Приспособительные ритмы жизни экология конспект

Обновлено: 08.07.2024

Одно из фундаментальных свойств живой природы – цикличность большинства происходящих в ней процессов. Вся жизнь на Земле, от клетки до биосферы, подчинена определенным ритмам. Природные ритмы для любого организма можно разделить на внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью) и внешние (циклические изменения в окружающей среде).

Внутренние циклы. Внутренние циклы – это прежде всего физиологические ритмы организма. Ни один физиологический процесс не осуществляется непрерывно. Ритмичность обнаружена в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, в сборке белков, в работе ферментов, деятельности митохондрий. Определенному ритму подчиняются деление клеток, сокращение мышц, работа желез внутренней секреции, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т. е. работа всех клеток, органов и тканей организма. При этом каждая система имеет свой собственный период. Изменить этот период действием факторов внешней среды можно лишь в узких пределах, а для некоторых процессов совсем нельзя. Такую ритмику называют эндогенной.

Все внутренние ритмы организма соподчинены, интегрированы в целостную систему и в конечном счете выступают как общая периодичность поведения организма. Ритмически осуществляя свои физиологические функции, организм как бы отсчитывает время. И для внешних, и для внутренних ритмов наступление очередной фазы зависит прежде всего от времени. Поэтому время выступает как один из важнейших экологических факторов, на который должны реагировать живые организмы, приспосабливаясь к внешним циклическим изменениям природы.

Внешние ритмы. Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли. Под влиянием этого вращения множество экологических факторов на нашей планете, в особенности световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, океанические приливы и отливы и др., закономерно изменяются. Кроме того, на живую природу воздействуют и такие космические ритмы, как периодические изменения солнечной активности (рис. 58). Для Солнца характерен 11-летний и целый ряд других циклов. Изменения солнечной радиации существенно влияют на климат нашей планеты. Кроме циклического воздействия абиотических факторов, внешними ритмами для любого организма являются также закономерные изменения активности и поведения других живых существ.

Рис. 58. Изменение некоторых биологических процессов в сопоставлении с ритмом солнечной активности (по В. Н. Ягодинскому, 1975): А – прирост деревьев в разных странах Европы (1) и солнечная активность (2); Б – солнечная активность (3) и средний урожай ржи (1) и картофеля (2) по данным опытной полевой станции ТСХА

Целый ряд изменений в жизнедеятельности организмов совпадает по периоду с внешними, геофизическими циклами. Это так называемые адаптивные биологические ритмы – суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годичные. Благодаря им самые важные биологические функции организма, такие, как питание, рост, размножение, совпадают с наиболее благоприятным для этого временем суток или года.

Адаптивные биологические ритмы возникли как приспособление физиологии живых существ к регулярным экологическим изменениям во внешней среде. Этим они отличаются от чисто физиологических ритмов, которые поддерживают непрерывную жизнедеятельность организмов – дыхания, кровообращения, деления клеток и т. д.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Урок экологии "Биологические ритмы"

• Образовательные: дать понятие о приспособительных ритмах жизни и биологических часах, определить причины этих проявлений, первично закрепить знания по данной теме, проверить усвоение нового материала.

• Развивающие: расширять кругозор и словарный запас учащихся, развивать умение анализировать и классифицировать явления в жизни растений, животных и человека.

• Воспитательные: прививать интерес к предмету, пропагандировать здоровый образ жизни, способствовать гигиеническому воспитанию.

Оборудование: компьютерная презентация, карточки с тестовыми заданиями.

Тип урока: комбинированный.

Методы: объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, практический.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

1. Какие пути приспособления организмов к среде обитания вы знаете?

2. Как организмы могут сопротивляться влиянию среды?

3. Каким образом организмы могут избегать неблагоприятных условий среды?

III. Изучение новой темы

Рассказ учителя с элементами беседы с использованием компьютерной презентации.

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, то есть повторяемость условий 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.

Биологические ритмы – периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов.

Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.

Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи.

Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси.

Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении.

У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела.

У человека обнаружено около 100 периодически повторяющихся процессов. Например, в течение суток максимальная масса тела отмечается в 18–19 часов, температура тела – в 16 – 18 часов, частота дыхания – в 13 – 16 часов, частота сердечных сокращений – в 15 – 16 часов, даже кожа более чувствительна к косметическим процедурам в светлое время суток.

Вопрос: Как вы думаете, у всех ли организмов проявляются суточные ритмы?

Примерный ответ: Суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер и глубоких вод, где нет смены дня и ночи, живут по другим ритмам.

Среди наземных позвоночных и беспозвоночных суточная периодичность также выявляется не у всех. Например, землеройки сменяют активность и отдых каждые

15–20 минут, невзирая на день и ночь. У этих животных обмен веществ протекает очень быстро, поэтому они вынуждены питаться круглосуточно.

