpassung von Organismen an die Umwelt im Prozess der evolutionären Entwicklung ging in die Richtung, sowohl ihre strukturelle Organisation zu verbessern als auch die Aktivitäten verschiedener Funktionssysteme in Zeit und Raum zu koordinieren. Die außergewöhnliche Stabilität der Periodizität von Änderungen der Beleuchtung, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, des Erdmagnetfelds und anderer Umweltparameter, die durch die Bewegung der Erde und des Mondes um die Sonne bestimmt werden, ermöglichte es lebenden Systemen im Evolutionsprozess, sich stabil und resistent gegen zu entwickeln äußere Einflüsse Zeitprogramme, deren Manifestation Biorhythmen sind. Solche Rhythmen werden manchmal auch als bezeichnet Umwelt oder adaptiv (z. B. tagaktiv, gezeitenabhängig, lunar und jährlich) sind in der genetischen Struktur festgelegt. Unter künstlichen Bedingungen, wenn dem Körper Informationen über äußere natürliche Veränderungen entzogen werden (z. B. bei kontinuierlicher Beleuchtung oder Dunkelheit, in einem Raum, in dem Luftfeuchtigkeit, Druck usw. auf dem gleichen Niveau gehalten werden), weichen die Perioden solcher Rhythmen davon ab Perioden der entsprechenden Rhythmen der Umwelt und manifestieren so eine ganz eigene Periode.

Historische Referenz

Die Existenz biologischer Rhythmen ist den Menschen seit der Antike bekannt.

Theorie der „drei Rhythmen“

Akademische Forscher haben die „Theorie der drei Biorhythmen“ abgelehnt. Theoretische Kritik wird beispielsweise in einem populärwissenschaftlichen Buch des anerkannten Spezialisten für Chronobiologie, Arthur Winfrey, dargelegt. Leider hielten es die Autoren wissenschaftlicher (nicht populärwissenschaftlicher) Werke nicht für notwendig, sich gezielt der Kritik zu widmen, doch eine Reihe von Veröffentlichungen (auf Russisch ist dies beispielsweise eine von Jürgen Aschoff herausgegebene Sammlung, ein Buch von L . Glass und M. Mackie und andere Quellen) lassen den Schluss zu, dass die „Theorie der drei Biorhythmen“ keine wissenschaftliche Grundlage hat. Viel überzeugender ist jedoch die experimentelle Kritik der „Theorie“. Zahlreiche experimentelle Tests in den 1970er und 80er Jahren widerlegten die „Theorie“ vollständig als unhaltbar. Derzeit wird die „Theorie der drei Rhythmen“ von der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht anerkannt und gilt als Pseudowissenschaft.

Aufgrund der weit verbreiteten Verwendung der „Drei-Rhythmen-Theorie“ werden die Wörter „Biorhythmus“ und „Chronobiologie“ oft mit Pseudowissenschaften in Verbindung gebracht. Tatsächlich ist die Chronobiologie eine evidenzbasierte wissenschaftliche Disziplin innerhalb des traditionellen akademischen Mainstreams der Forschung, und die Verwirrung entsteht durch den Missbrauch des Namens der wissenschaftlichen Disziplin in Bezug auf eine pseudowissenschaftliche Theorie.

siehe auch

Anmerkungen

1. βίος (nicht definiert) . Ein griechisch-englisches Lexikon. Perseus.
2. Henry George Liddell, Robert Scott. ῥυθμός (nicht definiert) . Ein griechisch-englisches Lexikon. Perseus.