Периодическое изменение освещенности Земли, вызываемое ее вращением вокруг своей оси привело к формированию суточной ритмики, обнаруженной у самых различных организмов - от одноклеточных до человека включительно. Так у растений фотосинтез идет только в светлое время суток. К определенному времени суток приурочены также открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания и некоторые другие. У животных ряд видов активны днем, другие в ночные часы; у человека известно около 100 физиологических процессов, затронутых суточной периодичностью, в том числе сон и бодрствование, изменение температуры, ритмы сердечных сокращений, глубин и чистот дыхания, мышечной и умственной работоспособности и т.д.
Сходная картина наблюдается и у многих животных, причем она чаще всего (обычно) проявляется в изменении активности. По смене периодов сна и подрствования животных делят на дневних, сумеречных , ночных и активных круглосуточно. Привести примеры на той или иной (1-3) другие для вас не будет затруднительно и поэтому останавливаться на них не будем. Отметим лишь, что у животных последней группы периоды активности приблизительно одинаковые как днем, так и ночью, чередуются с короткими периодами покоя. Такой ритм называют полифазным. Он наблюдается у ряда хищных, насекомоядных(землеройки) и др.
Суточный ритм четко прослеживается в жизни обитателей крупных водных систем в виде вертикальных миграций - днем вглубь, ночью - к поверхности. Это особенно хорошо проявляется у зоопланктонных форм и питающихся ими более крупных животных.
У многих животных суточная периодичность не сопровождается существенными отклонениями физиологических функции, а проявляется в основном в изменениях двигательной активности, что отражается на количестве потребляемого О2, изменении отношения к температуре, влажности и целому ряду других факторов.
Однако очень резкие изменения при этом наблюдаются лишь у небольшого числа видов. Наиболее яркие примеры резких физиологических сдвигов в течении суток дают летучие мыши. Днем они ведут себя как типичные хладнокровные животные - т.е. температура тела их в это время лишь немногим превышает температуру среды, возбудимость органов чувств резко понижены и чтобы взлететь потревоженной мыши требуется некоторое время на разогрев тела. Вечером и ночью - это настоящие теплокровные животные с активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов и т.п.
Как отмечалось, режим суточной активности представляет собой приспособление ко многим факторам внешней среды – температуре, влажности, ветру, осадкам, освещенности, условиям добывания пищи и т.д. Поэтому с изменениями этих факторов периоды активности могут сдвигаться в ту или иную сторону. Так, например, пустынные грызуны большие песчанки весной и осенью деятельны все светлую часть суток, летом максимум активности проявляется лишь в утренние и вечерние часы, а в жару они отсиживаются в норах. Далее - в пасмурные дни могут совсем не открываться корзинки одуванчика, не работают т.н. цветочные часы ( освещенность).
Однако среди всех факторов наибольшее значение – в силу свей устойчивости - имеет световой режим. Именно он служит основным фактором- сигналом, регулирующим суточную ритмику. Вместе с тем при полном постоянстве внешних условий (t , влажность и т.д.) у многих видов длительное время сохраняются циклы близкие по периоду к суточному.У дрозофил такой ритм отмечался в течении десятков поколений. Очевидно, живые организмы, в процессе эволюции приспосабливаясь к колебаниям внешней среды, настраивали свои физиологические процессы соответственно этим изменениям. Это происходило в основном под влиянием вращения Земли, изменении её положения по отношению к Солнцу. Луне и Звездам, которые накладываясь друг на друга воспринимались живыми организмами как ритмика близкая, но не точно соответствующая 24-часовому периоду. Эти ритмы закрепились эндогенно ( т.е. в генофонде) и получили название циркадных, т.е. приближающихся к суточному ритму. Наличие циркадных ритмов доказано и у человека, причем массой опытов, проведенных в самых различных условиях - в пещерах, герметических камерах, подводных лодках и других местах, где влияние внешних условий практически исключалось. Вместе с тем эти опыты показали, что даже у близких людей, например, членов одной семьи, ритмы могут отличаться и отличия эти в значительной степени обусловлены особенностями их нервной системы.
Невольно встает вопрос - имеют ли эти ритмы какое–нибудь значение для организма и если имеют, то какое?. Наличие циркадных ритмов обуславливает определенный стереотип поведения в постоянных условиях, а это облегчает в значительной степени существование организмов при определенных суточных изменениях среды.
Вместе с тем при расселении животных и растений в условия с иной ритмикой дня и ночи закрепленный ритм может оказаться слишком неблагоприятным, ограничивающим фактором. У большинства же видов перестройка циркадного ритма возможна, хотя происходит не сразу, а захватывают несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма. Например, если мы перелетим в Петроповловск-Камчатский, то наш организм первое время будет функционировать по старой ритмике, т.е. со смещением на 7 часов. Затем начнется перестроика, сопровождаемая повышением усталости, недомоганием, желание спать днем и бодрствовать ночью. Этот период может продолжаться до двух недель. Закончилась командировка, вы возвращаетесь домой и здесь начинается тоже самое. Десинхронизация ритма представляет важную медицинскую проблему при организации ночной и сменной работы людей очень многих профессий.