Периодичность передается по наследству. Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, подводного плавания, космических полетов другие представляют серьезную медицинскую проблему.

Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий.

Причина: движение Земли вокруг Солнца.

При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года: зимы, весны, лета и осени.

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 самый благоприятный период. На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян (вегетационный период).

Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, то есть 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 целый ряд поколений.

Задолго до наступления неблагоприятных периодов у организмов начинается длительный процесс подготовки. У организмов много приспособлений к сезонному ритму внешних условий. Задолго до наступления зимы у растений опадают листья, созревают плоды и семена. Одни животные становятся малоподвижными и впадают в оцепенение, другие готовятся к активной жизни в суровые холода, третьи уходят от неблагоприятных условий.

Резкие кратковременные изменения погоды (заморозки летом или зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных.

Таким образом, главным фактором, на который реагируют организмы в годовых циклах, является не случайное изменение погоды, а изменение долготы дня. Это единственный астрономический сигнал наступления нового сезона.

Фотопериод – соотношение светлого и темного времени суток.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года. Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, а если удлиняется – к активному росту и размножению.

Фотопериодизм – способность организмов реагировать на изменение длины светового дня.

Длина дня оказывает влияние на скорость и интенсивность процессов жизнедеятельности. Например, хризантема зацветает лишь осенью, когда длина дня уменьшается от 12 до 6 часов. У бабочек при уменьшении длины дня замедляется развитие яиц и личинок.

У людей помимо гормональных были обнаружены изменения в обмене веществ, температурной регуляции, кровообращении, кроветворении.

Внешними воздействующими факторами являются для человека продолжительность и интенсивность освещения, фотохимические раздражители изменяющегося ультрафиолетового излучения и температурные колебания.

Так, например, весной люди наиболее восприимчивы к заболеваниям, возникают душевные кризисы, которые выражаются в учащении самоубийств, преступлений и душевных расстройств. Статистика показывает, что весной возникает стремление к более активной физической деятельности (психосоматический рост), в то время как способность к обучению, внимательность и тщательность ухудшаются.

Кризис возникает и осенью, правда, менее выраженный: человек становится более уравновешенным, ограничивается своим домашним "гнездышком", в большой степени становится, склонен к духовной, нежели к физической активности.

Ученые считают, что растения определяют изменение длины светового дня при помощи листьев, а животные и человек – при помощи особого отдела головного мозга.

Человек может использовать знания о биологических ритмах в практической деятельности. Например, при выращивании овощей и фруктов, для повышения яйценоскости кур, благодаря искусственному увеличению длины дня, можно достичь больших результатов.

Приливно-отливные ритмы – ритмы, которые характерны для обитателей прибрежной зоны морей и океанов.

Это самая сложная ритмика в жизни живых организмов. Так у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа (это ровно половина лунного периода). Следовательно, точное время приливов постоянно сдвигается.

Жизнь в приливно-отливной зоне представлена большим многообразием видов. На время отливов моллюски плотно сжимают раковины, рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли. Сложность, в данном случае, заключается еще и в том, что на жизнь этих организмов влияет также и суточная периодичность. Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем во время ночных приливов.

Рыба грунион, обитающая у калифорнийского побережья, откладывает свою икру на песчаном пляже во время новолунных или полнолунных приливов, которая развивается там в течение 14 дней до следующего прилива и затем снова попадает в воду.

Таким образом, биологические ритмы приспосабливают организмы к циклическим изменениям во внешней среде.

За точность работы биологические ритмы называют биологическими часами.

Биологические часы – способность живых организмов ориентироваться во времени.

Как бы придерживаясь внутреннего расписания, каждая птица в строго определенное время просыпается и начинает петь (соловей – в 2 часа ночи, жаворонки, кукушки, иволги – в 3 часа, скворцы и трясогузки – в 4 часа, воробьи – в 6часов), цветки разных растений также распускаются в определенное время (в 4 часа – цикорий, 5 часов – мак, 6 часов – одуванчик, 7 часов – колокольчики, 8 часов – ноготки и бархатцы и т.д.). Эту особенность в свое время заметил Карл Линней. Именно ему принадлежит идея создания цветочных часов.

Изучению биоритмов человека уделяется большое внимание. Установлено, что разные люди отличаются разной периодичностью своей работоспособности в течение суток.

Хронобиология – наука, изучающая вопросы, связанные с регуляцией ритмов человека внешними условиями.

Большинство людей в течение суток имеют два пика работоспособности – первый с 8 до 12, второй – с 17 до 19 часов. Наиболее слабым человек оказывается с 2 до 5 часов, с 13 до 15 часов. Но есть и исключения.

Попробуйте определить, к какой категории относитесь вы.

