Приливно-отливные ритмы

Виды, обитающие на литорали, живут в условиях очень сложной периодичности внешней среды. На 24-часовой цикл колебания освещения и других факторов накладывается еще чередование приливов и отливов. В течение лунных суток (24 ч 50 мин) наблюдаются 2 прилива и 2 отлива, фазы которых смещаются ежедневно примерно на 50 мин. Сила приливов, кроме того, закономерно меняется в течение синодиче­ского, или лунного,, месяца (29,5 солнечных суток). Дважды в месяц (новолуние и полнолуние) они достигают максимальной величины (так называемые сизигийные приливы).

Этой сложной ритмике подчинена жизнь организмов, обитаю­щих в прибрежной зоне. Устрицы во время отлива плотно сжимают створки и прекращают питание. Периодичность открывания и за­крывания раковины сохраняется у них длительное время и в аквариумах. Она постепенно изменяется, если переместить аква­риум в другой географический район, и в конце концов устанавливается в соответствии с новым расписанием приливов и отливов, хотя моллюски непосредственно не испытывают их действия. Опыты позволяют предполагать, что перестройка вызывается восприятием устрицами тех изменений состояния атмосферы, которые сопутствуют приливно-отливным явлениям.

Рыбка атерина, обитающая у берегов Калифорнии, использу­ет в своем жизненном цикле высоту сизигийных приливов. В са­мый высокий прилив самки откладывают икру у.кромки воды, закапывая ее в песчаный грунт. С отступлением воды икра оста­ется созревать во влажном песке. Выход мальков происходит через полмесяца и приурочен к следующему высокому приливу.

Периодичность, равная лунному месяцу, в качестве эндо­генного ритма выявлена у ряда морских и наземных организмов. Она проявляется в приуроченности к определенным фазам Луны нерестования многощетинковых червей палоло, размножения японских морских лилий, роения ряда комаров-хирономид и поденок. У ряда животных выявлена периодичность, равная лун­ному месяцу, в реакции на свет, на слабые магнитные поля, в скорости ориентации. У человека предполагается первоначальная связь менструальных циклов с синодическим месяцем, отмечены изменения склонности к кровотечениям у оперированных боль­ных и т. п. Приспособительное значение большинства эндогенных лунных ритмов пока неизвестно.

Годовые ритмы.

Годичные ритмы — одни из наиболее универсальных в живой природе, Закономерные изменения физических условий в течение года вызвали в эволюции видов множество самых разнообразных адаптации к этой периодичности. Наиболее важные из них связа­ны с размножением, ростом, миграциями и переживанием небла­гоприятных периодов года. У видов с коротким жизненным циклом годовой ритм закономерно проявляется в ряду поколений (на­пример, цикломорфоз у дафний и коловраток). Сезонные изменения представляют собой глубокие сдвиги в физиологии и поведении организмов, затрагивающие их морфоло­гию и особенности жизненного цикла. Приспособительный характер этих изменений очевиден: благодаря им такой ответственный мо­мент в жизни-вида, как появление потомства, оказывается приуро­ченным к наиболее благоприятному времени года, а переживание критических периодов происходит в наиболее устойчивом состоянии.

Чем резче сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена годовая периодичность жизнедеятельности организмов. Осенний листопад, различные диапаузы, спячка, запасание жиров, сезонные линьки, миграции и т. п. развиты преимущественно в странах умеренного и холодного климатов, тогда как у обитателей тропиков сезонная периодичность в жизненных циклах выраже­на менее резко.

Годичные ритмы у многих видов эндогенны. Такие ритмы на­зываются циркарыми (annus — год). Особенно это относится к циклам размножения. Так, животные южного полушария, содержащиеся в зоопарках северного, размножаются чаще всего зимой или осенью, в сроки, соответствующие весне и лету на их родине» Австралийские страусы в заповеднике Аскания-Нова откладывали яйца зимой прямо на снег. Собака динго приносит щенков в декабре, когда в Австралии конец весны. С устойчи­востью сроков размножения в годовом цикле приходится считаться при интродукции и акклиматизации видов.

Сильные оттепели зимой, заморозки летом обычно не нару­шают сезонных изменений у растений и животных. Вместе с тем далеко не всегда точность протекания годового цикла имеет эндогенную природу. Например, семена ряда растений прорастают в строго определенное время года даже после эксперимен­тально вызванного состояния полного анабиоза, который дол­жен нарушить «отсчет времени» в организме. Следовательно, прорастание стимулируют какие-то изменения среды, связанные с геофизическими циклами.

В настоящее время интенсивно изучается реакция организмов на слабые геоэлектромагнитные по­ля, а также атмосферные прили­вы и отливы, которые закономерно меняются в циклах вращения Зем­ли. Показано, что интенсивность ряда биологических процессов коррелирует с колебаниями этих тонких показателей состояния ат­мосферы в течение года, как, на­пример, двигательная активность насекомых, скорость потребления кислорода клубнями картофеля и др.

Таким образом, наступление очередного этапа годичного цикла у живых организмов происходит частично в результате эндогенной ритмики, а частично вызывается колебаниями внешних факторов среды Примечательно то, что го­довая периодичность зависит не от непосредственно действующих на организм мощных экологичес­ких факторов — температуры, влажности и др., которые под­вержены сильной погодной измен­чивости, а от второстепенных для жизнедеятельности свойств среды, которые, однако, очень закономер­но изменяются в течение года. Приспособительный смысл этого явления в том, что кратковременные перемены голодных условий, их возможные значительные" отклонения от нормы не меняют биологического ригиб организмов, который остается синхронизо­ванным с общим ходом изменений в природе в течение года.

Одним из наиболее точно и регулярно изменяющихся факто­ров среды является длина светового дня, ритм чередования тем­ного и светлого периодов суток. Именно этот фактор служит большинству живых организмов для ориентации во времени года.

Поиск по сайту: