Добові ритми, місячні ритми, припливно-відливних ритми - види біологічних ритмів

Добові ритми, зміни інтенсивності і характеру біол. процесів і явищ, що повторюються з добовою періодичністю. Добові ритми властиві більшості біохімія, і физиол. процесів (частота поділу клітин, коливання температури тіла, інтенсивність обміну речовин і т. д.). з ними пов'язана добова ритмічність активності тварин, положення листя і пелюсток у рослин і т. д. У людини відзначено близько 100 фізіологічних функцій, що мають добові ритми. Вони виявлені і у окремих клітин багатоклітинних організмів. Ядро, мабуть, грає домінуючу роль в ритмічної активності клітини. У тварин виявлені центри в мозку, що синхронізують добові ритми органів і клітин один з одним і зі змінами зовнішнього середовища.

Добові ритми в природі складаються з ендогенного ритму і реакції на добові зміни середовища. При порушенні природного ритму середовища добові ритми різних фізіологічних функцій втрачають синхронність. Така десинхронізація може мати місце при розведенні тварин і рослин в штучних умовах, при перельоті з одного часового поясу в інший, а також при ізоляції людини від природно мінливого середовища (наприклад, в космічному польоті) і може стати причиною виникнення патологічних змін в організмі.

Місячні ритми, що повторюються зміни інтенсивності і характеру біол. процесів, відповідні циклу фаз Місяця (29,4 сут.) - місячно-місячний ритм. До місячним ритмам відносять також місячно-добові ритми. Л Місячні ритми проявляються, наприклад, в ритмічності виходу з лялечок комах, виплажівающіхся в морській прибережній зоні, в циклі розмноження хробака палоло, деяких водоростей і мн. ін. мор. тварин і рослин. Л. р. відображаються також на фізіології і поведінці ряду наземних організмів. Чіткі місячно-добові ритми спостерігаються у тропічних ссавців, наприклад, у нічний мавпи і у деяких видів кажанів, і проявляються в певній активності поведінки. Модуляція активності місячним світлом можлива і у ін. Нічних тварин, наприклад, у щурячого кенгуру, у сутінкових і нічних комах. Місячні ритми зберігаються в постійних лабораторних умовах, що говорить про їх ендогенно природі.

Вплив Місяця насамперед I позначається на житті водних організмів морів і океанів на-1 шей планети, пов'язане з приливами, які зобов'язані своїм існуванням спільного тяжінню Місяця і Сонця. Рух Місяця навколо Землі призводить до того, що існує не тільки добова ритміка припливів, а й місячна. Максимальної висоти припливи досягають приблизно раз в 14 днів, коли Сонце і Місяць знаходяться на одній прямій із Землею і надають максимальний вплив на води океанів. Найсильніше ритміка припливів позначається на організмах, які живуть в прибережних водах. Чергування припливів і відливів для живих організмів тут важливіше, ніж зміна дня і ночі, обумовлена ​​обертанням Землі і похилим положенням земної осі. Цій складній ритміці припливів і відливів підпорядкована життя організмів, що мешкають в першу чергу в прибережній зоні. Так, фізіологія рибки-Груніна, що мешкає біля узбережжя Каліфорнії, така, що в найвищі нічні припливи вони викидаються на берег. Самки, зануривши хвіст в пісок, відкладають ікру, потім самці запліднюють її, після чого риби повертаються в море. З відступом води запліднена ікра проходить всі стадії розвитку. Вихід мальків відбувається через півмісяця і приурочений до наступного високому припливу.