Нарушение установившихся ритмов может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятные воздействия на человека. При передвижении в другие часовые пояса, нарушаются регуляции процессов жизнедеятельности, и необходимо от 2 дней до 2 недель, чтобы произошла синхронизация внутренних часов организма с местным временем. А кто из вас ощущает на себе переход на летнее и зимнее время, когда осенью и весной мы переводим часы?

Это еще раз подтверждает существование биологических ритмов у человека.

Тестовое задание. Назовите типы биологических ритмов (приливно-отливные, суточные, годовые), которые определяют следующие явления:

1.Перелеты птиц с мест гнездования в южные районы;

2.Спячка бурых медведей;

3.Утреннее раскрывание цветков;

5.Открывание и запирание раковин устриц, обитающих в прибрежной зоне;

6.Весеннее пробуждение растений:

7.Сон и бодрствование у человека;

8.Наибольшая восприимчивость кожи к косметическому уходу;

9.Авитаминозы у человека;

11.Ночная активность ежей;

12.Постройка гнезда птицами;

13.Зарывание рачков прибрежной зоны в мокрый песок;

14.Ритм дыхания у человека;

15.Набухание почек у растений;

17.Образование плодов и семян у растений;

19.Активизация сокодвижения у березы в апреле;

20.Смена поколений у насекомых (яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое)

Мой проект урока – это применение в новых условиях опыта С.И. Заир-Бека, когда осуществляется личностно-ориентированное обучение, при котором ученик не просто получает очередной объем готовых знаний, а вовлекается в процесс конструирования знаний на основе равноправных партнерских отношений. Использование на уроке элементов ТРКМЧП позволит вовлечь каждого ученика в процесс обучения и выработать умения не только овладеть информацией, но и критически оценить, осмыслить и применить ее.

Основная педагогическая задача этого урока - формирование у школьников информационной и коммуникативной компетенций.

На уроке планируется создание условий для формирования навыков отличия адаптационных экологических ритмов и биоритмов друг от друга.

Вложение	Размер
masterskaya_genetika_pola.docx	23.01 КБ

Предварительный просмотр:

Цель: Доказать распространение на человека законов наследственности.

При решении задач доказать учение Менделя о существовании отдельных единиц наследственности, строго упорядоченно передаваемых из поколения в поколение.
Закрепить знания о сцепленном наследовании, конкретизировав его на примере наследования признаков, сцепленных с полом.
Активизировать мыслительный процесс (наблюдение – сравнение – сопоставление – синтез), формировать навыки самостоятельности в обучении.

1. В мастерской все исследователи, и мастер тоже.

2. Каждый участвует в работе мастерской, дает высказать другим свое мнение.

3. Мастер не спешит отвечать на вопросы.

4. Работа в мастерской не заканчивается. Знания – не окончательны, они постоянно обновляются и обогащаются.

В Семейном кодексе Российской Федерации, принятом Государственной Думой 08.12.1995 года, есть статья, в которой определены обстоятельства, препятствующие заключению брака.

Я предлагаю вашему вниманию выдержку из этой статьи:

Статья 14. Обстоятельства, препятствующие заключению брака

близкими родственниками (родственниками по прямой восходящей и нисходящей линии (родителями и детьми, дедушкой, бабушкой и внуками), полнородными и неполнородными (имеющими общих отца или мать) братьями и сестрами);

усыновителями и усыновленными; лицами, из которых хотя бы одно лицо признано судом

недееспособным вследствие психического расстройства.

Разделив лист пополам, запишите в правой части листа то, что, по вашему мнению, оправдывает существование данного закона, а в левой части то, что ограничивает свободу выбора.

Панель. Зачитываем ответы.

Вспомните задачу, решением которой мы закончили прошлый урок (схема решения записана на доске)

P X H X h X H Y

G X h X H X H Y

F 1 X H X h X H X H X h Y X H Y

здоровая девочка здоровая девочка больной мальчик здоровый мальчик

Составьте задачу на наследование признаков при браке между кровными братом и сестрой. Первая пара – при браке между здоровой девушкой и больным юношей, вторая пара – между девушкой, носительницей гена, и здоровым юношей.

Работа в четверках.

Проанализируйте результаты задач и сделайте вывод о вероятности наследования признака гемофилии у родственников.

Панель. Зачитываем ответ.

Наследование признаков, сцепленных с полом .

На доске – опорная схема:

Наследование, сцепленное с полом Голандрическое наследование

Признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом, называются сцепленными с половыми хромосомами (гоносомное наследование).

Х-хромосома по своим размерам значительно больше Y- хромосомы. В Х - и Y- хромосомах имеются гомологичные участки, содержащие аллельные гены (А). Но в Х- хромосоме есть большой участок, которому нет гомологичного в Y- хромосоме (В). Признаки, развитие которых детерминируют гены, расположенные в негомологичном участке Х – хромосомы, называются сцепленными с полом. Таких признаков для человека описано около 200.

