Астрономия древних

 

 

Солнечные космические циклы и биологическая ритмика – 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 что 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 имеют 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 временнóй организации биосферы очень широко распространена околонедельная 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 межпланетного 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 какое-то 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 биоритмологии делали возможным прогноз погодно-климатических 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 11 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 (11 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.

 

 

К содержанию: Владимирский,  Кисловский: Археоастрономия и история культуры

 

Смотрите также:

 

АСТРОНОМИЯ  Подразделение разделы астрономии.

 

ЛУННЫЙ И ЛУННО-СОЛНЕЧНЫЙ КАЛЕНДАРИ. Календарь

 

СОЛНЕЧНЫЙ КАЛЕНДАРЬ. Календарь

 

Что надо знать о лунных циклах. Лунный цикл и традиционная...

 

Календарь. Система счета длительных промежутков времени...

 

Последние добавления:

 

История науки. Сергей Капица   Циолковский. Земные катастрофы  Гражданское право. Победоносцев   Растительные династии   Биосфера. Вернадский