|
Общая экология » АДАПТИВНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ РИТМЫ
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.
|