В наши дни ни у кого не вызывает сомнения, что вторая половина XX столетия принесет громадные успехи в области биологии. В 1953 году Дж. Уотсон и Ф. Крик сформулировали теорию строения молекулы ДНК, которая объяснила, каким образом воспроизводит себя ген — носитель наследственности в живых организмах. Эта концепция открыла дорогу новым экспериментам в биологии и явилась для исследователей ключом к более полному и глубокому пониманию процессов жизни. В настоящее время физиологи, биохимики, биофизики и бионики изучают причины появления наследственных аномалий, а также причины старения, злокачественного перерождения тканей и психических заболеваний. Понимание механизмов нарушения основных жизненных процессов приблизит человечество к исцелению от этих тяжелых недугов.
Примерно в то же время, когда в Кембриджском университете Дж. Уотсон и Ф. Крик разрабатывали структуру молекулы ДНК, Г. Крамер в институте Макса Планка изучал способность птиц к навигации. Серией блестящих экспериментов он показал, что свойственная птицам необыкновенная точность направленного полета зависит от их способности ориентироваться по Солнцу. И, что еще более важно, он обнаружил, что поведение птиц очень напоминает действия штурмана, пользующегося секстантом и хронометром. Птицы делают поправку на постоянное перемещение Солнца, сверяясь с каким-то своим внутренним механизмом, который можно сравнить с часами. После работ Крамера термин «биологические часы» стал общепринятым.
Бесчисленные наблюдения, свидетельствовавшие о том, что растениям и животным свойственна ритмическая активность, четко связанная со временем, накапливались веками. Но все это считалось не более чем просто интересным явлением живой природы. Гипотеза о наличии у живых организмов «биологических часов» послужила тем самым интеллектуальным толчком, который стимулировал плодотворные экспериментальные исследования во многих областях биологии.
Издавна было известно, что растения и животные обнаруживают периодически повторяющуюся активность. Ежесуточный цикл сна — бодрствования у человека, животных и некоторых растений очевиден. Столь же очевидны и месячные циклы, особенно те, которые связаны с лунным месяцем. Новая концепция вызвала необходимость в новых наблюдениях и их тщательном сопоставлении с уже имевшимися данными. Было установлено, что периоды повторяющейся активности живых организмов колеблются в очень широком диапазоне. Некоторые из таких периодов приближаются к тысячной доле секунды, тогда как другие составляют секунду или целый час. Наиболее широко изучаются ритмы, период которых приближается к 24 часам. Существуют также недельные и месячные ритмы, а у некоторых организмов определенные явления повторяются через каждые семь и даже семнадцать лет.