Биоритмы. Фотопериодизм

Биологические ритмы. Фотопериодизм

Биоритмы. Фотопериодизм

Многие явления в природе имеют явно ритмичный характер: периоды солнечной активности (11-летний цикл), смена времен года (весна, лето, осень, зима), фаз луны, изменение времени суток (день, ночь) и т. д.

Биологические ритмы – периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов.

Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления, как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.

Большинство биологических процессов также имеют ритмичный характер, связанный или не связанный с внешними ритмами. Например, сезонные и суточные изменения у растений. У животных это годовые, месячные и суточные ритмы, например, период зимней спячки, линька, период сна и бодрствования, более частые ритмы мозга и сердца.

Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси. Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток.

Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении. У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела.

Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий. Причина: движение Земли вокруг Солнца. При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года: зимы, весны, лета и осени.

В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс – размножение и выращивание молодняка – приходится на самый благоприятный период.

На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян (вегетационный период). Подобные биологические ритмы обнаружены у всех организмов. Внутренний механизм, позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами.

Иногда биологические часы могут нарушаться, например, при длительных полетах и пересечении часовых поясов. Хорошо известно, что у летчиков и стюардесс часто нарушается время сна и бодрствования. Наука, изучающая биоритмы, называется хронобиологией.

Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси. Знание сформировавшихся закономерностей биоритмов имеет большое значение в сельском хозяйстве и в профилактической медицине.

Фотопериодизм. Многим организмам свойственна реакция на суточные ритмы освещения, т. е. на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток. Реакция, выражающаяся в изменении процессов роста и развития, называется фотопериодизмом (от греч. фотос – свет и период).

В зависимости от длительности освещения растения делятся на растения длинного дня и растения короткого дня. Растения длинного дня растут в основном в умеренных и приполярных широтах. Например, растение дурнишник зацветает только тогда, когда длина светлого времени суток достигает 21 ч.

Если длина светлого времени будет меньше 21 ч, то это растение может попасть под заморозки. Южные растения соя, бамбук, хлопчатник, просо, кукуруза, табак являются короткодневными. Они быстрее зацветают в условиях короткого дня. Фотопериодизм присущ не только растениям, но и животным.

Так, у птиц и крупных млекопитающих с фотопериодизмом связана сезонная миграция, осенняя и весенняя линьки, переход к зимней спячке и многое другое. Не менее важна фотопериодическая регуляция и для сезонной половой активности животных.

Фотопериодизм влияет и на пищевое поведение: под влиянием коротких дней животные умеренных широт начинают искать более калорийную пищу. Фотопериодизм у человека влияет на сезонные эмоциональные состояния, например, всем известен весенний пик эмоциональной активности.

Источник: https://itest.kz/ru/ent/biologiya/9-klass/lecture/biologicheskie-ritmy-fotoperiodizm

Разработка урока на тему

Биоритмы. Фотопериодизм

Тема урока: Биоритмы. Фотопериодизм

Цели:

образовательные — дать понятие о биологических часах и фотопериодизме, определить причины этих проявлений;

развивающиерасширять кругозор и словарный запас учащихся, развивать умение анализировать и классифицировать явления в жизни растений, животных и человека;

воспитательныепрививать интерес к предмету, пропагандировать здоровый образ жизни.

Методы: словесные, наглядные, практические.

Форма организации: коллективно-индивидуальная, групповая

Оборудование урока: раздаточный материал к уроку, мультимедийный проектор, презентация.

Ход урока

Структура урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

1

2

3

Организационный момент

Здравствуйте ребята, сегодня на уроке нам нужно изучить очень объемный материал. Поэтому давайте максимально сконцентрируемся на уроке и будем работать быстро.

Ученики встают, приветствуя учителя, готовятся к уроку

Актуализация знаний

Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ритмика внешней среды создает периодичность, то есть повторяемость условий в жизни большинства видов.

Внимательно слушают

Изучение нового материала

Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

Периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов носят название «биологические ритмы». Они присущи всем живым организмам. Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов.

А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.

Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи. Обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси.

Например, у растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. У животных сильно меняется активность в течение суток.

Суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль.

Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий. Причина: движение Земли вокруг Солнца, происходит смена времен года.

Например периоды роста, размножения, линек, миграций, зимней спячки, сна и бодрствования у животных закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии.

