За единицу биологического времени можно взять, например, период индивидуального развития или смену поколений. Тогда возникает представление о временной структуре популяций. Возможно пользоваться более короткими мерами, равными периодам обращения Земли вокруг своей оси, фазам Луны, сезонам года. В процессе эволюции все эти единицы времени синхронизировались с физиологическими функциями организма и проявляются в виде четко выраженных биологических ритмов с соответствующими периодами.
Известный хронобиолог Ф. Хальберг предлагает разделить ритмические процессы в организме на три группы. Первая — ритмы высокой частоты, с периодом до 0,5 часа, которые называют функциональными. Среди них ритмы сердца и дыхания, электрических явлений в мозге, периодические колебания в биохимических системах. Вторую группу составляют ритмы средней частоты — с периодом от 0,5 часа до 6 дней. Это смена сна и бодрствования, активности и покоя, циркадные (околосуточные) изменения обмена веществ и содержания в крови и моче биологически активных компонентов. Низкочастотные ритмы (период от 6 дней до 1 года) составляют третью группу. Сюда входят недельный и лунный ритмы, а также годичный (циркадный) ритм. Им подчинены такие биологические процессы, как циклы выделения гормонов в организме человека или половые циклы многих обитателей Мирового океана.
Наряду с ритмами обменных процессов, размножения и поведения живых организмов установлены годовые и многолетние вариации численности популяций, роста деревьев, урожайности, состояния флоры и фауны вплоть до циклов эволюционных преобразований и «биологических катастроф». На всех уровнях иерархии биосферы временная организация осуществляется по единому принципу — ритмическому. Временная организация ныне существующих биологических систем отличается множественностью ритмов различных периодов. Эта ритмичность обеспечивает, так сказать, высокий кпд, свойственный живой природе.
Американский биоритмолог Л. Хейфлик выдвинул гипотезу, согласно которой все живые организмы, обитающие на планете, имеют «генетические часы». Они строго контролируют продолжительность существования и число деления клеток, свойственное каждому живому виду. Например, клетки человеческого организма могут делиться около 50 раз. У мышей и крыс клетки делятся 14–28 раз, у некоторых птиц — 15–35, у черепахи — 90— 125. Из-под контроля «генетических часов» уходят только клетки раковой опухоли, способные размножаться беспредельно.
