Nhịp điệu sinh học

NộI Dung

• Các loại nhịp sinh học
• Ví dụ về nhịp sinh học

Các nhịp điệu sinh học Chúng là những thay đổi định kỳ xảy ra trong sinh vật, theo những khoảng thời gian đều đặn.

Tất cả các sinh vật đều trải qua nhịp điệu sinh học, có thể là:

• Nhịp điệu bên ngoài: Khi những thay đổi được xác định bởi các yếu tố bên ngoài sinh vật. Các yếu tố kích hoạt có thể là ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ, sự luân phiên giữa ngày và đêm, các tuần trăng, sự thay đổi của mùa, v.v.
• Nhịp điệu nội tại: Khi những thay đổi do các hiện tượng bên trong gây ra cho sinh vật.

Mặc dù một số nhịp điệu được coi là nội tại vì chúng đã được quan sát trong điều kiện phòng thí nghiệm (cách ly các yếu tố bên ngoài), nhưng trong sự phát triển bình thường của sinh vật, hầu hết các nhịp điệu sinh học đều bị ảnh hưởng bởi cả yếu tố bên trong và bên ngoài.

Chúng được gọi là máy đồng bộ hóa đến các yếu tố môi trường có khả năng thay đổi nhịp điệu nội sinh.

Các loại nhịp sinh học

• Tim mạch: Là những điều được lặp lại khoảng 24 giờ một lần (từ 20 đến 28 giờ). Chúng có liên quan đến chuyển động quay của Trái đất và sự biến đổi của ánh sáng. Người ta đã quan sát thấy chúng là nội sinh trong điều kiện phòng thí nghiệm, tuy nhiên các khoảng thời gian bị thay đổi bởi các yếu tố bên ngoài. Bản chất nội sinh của nhịp sinh học là do sự thích nghi di truyền phát triển ở mỗi loài. Nguồn gốc của nó có thể được tìm thấy trong nhu cầu bảo vệ sự sao chép DNA của các tế bào đầu tiên khỏi bức xạ cực tím mà chúng phải chịu trong ngày. Đây sẽ là nhịp sinh học đầu tiên: sinh sản tế bào về đêm. Hiện tại, các sinh vật có "đồng hồ" bên trong điều chỉnh nhịp điệu nội tại của chúng. Ở động vật có vú, đồng hồ này được tìm thấy trong nhân thượng mô, nằm trong não (ở vùng dưới đồi, phía trên chiasm thị giác). Tuy nhiên, nhịp sinh học có thể bị vô tổ chức bởi các điều kiện môi trường. Điều này là do hoạt động của hạt nhân siêu thực được điều chỉnh bởi các yếu tố bên ngoài, chẳng hạn như sự biến đổi ánh sáng.
• Nhịp điệu âm lịch (còn gọi là selenianos hoặc multinictemerales): chúng có liên quan đến chuyển động của mặt trăng. Tuy nhiên, chúng thay đổi tùy thuộc vào việc sự thay đổi xảy ra trong một giai đoạn nhất định của Mặt Trăng, hoặc mỗi chu kỳ Mặt Trăng hoặc mỗi nửa chu kỳ Mặt Trăng.
• Nhịp điệu thủy triều: những nơi bị ảnh hưởng bởi thủy triều lên hoặc xuống. Chúng ảnh hưởng đến các sinh vật sống trong hoặc gần biển. Một cách gián tiếp, nhịp điệu thủy triều bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn mà Mặt trăng tác dụng lên các gương nước trên cạn, vì lý do này mà nhịp điệu thủy triều và mặt trăng có liên quan chặt chẽ với nhau. Nhiều chu kỳ tình dục của động vật có xương sống (không theo mùa) có nhịp điệu thủy triều, do sự tiết ra tuần hoàn của kích thích tố tình dục.
• Nhịp điệu hàng năm: Những hoạt động sinh học luôn lặp lại vào cùng một thời điểm trong năm. Chúng được coi là bị chi phối bởi các yếu tố bên trong (di truyền) và bên ngoài (thay đổi nhiệt độ, nguồn thức ăn, v.v.) Ở động vật, sinh sản thường tuân theo nhịp điệu hàng năm, cũng như di cư theo mùa. Ngoài ra, các nhịp điệu sinh học khác như ngủ đông hoặc hôn mê là sự thích nghi với thời kỳ nhiệt độ khắc nghiệt, và do đó là hàng năm.
• Nhịp điệu Ultradian: Chúng có chu kỳ ngắn hơn nhiều: từ 30 phút đến 6 giờ. Chúng có liên quan đến các hành vi vận động và ăn uống, cũng như các chu kỳ nghỉ ngơi / hoạt động. Các giai đoạn ngủ cũng chi phối ở những độ tuổi nhất định. Ví dụ, ở trẻ sơ sinh, nhịp điệu của những giấc mơ chủ yếu là cực nhanh. Chúng tham gia sâu vào quá trình học tập, vì chúng ảnh hưởng đến mức độ chú ý. Chúng bị ảnh hưởng bởi các nhịp điệu khác. Chúng ảnh hưởng đến việc giải phóng một số hormone, nhịp tim, chuyển động hô hấp, điều hòa nhiệt độ và cảm giác thèm ăn (cũng liên quan đến giải phóng hormone).

Ví dụ về nhịp sinh học

Nhịp tim: Hoạt động bơm hai pha, do tim thực hiện.

1. Giai đoạn đầu là tâm trương: một khi máu tích tụ trong các ngăn trên của tim (tâm nhĩ), chúng sẽ co lại, làm cho máu đi xuống các ngăn dưới (tâm thất).
2. Giai đoạn thứ hai là tâm thu: khi tâm thất chứa đầy máu, chúng co bóp và máu đi ra ngoài. Tâm thất phải đưa máu đến phổi để cung cấp oxy, trong khi tâm thất trái đưa máu đến cơ thể để phân phối oxy.

Nhịp tim có thể thay đổi nhịp tùy thuộc vào điều kiện hoạt động của cơ thể (hoạt động thể chất, nghỉ ngơi) và bối cảnh (tình huống căng thẳng, thay đổi nhiệt độ). Nói cách khác, nó chỉ là một nhịp sinh học tương đối ổn định.

Chuyển động hô hấp: Hô hấp có liên quan đến nhịp tim, vì đây là nhịp sinh học cho phép máu được cung cấp oxy. Có hai loại chuyển động hô hấp.

1. Đường hô hấp: Không khí đi vào cơ thể. Cơ hoành co lại, cong xuống. Điều này tạo ra một chân không làm cho phổi phồng lên, cho phép không khí đi vào.
2. Thở ra: Không khí ra khỏi cơ thể. Các cơ của cơ hoành giãn ra, làm cho phổi giảm thể tích và do đó không khí chứa chúng sẽ rời khỏi cơ thể.

Trong khi không khí ở trong phổi, sự trao đổi khí điều đó cho phép cung cấp oxy cho máu và loại bỏ các khí độc hại cho cơ thể.

Trong cùng một cách xảy ra với nhịp tim, chuyển động hô hấp được điều chỉnh theo nhu cầu của sinh vật, do đó nhịp điệu của nó thường không đổi nhưng không phải là bất biến.

