Приспособительные ритмы жизни
Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ритмика внешней среды создает периодичность, т. е. повторяемость условии в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.
Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.
Суточные ритмы. Суточные ритмы приспосабливают организмы к смене дня и ночи. У растений интенсивный рост, распускание цветков приурочены к определенному времени суток. Животные в течение суток сильно меняют активность. По этому признаку различают дневные и ночные виды.
Суточный ритм организмов — это не только отражение смены внешних условий. Если поместить человека, или животных, или растения в постоянную, стабильную обстановку без смены дня и ночи, то сохраняется ритмика процессов жизнедеятельности, близкая к суточной (рис. 35). Организм как бы живет по своим внутренним часам, отсчитывая время.
Суточный ритм может захватывать многие процессы в организме. У человека около 100 физиологических характеристик подчиняются суточному циклу: частота сокращения сердца, ритм дыхания, выделение гормонов, секрета пищеварительных желез, кровяное давление, температура тела и многие другие. Поэтому, когда человек бодрствует вместо сна, организм все равно настроен на ночное состояние и бессонные ночи плохо отражаются на здоровье.
Однако суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер или глубоких вод, где такой смены нет, живут по другим ритмам. Да и среди наземных жителей суточная периодичность выявляется не у всех. Например, крохотные землеройки сменяют активность и отдых каждые 15—20 минут, невзирая на день или ночь. Из-за высокой скорости обмена веществ они вынуждены питаться круглосуточно.
Нарушения суточной ритмики организма
В опытах при строго постоянных условиях плодовые мушки-дрозофилы сохраняют суточный ритм в течение десятков поколений. Эта периодичность передается у них по наследству, как и у многих других видов. Так глубоки приспособительные реакции, связанные с суточной цикликой внешней среды.
Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, космических полетов, подводного плавания и т. п. представляют серьезную медицинскую проблему.
Годовые ритмы. Годовые ритмы приспосабливают организмы к сезонной смене условий (рис. 36). В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс — размножение и выращивание молодняка — приходится на наиболее благоприятный сезон. Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, т. е. проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через ряд поколений.
Подготовка к размножению или к перезимовке — длительный процесс, который начинается в организмах задолго до наступления критических периодов.
Резкие кратковременные изменения погоды (летние заморозки, зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных. Главный экологический фактор, на который реагируют организмы в своих годовых циклах, — не случайные изменения погоды, а фото-период — изменения в соотношении дня и ночи.
Длина светового дня закономерно изменяется в течение года, и именно эти изменения служат точным сигналом приближения весны, лета, осени или зимы.
Способность организмов реагировать на изменение длины дня получила название фотопериодизм.
Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, если Удлиняется — к активному росту и размножению. В этом случае для Жизни организмов важен не сам фактор изменения длины дня и ночи, а его сигнальное значение, свидетельствующее о предстоящих глубоких изменениях в природе.
Как известно, длина дня сильно зависит от географической широты. В северном полушарии на юге летний день значительно короче, чем на севере. Поэтому южные и северные виды по-разному реагируют на одну и ту же величину изменения дня: южные приступают к размножению при более коротком дне, чем северные.
Примеры и дополнительная информация
Исследователи пещер — спелеологи подробно изучали свою суточную ритмику. Они спускались в пещеру на длительный срок (1—3 месяца) без часов и строили свой режим работы, сна, еды и отдыха на основании собственных ощущений времени. Связь с поверхностью была односторонняя, они не получали никакой информации извне. Снаружи их сигналы тщательно записывались и анализировались. Оказалось, что в постоянных условиях человек сохраняет регулярную цикличность сна и бодрствования, но период этого цикла не совсем точно равен 24 часам, а может отличаться на несколько минут. За много суток эта разница суммируется, и через некоторое время спелеологи ложатся спать тогда, когда на поверхности день, а бодрствуют ночью. По окончании эксперимента оказывается, что их отсчет времени на несколько дней не совпадает с реальными датами.
Такие же результаты получены в многочисленных опытах с животными. Их внутренний ритм в постоянных условиях оказывается не строго суточным, а околосуточным, при смене же дня и ночи внешняя ритмика как бы поправляет внутреннюю и настраивает ее на 24 часа.
Самая сложная ритмика у обитателей морской приливно-отливной зоны. Так, у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа. Следовательно, точное время приливов постепенно сдвигается. На время отлива моллюски плотно сжимают раковины, а рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли. На этот ритм их жизни, кроме того, накладывается еще и суточная периодичность. Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем ночью.