Подобные биологические ритмы обнаружены у всех организмов. Внутренний механизм, позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами. Иногда они могут нарушаться, например, при длительных полетах и пересечении часовых поясов.

Наука, изучающая биоритмы, называется хронобиологией (от греч. хронос — время).

Многим организмам свойственна реакция на суточные ритмы (фотопериод) освещения, т.е. на соотношение светлого и темного периодов суток. Такая реакция, выражающаяся в изменении процессов роста и развития, называется фотопериодизмом.

В зависимости от длительности освещения растения делят на растениядлинного дня и растения короткого дня. Длина дня оказывает влияние на скорость и интенсивность процессов жизнедеятельности. Например, хризантема зацветает лишь осенью, когда длина дня уменьшается от 12 до 6 часов.

У бабочек при уменьшении длины дня замедляется развитие яиц и личинок.
У людей помимо гормональных были обнаружены изменения в обмене веществ, температурной регуляции, кровообращении, кроветворении.

Так, например, весной люди наиболее восприимчивы к заболеваниям, возникают душевные кризисы, которые выражаются в учащении самоубийств, преступлений и душевных расстройств. Ученые считают, что растения определяют изменение длины светового дня при помощи листьев, а животные и человек – при помощи особого отдела головного мозга.

Человек может использовать знания о биологических ритмах в практической деятельности. Например, при выращивании овощей и фруктов, для повышения яйценоскости кур, благодаря искусственному увеличению длины дня, можно достичь больших результатов.

А сейчас вам нужно выполнить лабораторную работу № 4(Приложение 1). В конце обязательно напишите вывод по проделанной работе.

Ученики слушают, записывают новые определения в тетради.

Приступают к выполнению лабораторной работы № 4.

Закрепление и применение знаний

Выполните задание в конце лабораторной работы: «Проверь свои знания». Приложение 2

Выполняют задание

Домашнее задание

Параграф 53 читать, выучить новые термины, ответить на вопросы устно – «3»; параграф 53 читать, выучить новые термины, ответить на вопросы категории В письменно – «4»; параграф 53 читать, выучить новые термины, ответить на вопрос: Как птицы определяют время отлёта и прилёта? (Устно)- «5».

Записывают домашнее задание в дневники

Приложение 1

Лабораторная работа №4

«Выявление приспосабливаемости организмов к экологическим факторам среды обитания»

Цель: ____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оборудование: коллекция плодов и семян растений, рисунки

Техника безопасности:

  1. Инструментами, относящимися к лабораторному оборудованию, пользуйся только с разрешения учителя.

  2. После работы приведи рабочее место в порядок, приборы сдай учителю.

Ход работы:

1. Рассмотри плоды и семена растений:

2. Назови среду обитания этих растений: ___________________________________

3.Определи характерные черты их приспособленности к распространению;

4. Результаты исследовательской работы оформить в виде таблицы:

Название растения

Характерные черты приспособленности к распространению

Способ распространения

Одуванчик

Клен

Вишня

Череда

Крыжовник

Репейник (лопух)

Бешеный огурец

Черемуха

Береза

Мак

5. Объясни механизм возникновения черт приспособления в ходе эволюции:

___________________________________________________________________

6. Определи характерные черты приспособленности животных к среде обитания.

Рассмотри животных и определи среду обитания:

Морж Крот Дельфин афалина

Название животного

Среда обитания

Характерные черты приспособленности

Относительный характер приспособленности

Северный олень

Индийский слон

Овцебык

Морж

Крот

Дельфин афалина

7. Сделай вывод и объясни возможный путь возникновения данных приспособлений: ____________________________________________

___________________________________________________________

Приложение 2

Проверь свои знания:

1. Приспособленность организма к среде обитания формируется в результате:

1) отбора и сохранения человеком особей с полезными изменениями;

2) возникновения наследственных изменений и действия борьбы за существование;

3) появления только полезных наследственных изменений.

4) действия вредных мутаций.

2. Приспособленность организмов носит относительных характер, это означает, что приспособления:

1) повышает жизнеспособность только в благоприятных условиях;

2) повышает жизнеспособность в любых условиях;

3) помогают выжить в неблагоприятных условиях;

4) помогают выжить только в тех условиях, в которых они формировались.

3. Сочные плоды можно рассматривать как приспособление к:

1) запасанию органических веществ;

2) запасанию минеральных веществ;

3) распространению семян;

4) вегетативному размножению.

Источник: https://infourok.ru/razrabotka-uroka-na-temu-bioritmi-fotoperiodizm-869058.html

Биоритмы. Фотопериодизм

Биоритмы. Фотопериодизм

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Фотопериодизм

Фотопериодизм— физиологическая реакция организмовна суточный ритм освещения (соотношениедлины дня и ночи). Встречается в растенийи животных. Проявляется в колебанияхинтенсивности физиологических процессов.

Наибольшей степени фотопериодизмсвойственный зеленым растениям,жизнедеятельность которых непосредственнозависит от световой энергииСолнца.Фотопериодизм открыт в 1920г. американскими учеными В. Гарнером иГ. Аллард на примере табака.

Урастений

Фотопериодизму растений проявляется в изменениипроцессов роста и развития. Один изосновных проявлений этой реакции -фотопериодической индукция цветения.Потипам ФПР различают следующие основныегруппы растений (Т. К.

Горишина,1980):Растения короткого дня, которымдля перехода к цветению требуется света12 и менее часов в сутки (конопля,табак);Растения длинного дня, для фазыцветения им нужна длина дня более 12часов в сутки (картофель, пшеница,шпинат);Растения промежуточного типа,цветение в которых наступает приопределенном диапазоне фотопериодизму,например гваюла;Растения фотопериодическойнейтральные, цветение в которых происходитпри любой длине дня (помидор, одуванчики др.).Особенно большую роль фотопериодизмиграет в географическом распространениирастений и в регуляции их сезонногоритма.Фотопериодизм изучалиамериканские физиологи растений В.Гарнер, Г. Аллард в 1920-1925 гг. В зависимостиот реакции растений на длину дня, чтоускоряет зацветания, они делятсяна:довгоденни (ДДР — растения длинногодня — злаки, крестоцветные, укроп;распространены в основном в умеренныхи приполярных широтах);краткодневен(КДР — рис, соя, конопля;субтропики);довгокороткоденни (ДКДР)икороткодовгоденни (КДДР) — требуютчередование различных фотопериоду;нейтральные(ГДР — гречка, горох и др.).Разделениерастений на данные группы не связан сконкретной оптимальной длиной дня, алишь дает представление о том, ускоряетсяцветение при увеличении или уменьшениипродолжительности освещения в каждомфотопериода.Есть растения скачественными и количественными типамифотопериодических реакций. Интенсивностьосвещения, температура и другие факторымогут изменять характер фотопериодическихпроявлений растений.Для КДР скачественной реакцией основным факторомслужит длительность темнового периода.Его прерывания (хоть на 1 мин.) Препятствуетпереходу к цвету. Прерывание световогопериода темнотой не влияет на срокицветения. ДДР не требуют периода темнотыи зацветают при непрерывномосвещении.Фотопериодическойдействие воспринимается главным образомлистьями, а не апекса побегов. Максимальнуючувствительность к фотопериоду имеютлистья, которые только что закончилирост. Осуществляется это главным образомблагодаря фитохром. Считают, что еготемновая преобразования может служитьспособом измерения времени по типупесочных часов. Вспышка красного светаустанавливает фазу эндогенногоритма.Необходимость большойповерхности листьев и достаточнойинтенсивности света для перехода кцветению у многих растений объясняетсяпотребностью растущих меристем вассимилятов. В ГДР переход к цветениюобеспечивается возрастными изменениями.Здесь срабатывает эндогенная регуляция.Данные факторы (температура и фотопериод)могут действовать последовательно,как, например, у озимых злаков.Температурнаяи фотопериодической регуляция служатприспособлением растений к условиямсуществования, потому что обусловливаютблагоприятные сроки для перехода кцветению. В ходе фотопериодическойиндукции в листьях образуется стимуляторцветения, который транспортируется ввегетативные почки побегов, где включаетвторую фазу инициации — евокацию.

Уживотных

Уживотных и человека фотопериодизмвыражается главным образом в колебанияхинтенсивности обмена веществ и энергии.

У животных с фотопериодизмом связанытакже сроки наступления и прекращениябрачного периода, плодовитость, осенниеи весенние линьки, переход к зимовке,миграции и др.

По отношению к светуживотные делятся на группы в зависимостиот того, какой образ жизни они ведут:дневные, ночные сумеречные.

  1. Контрольная работа >> Экология

    … сезонные изменения длины дня называется фотопериодизм. Фотопериодизм дает возможность организмам заранее подготовиться … зарядки. 2.2 Физический, эмоциональный и интеллектуальный биоритмы человека Биоритм — это циклические явления жизнедеятельности любого …

  2. Реферат >> Биология

    … Наиболее важные из них является фотопериодизм. Фотопериодизм Растения и многие животные организмы … функции живого организма. Знание биоритмов приближает к более лучшему использованию … . В переводе, латинское слово биоритм означает «жизненный такт» или » …

  3. Контрольная работа >> Психология

    … : К внешним факторам относятся: — изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм); — магнитного поля; — интенсивности … , идентифицированы как экзогенные. Для большинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивость …

  4. Реферат >> Биология

    … синхронизации между циркадианными биоритмами нескольких уровней действия … значительной степени зависеть от фотопериодизма и температуры окружающей среды. … Н.А., Власова И.Г., Алпатов А.М. Адаптация и биоритмы // Адаптация человека и животных к экстремальным …

  5. Реферат >> Экология

    … видам свойствен фотопериодизм. Например, у многих сусликов наблюдается четкий цирканнуальный (окологодичный) биоритм, определяющий …

Хочу больше похожих работ…

Источник: https://works.doklad.ru/view/IOYS4p7QeVk.html

Фотопериодизм. «Биологические часы»

Биоритмы. Фотопериодизм

Биоритмы.

Свет представляет собой первично-периодический фактор: закономерная смена дня и ночи, как и сезонные изменения длины светлой части суток, происходят с жесткой ритмичностью, которая определяется астрономическими процессами и на проявления которой не могут повлиять условия и процессы, осуществляющиеся на Земле.

В 1920 г. американцы Гарнер и Алланд экспериментально доказали специфическое влияние длинны дня и значение для растений смены дня и ночи, света и темноты, т.е. фотопериодизма (актиноритмизма).Фотопериод наиболее устойчив к своей динамике, автономен и не подвержен другим влияниям.

Известно, что на юге день короче, интенсивность света выше, но здесь больше коротковолнового света. Таким образом, во время вегетационного периода на севере растения растут в условиях длинного дня, а на юге – в условиях короткого дня. По признаку фотопериода Гарнер и Аллард выделили три группы растений:

длиннодневные,у которых цветение не наступает или задерживается при короткой длине дня – менее 12 ч.;

короткодневные — цветение не наступает или задерживается при длине дня более 12 ч. (длинный день);

нейтральные,или промежуточные – цветут при длинном и коротком дне, но общая продуктивность цветков и плодов у них все же зависит от соотношения длин дня и ночи, — то уменьшаясь, то увеличиваясь.

Вероятно, для развития разных видов имеют значение определенные критические максимумы и минимумы продолжительности дня, за пределами которых растения развиваться не могут. Для большинства коротко – и длиннодневных видов фотопериод лежит в пределах 12 – 14 ч.

Экологам важно, что фотопериодизм – явление географическое, т.е. соотношение длины дня и ночи зависит от географической широты местности.

Фактор длины дня определяет, будет ли растение цвести или останется в вегетативном состоянии, будут ли удлиняться или укорачиваться междоузлия.

Для короткодневных растений характерно следующее: чем короче критический период, тем короче и жизненный цикл (например, короткодневная соя при 12 – часовом фотопериоде зацветает на сотый день, а при 5- часовом – на тридцать седьмой).

У длиннодневных растений, выращиваемых при укороченном дне, уменьшаются междоузлия, растения могут принимать розеточную форму, подавляется цветение и плодоношение. Деревья умеренной зоны проявляют периодичность роста, зависящая от внешних условий, особенно цикличностью света и тепла.

В экваториальной зоне сезонные изменения длины дня незначительны и растения слабо реагируют на изменение длины дня. По некоторым наблюдениям даже лунный свет может вызвать фотопериодический эффект.

Известно, что короткодневные растения (лук, свекла) образуют самые большие запасающие органы при более длинном дне, т.к. усиление роста стебля противоположно цветению и накоплению запасных веществ.

Однако, картофель лучше образует клубни при длине дня ниже оптимальной для роста стебля и развития (осенью).

Фотопериодиногда определяет анатомическую структуру вегетативных органов, степень ветвления, дольчатость листьев, зимостойкость, стойкость к паразитам, прорастание и др. процессы.

Интересно, что критическая длина дня для длиннодневных растений может сокращаться при понижении температуры: при низких температурах длиннодневным растениям необходим более короткий день, чтобы зацвести. Однако, температура может оказать и иное влияние. Если выдержать 5-10 дней семена короткодневного проса при повышенной температуре (27 – 29о С), то отпадет необходимость в коротком дне.

Таким образом, растения, растущие севернее 60о, должны быть длиннодневными, в средних широтах (35 – 40о) встречаются растения как короткодневные, так и длиннодневные, в южных – короткодневные.

Фотопериод имеет довольно большое значение для характера распределения растений. Растения генетически закрепили информацию о длине дня своего местообитания и об оптимальных сроках начала цветения.

Естественно, что в составе биоценозов могут быть растения более и менее широко приспособленные к длине дня. Виды, индеферентные к длине дня, являются потенциальными космополитами.

Фотопериодизм важен в практическом отношении, поскольку определяет возможности осеверения растений.

Фотопериод представляет собой некое «реле времени», или пусковой механизм, включающий последовательность физиологических процессов, приводящих к линьке, накоплению жира, миграции и размножению у птиц и млекопитающих, к наступлению диапаузы (стадии покоя) у насекомых.

Длина дня действует через чувствительные рецепторы, такие как глаза у животных, а рецептор активирует цепь ферментов, вызывающих физиологическую или поведенческую реакцию. Перелетные птицы в течение нескольких месяцев после осеннего перелета нечувствительны к фотопериоду.

Видимо, короткие осенние дни необходимы для подготовки эндокринной системы к реакции на длинные дни.

У некоторых насекомых на фотопериодизме основан своего рода контроль рождаемости Длинные дни в конце весны и в начале лета вызывают в ганглии нервной цепочки образование нейрогормона, под влиянием которого возникают диапаузные, покоящиеся яйца, дающие личинок только весной, несмотря на большое количество доступной пищи и благоприятные температуры.

Фотопериодичность связана с механизмом «биологических часов», образуя легко приспосабливаемый механизм регулирования функций во времени. «Биологические часы»– физиологический механизм измерения времени, которым обладают организмы.

Самым обычным и , видимо, основным проявлением механизма служит циркадный ритм (circa –около, dies – сутки), или способность повторять функции примерно через 24 – часовые интервалы, даже при отсутствии смены дня и ночи.

Другие ритмические функции связаны с периодичностью, определяемой Луной (приливы и отливы), сменой времен года (определяется положением Солнца).

В настоящее время существует две гипотезы механизма «биологических часов»:

1. гипотеза эндогенного измерения времени («часы» представляют собой какое – то внутреннее устройство, способное измерять время без всяких сигналов извне;

2. гипотеза синхронизации извне (т. е. внутренние часы регулируются внешними для организма сигналами, поступающими из окружающей среды).

Биологические часы позволяют приводить физиологические ритмы в соответствие с ритмом окружающей среды и дают организмам возможность предвидеть суточные, сезонные и приливно – отливные ритмы освещенности, температуры. Например, черты циркадного ритма в естественных условиях иллюстрируют ночные.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря.

Значит, чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступает весна и раньше осень.

Знание фенодат имеет важное значение для планирования различных сельскохозяйственных работ и других хозяйственных мероприятий.

БИОРИТМЫ.

Закономерная динамика условий освещения играет важную роль в регуляции периодических явлений в жизни представителей органического мира. Закономерная смена дня и ночи, регулярно повторяющиеся сезонные изменения комплекса факторов- все это требовало приспособления со стороны живых организмов.

Наиболее кардинальная форма такого приспособления выражается в эволюционном становлении соизмеримости и согласования ритмов биологической активности различных живых форм с масштабами суточной и сезонной циклики комплекса условий среды.

Адаптивный смысл этого явления заключается в том, что на его основе открылась возможность совмещения различных форм жизнедеятельности организма с периодом наиболее благоприятных для их осуществления внешних условий. Ритмичность общих проявлений жизнедеятельности и отдельных ее форм свойственна всем живым существам.

В ее основе лежит специфика биохимический и физиологический реакций, составляющих сущность жизни и имеющих различный характер.

Строгая ритмичность – повторяемость процесcов, день и ночь, прилив и отлив, зима и лето имеются в любом явлении окружающей нас природы.

Ритмичность биологических процессов – неотъемлемое свойство живой материи. Функциональные системы организма являются ритмическими системами. Живые организмы живут в условиях ритмических изменений геофизических параметров среды в течение многих миллионов лет.

Биологические ритмы –это эволюционная форма адаптации, определяющая выживаемость живых организмов.

Выработанная всем ходом эволюции временная последовательность взаимодействия различных функциональных систем организма с окружающей средой способствует гармоничному согласованию, сонастройке ритмических процессов и тем самым обеспечивает нормальную жизнедеятельность целостного организма.

Нарушение этого согласования приводит к поломке регуляторных физиологических механизмов и в конечном счете к возникновению отклонений – болезненных состояний.

Циклические колебания физиологических процессов с точки зрения энергетики биологически наиболее целесообразно, выгодно и соответствует принципу оптимальной организации. Четкий ритм энергетических процессов обеспечивается последовательностью взаимодействия многочисленных физиологических и биохимических реакций.

Суточные ритмы. Большинству видов растений и животных свойственна суточная периодичность.

Имеются формы с дневной или ночной активностью; у некоторых видов вспышки активности проявляются спонтанно, независимо от времени суток, некоторым животным присуще проявление активности в сумеречное время.

Время открытия и закрытия цветков у высших растений, начала или окончания бодрствования (или, наоборот, сна) у животных видо-специфично и отличается большим постоянством в своем соотношении с суточным ходом освещенности.

Общий характер активности животных в большинстве случаев определяется такими условиями, как тип питания, взаимоотношения с хищниками и конкурентами, суточные изменения комплекса абиотических факторов и т.п.

Растения функционально связаны со светлым периодом дня своей продукционной (фотосинтез) функцией, однако специализация к специфическим опылителям эволюционно формировала виды с ночным цветением (и-р, душистый табак).

Суточная активность холоднокровных (пойкилотермных) животных во многом определяется режимом температуры среды; у амфибий сочетанием температуры и влажности.

Среди грызунов виды, поедающие грубые, богатые клетчаткой корма, отличаются, как правило, круглосуточной активностью.

Семенноядные формы, использующие более концентрированную пищу, имеют возможность приурочить время ее добывания к ночному периоду, когда слабее пресс хищников. Особенно это ярко выражено у обитателей пространств степей и пустынь.

Режим освещения выступает в роли сигнального фактора, определяющего время начала и окончания активности. Например у дневных животных утреннее нарастание освещенности по достижении определенного порога стимулирует начало активной деятельности, а у ночных видов- окончание активного периода.

В связи с сезонными изменениями длины дня у многих видов сдвигается и время активности. Биологически это объясняется необходимостью компенсации высоких энергозатрат в условиях короткого зимнего дня.

Циркадиальные ритмы (циркадные). В основе суточных ритмов жизнедеятельности лежат наследственно-закрепленные эндогенные циклы физиологических процессов с периодом, близким к 24ч. Циклические процессы такого рода получили название циркадиальных (циркадных) ритмов (от лат. Circa-около и dies-день).

В наиболее «чистом» виде циркадные ритмы выявляются лишь при содержании животных в строго постоянных условиях, т.е. без контроля со стороны меняющихся факторов среды.

Характерная особенность циркадных ритмов- некоторое несовпадение их периода с полными астрономическими сутками.

Определенное влияние на характер циркадных ритмов оказывают различные условия освещения.

Согласно правилу Амоффа: увеличение интенсивности непрерывного освещения вызывает у ночных видов уменьшение общей активности, некоторое удлинение цикла и укорочение его активной части; при уменьшении освещенности наблюдаются сдвиги противоположного характера.

Дневные животные соответственно демонстрируют обратные реакции. Несовпадение циркадного ритма с длительностью астрономических суток открывает возможность сдвига ритма активности в порядке их синхронизации с естественной сменой условий в каждом конкретном районе в разные периоды года.

Ведущую роль в этом процессе играют внешние датчики времени, влияние которых способствует совмещению активного периода с наиболее благоприятным временем суток, синхронизации ритмов различных процессов на уровне целого организма.

Механизмы циркадных ритмов и их регуляция остаются предметом интенсивных исследований.

Сезонные ритмы.

Большинство организмов, обитающих в условиях сезонной смены климатических режимов, характеризуется наличием периодических сезонных процессов, охватывающих комплекс физиологических систем и обеспечивающих биологически значимые изменения форм деятельности.

У растений это связано с сезонным характером репродукции, определенными сроками образования семян, формированием клубней и других форм запасания питательных веществ перед зимой, обеспечивающих начало активной вегетации на следующий год.

У большинства животных также различны физиологические и биологические процессы проявляются сезонно: размножение, линька, спячка и диапауза, миграция и др.

Эволюционно сезонность этих явлений возникла как адаптация к циклическим изменениям климатических условий.

Закономерная повторяемость сезонных состояний формируется в результате взаимодействия врожденных эндогенных сезонных циклов с информацией о состоянии внешних условий.

Сезонная ритмика может регулироваться и непосредственным воздействием внешних факторов. Например, в тропиках, где отсутствует сезонная динамика длины дня, в регуляции сезонных явлений ведущая роль принадлежит иным факторам- синхронизаторам (например, времени выпадения осадков).

Размножение ряда видов позвоночных в тропиках не имеет закономерного периодического характера, а прямо определяется наступлению благоприятных условий.

У некоторых тропических деревьев такие явления, как цветение, плодоношение, смена листьев растянуты во времени; на одном дереве иногда можно одновременно видеть и цветки, и плоды.

Точность, с которой каждый организм придерживается свойственного ему ритма, привела к возникновению понятия «биологические часы».

В результате развития авиации и космонавтики человек обнаружил, что у него также существуют циркадные ритмы. В повседневной жизни человека окружают многочисленные физиологические и «социальные « синхронизаторы (датчики времени), т.е.

процессы и явления, способствующие наилучшему согласованию ритмов организма с ритмами окружающей среды.

К физическим синхронизаторам относятся смена дня и ночи с чередованием света и темноты, суточные колебания температуры и влажности воздуха, барометрического давления, напряжения электрического и магнитного полей Земли, космического излучения.

К числу «социальных» датчиков времени относится распорядок производственной и бытовой деятельности.

Различное время изменяется ощущение боли, интенсивность кровотечения, способность запоминать, ощущать вкус и запах, восприимчивость к болезням.

Многие психологи и физиологи, занимающиеся изучением функций мозга, обеспокоены тем, что темп современной жизни может привести к десинхронизации –рассогласованию биоритмов.

Десинхроз приводит к различным нервно-психическим заболеваниям, неврозным состояниям.

По классификации известного хронобиолога Ф. Хальберга, ритмические процессы могут быть разделены на три группы:

1. К первой относятся ритмы высокой частоты с периодом 0,5 ч. Это ритмы дыхания, ритмы работы сердца, электрических явлений в мозгу, периодические колебания в системах биохимических реакций. Они хорошо изучены.

2. Вторая группа – ритмы средней частоты с периодом от 0,5 ч до 6 дней. Эта смена сна и бодрствования, активности и покоя, околосуточные изменения обмена веществ, содержание в крови и моче биохимически активных веществ.

3. Третья группа – низкочастотные ритмы с периодом от 6 дней до 1 года. Это недельный, лунный и годичный ритмы. Сюда относят: циклы секреции гормонов, половые циклы у некоторых млекопитающих и многих обитателей морей.

У человека период ритма температуры тела всегда составляет 25 + 0,5 ч. и не зависит от того, что он делает. Наименьшая величина пульса – в 4 ч, а кровяного давления – в 9 ч. утра.

Суточному ритму подчиняется работа всего человеческого организма, благодаря приспособлению к изменяющимся во времени условиям внешней среды. Только недавно ученые – медики установили, что успешное лечение зависит от биоритма организма, т.к. активность различных органов различна в разное время суток и года.

Предыдущая6789101112131415161718192021Следующая

Дата добавления: 2016-02-11; просмотров: 1352; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-2055.html

Refy-free
Добавить комментарий