Приспособленные ритмы жизни

Биологические ритмы человека

Приспособленные ритмы жизни

Каждую весну распускается зеленая листва, каждую зиму выпадает снег. С восходом солнца растения раскрывают свои цветы, первый луч падает на зеленый лист и запускает процессы фотосинтеза. Перелетные птицы осенью собираются в теплые края, белка запасает спелые орехи, а медведь и еж ищут укрытие поудобнее, чтобы пережить неблагоприятное холодное и голодное зимнее время.

Изучая поведение животных в природе, внимательный наблюдатель замечает, что птицы начинают готовиться к перелету с первыми признаками приближающейся осени. Хозяин таежных лесов медведь начинает искать место для спячки еще до того, как ударят первые морозы и снегопады заметут лесные тропы.

И горе тому животному, которое не успеет до холодов. Без помощи человека оно обречено на гибель, как Серая шейка в одноименной детской сказке. Медведь, поднятый среди зимы из берлоги, получает прозвище медведь-шатун. Злой, голодный, ходит по лесу, нагоняя страх на охотников, но и он обречен на мучительную гибель от голода. Мясом такого погибшего зверя брезгуют даже падальщики…

Можно заметить, что еще до появления первых признаков смены сезона, поведение животных меняется. И это не зря.

Таким образом природа позволяет живым организмам заблаговременно подготовиться к грядущим переменам в природе и предупредить стресс, связанный с перестройкой сложных биохимических процессов и физиологических функций во время действия неблагоприятного фактора с помощью биологических ритмов организма.

Определение понятия биоритмы

Биоритмы — сформированная в ходе эволюции модель приспособления, проявляющаяся в виде повторяющихся изменений характера и степени выраженности биохимических и физиологических реакций, характеризующая способность живых существ выживать в периодически изменяющихся условиях среды.

Способность организма изменять процессы жизнедеятельности под влиянием условий внешней среды генетически обусловлена и характерна всем живущим организмам. Она характерна не только отдельным клеткам, но и целым популяциям.

Биологические ритмы организма человека сформировались за миллионы лет эволюции и определяются движением планеты Земля.

Выделяют:

  • годовые циклы — обусловленные движением планеты вокруг Солнца;
  • месячные — зависящие от движения Луны вокруг Земли и их совместным вращением вокруг Солнца;
  • суточные — привязанные к вращению планеты Земля вокруг собственной оси.

Влияние этого ритмического рисунка накладывается на всех обитателей (растения, домашние и дикие животные, многоклеточные и одноклеточные организмы) на нашей удивительной планете. И человек – не исключение.

Испокон веков он живет в сложной системе биоритмов, от изменяющихся за несколько секунд молекулярных, происходящих в живой клетке и обеспечивающих процессы энергетического обмена, до длительных годовых, связанных с движением Земли вокруг Солнца.

Хронобиология

Исследование ритмических колебаний биохимических и физиологических процессов в живых организмах в зависимости от суточных, годовых, либо лунных циклов продолжаются со Средневековья до наших дней.

Прорывом в исследованиях стали опыты Е.А.

Форсгрена, шведского физиолога, который в уникальных опытах на лабораторных кроликах выявил суточные колебания в клетках печени уровня гликогена — сложного полисахарида, участвующего в энергетическом обмене.

Лишь в 1960 году на симпозиуме в Cold Spring Harbor Laboratory, после того, как доклады исследователей, представляющих различные отрасли науки, были заслушаны, выяснилось, что ученые из разных областей физиологии, биологии, генетики, биохимии описывали одни и те же феномены, связанные с изменением активности процессов во времени, и приняли решение выделить хронобиологию как отдельную науку.

Исследование биохимических процессов продолжается. В настоящее время ученые выделяют около 300 различных биохимических и физиологических процессов в организме человека, активность которых изменяется на протяжении времени и регулярно чередуется, имея свои минимумы и максимумы значений.

Классификация биоритмов

Согласно классификации советских ученых-медиков Н.И. Моисеевой и В.Н. Сысуева (1961), в зависимости от периода — промежутка времени между двумя максимальными или минимальными значениями — биологические ритмы делятся на:

  • высокочастотные ритмы (длительность от миллисекунды до 30 мин);
  • среднечастотные (длительность от получаса до 28 часов). В эту категорию входят ультрадианные ритмы, продолжительностью до 20 часов, и циркадные, продолжительностью около суток;
  • низкочастотные ритмы (длительностью от 28 часов). В этой категории дополнительно выделяют:
    • мезоритмы (инфрадианные – от 28 часов до шести дней и циркасептанные — длительностью около семи суток);
    • макроритмы (длительностью от двадцати дней до одного года);
    • мегаритмы (длительностью в десять и более лет).

Высокочастотные ритмы длятся от миллисекунды до получаса. К этой категории относятся сердечные сокращения, дыхательные движения, волны перистальтики в кишечнике.

Медицинская аппаратура позволяет зафиксировать ритмы и получить сведения о функции различных систем человеческого организма.

Электроэнцефа­лография регистрирует периодическую активность головного мозга, электромиография — мышечную активность, электрокардиография — сердечные сокращения, и данные используются не только в научных целях, но и для диагностики патологии.

К среднечастотным относятся биоритмы с продолжительностью от 30 минут до 6 дней.

В эту группу входят циркадианные или циркадные (суточные) ритмы: повышение температуры тела к восемнадцати часам и снижение до минимума к полуночи, цикл «сон-бодрствование», о котором подробно рассказано на странице 22 учебника «Биология 10 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова.

Изменения некоторых показателей можно зафиксировать при суточном исследовании — холтеровском мониторировании ЭКГ или артериального давления. И такие исследования широко применяются в медицине для подбора необходимого лечения.

В группу низкочастотных ритмов относят колебания с периодичностью от 28 часов до десятилетий. В данный раздел входят менструальный цикл у женщин, а также годовые ритмы. Так, зимой по срав­нению с летом, снижается в крови содержание сахара, увеличивается количество АТФ и холестерина.

Ранее считали, что как таковых, недельных ритмов у живых организмов нет, а деление на недели пошло от чередований фаз луны еще со времен Древнего Вавилона.

И только в последнее время, когда биохимия сделала гигантский шаг вперед, и появилась возможность определить концентрацию биологически активных веществ не только в крови, но и в моче, ученые выявили колебания гормональных показателей, выделяемых надпочечниками, с примерным семидневным циклом.

В ходе астрономических наблюдений установлено, что за время оборота Солнца вокруг своей оси, который составляет двадцать семь суток, регистрируются различные значения магнитного поля между планетами Солнечной системы.

Положение Земли изменяется с периодичностью в 6,75 суток.

Планета оказывается в разнообразных секторах солнечного магнитного поля, что вызывает изменения планетарного геомагнитного поля, которое влияет на климатические условия, а также жизнедеятельность живых организмов.

В последние десятилетия ритмы современной жизни с ночными клубами, предприятиями, работающими круглосуточно, путешествиями на другую сторону земного шара значительно влияют на биологические ритмы человека. Учитывая влияние социальной жизни на физиологию человека, выделяют:

  • физиологические ритмы;
  • геофизические ритмы;
  • социальные ритмы.

Физиологические биоритмы — непрекращающаяся работа биохимических процессов в каждой клетке организма, для обеспечения чередования циклов вдоха-выдоха, непрерывного сокращения сердца, для бесперебойной работы системы кровообращения и других систем.

Они обеспечивают жизнедеятельность организма независимо от условий среды обитания.

Способность физиологических ритмов к изменениям обеспечивает адаптационный резерв человека к существованию в экстремальных условиях от архипелагов Арктики до жаркой пустыни Каракум.

Вращение Луны вокруг нашей голубой планеты, и Земли вокруг Солнца приводит к смене сезонов года в окружающей природе и формированию геофизических биоритмов, которые обеспечивают перестройку физиологических биоритмов под сезонные климатические изменения.

Социальные биоритмы формируются под влиянием условий жизни, принятых в обществе, где человек обитает: сменная работа, чередование труда и пассивного отдыха, активная клубная жизнь у молодежи или приверженность ЗОЖ.

Через некоторое время стабильных чередований физических нагрузок, труда и отдыха у человека формируются автоматические колебания, близкие к его обычному циклу труд-отдых.

Наличие социальных биоритмов подтверждает высокую способность человека адаптироваться к окружающей его среде.

Подводя итоги, отметим, что к сегодняшнему дню хронобиология достигла определенных успехов и позволила сделать ряд выводов, касающихся живой природы:

  1. Биоритмы характерны не только высокоорганизованным многоклеточным организмам, а всем уровням организации живой природы — от одноклеточных организмов и отдельных клеток многоклеточного организма, до популяций, биогеоценозов и биосферы в целом. Это доказывает, что наличие биоритмов — общее свойство живых систем. О ритмичности, как свойстве биосферы подробно рассказано в учебнике «Биология 11 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова.
  2. Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза), динамическое равновесие и приспособление организма к изменяющимся условиям внешней среды обеспечиваются благодаря регуляторным механизмам биоритмов.
  3. Влияние на биоритмы происходит на эндогенном, генетически обусловленном уровне, а также тесно связано с модифицирующим влиянием внешних или социальных факторов. Что подтверждает связь живого организма со средой обитания.
  4. Выявлены периодические изменения чувствительности организмов к различным химическим и биологическим веществам, а также к физическим воздействиям. Так ученые доказали, что наименьшая болевая чувствительность в период около 18 часов, а прием некоторых препаратов наиболее эффективен в утренние часы. Эти знания дали толчок для развития на стыке медицины, хронобиологии и математики молодой науки хрономедицины, изучающей влияние лекарственных воздействий на организм человека в связи с биоритмами.
  5. Изменяя условия внешней среды искусственно, человек поставил зависимость биоритмов от внешних условий себе на службу. Искусственно изменяя температуру, влажность и продолжительность освещенности в теплицах, получают урожай тропических плодов круглый год или регулируют яйценоскость птицы на протяжении всего года.

Исследования биоритмов не прекращаются, и в 2017 году группа ученых из США, чьи фамилии можно найти на странице 252 учебника «Биология 10 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова, получили Нобелевскую премию за открытие молекулярных механизмов, управляющих циркадными ритмами.

Тест

Источник: https://rosuchebnik.ru/material/biologicheskie-ritmy-cheloveka/

Приспособительные ритмы жизни

Приспособленные ритмы жизни

Муниципальное бюджетное

общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 54

Приспособительные

ритмы жизни

( урок по экологии в 10 классе)

Учитель экологии

Липецк

2011

Цели урока:

·  Образовательная — объяснить отличия приспособительных ритмов, имеющих экологический характер (настройка на ритмику внешней среды), от множества других биологических ритмов, поддерживающих жизнь организма, на примере приспособительных ритмов ввести понятие сигнального фактора ;

·  Воспитательная — воспитать потребность к ведению здорового образа жизни через соблюдение режима дня, показать практическую направленность знаний о ритмах в различных областях жизнедеятельности человека;

·  Развивающая—развить умения: работать с источником информации (учебником, научно-популярной литературой), сравнивать, выделять главное, делать выводы, работать с географической картой, сопровождать рассказ демонстрацией, заполнять таблицу, находить связь строения с функцией.

Оборудование:

·  Карта природных зон;

·  Гербарный материал;

·  Сообщения обучающихся;

·  Таблица «Центры многообразия и происхождения культурных растений»;

·  Изображения дневных, сумеречных и ночных животных, птиц и млекопитающих в летнем и зимнем « наряде»;

·  Экологические дневники.

Ход урока.

I. Оргмомент.

II. Актуализация знаний.

1.Терминологическая разминка. Разгадывание кроссворда.

2.Выполнение задания

2.Установите соответствие между характеристикой внешнего облика животных и названием жизненной формы. Впишите в таблицу буквы выбранных ответов.

ХАРАКТЕРИСТИКА НАЗВАНИЯ

ВНЕШНЕГО ОБЛИКА ЖИЗНЕННЫХ ФОРМ

1)  мощные парные конечности, А) четвероногие скоростные бегуны

вытянутое тело, относительно длинная шея,

наблюдается уменьшение числа пальцев, Б) лазающие по деревьям

пальцы плотно собраны, что усиливает

толчок ног о грунт В) наземные прыгуны

2) задние конечности имеют мощное развитие,

передние развиты слабо, хорошо развит хвост, Г) роющие в земле

балансир при беге

3)вытянутое тело обтекаемой формы, Д) летающие

заострённая передняя часть тела, наличие

мощного хвостового плавника, конечности — плавники Е) скоростные пловцы.

4) вытянутое тело, цепкие загнутые когти, длинный

хвост – руль

5)компактное тело с коротким хвостом и короткими

конечностями, похожими на лопату или грабли,

короткая шея, редукция глаз

6)наличие крыльев, крупных мышц в области груди,

длинный подвижный хвост, цепкие когти.

3. Индивидуальные ответы на вопросы:

1. Вопрос №4 после п.6.

4. Применение знаний о приспособительных формах организмов. Сообщения

учащихся по темам: «Бионика», «Экологическая инженерия»

5. Сделайте вывод о приспособительных формах организмов.

6. Экологический дневник на уроке и дома. Сообщения учеников,

ведущих регистрацию экологических новостей.

III. Изучение нового материала.

1.  Постановка проблемы перед обучающимися: « В нашей местности в условиях умеренного континентального климата одними из самых последних ( в конце мая) прилетают ласточки. Но и улетают они одними из первых уже в августе, хотя в это время ещё тепло и есть много корма-насекомых. Как же объяснить такое поведение ласточек?»

2.  Вступительное слово учителя.

Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времён года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Ритмика внешней среды создаёт периодичность, т. е. повторяемость условий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

3.  Суточные ритмы.

Рассказ учащегося, сопровождающийся демонстрацией изображений

животных.

Смена дня и ночи сопровождается изменением освещённости, понижением температуры воздуха, повышением его влажности, изменением атмосферного давления. У ряда животных в течение суток изменяется активность. По этому признаку различают дневные, сумеречные и ночные виды.

Дневная активность ярко выражена у стрекоз, муравьёв, домашних кур, большинства воробьиных птиц, сусликов. Днём они активно питаются, строят жилища, приступают к размножению. Человек также относится к дневным организмам. Поэтому, когда К сумеречным животным обычно относят летучих мышей, хотя среди них встречается много и ночных видов. Зрение у них слабое и для ориентировки

и показом на карте мест их обитания.

4.  Работа учащихся в малых группах по инструктивным карточкам.

ЗАДАНИЕ 1.

ЗАДАНИЕ 2. Прочитайте текст.

Летяга-представитель семейства летяговых (Отряд Грызуны). Длина тела от 7 до 58 см. Животное приспособлено к древесному образу жизни. В нашей стране обитает один вид этого семейства – летяга обыкновенная. Она населяет хвойные и смешанные леса Северной и Восточной Европы, Сибири и Дальнего Востока. Летяга ведёт сумеречный и ночной образ жизни.

Вопрос. Какие черты строения летяги связаны с её образом жизни? Какие животные имеют сходные приспособления для полёта?

ЗАДАНИЕ 3. Рассмотрите конечности разных насекомых. Соотнести особенности их строения и характер передвижения насекомого.

ЗАДАНИЕ 4. Рассмотреть строение черепов жвачных, грызунов, хищных животных; указать особенности строения зубной системы, характер приспособленности к роду употребляемой пищи.

4.Обсуждение результатов работы. Понятие о конвергенции.

5.Понятие о жизненных формах растений. Беседа на основе актуализации знаний из курса ботаники.

IV. Домашнее задание:

П. 6, в.1-6, дискуссия 1, сообщения «Экологическая инженерия», «Бионика».

V. Подведение итогов урока. Выставление отметок.

Источник: https://pandia.ru/text/77/477/19370.php

Урок экологии в 10-м классе

Приспособленные ритмы жизни

Задачи:

  • Образовательные: дать понятие о приспособительных ритмах жизни и биологических часах, определить причины этих проявлений, первично закрепить знания по данной теме, проверить усвоение нового материала.
  • Развивающие: расширять кругозор и словарный запас учащихся, развивать умение анализировать и классифицировать явления в жизни растений, животных и человека.
  • Воспитательные: прививать интерес к предмету, пропагандировать здоровый образ жизни, способствовать гигиеническому воспитанию.

Оборудование: компьютерная презентация, карточки с тестовыми заданиями.

Тип урока: комбинированный.

Методы: объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, практический.

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, индивидуальная.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

Фронтальная беседа:

  1. Какие пути приспособления организмов к среде обитания вы знаете?
  2. Что такое анабиоз и криптобиоз? Чем эти состояния отличаются друг от друга?
  3. Как организмы могут сопротивляться влиянию среды?
  4. Каким образом организмы могут избегать неблагоприятных условий среды?
  5. Что такое конвергенция? Приведите примеры проявления конвергенции.

III. Изучение новой темы

Рассказ учителя с элементами беседы с использованием компьютерной презентации (Приложение 1).

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.

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

Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

Ритмичность – основное свойство живой природы. Периодически повторяющиеся изменения активности присущи всем живым организмам. Они носят название «биологические ритмы».

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.

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.
У человека обнаружено около 100 периодически повторяющихся процессов.

Например, в течение суток максимальная масса тела отмечается в 18–19 часов, температура тела – в 16 – 18 часов, частота дыхания – в 13 – 16 часов, частота сердечных сокращений – в 15 – 16 часов, даже кожа более чувствительна к косметическим процедурам в светлое время суток.

Вопрос: Как вы думаете, у всех ли организмов проявляются суточные ритмы?

Примерный ответ: Суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер и глубоких вод, где нет смены дня и ночи, живут по другим ритмам.

Среди наземных позвоночных и беспозвоночных суточная периодичность также выявляется не у всех. Например, землеройки сменяют активность и отдых каждые

15–20 минут, невзирая на день и ночь.

У этих животных обмен веществ протекает очень быстро, поэтому они вынуждены питаться круглосуточно.

Периодичность передается по наследству. Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, подводного плавания, космических полетов другие представляют серьезную медицинскую проблему.

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).

Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, то есть проявляется как внутренний годовой ритм.

Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через целый ряд поколений. Задолго до наступления неблагоприятных периодов у организмов начинается длительный процесс подготовки. У организмов много приспособлений к сезонному ритму внешних условий. Задолго до наступления зимы у растений опадают листья, созревают плоды и семена. Одни животные становятся малоподвижными и впадают в оцепенение, другие готовятся к активной жизни в суровые холода, третьи уходят от неблагоприятных условий. Резкие кратковременные изменения погоды (заморозки летом или зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных.

Таким образом, главным фактором, на который реагируют организмы в годовых циклах, является не случайное изменение погоды, а изменение долготы дня. Это единственный астрономический сигнал наступления нового сезона.

Фотопериод – соотношение светлого и темного времени суток.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года. Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, а если удлиняется – к активному росту и размножению.

Фотопериодизм – способность организмов реагировать на изменение длины светового 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.

Внешними воздействующими факторами являются для человека продолжительность и интенсивность освещения, фотохимические раздражители изменяющегося ультрафиолетового излучения и температурные колебания.

Так, например, весной люди наиболее восприимчивы к заболеваниям, возникают душевные кризисы, которые выражаются в учащении самоубийств, преступлений и душевных расстройств. Статистика показывает, что весной возникает стремление к более активной физической деятельности (психосоматический рост), в то время как способность к обучению, внимательность и тщательность ухудшаются. Кризис возникает и осенью, правда, менее выраженный: человек становится более уравновешенным, ограничивается своим домашним «гнездышком», в большой степени становится, склонен к духовной, нежели к физической активности. 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.

Приливно-отливные ритмы – ритмы, которые характерны для обитателей прибрежной зоны морей и океанов.

Это самая сложная ритмика в жизни живых организмов. Так у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа (это ровно половина лунного периода). Следовательно, точное время приливов постоянно сдвигается.

Жизнь в приливно-отливной зоне представлена большим многообразием видов. На время отливов моллюски плотно сжимают раковины, рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли.

Сложность, в данном случае, заключается еще и в том, что на жизнь этих организмов влияет также и суточная периодичность. Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем во время ночных приливов.

Рыба грунион, обитающая у калифорнийского побережья, откладывает свою икру на песчаном пляже во время новолунных или полнолунных приливов, которая развивается там в течение 14 дней до следующего прилива и затем снова попадает в воду.

Таким образом, биологические ритмы приспосабливают организмы к циклическим изменениям во внешней среде.
За точность работы биологические ритмы называют биологическими часами.

Биологические часы – способность живых организмов ориентироваться во времени.

Как бы придерживаясь внутреннего расписания, каждая птица в строго определенное время просыпается и начинает петь(соловей – в 2 часа ночи, жаворонки, кукушки, иволги – в 3 часа, скворцы и трясогузки – в 4 часа, воробьи – в 6часов), цветки разных растений также распускаются в определенное время (в 4 часа – цикорий, 5 часов – мак, 6 часов – одуванчик, 7 часов – колокольчики, 8 часов – ноготки и бархатцы и т.д.). Эту особенность в свое время заметил Карл Линней. Именно ему принадлежит идея создания цветочных часов.
Изучая биологические ритмы, следует упомянуть о работах Л.А.Чижевского, который показал, что внутренний механизм отсчета времени постоянно корректируется сигналами из Космоса. Л.А.Чижевский доказал влияние солнечной активности на частоту заболеваний и физиологическое состояние человека. Примерно через каждые 11 лет происходят «солнечные бури». Их появление вызывает значительные сдвиги множества процессов на нашей планете. Изменения деятельности Солнца влияют на частоту рождаемости, распространение эпидемий, физическое и психическое самочувствие человека, на продуктивность его деятельности. Индивидуальные биоритмы людей накладывают отпечаток на жизнь общества в целом. Неудивительно поэтому, что Чижевский связывал и социальные потрясения с космическими ритмами и циклами.
Изучению биоритмов человека уделяется большое внимание. Установлено, что разные люди отличаются разной периодичностью своей работоспособности в течение суток.

Хронобиология – наука, изучающая вопросы, связанные с регуляцией ритмов человека внешними условиями.

Большинство людей в течение суток имеют два пика работоспособности – первый с 8 до 12, второй – с 17 до 19 часов. Наиболее слабым человек оказывается с 2 до 5 часов, с 13 до 15 часов. Но есть и исключения.

Всех людей можно разделить на две категории: «совы» и «жаворонки».

«Совы» – категория людей, у которых время наибольшей творческой продуктивности приходится на ночные или вечерние часы.

«Жаворонки» – категория людей, которые чувствуют себя работоспособными и бодрыми в первой половине дня. Они рано просыпаются и рано ложатся спать. Как показали исследования, «сов» и «жаворонков» примерно одинаковое количество – по 25 %. А 50 % людей не имеют четко выраженных пиков работоспособности в утреннее и вечернее время.

Попробуйте определить, к какой категории относитесь вы.

Нарушение установившихся ритмов может снижать работоспособность, оказывать неблагоприятные воздействия на человека.

При передвижении в другие часовые пояса, нарушаются регуляции процессов жизнедеятельности, и необходимо от 2 дней до 2 недель, чтобы произошла синхронизация внутренних часов организма с местным временем.

А кто из вас ощущает на себе переход на летнее и зимнее время, когда осенью и весной мы переводим часы?
Это еще раз подтверждает существование биологических ритмов у человека.

IV. Закрепление

Тестовое задание.

Назовите типы биологических ритмов (приливно-отливные, суточные, годовые), которые определяют следующие явления:

  1. Перелеты птиц с мест гнездования в южные районы;
  2. Спячка бурых медведей;
  3. Утреннее раскрывание цветков;
  4. Линька соболя;
  5. Открывание и запирание раковин устриц, обитающих в прибрежной зоне;
  6. Весеннее пробуждение растений:
  7. Сон и бодрствование у человека;
  8. Наибольшая восприимчивость кожи к косметическому уходу;
  9. Авитаминозы у человека;
  10. Осенний листопад;
  11. Ночная активность ежей;
  12. Постройка гнезда птицами;
  13. Зарывание рачков прибрежной зоны в мокрый песок;
  14. Ритм дыхания у человека;
  15. Набухание почек у растений;
  16. Появление первоцветов;
  17. Образование плодов и семян у растений;
  18. Оцепенение мух;
  19. Активизация сокодвижения у березы в апреле;
  20. Смена поколений у насекомых (яйцо – личинка – куколка – взрослое насекомое)

V.Итоги урока (подводят учащиеся).

VI. Домашнее задание: п. 7, задание № 3 с. 58 (письменно), проработать темы для дискуссий (с. 58).

26.03.2008

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/515578/

Сезонные ритмы в жизни животных

Приспособленные ритмы жизни

Если среда, в которой обитает животное, подвержена небольшим колебаниям, то приспособления организмов к ней носят до известной степени характер статический.

Так, шерсть тропических животных редкая, короткая, жёсткая, у полярных густая, длинная, мягкая. Белые медведи не меняют своей окраски, так как всю жизнь проводят среди льдов. Животные пустыни — лев, верблюд, антилопы, змеи — окрашены под цвет песка, в тропических лесах преобладает зелёная окраска животных, многие морские организмы прозрачны и т. п.

Но если аспект ландшафта меняется по сезонам, то приспособления к ландшафту приобретают динамический характер, изменяясь периодически.

И эта смена ярче, чем что-нибудь другое, доказывает безусловную зависимость организмов от окружающей обстановки.

Впрочем, эта зависимость не менее отчётлива и в тех случаях, когда смены не бывает: у пещерных животных нет сезонной периодичности в жизненных циклах, и это вполне закономерно, так как в пещерах нет деления года на сезоны.

Приспособления животных к сезонным изменениям природы весьма разнообразны. Они выражаются в запасании корма на зиму (пчёлы, некоторые грызуны), в устройстве тёплых зимних жилищ, нор и гнёзд, в приобретении новых физиологических свойств, в перемене места обитания, в явлениях спячки и пр.

В связи с изменением температуры и приобретением ландшафтом нового аспекта у животных меняются характер покровов и их окраска. Чем резче выражена смена сезонов в ландшафте, тем резче проявляется и сбрасывание наружных покровов, и замена их новыми (линька).

В тропиках смена шерсти и перьев протекает постепенно в течение всего года, в холодных странах она приурочена к определённым сезонам. К зиме мех становится гуще, пушистее, длиннее, под кожей происходит образование жирового слоя.

Меняется и окраска животного: заяц беляк зимой белый, весной пегий, летом темнобурый; каштанового цвета ласки зимой становятся снежнобелыми; то же происходит с песцами, горностаями и т. п.

, меняющими свои тёмные летние одеяния на покровительственно окрашенную мантию, позволяющую животному совершенно слиться с белым фоном зимнего ландшафта.

Широко распространённым сезонным приспособлением следует считать миграции или кочёвки животных. Некоторые миграции, правда, не имеют характера строго периодических, но зато приуроченность других к сезонам не подлежит ни малейшему сомнению.

Животные нередко совершают кочёвки в поисках пищи.

Например, лемминги, когда они сильно размножаются, а растительного корма в данной местности мало, потому что он съеден самими леммингами, гусём-гумёнником или стал недоступным из-за ожеледи, начинают огромными массами переселяться в другие места. Движение кочующих леммингов совершается с исключительной неудержимостью: они переправляются через реки, массами гибнут от истощения и хищников.

Антилопы кочуют стадами из высохших и выгоревших травянистых просторов туда, где есть вода и свежая зелень. При недороде кедровых орехов сибирские белки переселяются в другие леса. Северный олень весной с южной окраины тундры кочует на север; одной из причин этого служит стремление избавиться от гнуса.

Миграции животных, обусловленные недостатком пищи или перенаселением, хотя и не укладываются вполне строго в рамки сезонных явлений, тем не менее довольно часто бывают так или иначе связаны с сезонными переменами ландшафта.

Классическими примерами типично сезонных миграций являются уход осенью червей глубоко в почву (туда, где она не промерзает), миграции рыб, перелёты птиц и др.

Миграции рыб связаны чаще всего с нерестом, т. е. процессом икрометания. Инстинкт собирает рыб в огромные стаи и заставляет их совершать огромные передвижения. Есть рыбы, нерестящиеся ежегодно или через год, через два года, но есть такие, которые мечут икру только один раз в жизни: угорь, кета, горбуша, красная, многие роды бычков, громадное большинство особей сёмги и т. п.

Особенно ярко явление миграции наблюдается у проходных рыб, т. е. таких, которые живут в море, но для метания икры поднимаются в реки на сотни километров. Лосось, или сёмга, ежегодно заходит из моря в наши северные реки для метания икры. Молодь проводит в реках два-три года, затем переходит в море, где живёт от одного года до пяти лет, а потом идёт для нереста в реки.

Сёмга после нереста обычно погибает, но бывают случаи, когда отдельные особи нерестятся в жизни по два-три раза и даже, как редчайшее исключение, до пяти раз.

Особенно интересны миграции речного европейского угря (Anguilla vulgaris). Угорь этот живёт в реках и озёрах Европы. Достигнув половой зрелости (на это нужно несколько лет), он выходит в море (обычно осенью), затем в Атлантический океан и направляется к той его части, которая называется Саргассовым морем. Здесь на глубинах и происходит икрометание.

Из оплодотворённой икры развиваются личинки — маленькие, прозрачные, рыбообразные, но настолько не похожие на угрей, что их долгое время считали особым животным — Leptocephalus brevirostris. Эти лептоцефалы, претерпевая метаморфоз и увеличиваясь в размерах, в течение трёх лет странствуют из Саргассова моря к Европе.

Только в конце третьего года происходит их превращение в маленьких угрей, после чего они уже проникают в реки.

Большинство птиц умеренных стран улетает на зиму в тёплые края, а весной возвращается обратно. Улетают гуси, лебеди, трясогузки, утки, жаворонки, кукушки, журавли и т. п. Остаются лишь некоторые хищные, а также некоторые зерноядные — воробьи, овсянки, тетерева.

Перед отлётом птицы собираются в стаи, и эти стаи в местах зимовья уже не распадаются.

Естественный порядок осеннего отлёта состоит в том, что раньше всего улетают насекомоядные птицы, потом зерноядные, т. е. птицы улетают в порядке исчезновения соответствующего корма.

Отлёт птиц данного вида занимает много времени: он продолжается неделями. Птицы часто летят определённым «строем»: утки рядом, гуси друг за другом, журавли клином и т. п.

Некоторые виды совершают перелёт в дневное время, но подавляющее большинство летит ночью, оставляя день для отдыха на суше.

Птицы летят не особенно торопливо, с остановками, кормятся по пути и отдыхают. Одни из них пролетают в день всего километров 30, другие около 200 км. Остановки в пути продолжаются иногда по нескольку дней. Таким образом, перелёт от начального пункта до конечного занимает довольно большое время.

Вместе с тем быстрота полёта бывает иногда весьма значительна, а продолжительность перелёта в отдельных случаях исключительно мала. Скворцы летят со скоростью 60—80 км в час, ржанки 65—80 км, гуси 70—90, стрижи до 110 км. Птицы могут лететь по многу часов без отдыха, и, например, одна стая чибисов в 1927 г.

перелетела из Англии в Ньюфаундленд (правда, при сильном попутном ветре) за одни сутки, проделав путь в 3500 км.

Излюбленными местами зимовок евразийских птиц служат Индия и Египет. Но птицы из северной Азии летят в Аравию, Иран, Индию, Китай, даже в Австралию, из Европы в Африку, Малую Азию.

Грачи, аисты зимуют на Ниле, соловьи, малиновки, ласточки, кукушки в центральной Африке, орлы в Египте, розовый скворец и сибирская пеночка в Индии, краснозобая казарка из северо-западной Сибири — в южной части Каспийского моря и т. п.

Важно отметить, что птицы к местам зимовья перелетают не беспорядочно, а придерживаются определённых путей, которые для данного вида остаются из года в год одними и теми же. Пути пролёта нескольких видов птиц могут на том или ином расстоянии совпадать.

Одни птицы летят вдоль морских берегов, другие вдоль рек, над озёрами и болотами, путь третьих проходит над сушей и с водными пространствами не связан.

Во всех этих случаях птицы стремятся по тому пути, характер которого ближе всего к характеру их коренного местообитания или на котором они легче всего найдут привычную для себя пищу. Так, птицы, населяющие морские побережья, при перелёте тоже придерживаются морских побережий.

Поскольку выбор пути в значительной степени определяется характером корма, неудивительно, что некоторые птицы весной и осенью летят разными дорогами: домой они возвращаются иным путём, чем уходят из дома. Это изменение связано с изменением корма.

В местах зимовок птицы гнёзд не делают и птенцов не выводят. Если осенний отлёт птиц данного вида растягивается на несколько недель, то прилёт обратно в родные места заканчивается обычно в несколько (не свыше десяти) дней. Может быть, это оттого, что отлёт зависит от погоды, а прилёт не зависит.

Возвращение птиц домой в более или менее определённые сроки нельзя объяснить просто «перелётным инстинктом». Это явление более сложное и вырабатывалось оно, вероятно, очень длительно. Птицы часто возвращаются в плохие условия, когда у них на родине ещё лежит снег.

Снег в разные годы сходит в разное время, а прилёт совершается ежегодно примерно в одни и те же сроки, и это расхождение вызывает нередко гибель вернувшихся птиц. Внешним толчком для отлёта осенью служит уменьшение корма, обусловленное ухудшением тепловых условий.

Понижение температуры воздуха и является для птиц предвестником надвигающегося недостатка пищи. Главной же побудительной причиной обратного весеннего перелёта к родным местам является инстинкт размножения.

https://www.youtube.com/watch?v=Wmg5KaWkNyA

Сущность такого приспособления к среде, как миграция (периодическая или непериодическая), сводится к тому, что животное избегает неблагоприятных условий, перемещая себя в другой ландшафт.

Это есть как бы приспособление по линии наименьшего сопротивления.

Совсем иной характер носит другое сезонное приспособление, а именно — спячка животных, или состояние оцепенения, в котором животное проводит неблагоприятный для жизни период в пределах своего местообитания.

Приспособление это возникло в процессе эволюции у самых различных форм и в самых различных частях света.

Оно, как и миграции животных, стимулируется недостатком пищи, а предвестником этого надвигающегося недостатка, служащим своего рода сигналом, побуждающим непосредственно организм к спячке, является в наших широтах понижение внешней температуры, а в тропиках засуха, высыхание водоёмов, уменьшение содержания воды в пище. В соответствии с этим различают зимнюю спячку, когда животное впадает в оцепенение на период преобладания низких температур, и летнюю спячку, которая приурочена к засушливому сезону.

Экология животных, впадающих в спячку, характеризуется прежде всего ограниченностью периода активной жизни.

Размножаются они реже, чем животные, не впадающие в спячку (млекопитающие не чаще одного раза в лето, тогда как близкие к ним формы, не впадающие в спячку, приносят по два-три поколения в год), но зато общее их число подвергается меньшим колебаниям, чем общее число животных, хотя и более продуктивных, но не подверженных спячке: спячка предохраняет от неблагоприятных условий и заразных заболеваний.

Во время спячки животное проводит много месяцев без пищи. Это, разумеется, возможно только при крайнем замедлении жизненных функций. Жизненные процессы сведены к минимуму, и организм питается запасами, отложенными в нём самом. Бодрствующий сурок делает в час 1500 вдыханий, а во время спячки только 14, т. е. в сто раз меньше.

Следовательно, во время спячки окисление, а значит, и разрушение тканей сильно замедлено, поэтому для восстановления их требуется меньше пищи. В результате замедления дыхания и почти полного отсутствия мышечной работы, т. е. вследствие устранения источников животной теплоты, температура тела спящего животного сильно понижается.

Длительность спячки самая разнообразная. Бурундуки, сони, белки спят два-три месяца, ежи четыре-пять месяцев, летучие мыши и сурки шесть месяцев, а горные сурки семь-восемь месяцев.

Млекопитающие проводят зимнюю спячку в норах, берлогах, дуплах и других укрытиях. Они впадают в неподвижность и глубокое оцепенение. Температура их тела снижается почти до температуры окружающего их воздуха, превышая последнюю всего на несколько градусов.

Дыхание становится не только замедленным в пять-десять и более раз, но и нерегулярным: после пяти-восьми дыханий наступает пауза в несколько минут. Резко уменьшаются потребление кислорода и выделение CO2, сердце бьётся в 10—30 раз реже, чем у животного в активном состоянии.

Изменяется состав крови за счёт увеличения содержания CO2 и уменьшения содержания сахара.

Так как организм потребляет накопленные до спячки запасы жира, животное постепенно теряет в весе, и рост его прекращается: если остричь шерсть или когти, то они во время спячки не растут и начинают отрастать лишь после пробуждения животного. В состоянии оцепенения организм не подвержен инфекционным болезням даже в том случае, если он был заражён ещё до спячки.

Ящерицы и змеи проводят спячку во мху, в расщелинах, в норах, причём змеи зимуют по многу экземпляров вместе. Карпы, караси и сомы зарываются в тину на дне и лежат там неподвижно. В таком же оцепенении проводят зиму осётр, стерлядь, белуга.

Для беспозвоночных животных зимняя спячка лучше всего изучена на примере насекомых. Многие дневные бабочки (крапивница, траурница) проводят спячку в виде взрослого насекомого под корой и в дуплах деревьев, другие бабочки зимуют в стадиях яйца, личинки, куколки.

Божьи коровки спят пять-семь месяцев под опавшими листьями, корой, камнями, самки ос и шмелей в своих норках и гнездах, муравьи в подземной части своих муравейников и т. д.

Тело оцепеневшего насекомого принимает температуру окружающего воздуха, а содержание воды в теле уменьшается.

https://www.youtube.com/watch?v=2U3jxph3keU

Основным источником, поддерживающим жизнь (крайне замедленную) насекомого в спячке, является запас жира. Если этого запаса мало, насекомое неминуемо погибнет. Потому, например, пчела, у которой запасов жира нет вовсе, может прожцть в спячке всего пять-девять дней. Вообще говоря, смертность насекомых в спячке весьма высока, и зиму в состоянии оцепенения переживают сравнительно немногие.

В наших широтах число видов животных, впадающих в зимнюю спячку, во много раз больше числа видов, остающихся на зиму в бодрствующем состоянии.

Из беспозвоночных оцепеневают на зиму моллюски, ракообразные, паукообразные, насекомые; из позвоночных рыбы (хотя и не все виды), земноводные (лягушки, жабы, тритоны), пресмыкающиеся (ящерицы, змеи, черепахи), некоторые млекопитающие, например почти все виды летучих мышей, ежи, многие грызуны (сони, тушканчики, суслики, сурки), барсук, бурый медведь и т. п. Птицы в спячку не впадают вовсе.