В одном из экспериментов белок-летяг держали в клетках при постоянной темноте. Зверьки эти в природе активны ночью, а днем спят. При регулярной смене дня и ночи они дружно просыпаются и засыпают примерно в одно и то же время. В опыте же каждая летяга жила по собственному околосуточному ритму, а он оказался слегка различным у разных особей: у одних отставал от суток на 5—10 минут, у других — на несколько минут опережал сутки. В результате через некоторый период наступило полное рассогласование общей активности: каждый зверек просыпался и засыпал в свое время. Когда восстановили смену дня и ночи, активность летяг снова упорядочилась.
Виды с широким распространением по-разному реагируют на одну и ту же продолжительность дня в разных частях своего ареала. Критическая длина дня, при которой прекращается рост и развитие личинок у бабочки стрельчатки щавелевой, на широте Сухуми — 14,5 часа, в окрестностях Витебска — 18,06, а под Санкт-Петербургом — 19,5 часа.
Другие работы по теме:
Ритм
Ритм - универсальный закон развития мироздания. ХХ век очень многое внес в изучение биологических и космологических ритмов, ритмов в искусстве и в стихотворной строке.
Водная растительность
Некоторые виды растений предпочитают развиваться в воде. В состав водной растительности входят растения, приспособленные к водной среде. Растительность водоёмов в гораздо меньшей степени, чем растительность суши, зависит от климатических условий местности. Водные растения всегда хорошо обеспечены влагой, и это определяет их относительную независимость от влажности климата.
Основные законы и принципы экологии
Рассмотрение принципов теории Бари Коммонера, законов минимума, необходимости, пирамиды энергии, понятия сукцессии (последовательная смена сообществ пол влиянием времени), биоценоза, толерантности, сопротивления среды, устойчивости природного сообщества.
Социальный дарвинизм
Британский философ и социолог Герберт Спенсер (Herbert Spencer, 1820–1903) был одним из самых восторженных последователей идей Дарвина. Между прочим, именно ему принадлежит фраза «Выживают наиболее приспособленные».
Биологические ритмы и работоспособность
Министерство Образования РФ Новосибирская Государственная Академия Экономики и Управления Кафедра физической культуры Реферат по теме: "Биологические ритмы и работоспособность"
Биоритмы сексуальные
Биоритмы сексуальные (синоним — биологические ритмы сексуальные), индивидуальные ритмические изменения половой активности в зависимости от факторов внешней среды, возрастных, конституционных особенностей и социальных условий.
Ночное пробуждение сбивает биологические часы
Пробуждение при ярком свете ночью нарушает работу биологических часов человека на несколько дней. Кроме того, даже ночное пробуждение в тёмной комнате прерывает течение биологического времени, хотя и в меньшей степени.
Музыкотерапия
Text Text От гипертонии, устраняет напряженность в отношениях От гипертонии, устраняет напряженность в отношениях Graphics
1. Введение в биоритмологию
Основной целью курса является ознакомление студентов с теоретическими основами экологических проблем биоритмологии
Сальса
Сальса – дитя двух культур, европейской (вернее, испано-арабской), подарившей сальсе струнные инструменты, мелодику и поэтическую форму и африканской, давшей сальсе барабаны и другие ударные инструменты.
Ill Nino
Группа из Нью-Джерси, состоящая из южноамериканцев и латиносов, открыла новую грань ню-металла, добавив туда зажигательные латинские ритмы и акустические гитары фламенко.
Биологические ритмы и их влияние на работоспособность человека
Биологические ритмы и их влияние на работоспособность человека. Биологическе ритмы и их влияние на работоспособность человека. Биологические ритмы — это периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений в организме человека. Биологические ритмы можно наблюдать на всех уровнях организации живой материи: от внутриклеточного до популяционного.
Эволюция нервной системы
Развитие центральной нервной системы происходило прежде всего в связи с усовершенствованием восприятия и анализа воздействий из внешней среды. Вместе с тем совершенствовалась и способность отвечать на эти воздействия координированной, биологически целесообразной реакцией. Развитие нервной системы шло также в связи с усложнением строения организмов и необходимостью согласования и регуляции работы внутренних органов.
Биологические ритмы
Многие факторы, определяющии физическую и умственную работоспособность, систематически изменяются в течение дня. В обычных условиях эти ритмы часто "маскируются" внешними влияниями.
Борис Леонидович Пастернак 2
Борис Леонидович Пастернак (1890-1960) родился в Москве, в семье академика живописи Л. О. Пастернака. Окончил гимназию, затем, в 1913 году, — Московский университет по философскому отделению историко-филологического факультета. Летом 1912 года изучал философию в университете в Марбурге (Германия), ездил в Италию (Флоренция и Венеция).
