Кренк заңы. Хронобиологиядағы рөлі. Биологиялық және физикалық сағат дегенді қалай түсінесіз? Анықтама

Тіршілік – ө лшемді процесс, оның ұ зақ тығ ы тұ қ ым қ уалаушылық пен организмнің тіршілік ортасына байланысты. Ө лім- кә ріліктің нә тижесі. Тү рлердің тіршілік ұ зақ тығ ы жкелеген особьтармен салыстырғ анда уақ ытпен шектелмейді, қ олайлы жағ дай сақ талса олардың тіршілік етуі жалғ аса береді.

Тү рлер тіршілігінің ү зіліссіз жалғ асуын оларда ө сімталдығ ы қ амтамасыз етеді.

Репродукция қ ұ былысы организмнің жеке- дара дамуының маң ызды жақ тарының бірі. Бұ л процесс организмде жү ріп жататын жаң ару процессіме-н тығ ыз байланысты. Жаң ару дегеніміз жаң а заттардың тү зілуі, клеткалардың кө беюі, морфогенез жә не регенерация мен ұ рық тану процесстері. Жаң ару қ артаюғ а қ арама- қ арсы процесс. Бұ л екі процесстің арасындағ ы қ арама-қ арсылық жеке- дара дамудың негізін қ алайды.

Сыртқ ы ортаның тү рлі факторларын жаң ару процесіне кері ә серін тигізу немесе оны тездетуі мү мкін. Осығ ан байланысты организмнің жеке-дара дамуында ол тү рліше кө рініс береді. Кө пклеткалы организмнің тү рлі клеткалары, тканьдері мен мү шелері организмнің жалпы жас мө лшеріне байланысты ө здерінің меншікті жасы жө нінен ө зара бір-бірінен ажыратылуы мү мкін. Бұ л қ ұ былысты ө сімдіктердің метаметрлік мү шелерінен анық байқ ауғ а болады.

Бұ л мү шелердегі жасқ а байланысты ө згерістер заң ды тү рде морфологиялық, физиологиялық жә не биохимиялық ө згерістер тү рінде кө рінуі мү мкін. Бұ л белгілі бір жасқ а сә йкес организмнің қ андай орта жағ дайында дамығ андағ ын жә не оның қ артаюы мен басқ а да тұ қ ым қ уалаушылық ерекшеліктерін білуге мү мкіндік береді.

Онтогенездегі қ артаю мен жаң ару заң ы совет ботанигі Николай Петрович Кренкенің (1892-1939) ө сімдіктердің циклді қ артаюлары мен жаң аруы жө ніндегі теориясының жалпы биологиялық тұ жырымдарының негізін қ алады.

Кренке анық тағ ан ө сімдіктердің жасқ а байланысты ө згеру заң дылық тарын жойылуы мен жаң аның ү здіксіз пайда болуы процессінен даму деген ұ ғ ым негізінде тү сінуге болады.

Қ артаюдың 200-дей гипотезасы бар. Олардың кө пшілігі тарихи тұ рғ ыдан ескірген болжамдар. Мысалы, ол гипотезалар қ артаю, кө біне организмнің ө здігінен улануымен, денедегі ферменттер қ орының таусылуымен тү сіндіріледі.

Қ азіргі кезде қ артаюды молекулалық механизм дең гейінде, яғ ни ДНҚ деструкциясымен байланысты тү сіндіріледі. Бірақ, Кренке теориясына жү гінсек қ артаю процесі жаң ару процесімен қ атар жү реді. Осығ ан байланысты онтогенездегі ДНҚ деструкциялық процесіне репарация процесі мен ДНҚ қ алпына келу қ ұ былысы қ арсы тұ руы керек.

Дегенмен ДНҚ репарациясы репарациялық ферменттердің ә серімен жү ретіндігі кездейсоқ қ ұ былыс емес екендігі жө нінде қ орытындығ а келуне онтогенздік қ артаю мен жаң ару заң ының жалпы биологиялық ерекшеліктері мү мкіндік береді.

Организмнің Жаң аруы мен қ артаюын тежейтін процесстеріне тікелей қ арасты ДНҚ репарациясы жеке-даралық дамуда іргелік роль атқ арады.

Онтогенздік қ артаю мен жаң ару заң ы индивид тіршілігінің мерзімін бейнелейтін уақ ыт ұ ғ ымының биологиялық кө ріністі ашады. Қ азіргі биологияда уақ ыт ұ ғ ымының физикадағ ы сияқ ты іргелік маң ызы бар. Биохимиялық реакциялар, нервтік қ озудың берілуі, жү ректің ырғ ақ ты жұ мысы, эвалюция этаптары, яғ ни тірі табиғ атта молекулалық дең гейде жү ретін кез-келген процесс белгілі бір уақ ыт мө лшерімен ө лшенеді. Тірі жү йелердегі тұ қ ым қ уалаушылық ерекшеліктері мен сыртқ ы ө згерістердің ық палымен туындайтын ө згерістер биоритм ретінде сипатталады. Биологиялық объектілер мен процесстердің уақ ытша ө згерістері- аса маң ызды сандық белгілер қ атарына жатады.Бұ л проблемаларды хронобиология зерттейді. Биология жә не геология ғ ылымдарының тү йіскен жерінде органикалық дү ниенің даму кезең дерінің ұ зақ тылығ ы мен кө нелілігін анық тайтын геохронология ғ ылымы тұ р.

