Реферати » Реферати з біології » Біоритми людини

Біоритми людини

годинник знову будуть в тій же фазі, - результат повинен бути однаковим. По вертикалі період відображає ритмічність ціркадіанних годин після впливу: по завершенні підстроювання годинник продовжують йти і раніше (за винятком, можливо, відновного інтервалу).

Поєднавши експериментальні точки на решітці, ми отримаємо звичайні криві підстроювання фази (КПФ) для стимулу певної величини. Однак при збільшенні стимулу непарна КПФ поступово все більше згинається, але все ще лежить вздовж діагоналі. По досягненні деякої величини стимулу крива підстроювання стає парній - вона вже згинається вздовж горизонталі. Яким чином здійснюється даний перехід?

Зображення двовимірної решітки можна вибудувати в ряд бік обіч уздовж горизонталі, шар за шаром в порядку збільшення стимулу. Нова фаза повторюється по вертикалі, стара фаза повторюється зліва направо, а сила або тривалість стимулу зростає в «глибину» . Кожен шар в цій пачці складається з 2 * 2 осередків, як паркетна підлога, і таку фігуру цілком природно назвати кристалом часу.

У кристалі часу криві підстроювання фази зливаються і утворюють хвилеподібну поверхню, що нагадує спіраль. Таким чином, виявляється, що поверхня підстроювання фази нагадує серпантин або кручені сходи. Всередині має перебуває щось дивне: або провал, або вісь гвинтової поверхні, область з нескінченною крутизною. Способу залатати отвір шматком поверхні, просто має достатню крутизну просто не існує: вертикальна вісь (справжній розрив) - неминучість.
Отже, перехід від непарної підстроювання до парної здійснюється через гвинтовий спуск. Тут поверхня повинна стати вертикальної або зникнути взагалі. В обох випадках її висота в цьому місці залишається невизначеною.
Такий стимул певної величини, прикладений в вразливою фазі, якраз і створює нашу сингулярність, тобто особливість, розрив. Поблизу цієї точки будь-яке як завгодно мале зміна часу і сили впливу викличе як завгодно велика зміна результуючої нової фази. Якщо кристал часу забарвити в кольори веселки і подивитися на нього зверху вниз, то він постане у вигляді кольорового прямокутника, всередині якого має бути місце, де всі кольори зливаються в безбарвну сіру точку - точку сингулярності.
КРИСТАЛИ ЧАСУ

Припущення про те, що ссавцям притаманні внутрішні годинники, які щодня синхронізуються добовим циклом, виникло з експериментів Мейнарда Джонсона в Гарварді

24 незадовго до другої світової війни, але про нього скоро забули. Лише в 50-х роках
Френк Браун з Північно-західного університету і Колін Піттендріх з
Прінстона відродили концепції годин і загарбання (синхронізації). Ідея використовувати щоденний стимул для підстроювання фази ціркадіанних годин народилася в дисертації Кеннета Роусон в 1956 році. Ця здатність підлаштовувати фазу по сигналу часу - найважливіша умова корисності будь-яких ціркадіанних ритмів. Роусон у своїх дослідах використовував ссавців, хоча вони виявилися не кращими об'єктами для дослідження підстроювання фази. І незабаром біологи освоїли для цього інші організми, часом екзотичні, але кожен з яких давав досліднику нові можливості.

В експериментах на одноклітинної водорості Conyaulax було отримано одне з перших, хоча до цих пір невизнаних, свідоцтв парною підстроювання. Одночасно або трохи раніше аналогічні дані були отримані на звичайної плодової мушці Drosophila pseudoobscura в лабораторіях в Прінстоні.

З початку ХХ століття плодові мушки стали самим докладно досліджуваним багатоклітинних організмом на планеті. В даний час складено величезний каталог її мутантів - незамінний інструмент в руках дослідника. Такий інструмент абсолютно необхідний: всякий критичний експеримент потребує ретельного контролю, без якого експеримент навряд чи буде однозначним. До тих пір поки біолог-експериментатор не поставить питання абсолютно точно,
Природа буде відповідати ухильно. Використання генетичних маркерів дозволяє створити надзвичайно однорідну популяцію досліджуваних організмів.
Вивчаючи мутантів з різними порушеннями зору, проводячи штучний відбір ліній мух зі зміненим періодом годин або незвичайної чутливістю до температури, біологи вже просунулися так далеко, що виділили, клонували і картірован гени, контролюючі розвиток ціркадіанних годин.

Зачаття плодової мушки відбувається звичайним шляхом. Запліднене яйце розвивається, і з нього вилуплюється крихітна личинка. Потім в життєвому циклі всякої мухи настає стадія, коли личинка повинна перетворитися на статевозрілу крилату особину. На час цього перетворення комаха ховається в товстої коричневої капсулі - це заковане в панцир істота називається лялечкою. Усередині оболонки кожної лялечки майже всі личинкові органи розчиняються і утворюють рідку масу, з якої заново будується тіло дорослої особини. Тільки мозок залишається незмінним, і в ньому продовжують цокати ціркадіанние годинник. Нарешті, приходить термін, коли самка повинна вибратися на волю, випробувати свої крила і підшукати собі партнера. Самка роздуває на голові маленький пухирець і виштовхує «кришку-люк» - вихід з оболонки. Через кілька хвилин вона на волі. У природних умовах, а також в лабораторії при чергуванні 12:00 світла 12:00 темряви це подія - вилуплення дорослої особини - відбувається в перші світлі годинник.

