6. Биологические ритмы. Адаптации организмов к природным ритмам (линька, спячка, миграции и т.Д.).

Биологические ритмы - периодически повто­ряющиеся изменения интенсивности биологических про­цессов и явлений. Они присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации жизни. Ритмы у растений могут быть суточные (движения листьев) и сезонные (опадение и распускание листвы и т.д.). Ритмы животного — суточные (бодрствование, сон), сезонные (линька, миграции, брачный период и т.д.). Ритмический характер могут носить колебания численности популяций.

Биоритмы бывают:

- экзогенные (внешние) ритмы (возникают как реакция на периодические изменения среды (смену дня и ночи, сезонов, солнечной активности)

- эндогенные (внутренние ритмы) генерируются самим организмом

В свою очередь эндогенные делятся на:

Физиологические ритмы (биение сердца, дыхание, работа желез внутренней секреции, синтез ДНК, РНК, белков, работа ферментов, деление клеток и др.)

Экологические ритмы (суточные, годичные, приливные, лунные и др.)

Физиологические ритмы варьируют в зависимости от состояния организма, экологические – более стабильны и соответствуют внешним ритмам. При эндогенных ритмах организм может ориентироваться во времени и заранее готовиться к предстоящим изменениям среды – это биологические часы организма. Многим живым организмам свойственны циркадные и цирканные ритмы.

Циркадные ритмы (околосуточные) – повторяющиеся интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 20 до 28 часов. Циркадные ритмы связаны с активностью животных и растений в течение суток и, как правило, зависят от температуры и интенсивности света. Например, летучие мыши летают в сумерки и отдыхают днем, многие планктонные организмы ночью держатся у поверхности воды, а днем спускаются в глубину.

Цирканные (окологодичные) ритмы – повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 10 до 13 месяцев.

Физическое и психологическое состояние человека также имеет ритмический характер. Нарушенный ритм труда и отдыха снижает работоспособность и оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека. Состояние человека в экстремальных условиях будет зависеть от степени подготовленности его к этим условиям, поскольку времени на адаптацию и восстановление практически нет.

Адаптации – различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов (от наипростейших до высших) в процессе эволюции. Способность к адаптации – одно из основных свойств живых, обеспечивающих возможность своего существования.

ЛИНЬКА — периодическая смена внешних покровов у животных. У беспозвоночных наблюдается возрастная линька, которая выражается в периодическом сбрасывании плотной кутикулы, чем создается возможность для роста и изменения формы тела. Количество линек в цикле развития животного видоспецифично и регулируется гормонами. У позвоночных имеет место сезонная линька, позволяющая им приспосабливаться к изменениям внешних условий. Например, у некоторых млекопитающих во время линьки меняется цвет и густота шерсти или меха. Кроме того, имеется еще постоянная линька, связанная с заменой изнашивающихся покровов на новые. У земноводных и пресмыкающихся происходит сбрасывание верхнего ороговевшего слоя кожи, у птиц сбрасываются перья и роговые образования на ногах и клюве. У землероев (крот, слепыш) волосяной покров быстро изнашивается, поэтому линька происходит у них постоянно и быстро. Большинство млекопитающих линяют дважды в год — весной и осенью.

СПЯЧКА — физиологическое состояние организма, для которого характерно резкое снижение интенсивности всех жизненных процессов. Спячка является приспособлением к переживанию периода неблагоприятных внешних условий, при котором невозможно поддержание высокой активности, в первую очередь из-за недостатка корма. Зимняя спячка наблюдается у многих животных (амфибий, рептилий, летучих мышей, ежей, сурков, медведей и пр.), летняя — у некоторых рыб, черепах, желтого суслика. У растений известна спячка почек.

МИГРАЦИЯ — перемена местообитания животными, вызываемое сменой условий жизни или переходом к новой стадии развития (личинка — имаго). Миграции могут быть периодическими и спорадическими. Периодическим миграциям подвержены разные группы животных: млекопитающие, птицы, рыбы, насекомые и др. Миграции могут быть также вертикальными (например, перемещение по склонам гор, в толще воды) или горизонтальными (перемещение в окружающем пространстве). Миграции осуществляются в более или менее определенном направлении (миграционный путь). Спорадические миграции наблюдаются у оседлых животных из-за невозможности существования в старом местообитании. Их причиной служит резкое ухудшение условий жизни в связи с природными катаклизмами (засухой, наводнением, землетрясением и т.д.). Миграции являются эффективным фактором генетической динамики популяций, действие которого может значительно изменить их генетическую структуру.