Динамические модели в биологии

Реестр моделей

Колебания и ритмы в биологических системах

Для биологических систем характерно периодическое изменение различных характеристик. Период этих колебаний может быть связан с периодическими изменениями условий жизни на Земле - смена времен года, смена дня и ночи. Но многие периодические процессы имеют частоту изменения, не связанную очевидным образом с внешними геокосмическими циклами. Это так называемые "биологические часы" различной природы, начиная от колебаний биомакромолекул, биохимических колебаний, ритмы дыхания, сердечные сокращения, периодические изменения температуры тела, вплоть до популяционных волн. Регулярное периодическое изменение величин представляет собой один из типов стационарных (неизменных во времени) режимов поведения системы. Режимы, которые устанавливаются с течением времени и в дальнейшем остаются неизменными, называются притягивающими режимами, или аттракторами. Если колебания в системе имеют постоянные период и амплитуду, устанавливаются независимо от начальных условий и поддерживаются благодаря свойствам самой системы, а не вследствие воздействия периодической силы, система называется автоколебательной. На фазовой плоскости притягивающему режиму автоколебаний соответствует замкнутая изолированная фазовая траектория - предельный цикл. Незатухающие колебания в таких системах устойчивы, так как отклонения от стационарного колебательного режима затухают. К классу автоколебательных систем относятся колебания в метаболических системах, периодические процессы фотосинтеза, колебания концентрации кальция в клетке, колебания в сердечной мышце, колебания численности животных в популяциях и сообществах.
Рис. 6. Биологические и геофизические ритмы в природе.

 

Раздел включает следующие подразделы::

 

Дополнительная информация:

 

В начало

© 2001-2017 Кафедра биофизики МГУ