24. Биологические ритмы (внешние и внутренние)

Биологический ритм - равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма. Бывают внешними (следуют за внешними изменениями) и внутренними (ритмы организма).

Внешние ритмы

Связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли – световой режим, температура, давление, влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, морские приливы/отливы

Оказывает влияние периодические изменения солнечной активности (11-летний и ряд других циклов). Существенное влияние оказывают на климат нашей планеты изменения солнечной радиации. Происходит закономерное изменение активности, а также поведения живых существ.

Внутренние ритмы

Внутренние, физиологические ритмы возникли исторически. Ни один физиологический процесс не протекает в организме непрерывно. Внутренние ритмы подразделяются на:

1. Суточные ритмы – Обусловлены периодическим изменением освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси. У животных -изменения двигательной активности.

2. Приливно-отливные ритмы – Происходит под влиянием приливов и отливов, вызванных совместным притяжением Луны и Земли. Сказывается на жизнях водных обитателей планеты в особенности тех, что находятся в прибрежной зоне.

3. Сезонная периодичность – она проявляется в выработке определенного ритма их жизнедеятельности, который связан с ритмом метеорологических изменений.

• Потребность в пониженных температурах в осенний период и теплых - в период вегетации.

• Сезонный термопериодизм - потребность растений умеренных широт в смене в течение года теплых и холодных периодов.

• Решающим фактором образе действий животных является увеличение продолжительности дня.

• Сезонные изменения мехового покрова у животных определяются относительной продолжительностью дня и ночи (почти не зависят от температуры).

• Смена времени года связана с ритмом размножения.

4. Многолетняя периодичность – определяется изменениями погоды под влиянием солнечной активности. Выражается чередованием урожайных и неурожайных лет, лет обилия или малочисленности популяций.

Живые организмы выстраивали свои физиологические процессы под влиянием трех факторов: вращении Земли по отношению к Солнцу, Луне, звездам. Это и явилось одной из причин некоторого отклонения эндогенных биологических ритмов от точного суточного периода (циркадные ритмы). Нередко расселительные возможности живых организмов ограничены глубоким закреплением их циркадных ритмов.

25. Фотопериодизм. Биоклиматический закон Хопкинса.

Фотопериодизм – ритмические изменения морфологических, биохимических и физических свойств и функций организмов под влиянием чередования и длительность освещения.

Фотопериодическая реакция – способность живых организмов реагировать на длину дня.

Растения КОРОТКОГО дня	ДЛИННОГО дня	Нейтральные к длине
Зацветание и плодоношение при 8-12 часовом освещении (конопля, табак) – тропики и субтропики	Для цветения нужна продолжительность дня 12 ч и более (картофель, пшеница) – высокие и умеренные широты	Цветение наступает при любой длине дня, кроме очень короткой (томат)

Каждому виду или сорту свойственен определённый критический фотопериод.

Все физиологические процессы животных и растений имеют суточный режим с максимумом в определенные часы. Эти реакции основаны на правильном чередовании периодов света и темноты в течение суток

Приспособительные реакции животных:

1. Диапауза – длительная приостановка развития, характерна у членистоногих, длина светового дня как сигнал вызывающий предусмотрительную перестройку обмена веществ еще в благоприятных условиях

2. Линька

3. Спячка – может наступить на любой стадии развития, распространена у животных высоких/умеренных широт, снижется уровень обмена веществ и потребления кислорода

4. Миграция – закономерные исторические перемещения, у многих перелетных птиц определяется изменениями погоды

Растения входят в Состояние покоя – прекращение роста и замедление физиолого-биологических процессов организма.

Органический покой	Характерен для клубней, плодов, почек В растении изменения в нуклеиновом и белковом обмене => возобновление роста весной
Глубокий покой	Наступает одновременно с органическим или после него Обусловливает морозоустойчивость
Вынужденный покой	Растения длительное время не приступают к росту из-за неблагоприятных условий Часто в весенний период

БИОКЛИМАТИЧЕСКИЙ ЗАКОН ХОПКИНСА – сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы и высоты местности над уровнем моря (чем северней, восточней, тем позже весна).

На территории Европы сроки наступления различных сезонных явлений (Фенодат) наступает с разницей в 3 дня на каждый градус широты, 5 градусов долготы и 120 м н.у.м.

Фенодаты зависят от особенностей местных условий(рельефа, удаленности от моря и тд.)

Точки с одинаковыми фенодатами при соединении на карте образуют изолинии, которые отражают фронт продвижения весны и наступления очередных сезонных явлений.