Голандрические признаки детерминируются генами, расположенными в негомологичном участке Y- хромосомы (С), и проявляются фенотипически только у мужчин. Таких генов описано только 6.

Каждая пара получает карточку с задачей, записывают данные.

Гипертрихоз (волосяной покров по краю ушной раковины) передается как голандрический признак, а полидактилия (шестипалость) – как доминантный аутосомный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать – полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребенок в семье будет также без аномалий?

Получают карточку с правильным вариантом записи.

Так как гипертрихоз наследуется как голандрический признак, то ген, отвечающий за его проявление, всегда проявляется фенотипически у мужчин. Условно обозначим его z. Тогда, Y z - гипертрихоз, а Y Z – норма.

А – шестипалость, а – норма.

Панель. Обсуждаем возможные ошибки.

Определить генотип матери.
Получают карточку с правильным вариантом записи.

Генотип отца - XY z аа. Генотип матери - ХХА-

Один ген пятипалости она получила от отца, а второй могла получить только от матери. На основе этого считаем, что мать – гетерозиготна по данному признаку. Ее генотип – ХХАа.

Панель. Обсуждаем возможные ошибки.

Оформить генетическую запись брака родителей и генотипы детей.
Получают карточку с правильным вариантом записи.

F 1 ХХаа ХХАа ХY z Аа ХY z аа

Панель. Обсуждаем возможные ошибки.

Записывают ответ.
Получают карточку с правильным вариантом записи.

Вероятность рождения здоровых детей равна 25% (девочки).

Панель. Обсуждаем возможные ошибки.

Почему в Семейном кодексе поднят вопрос о запрещении брака между близкими родственниками? (нам необходимо здоровое общество).

Занятие проходило в 10 классе. Дети с разным уровнем подготовки, интересующиеся, активные. Некоторым из них курс необходим для сдачи экзамена в школе и поступления в ВУЗ.

Цель: Доказать распространение на человека законов наследственности.

При решении задач доказать учение Менделя о существовании отдельных единиц наследственности, строго упорядоченно передаваемых из поколения в поколение.
Проверить знания о сцепленном наследовании, конкретизировав его на примере наследования признаков, сцепленных с полом.
Активизировать мыслительный процесс (наблюдение – сравнение – сопоставление – синтез), формировать навыки самостоятельности в обучении.

Первостепенное значение на занятии отводилось развивающей задаче (№3), т.к. моя конечная цель, как учителя, научить детей самостоятельно добывать знания из различных источников информации и применять полученные знания в разных ситуациях. Хотя на уроке все поставленные задачи были взаимосвязаны.

Это занятие специфично тем, что построено в форме мастерской в соответствии с правилами построения мастерских ЖФЕН.

Моей целью, как мастера, являлась не передача своих знаний, а создание условий, находясь в которых ученик сам мог ответить на возникающие у него вопросы. Я создавала лишь алгоритм действий, которые разворачивают творческий процесс.

Этап №1. Слово Мастера. Цель: подключить личный опыт ребенка, способствовать осознанию им законов. (Межпредметная связь с обществознанием)

Этап №3. Работа с материалом.

Непосредственно – составление и решение задач.

Этап №6. Панель. Учащиеся, работая в парах, пошагово решают сложную задачу.

Этап №7. Рефлексия. Отражение своего состояния, чувств, эмоций, выстраивание самооценки своей деятельности, ведь по правилам мастерской, мастер не оценивает, он лишь создает условия для поиска. Контроль осуществляется через панель или социологизацию. Хотя в работе мастерской важен не столько результат, сколько сам процесс, так как именно он приобщает ребенка к радости творчества, открытию нового, самостоятельной исследовательской деятельности.

Высокая работоспособность на уроке поддерживалась благодаря частой смене деятельности.

На уроке поддерживалась хорошая психологическая атмосфера, это подтвердила проведенная в конце урока рефлексия.

Занятие проведено в нетрадиционной форме, форме мастерской, поэтому по времени оно было дольше 40 минут, но в соответствии с правилами мастерской, могло длиться до 4 часов. Перегрузки предупреждались частой сменой деятельности.

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 условий 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.

Приспособительные ритмы ЖИЗНИ

Автор презентации: учитель биологии МБОУ СОШ № 131 Цирина Татьяна Анатолевна

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.

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 су-

точному 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.

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 приспосабливают организмы к сезонной смене условий. 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 фотопериод — 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

1. Исследователи пещер — спелеологи подробно изучали свою су-

точную 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 ин-

формации извне. Снаружи их сигналы тщательно записывались

и анализировались. Оказалось, что в постоянных условиях чело-

век 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.

2. 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.

3 . 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.

4 . 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

Читайте также: