Значення біологічного годинника
Біологічний годинник корисний організму насамперед тому, що дозволяє йому пристосовувати свою активність до періодичних змін у навколишньому середовищі. Наприклад, краб, який уникає світла під час відливу, автоматично шукатиме притулок, який захистить його від чайок та інших хижаків, які видобувають їжу на оголеному з-під води субстраті. Почуття часу, притаманне бджолам, координує їх виліт за пилком і нектаром з періодом розкривання квіток. Аналогічним чином, циркадіанний ритм підказує глибоководним морським тваринам, коли настає ніч і можна піднятися ближче до поверхні, де більше їжі.
Крім того, біологічний годинник дозволяє багатьом тваринам знаходити напрямок, користуючись астрономічними орієнтирами. Це можливо, тільки якщо відомо одночасно положення небесного тіла і час доби. Наприклад, у Північній півкулі сонце опівдні знаходиться точно на півдні. В інші години, щоб визначити південний напрямок, треба, знаючи положення сонця, зробити кутову поправку, залежну від місцевого часу. Використовуючи свій біологічний годинник, деякі птахи, риби і багато комах регулярно виконують такі «розрахунки».
Не доводиться сумніватися, що перелітним птахам, щоб знаходити дорогу до дрібних островів в океані, потрібні навігаційні здібності. Ймовірно, вони використовують свій біологічний годинник для визначення не тільки напрямку, а й географічних координат.
Проблеми, пов'язані з навігацією, постають не тільки перед птахами. Регулярні тривалі міграції здійснюють тюлені, кити, риби і навіть метелики.
Практичне застосування біологічних ритмів
Зростання і цвітіння рослин залежать від взаємодії між їх біологічними ритмами і змінами середніх факторів. Наприклад, цвітіння стимулюється головним чином тривалістю світлого і темного періодів доби на певних стадіях розвитку рослини. Це дозволяє відбирати культури, придатні для тих чи інших широт і кліматичних умов, а також виводити нові сорти. Водночас відомі успішні спроби зміни біологічних ритмів рослин у потрібному напрямку. Наприклад, птахомайник аравійський (Ornithogallum arabicum), квітучий зазвичай у березні, можна змусити розпускатися під Різдво - в грудні.
З поширенням далеких повітряних подорожей багато хто зіткнувся з феноменом десинхронізації. Пасажир реактивного літака, який швидко перетинає кілька часових поясів, зазвичай відчуває почуття втоми і дискомфорту, пов'язане з «перекладом» свого біологічного годинника на місцевий час. Подібна десинхронізація спостерігається у людей, які переходять з однієї робочої зміни в іншу. Більшість негативних ефектів обумовлена при цьому присутністю в організмі людини не одного, а багатьох біологічних годинників. Зазвичай це непомітно, оскільки всі вони «захоплюються» одним і тим же добовим ритмом зміни дня і ночі. Однак при зрушенні його по фазі швидкість переналаштування різних ендогенних годинників неоднакова. У результаті сон настає, коли температура тіла, швидкість виділення нирками калію та інші процеси в організмі ще відповідають рівню пильнування. Таке розголошення функцій у період адаптації до нового режиму веде до підвищеної стомлюваності.
Накопичується все більше даних, що свідчать про те, що тривалі періоди десинхронізації, наприклад при частих перельотах з одного часового поясу в інший, шкідливі для здоров'я, однак наскільки велика ця шкода, поки не ясно. Коли зрушення по фазі уникнути не можна, десинхронізацію можна звести до мінімуму, правильно підібравши швидкість настання зрушення.
Біологічні ритми мають очевидне значення для медицини
Добре відомо, наприклад, що сприйнятливість організму до різних шкідливих впливів коливається залежно від часу доби. В дослідах з введення мишам бактеріального токсину показано, що опівночі його смертельна доза вища, ніж опівдні. Аналогічним чином змінюється чутливість цих тварин до алкоголю і рентгенівського опромінення. Сприйнятливість людини теж коливається, проте в протифазі: його організм найбеззахисніше опівночі. Вночі смертність прооперованих хворих втричі вища, ніж удень. Це корелює з коливаннями температури тіла, яка у людини максимальна вдень, а у мишей - вночі.
Такі спостереження наводять на думку, що лікувальні процедури слід узгоджувати з ходом біологічного годинника, і певні успіхи тут вже досягнуті. Труднощі в тому, що біологічні ритми людини, особливо хворої, поки недостатньо досліджені. Відомо, що при багатьох захворюваннях - від раку до епілепсії - вони порушуються; яскравий тому приклад - непередбачувані коливання температури тіла у хворих. Поки біологічні ритми та їх зміни як слід не вивчені, використовувати їх на практиці, очевидно, не можна. До цього варто додати, що в деяких випадках десинхронізація біологічних ритмів може бути не тільки симптомом хвороби, але і однією з її причин.