Биологические ритмы

План:
1.Понятие – биологические ритмы
2.Внешние ритмы:
2.1. Суточный режим
2.2. Приливно-отливные ритмы
2.3. Сезонная периодичность
3.Внутренние, физиологические ритмы
4. Биологические часы.
5. Приспособление организмов к неблагоприятным сезонным факторам

1. Понятие – биологические ритмы.
Одно из фундаментальных свойств живой природы – это цикличность большинства происходящих в ней процессов.
Равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма называется биологическим ритмом.
Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и внутренние (эндогенные) или физиологические ритмы организма.

2. Внешние ритмы.
Внешние ритмы имеют географическую природу, связанную с вращением Земли.
К внешним ритмам относятся:
изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм);
магнитного поля;
интенсивности космических излучений;
приливы и отливы;
сезонные и солнечно-лунные влияния;
социальные влияния, характерные для человека.

2.1. Суточный режим
Суточная периодичность характерна для дневных, сумеречных и ночных животных.
Дважды в сутки, на рассвете и на закате, активность животных и растений на нашей планете меняется так сильно, что приводит к практически полной смене «действующих лиц». Это так называемый суточный режим, обусловленный периодически изменением освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси.

Свыше 100 физиологических функций затронуто суточной периодичностью и отмечено у человека.
Сон и бодрствование;
Изменение температуры тела;
Изменение ритма сердечных сокращений;
Глубины и частоты дыхания;
Мышечной и умственной работоспособности.

Полифазный биоритм
Имеются виды животных с приблизительно одинаковой активностью как днём, так и ночью, с чередованием коротких периодов покоя и бодрствования (ряд хищников, многие землеройки и т.д.)

Периоды активности у одних животных и растений приурочены к строго определённому времени суток, у других могут сдвигаться в зависимости от обстановки ( активность жуков- чернотелок).

2.2. Приливно-отливные ритмы.
Влияние Луны прежде всего сказывается на жизни водных организмов морей и океанов, связано с приливами, которые обязаны своим существованием совместному притяжению Луны и Солнца.
Максимальной высоты приливы достигают примерно раз в 14 дней, когда Солнце и Луна находятся на одной прямой с Землей и оказывают максимальное воздействие на воды океанов.

Сильнее всего ритмика приливов и отливов сказывается на организмах, обитающих в прибрежных водах. Чередование приливов и отливов для живых организмов здесь важнее, чем смена дня и ночи, обусловленная вращением Земли и наклонным положением земной оси.

2.3. Сезонная периодичность
Сезонная периодичность относится к числу наиболее общих явлений в живой природе.
Особенно сезонная периодичность выражена в умеренных и северных широтах, где контрастность метеорологических условий разных сезонов года весьма значительна.
Периодичность в жизни животных и растений является результатом приспособления их к годичному изменению метеорологических условий. Она проявляется в выработке определенного ежегодного ритма в их жизнедеятельности, согласованного с метеорологическим ритмом.

Термопериодизм
Потребность растений умеренных широт в чередовании в течение года холодных и теплых периодов получила название сезонного .
Распознать начало и окончание сезона помогают растения и животные – чуткие индикаторы сезонных ритмов природы.

Фенология
Изучает связь климатических факторов с сезонными процессами, происходящими в жизни животных и растений.
Нередко решающим фактором сезонной периодичности является увеличение продолжительности дня.

Времена года
Экологи изучающие сообщества умеренного пояса, выделяют 6 времен года: зима, ранняя весна, поздняя весна, раннее лето, позднее лето, осень.
В Арктике 2 времени года – зима (9 месяцев) и лето(3 месяца).
По мере продвижения от полюса к экватору смена времени года все меньше определяется температурой. А все больше влажностью.

Многолетняя периодичность явлений.
Многолетняя периодичность явлений – это изменение погоды, закономерной сменой ее под влиянием солнечной активности и выражается чередованием урожайных и неурожайных лет, лет обилия или малочисленности популяции животных.
Различают 5-, 6- и 11- летние, а также вековые (80-, 90-летние) циклы солнечной активности.
Это позволяет какой-то степени объяснить совпадения периодов массового размножения животных и роста растений с периодами солнечной активности.

3. Внутренние физиологические ритмы.
Возникли физиологические ритмы исторически. Ни один физиологический процесс не осуществляется непрерывно, поскольку клетки, ткани, органы и их системы, организм в целом периодически переходят из одного крайнего состояния, в котором преобладают анаболические процессы, в другое, где доминируют процессы катаболизма.
Для нормальной жизнедеятельности любой организм должен переходить из состояния высокой физиологической активности в состояние физиологического покоя. Если это не достигается, физиологические функции организма нарушаются.

Обнаружена ритмичность в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, в синтезе белков, в работе ферментов, деятельности митохондрий. Деление клеток, сокращение мышц, работа желез внутренней секреции, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т.е. работа всех клеток, органов и тканей организма подчиняется определенному ритму. Каждая система имеет свой собственный период.
Действиями факторов внешней среды изменить этот период можно лишь в узких пределах, а для некоторых процессов практически невозможно. Данную ритмику называют эндогенной. Внутренние ритмы организма соподчинены, интегрированы в целостную систему и выступают в конечном итоге в виде общей периодичности поведения организма.

Факторы физиологических процессов
Живые организмы приспосабливались воспринимать колебания внешней среды и соответственно им настраивали свои физиологические процессы.
Это происходило в основном под влиянием трех факторов:
1.вращения Земли вокруг Солнца и своей оси – солнечные сутки (24 ч.);
2.вращения Луны относительно Земли – лунные сутки (24,8 ч.);
3.перемещения звезд по небосводу – звёздные сутки (23,9).

Циркадные биоритмы:
Накладываясь друг на друга, эти факторы воспринимаются живыми организмами как ритмика, близкая, но не точно соответствующая 24-часовому периоду. Это и явилось одной из причин некоторого отключения эндогенных биологических ритмов от точного суточного периода. Они называются циркадными ритмами, т.е. приближающимися к суточному ритму.
Внешний раздражитель регулирует врожденные циркадные ритмы, приближая их к 24-часовому периоду. При этом чем сложнее организм, тем важнее для него организация во времени.

4. Биологические часы
Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Механизм, ответственный за такую периодическую активность – будь то питание или размножение, - получил название «биологических часов».
Организмы, обладающие биологическими часами, способны «предвидеть» наступление регулярно повторяющихся событий и соответственно готовиться к ним.
Биологические часы, по мнению целого ряда ученых, представляют собой еще один экологический фактор, ограничивающий активность живых существ. Свободному расселению животных и растений препятствуют не только экологические барьеры, но и их поведение, которое управляется еще и через внутренние биологические часы, движением небесных тел.