Вопрос 36

Эндогенные ритмы обусловлены функционированием клеток, тканей, органов и систем органов.

экзогенные биологические ритмы определяются:

^^а) вращением Земли относительно солнца и Луны относительно Земли( световой режим, температура, морские приливы и отливы и др.)

Б) Поведением других живых существ, фазами их жизненного цикла, активностью во времени и пространстве и т.д

Первая группа факторов имеет космическое, а вторая – земное происхожение.

И растения, и животные обладают различными механизмами, позво­ляющими достаточно точно определять положение Солнца и звезд, движе­ние Земли, фазы Луны и т.д. Они живут и размножаются в темпе, cooтветствующем смене времён года, продолжительности светового дня, чередованием дня и ночи. Совпадение фаз жизненного цикла с теми или иными природ­ными процессами имеет важнейшее значение для существования как вила, так и отдельных особей, и подкреплено соответствующими адаптациями.

Среди адаптивных биоритмов следует назвать суточные, сезонные, годовые, приливно-отливные, а также соответствующие лунному месяцу (28 дней). Суточный и близкий к нему циркадный ритм, обусловленные вращением Земли, свойственен многим живым организмам. Так. у расте­ний суточный ритм проявляется в прохождении световой и темновой фазы фотосинтеза, открывании и закрывании цветков (т.н. «цветочные часы»), поднятии и опускании листьев и т.д. животные могут различаться днев­ным и ночным образом жизни, гидробионты могут совершать дневные и ночные миграции к поверхности водоёмов и в глубину, и т.д. У человека суточной периодичностью затронуто около 100 физиологических функций, в том числе сон и бодрствование, изменение температуры тела, чувстви­тельность к болевым ощущениям, мышечная и умственная работоспособ­ность и др.

У многих животных такая циркадная периодичность не сопровожда­ется существенными отклонениями физиологических функций, а проявляется в изменениях двигательной активности. При полном постоянстве внешних условий циклы, близкие к суточным, сохраняются в течение длительного времени

Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности живых организмов чувствовать время и получило название«биологических часов». Их проявлениями могуг быть поведение листьев и цветков растений, дневной и ночной образ жизни животных, миграции и др.Организмы, обладающие такими внутренним и биологическими часами имеют важное преимущество:они способны «предвидеть» регулярно повторяющиеся события и поэтому они могут соответствующим образом подготовиться к переменам:например, это позволяет экономить время на поиск пищи, точно ориентироваться по небесным светилам во время миграций. Ярким проявлением биологических ритмов служит сезонная перио­дичность природных процессов - смена времён года, также обусловленная Земли вокруг Солнца. Такие периодические изменения проявляютя в выработке определённого ежегодного ритма в жизнедеятельности растений и животных, согласованного с климатическими и метеорологиче­скими факторами: они как бы заранее готовятся к холодному или тёплому времени года.

Сезонная периодичность связана с продолжительностью светового дня. которая меняется на протяжении целого года. Смена времён года свя­зана не только с периодами обилия или недостатка пищи, но и с ритмом размножения, когда потомство (например, у коров, лошадей, овец) обычно появляется весной и подрастает в наиболее благоприятный тёплый период. Однако такая зависимость не универсальна: существуют весенне- и осене-ненерестящиеся виды рыб. размножение многих мелких млекопитающих (полевок, мышей, леммингов) не имеет строгой сезонной зависимости и может идти в любой период года.

Имеются данные о связи солнечной активности с показателями сельскохозяйственного производства «прямая зависимость для удоев молока, прироста шерсти и мясной продуктивности у овец, для динамики роста хвойных деревьев и др. к с периодичностью изменений свойств вируса гриппа, заболеваниями сердечно-сосудистой системы человека и т.д.

Гораздо меньше фактов о влиянии на живые организмы получены при анализе связей биоритмов с фазами Луны (несмотря на широкую распространённость в СМИ разного рода лунных календарей и астрологиче­ских прогнозов). Существуют приметы, говорящие о влиянии Луны на урожайность сельскохозяйственных культур, продуктивность естествен­ных лугов и пастбищ, поведение человека и животных. Периодичность, приближенная к лунному месяцу, выявлена у ряда животных в реакции на свет и на слабые магнитные поля, в скорости ориентации. Влияние Луны на гидробионтов прибрежной полосы морей и океанов связано прежде все­го с чередованием приливов отливов.

Внутренние ритмы объединены в целостную систему и выступают в форме обшей периодичности поведения организма, который осуществляет свои физиологические функции в определённом ритме. Время при этом выступает в качестве одного из важнейших экологических факторов, на который реагирую- живые организмы в процессе адаптации к внешним циклическим изменениям. Эндогенные ритмы вдето совпадают с внешними географическими космическими часто имеют независимый характер (на­пример, сердечный цикл и частота дыхания в большей степени зависят от внутренних свойств организма, связанных с гормональной регуляцией данных процессов или физической активностью).

Способность чувствовать временные интервалы хорошо развита и у В его организме с определённой продолжительностью и периодичностью идут многие биохимические процессы, с большой точностью (90 ± 2 минуты) меняются фазы «быстрого» и «медленного» cна что связано с изменениями электрической активности моста

Помимо циркадных и сезонных ритмов, в природе наблюдается периодичность биологических явлений, которая определяется:

I) влиянием солнечной активности, имеющей 5. 6. 11 и 80 летнюю цикличность;

2) чередованием урожайных и неурожайных лет обильных или малочисленных поколений, что отражается в популяционных волнах численности и др.

Ритмические изменения морфологических, физических свойств и функций пол влиянием чередования и длительности освещенности называют фотопериодизмом. Такая фотопериодическая способность

— способность живых организмов реагировать на продолжительность светового дня свойственна растениям различных таксономических групп и по этому признаку выделяют растения короткого дня <цветеник и плодононошение которых наступает при 8-12-часовом освещении –табак и конопля), растения длинного дня. которым для цветения нужна продолжительность не менее 12 часов картофель, пшеница, растения. Безразличные ( нейтральные) к длине дня - горчица, томаты. Однако при очень короткой длине светового дня (до 6 часов) у многих растений наблюдается световое голодание сопровождающееся угнетением роста.

Фотопериодизм имеет важное значение в географическом распространении растений и в регуляции их сезонного развития. В умеренных широтах большинство растений относится к приспособлены к продолжительному освещению. Тропические виды большинстве своём короткодневные или нейтральные.

Среди насекомых также встречаются виды короткого дня (саранчовые. тутовый шелкопряд, и длинного дня (капустная белянка). У них продолжительность дня регулирует процессы, связанные с эмбриональным развитием, линькой, спячкой и миграциями.

Суточная периодичность светового режима обуславливает многочисленные приспособления к дневному и ночному образу жизни, и логические процессы имеют максимумы и минимумы в определенное время суток. Многие животные имеют приспособления к сезонным явлениям: зимняя, л летняя спячка у рыб и пауза у насекомых, миграции птиц и т.д.