Sóng não: Các hoạt động điện do não sản xuất. Tốc độ của chúng được đo bằng chu kỳ trên giây (Hz). Theo mỗi trạng thái tinh thần, các loại sóng khác nhau được tạo ra:

1. Quang phổ (hơn 40 Hz): Chúng được phát hiện gần đây nhờ sự phát triển của kỹ thuật điện não đồ kỹ thuật số. Chức năng của hoạt động não nhanh hơn này vẫn chưa được biết đến.
2. Beta (14 đến 40 Hz): Xảy ra khi thức dậy bình thường. Cho phép tỉnh táo, suy luận phê bình và tư duy logic.
3. Alpha (7,5 đến 14 Hz): Chúng xảy ra ở trạng thái thư giãn, nhắm mắt. Những loại sóng này thiên về trí tưởng tượng, trí nhớ, khả năng học hỏi và sự tập trung.
4. Theta (4 đến 7,5 Hz): Chúng xảy ra khi thiền định sâu hoặc trong giấc ngủ nhẹ (REM). Tiềm thức thể hiện bản thân qua những làn sóng này, nó là tần số xuất hiện những giấc mơ.
5. Đồng bằng (0,5 đến 4 Hz): Đây là tần số chậm nhất. Nó xảy ra trong khi ngủ sâu, khi không có giấc mơ. Nó cần thiết cho bất kỳ quá trình chữa bệnh nào.

Ngủ - thức: Liên quan đến nhịp điệu nitameral (ngày-đêm). Nó phụ thuộc vào các tác động bên ngoài của ánh sáng, tiếng ồn và chuyển động mà chúng ta thường trải qua trong ngày. Nó đã được quan sát thấy rằng nếu không có ảnh hưởng bên ngoài, nhịp điệu này vượt quá thời gian một ngày (25 đến 29 giờ). Vì lý do này, có hiện tượng "phản lực trễ", sự thay đổi nhịp điệu của giấc ngủ khi du hành đến một lãnh thổ có sự luân phiên của ánh sáng và bóng tối rất khác so với ban đầu. Nói cách khác, các yếu tố đồng bộ hóa nhịp điệu sinh học này là sự luân phiên của ánh sáng và bóng tối và các yếu tố môi trường (nghĩa vụ công việc, hoạt động, v.v.).

Chu kỳ kinh nguyệt: Quá trình chuẩn bị tử cung của phụ nữ và động vật cái để mang thai. Ở phụ nữ, chu kỳ kinh nguyệt kéo dài trung bình 28 ngày (một số phụ nữ có chu kỳ ngắn hơn và những người khác kéo dài hơn).

Rối loạn cảm xúc theo mùa: Là một chứng rối loạn tâm trạng xuất hiện vào một thời điểm nhất định trong năm. Phổ biến nhất là nó xảy ra vào mùa đông hoặc cuối mùa thu. Nó có liên quan đến rối loạn trầm cảm nghiêm trọng. Có giả thuyết cho rằng đó là do phản ứng của não với việc giảm ánh sáng tự nhiên, làm giảm nồng độ serotonin và melatonin (những chất điều chỉnh tâm trạng).

Hoạt động của giáp xác trên bãi biển: Hầu hết các loài giáp xác đều có tập tính phản ứng với chu kỳ thủy triều. Ví dụ, cua cáy tập trung trên các bờ bùn khi thủy triều xuống, đào một cái hố để chúng ở lại khi thủy triều lên.

cho ăn: Nhịp điệu ngủ-thức ảnh hưởng đến tất cả các chức năng khác của cơ thể, vì nó điều chỉnh nhiệt độ cơ thể, huyết áp và sự bài tiết của các hormone như melatonin. Đó là lý do tại sao họ cũng bị ảnh hưởng tất cả các cơ quan của hệ tiêu hóa. Ví dụ, ruột hoạt động nhiều hơn trong ngày. Các hormone chịu trách nhiệm điều chỉnh lượng ăn vào (leptin và adiponectin) thay đổi tùy thuộc vào thời gian trong ngày. Tuy nhiên, như chúng ta đã quan sát, nhịp điệu sinh học bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài sinh vật, liên quan đến các hoạt động xã hội, công việc và văn hóa. Vì lý do này, thói quen hàng ngày của mỗi người sẽ kích hoạt cơ chế tiêu hóa vào thời điểm họ ăn thường xuyên.

Nhịp điệu tái tạo: Nhịp điệu sinh sản khác nhau ở mỗi loài. Ví dụ, hầu hết các loài động vật ở đới ôn hòa chỉ có thời kỳ sinh sản vào những thời điểm nhất định trong năm. Những loài động vật này sinh sản theo mùa. Điều này là do sự thích nghi tự nhiên với thời gian môi trường thuận lợi hơn cho sự ra đời của con non.

Di cư theo mùa: Di cư theo mùa là sự di chuyển có chu kỳ từ sinh cảnh này sang sinh cảnh khác. Các loại động vật khác nhau di cư theo mùa: chim, cá, tôm hùm, động vật lưỡng cư và động vật có vú. Các cuộc di cư có thể có mục tiêu là di chuyển khỏi vùng khí hậu khắc nghiệt (đó là lý do tại sao chúng luôn được tiến hành vào cùng một thời điểm trong năm) hoặc đến nơi có lợi cho sinh sản (như thường xảy ra với cá). Các chuyển động di cư có xu hướng bao phủ khoảng cách lớn hơn ở các loài chim, thậm chí chúng thay đổi từ nơi chứa này sang nơi chứa khác (chẳng hạn như én di cư từ châu Âu sang châu Phi).

Ngủ đông: Là trạng thái hôn mê cho phép động vật thích nghi với cực lạnh. Nó có thể kéo dài nhiều ngày, nhiều tuần hoặc nhiều tháng. Nó cho phép họ tiết kiệm năng lượng trong thời gian thức ăn khan hiếm, làm chậm quá trình trao đổi chất đáng kể. Các nhịp sinh học khác cũng giảm trong quá trình ngủ đông, chẳng hạn như hô hấp, nhịp tim và sóng não. Trong số các động vật có vú ngủ đông có marmot, ký túc xá, nhím, sóc đất, chuột đồng và dơi.

Sự thờ ơ mùa đông của loài bò sát và lưỡng cư: Bò sát là động vật máu lạnh (dị thân) nên chúng thường không trải qua giai đoạn ngủ đông. Tuy nhiên, một số loài bò sát và lưỡng cư trải qua một quá trình tương tự như ngủ đông, trong thời gian đó chúng vẫn được bảo vệ trong hang ở trạng thái kêu to.

Sự thờ ơ vào mùa hè của động vật có vú sa mạcTrong khi thời kỳ hót hay nhất được biết đến là thời kỳ ngủ đông, xảy ra vào mùa đông, các động vật có vú khác có thể tự bảo vệ mình khỏi nhiệt độ cực cao trong Sa mạc qua một thời kỳ hôn mê xảy ra trong mùa hè (mùa hè). Ví dụ, chuột nhảy rơi vào trạng thái hôn mê khi nhiệt độ cao hơn.

Ra hoa ở thực vật: Ở hầu hết các loài thực vật có hoa, chúng bắt đầu phát triển vào đầu mùa xuân.Điều này là do sự thích nghi tự nhiên, giúp thực vật sẵn sàng ra hoa về mặt di truyền khi nhiệt độ bắt đầu tăng. Người ta vẫn chưa biết thực vật cảm nhận những thay đổi này như thế nào về nhiệt độ.

Trồng cây trong ống: Quá trình hình thành củ là quá trình rễ hoặc các phần dưới của thân cây biến thành củ, chẳng hạn như khoai tây (khoai tây) hoặc khoai lang (khoai lang). Sự hình thành củ phụ thuộc vào một số hormone nhất định của cây. Sự phát triển bắt đầu từ 15 đến 28 ngày sau khi gieo hạt, và kéo dài từ 10 đến 14 ngày, thường là những ngày trước khi cây ra hoa. Mặc dù đây là một nhịp điệu sinh học tương đối ổn định, nó bị ảnh hưởng bởi cả các yếu tố bên trong (ví dụ cây phát sinh từ hạt mới hay cũ) và các yếu tố bên ngoài (ánh sáng, chất dinh dưỡng sẵn có, độ ẩm, nhiệt độ).