Циклические изменения в экосистемах, понятие о биологических ритмах

У большинства организмов перестройка циркадного ритма возможна. Обычно она происходит не сразу, а захватывает несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма. Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Эту способность живых существ называют «биологическими часами».

Годичные ритмы – одни из наиболее универсальных в живой природе. Закономерные изменения физических усилий в течение года вызвали в эволюции видов множество различных адаптации к этой периодичности. Наиболее выраженные из них связаны с размножением, ростом, миграциям и переживанием неблагоприятных периодов года. Сезонные изменения представляют собой глубокие сдвиги в физиологии и поведении организмов, затрагивающие их морфологию и особенности жизненного цикла. Приспособительный характер этих изменений очевиден. Например, появление потомства приурочено к наиболее благоприятному времени года. Чем реже сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена годовая периодичность жизнедеятельности организмов. Годичные ритмы у многих видов эндогенны. Такие ритмы называются цирканными (annus – «хюд»). Особенно это относится к циклам размножения. С устойчивостью сроков размножения в годичном цикле приходится считаться при интродукции и акклиматизации видов. Сильные оттепели зимой, заморозки летом обычно не вызывают сезонных нарушений у растений и животных. Одним из наиболее точно и регулярно изменяющихся факторов среды является длина светового дня, ритм чередования темного и светлого периода суток. Именно этот фактор служит большинству животных организмов для ориентации во времени года.

Приливно-отливные ритмы. Виды, обитающие на литорали, живут в условиях очень сложной периодичности внешней среды. На 24-часовой цикл колебания основных факторов накладывается еще чередование приливов и отливов. В течение лунных суток (24 часа 50 минут) наблюдаются 2 прилива и 2 отлива. Сила приливов, кроме того, закономерно меняется в течение лунного месяца. Дважды в месяц (новолуние и полнолуние) они достигают максимальной величины. Этой сложной ритмике подчинена жизнь организмов, обитающих в прибрежной зоне.

Фотопериодизм – реакция организмов на сезонные изменения дня. Его проявление зависит не от интенсивности освещения, а только от ритма чередования темного и светлого периода суток. Фотопериодическая реакция живых имеет большое приспособительное значение: способность реагировать на изменение длины дня обеспечивает заблаговременные физиологические перестройки. Ритм дня и ночи выступает как сигнал предстоящих изменений климатических факторов, непосредственно воздействующих на живой организм (температура, влажность и т.д.).

Хотя фотопериодизм встречается во всех систематических группах, он свойственен не всем видам. Существует много видов с нейтральной фотопериодической реакцией, у которых физиологические перестройки в цикле развития не зависят от длины дня.

Различают два типа фотопериодической реакции: короткодневный и длиннодневный. Известно, что длина светового дня, кроме времени года, зависит и от географического положения местности. Короткодневные виды живут и произрастают, в основном, в низких широтах, а длиннодневные – в умеренных и высоких. У видов с широким ареалом распространения северные особи могут отличаться от южных по типу фотопериодизма. Таким образом, тип фотопериодизма – это экологическая, а не систематическая особенность вида. У длиннодневных растений и животных увеличивающийся весенний и раннелетний день стимулирует ростовые процессы и подготовку к размножению. Укорачивающиеся дни второй половины лета и осени вызывают торможение роста и подготовку к зиме. Короткодневные растения особенно чувствительны к фотопериодизму, так как длина дня на их родине в течение года меняется незначительно (тропические виды). Фотопериодизм растений и животных – наследственно закрепленное, генетически обусловленное свойство. Однако фотопериодическая реакция проявляется лишь при определенном воздействии других факторов среды, например, в определенном интервале температур.

Другое по теме

Термическое обезвреживание (сжигание) сточных вод
Антропогенное загрязнение окружающей среды в настоящее время уже не компенсируется полностью процессами, происходящими в биосфере. В результате интенсивной деятельности человека происходит ...

Стандартизация и экология
Нынешнюю экологическую ситуацию в Украине можно охарактеризовать как кризисную, которая формировалась в течение длительного периода из-за того, что пренебрегались объективные законы развити ...