Хронобиологияның қ алыптасуына 1931 ж. В.И.Вернадский СССР Ғ А-ның жалпы жигналысында жасағ ан «Қ азіргі ғ ылымдағ ы уақ ыт проблемасы» атты докладының маң ызы зор болды. Вернадский уақ ыт проблемасын физиканың дә стү рлі шең берінен басқ а ғ ылым салаларына қ атысты жаратылыстану мен философиялық проблема дең гейіне кө терді.

Тірі организмдегі биологиялық сағ аттар ондағ ы жү ріп жатқ ан процесстер мен жү йелердің функциясына ү йлесімді бейімделген тү рлі конструкциялы қ ұ рылым болуы мү мкін деген болжамды экспериментті бақ ылаушылар ұ сынып отыр. Уақ ытты есептегіш қ ұ рылымдарғ а биомеханикалық датчиктер жатады. Биохимиялық датчиктермен (таймер) ДНҚ репликациясы тығ ыз байланысты.Клетка мембранасының сыртында белок молекулалары спираль тә різді орап орналасқ ан. Клетканың ұ зына бойына ө суіне байланысты аталғ ан бастапқ ы, яғ ни клетка ұ зындығ ына перпендикуляр қ алпынан оның ұ зын осіне паралелльді кү йіне кө шеді.Бұ л- ө судің аяқ талуының белгісі.

Мұ ндай типтегі қ ұ рылымдар оқ иғ алардың реттілігін бақ ылайды(клетканың ө суі, ДНҚ репликациясы, клетканың ө суі), бірақ олардың абсолюттік ұ зақ тығ ын анық тай алмайды.

Метаболиттік осцилляторлар принципіне негізделген биологиялық сағ аттар сыртқ ы ә серлердің тынышсыздығ ына тә уелсіз жә не дә лме-дә л қ ызмет атқ арады. Биохимиялық ө згерістер тізбектеріндегі кері-теріс байланыстардың болуы клеткалық метаболиттер концентрациясының ө шпейтін тербелістерін тудырады. Метаболиттік осцилляциясының туындауы, бір жағ ынан, биожү йенің кү рделілігі мен тұ рақ сыздығ ынан болса, екінші жағ ынан динамикағ а, ырғ ақ тылық пен циклдылық қ а негізделген тұ рақ тылық тың алғ ы шарты. Мұ ндай тұ рақ тылық жоғ ары дә режедегі қ ұ рылымдық қ атарғ а жатады жә не динамикалық режим мен бейімделушілік стратегиясының мү мкіншіліктерін қ амтамасыз етеді. Мұ нымен қ атар, биологиялық қ ұ рылымдарғ а ырғ ақ тылық тың абсолюттік ұ зындығ ына уақ ыт бойынша тә уелсіз қ ұ рылымдар да кіреді. Биологиялық сағ аттардың тә уліктік немесе жылдық ырғ ақ тылық тары метаболизмдік осциллятордың бір ғ ана сапалық жағ ын айқ ындайды.

Уақ ытты ө лшеу «технологиясының» клетканың ө суі мен бө лінуі немесе зат алмасуы сияқ ты іргелі процесстермен ү рдестік табуы- биологиялық сағ аттың биожү йелер қ ұ рылымына қ осымша емес, нағ ыз қ ұ рылыстың ө зі екендігін кө рсетеді.

Тарихи аспекте проблеманы қ арай отырып, биологиялық сағ аттар ұ ғ ымының ө зін В.И.Вернадский «биологиялық кең істік» ұ ғ ымы арқ ылы енгізгенін атап ө ткен жө н.

Биожү йелердегі кең істік- уақ ыт байланыстарының маң ызы зор, мысалы, биомеханикалық таймердегі клетка мембранасының архитектоника ө згерістері белгілі бір уақ ыт дең гейіне жеткенде клетканың одан ә рі ө суін тоқ тату жайында сигналды іске қ осады.

Тіршілік ә рекетінің уақ ыт параметрлері биоқ ұ рылымдардың кең істіктегі орналасуымен себептестік жағ дайда болуы ық тимал.

Сонымен, биожү йелердегі кең істік- уақ ыт қ атыныстарының алуан тү рлілігі – биологиялық уақ ыттың биологиялық сағ аттар кең істігіндегі ө згерістердің уақ ытша қ атынастарын бейнелейді. Кең істік пен уақ ыт қ атынастарының проблемасын осылай шешу аса тар кө лемді тұ жырымғ а ә кеп тірейді, дегенмен теориялық биология ү шін аса маң ызды проблемағ а қ ұ рылым мен функция арасындағ ы қ атынастардың маң ызы зор. Факторлық талдау- биожү йелер ү лгілерінің кең істіктік- уақ ыт бойынша қ ұ руғ а таң дапалғ ан ә дісі болып табылады.