Некоторые ученые полагают, что эволюция биологических систем проходит как развитие кодовых отношений между средой и системой. Важнейшая роль отводится пространственному и временному кодам, которые наилучшим образом стабилизируют систему. Как полагает автор гипотезы Л. А. Николаев, на ранних этапах химической эволюции действовал код пространственный. Временной код появляется лишь после формирования достаточно сложных микроструктур. Если биологическая система страдает дефектами внутренней временной организации, она не может полностью адаптироваться к внешним условиям. Такому организму суждено вскоре погибнуть.
Анализируя более ста лет назад свои первые наблюдения, Дарвин вряд ли мог предположить, что внутренний суточный ритм может служить фактором естественного отбора. Этот вопрос встал позднее, когда в результате фундаментальных исследований было доказано,
что суточные ритмы представляют собой ритмы циркадные и что отклонение от 24-часового периода является не только фактором изменчивости, но и частично передается по наследству (вся живая природа на нашей планете живет в результате эволюции по 24-часовому ритму). Некоторые специалисты отмечают возможное отрицательное значение такого рода факторов отбора для людей при воздушных перелетах на трансмеридиональных линиях, при межпланетных и космических полетах.
Значение факторов отбора сейчас не подлежит сомнению. Более 200 лет назад установлено движение листьев растений, связанное с ритмами освещения. Но только недавно удалось доказать, что наследственно закрепленными являются не сами движения, а способность растений приспособить суточный ритм обмена веществ к световым условиям.
Любая функция организма связана с расходованием энергии. Поэтому биологический ритм — это отражение уровня обмена веществ. В процессе извращения суточного ритма быстрее всего меняется двигательная активность, затем следуют изменения газообмена и температуры тела. Такую последовательность изменения физиологических реакций организма мы наблюдали, например, при длительном, 60-суточном, пребывании людей в герметически замкнутой камере ограниченного объема.
Многочисленные исследования показали, что для организма человека характерно постепенное повышение уровня физиологических реакций в дневные часы — до 16–18 часов — и падение этого уровня ночью. Более того, это наблюдается не только во время нормального сна, но и в период ночной работы.
Проблема биоритмов находит все большее применение в практике медицины. Ритм физиологических процессов учитывается при диагностике и лечении различных заболеваний. Установлены, например, различия в воздействии лекарств на организм в зависимости от времени суток. Так, препарат на сердечных больных в 4 часа утра может действовать в 40 раз сильнее, чем в другое время суток. Введение инсулина в это же время тоже оказывает наиболее сильное действие. Как показывает статистика, именно на рассвете многие люди рождаются и умирают.
Рассказывают, что Исаак Ньютон установил закон качания маятника, считая удары собственного пульса, которым он пользовался вместо часов. Это подтверждает наблюдения многих ученых, исследовавших проблему восприятия человеком времени. Важный вклад здесь принадлежит И. М. Сеченову.
Первоначально ученый считал, что решающую роль в восприятии времени играет слух, поскольку звук и ощущение звука имеют протяженность во времени — «тянущийся» характер. Затем Сеченов внес дополнения в свою первоначальную формулу «слух — это анализатор времени», указав, что представление о времени может возникать на основе зрительных, осязательных, двигательных и прочих ощущений. В работе «Элементы мысли» ученый называет, например, мышечное чувство органом восприятия пространственных и временных отношений. Эту мысль Сеченов именует «выношенной около самого сердца» и обращает на нее особое внимание, рассказывая о названной работе в письме к И. И. Мечникову.
В самом деле, мышечная чувствительность превосходит зрительную или осязательную по степени участия в оценке времени. Движения характеризуются растянутостью, дробностью и дают отчетливое впечатление определенной быстроты и последовательности. Шаг при ходьбе — это одновременно измеритель пространства и времени, хотя, разумеется, ходьба сопровождается и другими ощущениями.