Момент вилуплення задають ціркадіанние годинник. Лялечка з кожним днем ??все більше дозріває, готуючись до моменту, коли вона вийде на світло і вступить в конкурентну боротьбу. Ця готовність, наростаюча день у день, залежить також ще одного фактора - часу доби пріоритетним для вилуплення. Мушці немає сенсу з'являтися, коли день вже скінчився або підставляти своє ніжне вологе тільце зною дня. Найдоцільніше з'явитися рано вранці. Це можна забезпечити внутрішній ритм - підвищуючи або знижуючи поріг готовності.

Якщо зміни порога не великі, мушки все одно будуть вилуплюватися в будь-який час циркадианного циклу, але в один час з більшою ймовірністю, ніж в інший. Якщо ж поріг змінюється в широких межах, якщо в деякі години він піднімається швидше, ніж наростає готовність, то в ці годинник не з'явиться жодна мушка. Залежно від віку зреющей лялечки вона приєднується до тієї чи іншої купки вилуплюються, але ніколи не почне вилуплення в проміжні годинник. Появи мушок будуть розподілені в часі дискретними пачками - це розподіл відображає роботу годин, які задають ритм зміни порога.

25

У ембріонів плодової мушки ціркадіанние годинник не включаються самі собою автоматично. Якщо з моменту зачаття мушки перебувають у постійній темряві, момент вилуплення визначається віком і абсолютно не залежить від часу доби. Якщо популяція складається з особин різного віку (в межах декількох днів), то моменти окремих вилуплення утворюють плавний розподіл, що охоплює кілька днів, без ознак щоденного згущення і розрідження. Але якщо на етапі раннього розвитку буде поданий який-або сигнал часу, то через кілька днів вилуплення відбуватиметься
«купчасто» , роздільними піками, відстають один від одного на 24 години. Одиночна спалах світла, наприклад, запускає годинник у всіх ембріонів. Їх 24-годинний період - вроджений, генетично запрограмований. Але у мутантів цей період може становити, наприклад, 19 годин.

За таких умов змісту стан внутрішніх годин чуйно реагує на найменші варіації температури, на саму незначну засвічення. Якщо личинки утримувати при постійному освітленні, то воно зупинить хід годинника, навіть якщо вони були пущені. Виявляється, годинник дрозофіли не помічають червоного і жовтого, - але блакитний, навіть такий слабкий, як місячне світло, відразу пригнічує ціркадіанние коливання. У лабораторіях для цього використовують яскраві лампи денного світла. Якщо лялечок, вирощених на світлі, перенести в червону або жовту темряву, всі годинники разом, одночасно відновлять хід і будуть цокати синхронно. Приблизно через 17 годин настане пік масового вилуплення, потім ще через 24 і так далі, поки не дозріють наймолодші лялечки. Однак навіть короткочасна спалах світла, прорезающая вічну ніч, здатна зрушити всі наступні піки вилуплення
- наче світло викликає підстроювання внутрішніх годин, переводячи їх з якоїсь старої фази, на яку припала спалах, в якусь нову. Цю нову фазу легко оцінити, екстраполюючи наступний ритм виступів назад, до моменту початку спалаху світла.

В експериментах з дрозофіли підстроювання фази викликають на ранній стадії розвитку у лялечок. Спеціальний апарат, здатний протягом кількох тижнів реєструвати появу мушок, дозволяє спостерігати моменти. Коли ціркадіанние годинник виявляються в нульовій фазі (вилуплення), а отже, обчислювати фазу в будь-який час, оскільки період годин становить 24 години. Таким чином, можна встановити, на скільки, наприклад, зрушилася фаза годин під впливом світлового імпульсу, прикладеного за кілька днів до моменту вилуплення.

При перших пошуках сігуляціі біологічних годин в експериментах, організованих за схемою «пастки сингулярності» , було використано більше
500 чашок Петрі - застосовувалося вплив світлом різної тривалості і в різний час. Постійно реєструвалося час виступу, а по ньому оцінювалася нова, підстроєна, фаза ведучого циркадианного ритму. У всіх чашках спостерігалося по кілька пікових мушок - кожен день по одному, в один і той же час за показаннями внутрішніх годин. Перший пік склали найстарші в групі особини. Їх молодшим сестрам знадобилося ще кілька днів, щоб завершити дозрівання і підготуватися до «виходу на світло» , який відбувся за таким же сигналом того ж самого циркадианного ритму.
Коли всі отримані піки вилуплення - близько полтура тисяч - були зображені у вигляді точок на кристалі часу, вийшов повністю закінчений трьох мірний

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар