Страница 17 из 17
За время длительной эволюции биосфера Земли выработала механизмы, обеспечивающие относительно высокий уровень ее устойчивости в целом. Как в ней самой, так и во внешних условиях ее бытия постоянно происходят колебания. Противодействуя этим колебаниям, вырабатывая стабильность своих основных параметров, биосфера оказывается способной выдержать значительные внешние нагрузки. Однако благодаря усиливающейся человеческой деятельности в оборот вводятся такие факторы, к которым биосфера Земли совершенно не приспособлена.
Опасность для биосферы составляет и систематическое давление на тот генофонд, которым располагает биосфера Земли. Постоянно идет уничтожение видов животных и растений, а это подрывает саму основу биосферы.
59. КОСМИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ
Космические ритмы (циклы) – периодические изменения в природе, происходящие под влиянием гравитационных сил. Все ритмы принято делить по значению их периода на две группы. К первой группе относят ритмы, действующие в антропной шкале времени, т. е. в шкале, соизмеримой с жизнью человека. Здесь, прежде всего, можно выделить суточный ритм, обусловленный вращением Земли вокруг своей оси, месячный ритм, связанный с вращением Луны вокруг Земли, и годичный ритм, обусловленный вращением Земли вокруг Солнца.
В суточном и годичном ритмах изменяются освещенность, создаваемая Солнцем на поверхности Земли, температурный режим и ряд физических параметров атмосферы и гидросферы. В результате происходит смена дня и ночи, смена времен года. Суточные и месячные вариации гравитационного поля на поверхности Земли, связанные с приливным действием Луны и Солнца, создают сложное явление океанических приливов. С такими же периодами (сутки и месяц) происходят вариации магнитного поля Земли. Изменение ориентации земной магнитосферы относительно солнечного ветра (радиального потока плазмы солнечной короны в межпланетное пространство) задает суточный ритм магнитного поля. Вращение Солнца, а вместе с ним межпланетного магнитного поля, имеющего характерную структуру, задает 27-дневный ритм вариаций магнитного поля Земли.
Ко второй группе относят ритмы, действующие в геологической шкале времени, т. е. на протяжении очень длительных периодов, гораздо больших длительности жизни человека. Долгопериодические изменения влияют на погоду и климат на Земле, а через это и на биосферу. Климатические циклы связаны с характерными особенностями орбитальных движений Земли и Солнца, обусловленных воздействием других планет и галактик.
Выделяют следующие климатические циклы, за которые ответственность несут особенности орбитального движения Земли:
1) 26-тысячелетний цикл, обусловленный прецессией оси вращения Земли, так называемый Большой платонический год;
2) 41-тысячелетний цикл, связанный с периодом изменения угла наклона оси вращения Земли к эклиптике (большому кругу небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца);
3) 100-тысячелетний цикл, равный периоду изменения значения эксцентриситета земной орбиты.
Совместное действие этих космических факторов, их наложение, взаимное усиление приводят к долго-периодическим изменениям климата Земли. Выявлены орбитальные климатические ритмы, обусловленные совместным действием космических факторов: длительностью в 400 тыс. лет; 1,2; 2,5 и 3,7 млн лет, среди которых 400-тысячелетний ритм служит основной причиной долгопериодических изменений климата и эволюции органического мира. Этот ритм выявлен геологами из последовательности ледниковых событий и только потом обнаружен астрономами.
60. БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ
Организму присущи периодические процессы жизнедеятельности, охватывающие весьма широкий диапазон частот. В плане взаимодействия организма и внешней среды выделяют два типа колебательных процессов:
1) адаптивные ритмы (или собственно биоритмы), т. е. колебания с периодами, близкими к геофизическим циклам. Их роль состоит в обеспечении приспособления жизненных проявлений и поведенческих реакций организма к периодическим изменениям условий внешней среды;
2) рабочие ритмы, которые отражают текущую деятельность физиологических систем организма.
Биологические ритмы классифицируют также по частоте осцилляций, выделяя пять классов: высокочастотные, ультрадианные, циркадианные, инфрадианные и низкочастотные ритмы.
1. Высокочастотные ритмы процессов жизнедеятельности с периодом до 30 минут – это большинство рабочих ритмов. В основе их лежат ритмические осцилляторы клеточных мембран возбудимых клеток. Нейроны и мышечные клетки способны генерировать серии ритмично следующих импульсов. Их интеграция и обеспечивает стабильную работу сердца, дыхательных мышц и ряда других систем, дисбаланс которых грозит самому существованию организма.
2. Ультрадианные ритмы – с периодом от 0,5 до 20 часов иногда относят уже к собственно биологическим, т. е. согласованным с гелиогеофизическими условиями (в данном случае – с временем суток). В то же время отдельные фазы этих ритмов не удается связать с определенным временем суток. Так, цикл колебаний главных компонентов крови составляет около 20 часов. Один из ультрадианных ритмов – повторение стадии быстрых движений глаз через каждые 90 минут сна – не связан с временем суток, а отсчитывается от момента засыпания человека.
Циркадианные биоритмы (околосуточные) имеют длительность периода от 20 до 28 часов и синхронизированы с вращением Земли вокруг оси, со сменой дня и ночи. Прежде всего, это ритмы «сон – бодрствование», а также суточные колебания различных физиологических параметров (температуры тела, артериального давления и др.). Эти ритмы наиболее устойчивы и сохраняются в течение жизни организма.
Инфрадианные ритмы, имеющие период от 26 часов до 6 суток, наименее изучены. Примером может служить недельный ритм выделения некоторых гормонов.
Низкочастотные ритмы процессов жизнедеятельности, так же как суточные, широко представлены в организме и имеют связь с геофизическими факторами и социальными (режимы труда и отдыха). Основные ритмы этой группы – лунный (около 30 дней) и окологодичный – можно обнаружить у любого вида животных. Выделяют также мегаритмы – продолжительностью от полутора до нескольких десятков лет. Такие ритмы проявляются в изменении численности популяции, видов животных, во вспышках эпидемий.