Rytmy biologiczne

Wyobraźmy sobie taką scenę: dziecko stoi na skraju bajorka lub stawu i z uciechą wrzuca do wody kamienie różnej wielkości. Uderzenie twardych przedmiotów o gładką jak lustro powierzchnię wody — w zależności od ich rozmiaru i masy — powoduje powstanie większych lub mniejszych fal. Rozchodzą się one do brzegu i wracają tak długo, aż wyczerpie się wprowadzająca je w ruch energia.

Kto nie zna takiego widoku? Jak często obserwujący je widz zastanawia się nad rytmicznością zjawisk zachodzących w naturze? Obraz ten jest tak wymowny, ponieważ wszystko jest w nim dobrze widoczne. Dziecko, kamienie i woda współdziałają ze sobą, wywołując nowe zjawisko: rytmicznie poruszającą się falę, która powstaje, rozchodzi się i zanika. Warto zastanowić się przez chwilę nad tym symbolicznym obrazem, który unaocznia nam, iż podstawą życia na Ziemi jest rytmiczny ład. Pojęcie rytmu znali już starożytni Grecy. Rytm rozumie się jako „ład ruchowy”. Mówiąc o nim mamy na myśli powtarzanie się czterech pór roku, wzrost i zamieranie roślin, dzień i noc, wdychanie i wydychanie. Ogrodnik wie dobrze, kiedy wysiewać nasiona, gdyż wzrost roślin zależy od ciepła, światła i wilgotności. Dokłada starań, aby przed nadejściem mrozów zebrać plony. Prawidłowe wykonywanie różnych zabiegów pielęgnacyjnych w odpowiednich terminach wymaga od ogrodnika rzetelnej wiedzy i doświadczenia. Badaniem rytmów w przyrodzie nauka zajęła się dopiero w ostatnich dziesięcioleciach. Zjawiska rytmicznych zmian były znane i wykorzystywane w praktyce, lecz sporo czasu upłynęło, zanim zostały dokładniej zbadane i określone wielkościami fizycznymi. Już J. W. Goethe, znany z pracowitości i wszechstronnych zdoiności, zwrócił na nie uwagę i opisał na łamach pism przyrodniczych. Podczas badań meteorologicznych zwrócił uwagę na rytm podwójnej fali ciśnienia, którą codziennie można odczytać na barometrze.
Można przypuszczać, że to pulsowanie jest podobne do wdychania i wydychania organizmu ziemskiego. Badając zjawiska towarzyszące wzrostowi roślin Goethe zwrócił uwagę na inny rytm. W trakcie wzrostu i rozwoju w roślinie zachodzą zmiany „objętościowe” w postaci kurczenia się i rozszerzania, poczynając od pojawienia się pierwszego listka, a kończąc na wykształconym nasieniu. Proces zmian „objętościowych” (kurczenia i rozszerzania) rośliny przebiega w trzech etapach. Rytm ten określił Goethe „metamorfozą rośliny”. Jego zdaniem rozszerzanie i kurczenie to „podstawowe właściwości żywej jednostki”. W innym miejscu Goethe pisze: „jedność rozdwoić, a rozdwojone połączyć, to jest istota życia w przyrodzie: jest to odwieczny skurcz i rozkurcz, wdychanie i wydychanie świata, w którym żyjemy, istniejemy i działamy” (Verhaltniss zur Allgemeinen Physik Nr 739).

Życie na Ziemi zależy od Słońca, bez energii słonecznej nic się nie urodzi i nie rozwinie. Czy jednak tylko od Słońca? Czy inne planety nie mają żadnego wpływu na zjawiska ziemskie? Takie pytanie zadawali sobie ludzie od tysięcy lat. Odpowiedź zależała od aktualnego stanu wiedzy w tym zakresie, panujących zwyczajów ludowych, położenia geograficznego, jak również od innych jeszcze czynników. Obserwacje od dawna już skupiały się na Księżycu i jego wpływie na ruch wody w oceanach. Najbardziej znanym zjawiskiem są odpływy i przypływy mórz i oceanów, wywołane siłą przyciągania satelity Ziemi. Obecnie mówi się także o pływach kuli ziemskiej, która w jednakowych, rytmicznych odstępach (12 godzin i 25 minut) „dźwiga się i opada”. „Dokładne pomiary wykazały, że na Ziemi nie ma nic stałego, ona sama także żyje, oddycha i zmienia się. Zbadanie tych geodynamicznych zjawisk znajduje się dziś w centrum zainteresowań nauk o Ziemi” (Sigl 1976). Nie należy się więc dziwić, że obecnie dokładniej bada się zjawiska zachodzące w atmosferze.

Pomińmy problem „rytmów lunarnych” występujących w organizmie ludzkim (Heckert 1961), przykłady ze świata zwierząt wystarczająco wyjaśniają nam to ważne zagadnienie. Ograniczmy się zatem do rytmów u zwierząt i roślin.

W dziele „Życie zwierząt” (1914) Brehm opisuje rytm rozmażania się wieloszczeta paolo (Eunice viridis), zamieszkującego rafy koralowe w pobliżu wysp Samoa i Fidżi. Przed ostatnim nowiem Księżyca w październiku lub listopadzie zwierzęta te odrzucają tylne segmenty ciała, które zawierają dojrzałe płciowo komórki rozrodcze. Z segmentów uwalniają się, zależnie od płci, komórki żeńskie lub męskie i dokonuje się zapłodnienie. Odrzucone segmenty wypływają na powierzchnię morza, a ponieważ są przysmakiem, masowo poławianym przez tubylców, dzień połowów paolo stał się świętem ludowym. ..Pierwsze segmenty pojawiają się na powierzchni wraz ze świtem, po czym o wschodzie Słońca wypływa ich całe mrowie, aby całkowicie zniknąć po 2—3 godzinach”. (…)

Powściągliwsze były doniesienia z wybrzeża południowej Kalifornii o czasie ikrzenia rybki morskiej Leurestes tenuis. R.R. Ward opisuje to zjawisko następująco („Die Biologischen Uhren”, s. 29): „Podczas ciepłych nocy letnich tysiące osób gromadzi się na zachodnim wybrzeżu Kalifornii w oczekiwaniu na niezwykłe zjawisko.

Kiedy pierwszego dnia po najwyższym miesięcznym poziomie przypływu wód następuje odpływ, na grzbietach fal morskich unoszą się tysiące wysmukłych, srebrzystych rybek, które fale wyrzucają na wilgotny piasek. Plaża lśni jak morze lamety. Rozpoczyna się cykl rozmnażania tych ryb”.

Trzecim przykładem jest opis zachowania się atlantyckiego wieloszczeta z rodzaju Odontosyl-lis. Podczas okresu godowego samice składają na powierzchni wody świecące jaja, do których ściągają samce. Zjawisko to obserwował Krzysztof Kolumb płynąc przez Morze Karaibskie. Ward stwierdził, że czas składania jaj przypada na dokładnie określoną porę dnia i fazę Księżyca.

Wędrówki węgorzy w morzach i rzekach są także dowodem działania rytmów Księżyca. Na podstawie dokładnych badań (Jens 1952/53) prowadzonych w latach 1938—1944 i 1949— 1950 w górnym odcinku Renu i w okolicach Rugii udowodniono, że szczyt ich wędrówek
przypada na ostatnią i pierwszą kwadrę Księżyca. Te przykłady mówią same za siebie—dowodzą niezbicie ścisłej zależności między wieloma zjawiskami w przyrodzie i fazami Księżyca (Schad, w druku).