Приливные и годовые ритмы

Удары волн о берег и смена сезонов могут повлиять на эндогенные биологические ритмы. Эти приливные и годовые ритмы являются самыми короткими и самыми длинными соответственно.

Неудивительно, что многие морские животные проявляют биологические ритмы, связанные с приливами и отливами и периодически повторяющиеся каждые 12,4 часа.

Зелёный краб хорошо прячется среди камней или в расщелинах, когда прилив отступает. Однако он твёрдо знает, что можно выходить из своего убежища, когда вода снова начинает покрывать берег. Он один из тех животных, которые обитают в приливно-отливной зоне морских побережий и, появляясь и прячась, ярко демонстрирует ритмическое поведение.

Годовые ритмы с периодом в 365 дней служат причиной разного рода поведенческих феноменов, происходящих только один раз в году, включая миграции животных в разных уголках земного шара, зимнюю спячку и даже смену оперения и окраски меха в течение года.

Сезонные изменения растительного покрова Земли, миграция птиц, зимняя спячка ряда видов животных — это примеры ритмов с годичным периодом. Сезонные колебания жизненных функций характерны и для человека. Так, в регионах с сезонными контрастами климата интенсивность обмена веществ выше зимой, чем летом. Холод является адекватным стимулятором функции щитовидной железы. Артериальное давление, количество эритроцитов, гемоглобина обычно ниже в жаркое время года. Весной и летом у большинства людей работоспособность выше, чем зимой. Пик выдающихся спортивных достижений приходится на весенне-летний и ранний осенний периоды. Хорошо известно волнообразное течение многих заболеваний, при котором периоды обострения сменяются длительными ремиссиями: так, туберкулез чаще обостряется весной, а язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки — весной и осенью. В осенне-зимний и весенний периоды выявляют наибольшее число первичных больных инсулинозависимых сахарным диабетом.

Зимняя спячка

Для того чтобы бодрствовать и сохранять активность на протяжении зимы, животные должны сохранять постоянную температуру тела, а для этого необходимо увеличивать скорость обмена веществ. Чтобы увеличь её, звери должны больше есть, но богатой энергией пищи в зимнее время очень мало. Для некоторых животных зимой пищи становится слишком мало, в результате вероятность погибнуть от голода увеличивается во много раз.

Зимняя спячка не наступает внезапно. Подготовка животных к ней занимает многие недели, в это время они много едят, откладывают слои жира, который будет служить запасом энергии и станет средством существования на протяжении всего периода гибернации. Некоторые виды, такие как сони («dormice,» «спящие мыши», названные так из-за их гибернационных талантов, «dormir» от французского «спать»), впадают в спячку более чем на шесть месяцев: суслик, живущий на Северной Аляске, может проводить в спячке до восьми месяцев. Такой длительный период спячки, требует значительных жировых отложений. Летучие мыши, например, в период накопления жира могут увеличить свой общий вес на четверть.

Ежи, которые известны как, возможно, самые «крепко спящие» животные, претерпевают целый ряд физиологических изменений, предшествующих спячке. Содержание калия в их крови увеличивается, а репродуктивные органы заметно уменьшаются в размерах, поскольку зимой в них нет необходимости. То же самое происходит и со многими эндокринными железами, включая щитовидную, переднюю долю гипофиза и часть надпочечников, которые сокращают свою функцию.

Когда слои жира накоплены и приближается время спячки, животные становятся более медлительными. Сигналом к самой спячке у впадающих в неё животных часто оказывается понижения до определенного уровня температуры окружающей среды. Когда зверь засыпает, то удобно устроившийся в своей «зимней квартире», он кажется глубоко заснувшим, хотя на самом деле, состояние гибернации, в котором он находится, гораздо глубже чем любой нормальных сон.

У животных в состоянии гибернации резко снижается частота дыхания (некоторые летучи мыши делают всего одно дыхательное движение в два часа). То же самое происходит с сердечной деятельностью (у летучей мыши от 1000 ударов в минуту при полёте до 25 в минуту во время спячки). Интенсивность кровообращения также снижается настолько, что кожа и конечности кажутся холодными при прикосновении. Температура тела животного в спячке может упасть до 20 °С, то есть не намного превышать температуру окружающей среды, и поэтому животные в гибернации часто кажутся мёртвыми.