Ранняя лирика
Автор: Вознесенский А.А. Красною кистью Рябина зажглась. Падали листья. Я родилась. М. Цветаева Марина Ивановна Цветаева — самобытная и яркая звезда русской поэзии. Она, как смерч, врывается в поэзию начала XX века. Молодая и необузданная сила кипит, выливается в яркие неповторимые ритмы, звуки, порывы.
Поэтическое своеобразие Марины Цветаевой
Я не верю с стихи, Которые льются. Рвутся – да! Цветаеву-поэта не спутаешь ни с кем другим. Стихи ее узнаешь безошибочно по особому распеву, неповторимым ритмам, необщей интонации.
Понятие кинотеатра
Кинотеатр. Кинотеатр — общественное учреждение для публичного показа кинофильмов. Главное помещение кинотеатра — зрительный зал со специально широким экраном размером до 30 м и акустической системой. В современных кинотеатрах часто имеется несколько зрительных залов, обязательна система кондиционирования воздуха, а современные акустические системы состоят из множества раздельных звуковых каналов (подробнее см.
Китайский календарь
Традиционный китайский календарь - это универсальная карта, соединяющая время, пространство и человека; целостное описание, где все предметы и явления окружающего мира увязаны в непротиворечивую систему.
Футуристы
Футуристическое движение, его возникновение. Представители движения: В.Маяковский и Н.Бурлюки, В.Хлебников.
Ритмы Кузнеца
— экономические циклы с характерным периодом 15-20 лет. Были открыты в 1930 году лауреатом Нобелевской премии Саймоном Кузнецом[1]. Кузнец связывал эти волны с демографическими процессами, в частности, притоком иммигрантов и строительными изменениями, поэтому он назвал их "демографическими" или "строительными" циклами.
Длинные циклы в экономике
План Введение 1 Разновидности длинных циклов в экономике Список литературы Введение Длинные циклы в экономике — экономические циклы с длительностью более 10 лет. Иногда называются по именам их исследователей.
Биологические ритмы
Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью. Примеры быстрых ритмов – сокращения сердца или дыхательные движения с периодом всего в несколько секунд.
Онтогенез у животных
Почему у большинства животных онтогенез начинается с оплодотворения одной яйцеклетки? Какое значение имеют половые различия для организмов?
Сны и сновидения
Text Text Сон – периодически наступающее физиологическое состояние у человека и животных; характеризуется почти полным отсутствием реакций на внешние раздражения, уменьшением активности ряда физиологических процессов. Сон – периодически наступающее физиологическое состояние у человека и животных; характеризуется почти полным отсутствием реакций на внешние раздражения, уменьшением активности ряда физиологических процессов.
Биоритмы 3
Ученые доказали, а люди давно заметили, что имеются такие крайние индивидуальные свойства человека, которые влияют на его активность и самочувствие в разное время суток. Одни встают «ни свет ни заря» и сразу же принимаются за дело. Другие мучаются и страдают, если их рано разбудить на работу и с удовольствием полуночничают.
Биологические ритмы 3
Федеральное агентство образования Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Шадринский политехнический колледж»
Биологические ритмы
Биологические ритмы - периодические повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Рациональная регламентация жизненного распорядка человека, ее значение для сохранения работоспособности и хорошего самочувствия.
Биоритмы
Биологические ритмы или биоритмы – это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов.
Биологические ритмы меди в растениях
Понятие биоритмов биологических процессов в организме, их физиологические и экологические формы. Процессы, контролирующие фиксацию меди в почве. Биологические функции меди в растениях и организме человека. Оценка биологических особенностей меди и селена.
Биологические ритмы
Основными параметрами биоритмов. Ю.Ашофф (1984 г.) подразделяет ритмы: по их собственным характеристикам, таким как период; по их биологической системе, например популяция; по роду процесса, порождающего ритм; по функции, которую выполняет ритм.
Отряд голубеообразных
Голубеобразные, отряд птиц. 3 семейства: дронты (вымершие), голуби и рябки. Ок. 300 видов, распространены широко. Птицы с плотным массивным телом; ноги и шея короткие; крылья длинные и острые, приспособленные к стремительному полету.
Дарвин Чарлз
Будущий знаменитый ученый родился в небольшом английском городке Шрусбери. С детства любил бродить по полям и лесам, внимательно вглядывался в окружающую природу. Свои наблюдения Чарлз сравнивал с тем, что прочитал в книгах.