В плане проведения бионических исследований механизмов ритмичности различных процессов жизнедеятельности были проведены многочисленные опыты со жгутиконосцами (Gongaulax polyedre), а также ряд одноклеточных люминесцирующих морских водорослей и парамеций (Paramecium bursaria). Результаты этих опытов заставляют по-новому трактовать давно известные явления. Так, например, одноклеточные водоросли эвглены (Euglena gracilis) в течение суток совершают вертикальные миграции. Вначале биологи предполагали, что это явление связано исключительно со сменой дня и ночи (так называемый фототаксический ритм). Вспомним один из интереснейших разделов книги Ж.И. Кусто, посвященный «пульсу океана» – таинственному PC (рассеивающему слою), причиняющему столько хлопот гидроакустическим службам. Однако специальные опыты показали, что эвглены сохраняют ритм вертикальных миграций и в том случае, если их поместить в условия непрерывной темноты, полностью устранив возможность чувствовать смену дня и ночи. Правда, количественные характеристики несколько изменяются – амплитуда ритмичных вертикальных перемещений уменьшается почти вдвое, но качественная сторона дела остается без изменений (на величину амплитуды в некоторой степени влияют и изменения температуры воды: она возрастает с повышением и уменьшается с понижением температуры).

Одним из ярких проявлений ритмичности служит клеточное деление у одноклеточных и многоклеточных организмов.

У многоклеточных животных механизмы внутренних часов становятся многообразными и различаются даже у близких видов. Например, суточная активность (т. е. преимущественная активность) у рыб характеризуется следующими распределениями: у окуневых максимум активности приходится на дневные часы, у налимов – на ночные, у балтийского осетра она проявляется круглосуточно.

Хорошо изучены приливно-отливные, лунные и сезонные периодичности у обитателей литорали – прибрежной части моря, подверженной приливно-отливным явлениям. Так, обширные исследования выполнены на манящем крабе (Uca), у которого имеется два взаимосвязанных ритмичных процесса – суточная активность и окраска тела.

Стабильная лунная периодичность наблюдается в сроках массового выхода личинок в планктон. Если массовая кладка яиц происходит во время одной фазы Луны, то массовое появление личинок приурочено к другой фазе. (Заметим, что бионическое исследование таких обширных объединений, как планктон, в значительной степени оправдывает название проблематики – бионика моря.)

Математическая теория самоорганизации сформировалась в рамках технической кибернетики, в частности, идеи самоорганизации оказали сильное влияние на развитие теории самонастраивающихся систем. Что касается самоорганизующихся систем бионического типа, то здесь кроме гомеостата можно назвать едва ли десяток реализованных устройств регуляторно-управляющего типа. Значительно большее использование нашли идеи самоорганизации в теории и технике распознавания образов. При рассмотрении проблемы опознания мы вернемся к вопросам самоорганизации.

Предыдущая глава: Самоорганизация биологической системы

Следующая глава: Задачи анализатора опознания