Сезонна періодичність відноситься до числа найбільш загальних явищ в живій природі. Безперервна зміна пори року, обумовлена ​​обертанням Землі навколо Сонця, завжди захоплює і вражає людину. Навесні все живе пробуджується від глибокого сну в міру того, як тануть сніги і яскравіше світить сонце. Лопаються бруньки, і розпускається молоде листя, молоді, звірята виповзають з нір, в повітрі снують комахи і повернулися з півдня птиці. Зміна пір року найбільш помітно протікає в зонах помірного клімату і північних широтах, де контрастність метеорологічних умов різних сезонів року дуже значна. Періодичність в житті тварин і рослин є результатом пристосування їх до річного зміни метеорологічних умов. Вона проявляється у виробленні певного щорічного ритму в їх життєдіяльності, узгодженого з метеорологічним ритмом. Потреба в знижених температурах в осінній період і в теплі в період вегетації означає, що для рослин помірних широт має значення не тільки загальний рівень тепла, але і певний розподіл його в часі. Так, якщо рослинам дати однакову кількість тепла, але по-різному розподіленого: одному тепле літо і холодну зиму, а іншому відповідну постійну середню температуру, то нормальне раз-пиття буде тільки в першому випадку, хоча загальна сума тепла в обох варіантах однакова. Потреба рослин помірних широт в чергуванні протягом року холодних і теплих періодів отримала назву сеітного термопериодизм.

У багатьох живих організмів є спеціальні фізіологічні механізми, що реагують на тривалість дня і відповідно до цього змінюють їх образ дій. Наприклад, поки тривалість дня становить 8 годин, лялечка метелика-сатурній спокійно спить, так як на дворі ще зима, але як тільки день стає довшим, особливі нервові клітини в мозку лялечки починають виділяти спеціальний гормон, що викликає її пробудження.

Сезонні зміни хутряного покриву деяких ссавців також визначаються відносною тривалістю дня і ночі, мало або не залежать від температури. Так, поступово штучно скорочуючи світлий час доби в вольєрі, вчені як би імітували осінь і домагалися того, що містяться в неволі ласки і горностаї завчасно міняли свій коричневий річний наряд на білий зимовий.

Загальноприйнято вважати, що існує чотири пори року (весна, літо, осінь, зима). Екологи ж, які вивчають спільноти помірного пояса, зазвичай виділяють шість пір року, що розрізняються по набору видів в співтовариствах: зима, рання весна, пізня весна, раннє літо, пізніше літо і осінь. Загальноприйнятого поділу року на чотири сезони не дотримуються птиці: склад співтовариства птахів, куди входять як постійні мешканці даної місцевості, так і птиці, які проводять тут зиму чи літо, весь час змінюється, при цьому максимальної чисельності птиці досягають навесні і восени під час прольотів. В Арктиці, по суті справи, існує дві пори року: дев'ятимісячна зима і три літніх місяці, коли сонце не заходить за горизонт, грунт відтає і в тундрі прокидається життя. У міру просування від полюса до екватора зміна пори року все менше визначається температурою, а все більше і більше вологістю. У пустелях помірного поясу літо - це період, коли життя завмирає, і розквітає ранньою весною і пізньою осінню.

Зміна пори року пов'язана не тільки з періодами достатку або нестачі їжі, але і з ритмом розмноження. У домашніх тварин (корів, коней, овець) і тварин в природному середовищі помірного пояса потомство зазвичай з'являється навесні і підростає в найбільш сприятливий період, коли найбільше рослинної їжі. Тому може виникнути думка, що навесні розмножуються взагалі всі тварини.

Однак розмноження багатьох дрібних ссавців (мишей, полівок, лемінгів) часто не має строго сезонної приуроченості. Залежно від кількості і достатку кормів розмноження може йти як навесні, так і влітку, і взимку.

У природі спостерігається крім добових і сезонних ритмів багаторічна періодичність біологічних явищ. Вона визначається змінами погоди, закономірною її зміною під впливом сонячної активності і виражається чергуванням урожайних і неврожайних років, років великої кількості або нечисленності популяцій.

Д. І. Маліков за 50 років спостережень зазначив 5 великих хвиль змін поголів'я худоби або стільки було сонячних циклів .Такая же зв'язок проявляється в циклічності змін надоїв молока, річний приріст м'яса, вовни у овець, а також в інших показниках сільськогосподарського виробництва.

Розрізняють 5-6 і 11-річні, а також 80 --- 90-річні, або вікові цикли сонячної активності. Це дозволяє в якійсь мірі пояснити збіги періодів масового розмноження тварин і росту рослин з періодами сонячної активності.

Схожі статті