Биологические ритмы Природные ритмы организма можно разделить

Биологические ритмы

Природные ритмы организма можно разделить на: внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью); внешние (циклические изменения в окружающей среде).

Внутренние ритмы В основном это физиологические ритмы организма: • Деление клеток. • Пульсация сердца. • Дыхание. • Работа желез внутренней секреции.

Внешние ритмы 1. Геофизические ( связаны с вращением Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли). Влияют на световой режим, температуру, давление и влажность воздуха, приливы и отливы и др. , 2. Периодические изменения солнечной активности (11 -летний и ряд других циклов).

Обращение Земли вокруг Солнца

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун Плутон «Парад планет» - выстраивание всех девяти планет Солнечной системы по одну сторону от Солнца. Происходит один раз в 179 лет. Может отразиться на Земле изменением погоды, наводнениями, землетрясениями, возмущениями магнитосферы Земли и т. д.

Солнечная система в Галактике «Млечный путь»

А – прирост деревьев в Европе (1) и солнечная активность (2); Б – солнечная активность (3) и средний урожай ржи (1) и картофеля (2)

Адаптивные биологические ритмы Возникли как приспособление живых существ к регулярным изменениям во внешней среде. Благодаря им такие функции, как питание, размножение совпадают с наиболее благоприятным временем суток или года.

Адаптивные биологические ритмы Классифицируются на: • суточные; • приливно-отливные; • равные лунному месяцу; • годичные.

Суточный ритм Обнаружен у разных организмов, от одноклеточных до человека • У человека: сон, температура, пульс, умственная работоспособность и др. • У растений: открывание и закрывание цветков и т. д.

Суточные ритмы активности организмов

Ежедневные вертикальные миграции самок веслоногого рачка Calanus finmarchicus

Суточный ритм По смене периодов сна и бодрствования животных делят на: • дневных (многие птицы, муравьи) • ночных (летучие мыши, совы) • полифазных (землеройки)

Сезонные изменения суточной активности больших песчанок

Суточный ритм Суточная цикличность жизнедеятельности может быть обусловлена генетически. Такие эндогенные ритмы получили циркадных (от лат. circa – около и dies – день, сутки),

Циркадный ритм Сохраняется и при отсутствии суточной ритмики внешних условий, например, в условиях эксперимента в полной темноте. Длительность ЦР слегка отличается от 24 -часового периода. Поэтому при снятии внешней ритмики дня и ночи ЦР перестает совпадать с суточными изменениями.

Циркадный ритм активности таракана в полной темноте

Приливно-отливные ритмы • В течение суток наблюдаются 2 прилива и 2 отлива, • Дважды в месяц (новолуние и полнолуние) приливы достигают максимальной величины (сизигийные приливы).

Приливно-отливные ритмы Этой ритмике подчинена жизнь организмов, обитающих в прибрежной зоне. • Мидии во время отлива сжимают створки и прекращают питание. Эта периодичность сохраняется и в аквариумах.

Мидии

Края мантии срастаются, образуя сифоны. С их помощью происходит водообмен

Манящий краб. Охотится во время отлива, а приливы пережидает в норах

Манящий краб

Приливно-отливные ритмы Рыбка атерина в самый высокий прилив откладывает икру в песок у кромки воды. С отступлением воды икра развивается во влажном песке. Выход мальков происходит через полмесяца и приурочен к следующему высокому приливу.

АТЕРИНА-ГРУНИОН

Синодический ритм Проявляется в приуроченности к определенным фазам Луны. В качестве эндогенного ритма выявлен у ряда морских и наземных организмов: - нерест многощетинковых червей палоло; - роение комаров-хирономид и поденок.

Морской кольчатый червь палоло (Eunice viridis)

Палоло

Поденка

Годичные ритмы Связаны с закономерными изменениями физических условий в течение года. • Размножение. • Рост и линька. • Миграции. • Спячка.

Годичные ритмы у многих видов эндогенны. Особенно это относится к циклам размножения. Животные Южного полушария в зоопарках Северного размножаются зимой или осенью, когда на их родине весна или лето.

Годичные ритмы Благодаря им появление потомства, приурочено к наиболее благоприятному периоду, а переживание критических периодов происходит в наиболее устойчивом состоянии или в другом географическом районе.

Сезонная изменчивость пера у глухаря: 1, 2– зимнее; 3, 4 – летнее

Tetrao urogallus Глухарь

Гнездовой ареал и места зимовок шилохвости

Фотопериодизм • Это реакция организмов на сезонные изменения длины дня. • Обеспечивает заблаговременные физиологические перестройки и адаптацию к сезонной смене условий.

Фотопериодизм Различают два типа фотопериодической реакции: короткодневный (низкие широты) и длиннодневный (умеренные и высокие широты)

У длиннодневных растений и животных увеличение дня весной стимулирует рост и подготовку к размножению. Укорочение дня второй половины лета вызывает торможение роста и подготовку к зиме.

• Короткодневные растения особенно чувствительны к фотопериоду, так как длина дня на их родине меняется в течение года мало. • Это является приспособлением к смене сухого и дождливого сезонов.

Биоклиматический закон Хопкинса Сроки наступления сезонных явлений различаются в среднем на 4 дня на 1° широты, на 5° долготы и на 120 м высоты над уровнем моря, т. е. чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступление весны и раньше – осени.