Суточные и сезонные биологические ритмы

Значение света.

Свет — диапазон светового излучения, представляющий собой поток энергии в пределах длин волн от 0,05 — 3000 нм. Этот поток делится на зоны ионизирующие, ультрафиолет, видимого света, инфракрасные и сверхинфракрасные. Эти области света отличаются физическими свойствами, а значит экологическим значением для живых организмов. Специфическое значение светового фактора в том, что закономерная динамика освещения играет важную роль в регуляции периодических явлений в жизни живых организмов. т.е наблюдается согласование ритмов биологической активности животных с масштабами суточной и сезонной циклики комплекса условий среды. В основе ритмичности животных лежит специфика биохимических и физиологических реакций. Длительность ритмов отдельных процессов на суборганизменном уровне — различна, от нескольких долей секунд (активность нейрона) до нескольких часов (секреторные железы). Функционирование целого организма основанно на интеграции отдельных суборганизменных ритмах. Адаптации животных к ритмичности явлений в природе имеют 2й характер: периодические процессы основываются на внутренней (эндогенной) программе, корректируемые внешними (экзогенными условиями). Одни экзогенные факторы напрямую модифицируют эндогенную программу, в соответствии с конкретной экологической ситуацией, другие выступают в качестве датчиков времени: многие периодические факторы, однако основное синхронизирующее действие закрепилось за изменениями светового режима. Тк фотопериод наиболее устойчив в динамике, автономен, не подвержен другим влияниям — фотопериодическая регуляция биологических ритмов.

Суточные ритмы.

Имеются формы с дневной, ночной, круглосуточной (спонтанной) и полифазной активностью. При этом режим освещения выступает в роли сигнального фактора, который определяет время начала и окончания активности животного. Общий характер активности определяется такими условиями как: тип питания, взаимоотношения с хищниками и конкурентами, суточными изменениями температуры и др абиотическими факторами. Например среди рызунов виды, поедающие грубые, богатые клетчаткой корма — отличаются круглосуточной активностью. Семеноядные, потребляющие более концентрированную пищу — ночная активность. Модификацию суточной активности так же могут приводить сезонные изменения абиотических факторов. Например птицы, зимующие в умеренных широтах, в зимнее время становятся активнее раньше, чем летом. На протяжении активной части суток интенсивность деятельности животных имеет пульсирующий (фазовый) характер. Птицы в период размножения наиболее активны в утренние часы, затем снижается и вновь повышается вечером. Механизмы суточной ритмики основаны на эндогенной программе с периодом около суток и такие наследственно закрепленные эндогенные циклы — циркодианные (циркадные).

В эндогенном цикле 2 фазы: световая и теневая по 12 часов каждая. На протяжении этих фаз реакция организма на световые воздействия полярно меняется. Природа биологических часов, лежащих в основе эндогенных циклов изучена недостаточно.