Биоритмология (хронобиология). Общепринято, что периодический (циклический) характер функционирования-фундаментальное свойство биологических систем. Любые биологические показатели изменяются циклически, так что ритмика в широком диапазоне периодов может наблюдаться на любом уровне организации. Ритмически протекают все биологические реакции (молекулярный уровень). Ритмически работают органеллы клетки (например, ядро пульсирует с периодом десятки минут), циклически функционируют отдельные органы (сердце, печень и т. п.), циклически меняются физиологические, психические и другие показатели целого организма. Ритмика присуща и сообществам организмов. Давно известны колебания численности популяций насекомых, рыб и млекопитающих-так называемые волны жизни. Человеческое сообщество подчиняется тем же закономерностям, так "то многие показатели в социальных системах также изменяются циклически. Таковы, например, циклы в появлении особо одаренных людей (один из наиболее четко выраженных периодов ~55 лет), квазипериоды в показателях рыночной экономики (уже упомянутый период около 55 лет известен в вариациях конъюнктуры как "волны" Кондратьева). Наличие ритмично протекающих процессов установлено и для явлений культуры. Например, количественные показатели структуры поэтических текстов русских поэтов в текущем столетии варьируют с периодами ~18 лет и ~27 лет. Циклически изменяется урожайность многих сельскохозяйственных культур. Даже в нашем столетии, при наличии развитых систем здравоохранения многие эпидемические заболевания также имеют периодическую составляющую. Что касается эпидемий (и эпизоотий), протекающих стихийно, то их наступление и развитие иГмеют ярко выраженную ритмику (что было в свое время доказано А. Л. Чижевским).
Важнейшая особенность всякой биологической ритмики-ее .синхронизация с периодическими вариациями параметров среды обитания. Изменения биологических показателей (они происходят по "внутренним" причинам -в организмах есть особые "биологические" часы) непременно происходят в такт с изменениями внешних условий. "Биологические часы" все время "подстраиваются" под внешний, задающий периодический сигнал. Смысл этой "подстройки" (она, между прочим, никогда не бывает вполне точной) ясен: это один из способов приспособления организмов к внешней среде.
Синхронизирующими сигналами могут быть самые разные физические агенты. Важно только, чтобы в изменениях соответствующего параметра внешней среды содержалась периодическая составляющая. Для суточной ритмики синхронизатором выступает режим освещенности. Если этот фактор по каким-либо причинам "не работает" (например, "выключен" условиями эксперимента), то в качестве датчика времени может служить какая-нибудь другая причина - изменения, например, в уровне всюду проникающих низкочастотных электромагнитных полей или акустических (в частности, инфразвуковых) шумов.
За очень редкими исключениями, касающимися ритмов с периодами менее суток (микроритмы), периоды изменения всех синхронизирующих агентов - независимо от их физической природы - космического происхождения. Суточный, годовой периоды - примеры тривиальные и общеизвестные. Для некоторых других периодов их космическая природа долгое время оставалась неизвестной. Рассмотрим кратко наиболее интересные примеры.
В настоящее время выясняется, что во временной организации биосферы очень широко распространена гколонедельная ритмика (в некоторые эпохи отчетливее выражен период 13-15 дней). Эта цикличность в значительной мере связана с так называемой секторной структурой межпланетной среды и имеет солнечное происхождение. В определенных интервалах долгот на Солнце силовые линии солнечного магнитного поля направлены либо от Солнца, либо к нему. Корпускулярное излучение Солнца (солнечный ветер) "вытягивает" силовые линии в межпланетную среду. На орбите Земли получается картина чередования полярности межпланет
ного магнитного поля. Обычно бывает либо четыре, либо два подобных сектора с разными направлениями. Вся эта картина повторяется с периодом вращения Солнца (около 27 дней). Земля при своем движении по орбите последовательно попадает в секторы с разными знаками межпланетного магнитного поля. Если секторов четыре, смена знака поля происходит раз в неделю, если секторов два-средний интервал между сменами знака около двух недель. При смене знака межпланетного магнитного поля земная магнитосфера испытывает некоторую перестройку, что сказывается (через определенную цепочку причин-следствий) на многих показателях среды обитания. Пересечение секторной границы сопровождается вариациями в величине геоэлектрического поля, вероятности появления гроз в некоторых регионах, в уровне напряженности электромагнитного фона. Характерный временной интервал смены погоды - "синоптическая длина"-также приблизительно равен неделе и, видимо, физически связан с пересечением Землей секторной границы. На больших интервалах времени секторная структура устойчива, но от случая к случаю длительность сектора несколько меняется, так что околонедельная (околодвухнедельная) ритмика среды обитания, связанная с межпланетным магнитным полем, это циклы, а не точно фиксированные периоды. Околонедельная цикличность есть и в вариациях солнечной активности, так что если бы секторная структура межпланетной среды перестала бы наблюдаться (на какоето время в особых условиях это возможно), околонедельная ритмика среды обитания отнюдь не исчезла бы.
Подавляющее большинство других ритмов, известных в хронобиологии (около месяца, около 260 дней, около 2 лет и т. п,), синхронизировано с гармониками вариаций солнечной активности, чей "основной" цикл составляет около 11 лет.
Первобытный охотник и собиратель, разумеется, не мог не знать о важнейших биологических циклах-их учет во многих случаях был жизненно необходим. Разве можно было не заметить цикличности в размножении мелких млекопитающих? Или так называемые волны роста-ритмику прироста животных (-10-12 дней)? Или периоды в плодоношении, в поражаемости естественного урожая насекомыми? Эмпирические знания в биоритмологин делали возможным прогноз погодно-кли
матических изменений, эффективности охоты, времени наступления особо неблагоприятных событий (эпидемий). Качество таких прогнозов становилось^ вероятно, условием выживаемости.
Можно сделать еще один шаг и предположить, что при формировании производственной и социальной ритмики первобытной общины учитывались ритмы в размножении человека и животных. Для выживания племени, существовавшего в предельно суровых условиях, важно было контролировать не только уровень собственного воспроизводства, но и регулировать его качественные параметры. Особи физически слабые, с ненормальной психикой (например, с повышенной агрессивностью) становились обузой для племени. Поэтому кажется вполне вероятным, что в первобытных сообществах учитывалась и ритмика патологии беременности (один из хорошо выраженных периодов-около II лет), и цикличность в появлении потомства с повышенной жизнеспособностью.
Факторы, синхронизирующие многие важные биологические ритмы (околонедельные, околомесячные, двухлетние и т.д.), не могут непосредственно наблюдаться. Однако фиксации и практическому учету доступны, как правило, "задающие" (опорные) периоды. Околонедельная ритмика легко "отслеживается" по фазам Луны: в ' годы высокого уровня солнечной активности период смен знака межпланетного магнитного поля довольно точно совпадает с синодическим периодом обращения Луны. Поэтому прохождение секторных границ (соответствующих определенной фазе околонедельного цикла) в эти эпохи сопряжено непосредственно с какими-то фазами Луны. Что касается ритмики солнечной активности, то основной период этих вариаций (II лет) легко наблюдается по перемещению яркой планеты Юпитера относительно звезд (сидерический период обращения Юпитера-11,9 года). Более подробно эти вопросы мы обсудим позже. А теперь вернемся к некоторым особенностям 60-летнего восточного календаря.
12-летний календарь животных и природные ритмы. По 'сложившейся традиции возникновение 60-летнего календаря относят к эпохе правления легендарного китайского императора Хуан-ди (26 в. до н. э.). Некоторые исследователи полагают, что эта календарная система является еще более древней и ее основные элементы