 

ФОТОПЕРИОДИЗМ- комплексная реакция животных и растений на суточный ритм освещения (день и ночь); один из способов их адаптации к сезонным изменениям. У животных фотопериодизм связан с биологическими ритмами.

Фотопериодизм влияет на половое созревание, плодовитость, начало и окончание брачного периода, линьку, периоды покоя и активности, осенние и весенние миграции и т. п.

Животные условно разделяются на «длиннодневных» (активны летом) и «короткодневных» (активны зимой). Знания в этой области позволяют управлять развитием животных, прогнозировать изменения численности их популяций в течение года.

У растений в результате фотопериодизма образуются фитогормоны, влияющие на многие физиологические процессы. Например, картофель при укорачивании светового дня быстрее переходит к клубнеобразованию, а табак при удлинённом дне даёт большую фитомассу. Явление фотопериодизма используется в селекции растений.

ü Ответы отправлять на почту преподавателя boyarintseva.8989@mail.ru

ü Домашнее задание:

Выучить конспект.

Выполнить тест.

1.Механизмы отсчёта времени у живых организмов
а) биологические часы
б) адаптивные биоритмы
в) часовые белки
2.Регулярное чередование во времени биологических процессов
а) метаболизм
б) фотопериодизм
в) биологический ритм
3.Циркадным ритмом является
а) биоэлектрическая активность мозга
б) листопад
в) суточные изменения температуры тела
4.Самые активные дни недельных биоритмов
а) воскресенье, понедельник, вторник
а) вторник, среда, четверг
б) четверг, пятница, суббота
5.Максимальная работоспособность в течение дня
а) 10-12, 14-16 ч
б) 10-12, 16-18 ч
в) 14, 3-4 ч
6.Сезонный биоритм ярко выражен у следующих птиц
а) синица большая, скворец
б) щегол, зяблик
в) трясогузка белая, иволга
7. Что использует большинство животных для определения времени подготовки к зимней спячке?
а) сезонные соотношения дневных и ночных температур
б) изменение соотношения влажности воздуха
в) ритм чередования темного и светлого времени суток
8.Фотопериодизм – это
а) ритмичная смена дня и ночи
б) реакция организма на сезонные изменения длины дня.
в) физиологический процесс перехода к покою и растений и животных
9.Не проявляют фотопериодической реакции
а) фиалка приятная, птицемлечник Буше
б) пролеска двулистная, гусиный лук жёлтый
в) будра волосистая, чистяк весенний

10. Главным регулятором сезонных изменений в жизни растений и животных является изменение:

а) количество пищи

б) влажности воздуха

в) длины дня

г) климата

11. Линька животных является процессом:

а) направленным

б) хаотическим

в) циклическим

г) нет верного ответа

12. Активность в течение всего года проявляет:

а) медведь

б) уж

в) жаба

г) лось

13. К циклическим процессам не относится:

а) приливно-отливный ритм перемещения животных, обитающих в зоне прилива

б) ежегодное сбрасывание листвы листопадными деревьями

в) землетрясения и наводнения

г) смена дня и ночи

14.* Из перечисленных биологических явлений суточным биоритмам подчиняются:

а) открывание и закрывание цветков у растений

б) миграции лососевых рыб на нерест в реки

в) открывание и закрывание раковин у морских моллюсков

г) распускание почек и листопад у деревьев и кустарников

15.* Из перечисленных биологических явлений приливно-отливным биоритмам подчиняются:

а) открывание и закрывание устьиц на листьях у растений

б) миграции лососевых рыб на нерест в реки

в) открывание и закрывание раковин у морских моллюсков

г) распускание почек и листопад у деревьев и кустарников

16.* Из перечисленных биологических явлений годичным биоритмам подчиняются:

а) открывание и закрывание устьиц на листьях растений

б) миграции лососевых рыб на нерест в реки

в) открывание и закрывание раковин у морских моллюсков

г) изменение склонности к кровотечениям у оперированных больных