Летняя спячка характерна для животных тропических областей с резко выраженным засушливым периодом. Но это явление выражено и в умеренных широтах.

Многие виды сусликов в Северной Америке впадают в летнюю спячку в связи с высыханием их растительной пищи. В Европе коловратки, живущие во мху, при высыхании мха сами высыхают и оцепеневают.

Но, как только выпадет дождь или сядет роса, они вновь оживают. Таким образом, спячка может неоднократно прерываться и возобновляться.

В тропиках в летнюю спячку погружаются танреки, двоякодышащие рыбы и некоторые другие животные.

Несомненно, что явление спячки весьма близко стоит к явлению анабиоза. Под анабиозом разумели состояние скрытой жизни или даже полный перерыв жизненных функций, после которого организм может вновь вернуться к жизни.

Но теперь установлено, что в этом втором смысле (т. е. в смысле полной остановки жизненных процессов) анабиоза в природе вовсе не существует, а существуют лишь различные формы спячки, т. е.

различные формы ослабления и замедления жизненных процессов.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://www.activestudy.info/sezonnye-ritmy-v-zhizni-zhivotnyx/

Приспособительные ритмы жизни — Экология

Приспособленные ритмы жизни

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, т. е. повторяемость условий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

Суточные ритмы

Суточные биоритмы приспосабливают организмы к смене дня и ночи. У растений интенсивный рост, распускание цветков приурочены к определенному времени суток. Животные в течение суток сильно меняют активность. По этому признаку различают дневные и ночные виды.

Суточный ритм организмов – это не только отражение смены внешних условий. Если поместить человека, или животных, или растения в постоянную, стабильную обстановку без смены дня и ночи, то сохраняется ритмика процессов жизнедеятельности, близкая к суточной (рис. 1). Организм как бы живет по своим внутренним часам, отсчитывая время.

Рис. 1. Суточные ритмы движения листьев фасоли и активности крыс в условиях постоянного освещения в лаборатории

Суточный ритм может захватывать многие процессы в организме.

У человека около 100 физиологических характеристик подчиняются суточному циклу: частота сокращения сердца, ритм дыхания, выделение гормонов, секрета пищеварительных желез, кровяное давление, температура тела и многие другие. Поэтому, когда человек бодрствует вместо сна, организм все равно настроен на ночное состояние и бессонные ночи плохо отражаются на здоровье.

https://www.youtube.com/watch?v=VMWGQgLClAk

Однако суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер или глубоких вод, где такой смены нет, живут по другим ритмам.

Да и среди наземных жителей суточная периодичность выявляется не у всех. Например, крохотные землеройки сменяют активность и отдых каждые 15–20 минут, невзирая на день или ночь.

Из-за высокой скорости обмена веществ они вынуждены питаться круглосуточно.

В опытах при строго постоянных условиях плодовые мушки-дрозофилы сохраняют суточный ритм в течение десятков поколений. Эта периодичность передается у них по наследству, как и у многих других видов. Так глубоки приспособительные реакции, связанные с суточной цикликой внешней среды.

Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, космических полетов, подводного плавания и т. п. представляют серьезную медицинскую проблему.

Годовые ритмы

Годовые ритмы приспосабливают организмы к сезонной смене условий (рис. 2). 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 наиболее благоприятный сезон.

Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, т. е. проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через ряд поколений.

Рис. 2. Годовой цикл в жизни оленей

Подготовка к размножению или к перезимовке – длительный процесс, который начинается в организмах задолго до наступления критических периодов.

Резкие кратковременные изменения погоды (летние заморозки, зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных. Главный экологический фактор, на который реагируют организмы в своих годовых циклах, – не случайные изменения погоды, а фотопериод – изменения в соотношении дня и ночи.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года, и именно эти изменения служат точным сигналом приближения весны, лета, осени или зимы.

Способность организмов реагировать на изменение длины дня получила название фотопериодизм.

Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, если удлиняется – к активному росту и размножению. В этом случае для жизни организмов важен не сам фактор изменения длины дня и ночи, а его сигнальное значение, свидетельствующее о предстоящих глубоких изменениях в природе.

Как известно, длина дня сильно зависит от географической широты. В северном полушарии на юге летний день значительно короче, чем на севере. Поэтому южные и северные виды по-разному реагируют на одну и ту же величину изменения дня: южные приступают к размножению при более коротком дне, чем северные.

Источник: https://student2.ru/ekologiya/2092783-prisposobitelnye-ritmy-zhizni/

Презентация по экологии

Приспособленные ритмы жизни

Инфоурок › Биология ›Презентации›Презентация по экологии «Приспособительные ритмы жизни»

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайдОписание слайда:

Приспособительные ритмы ЖИЗНИ Автор презентации: учитель биологии МБОУ СОШ № 131 Цирина Татьяна Анатолевна

2 слайдОписание слайда:

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, т. е. повторяемость условий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критические, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

3 слайдОписание слайда:

Приспособленность к периодическим изменениям внешней среды выражается у живых существ не только непосредственной реакцией на изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

4 слайдОписание слайда:

Суточные ритмы. Суточные ритмы приспосабливают организмы к смене дня и ночи. У растений интенсивный рост, распускание цветков приурочены к определенному времени суток. Животные в течение суток сильно меняют активность. По этому признаку различают дневные и ночные виды.

5 слайдОписание слайда:

Суточный ритм организмов — это не только отражение смены внешних условий. Если поместить человека, или животных, или растения в постоянную, стабильную обстановку без смены дня и ночи, то сохраняется ритмика процессов жизнедеятельности, близкая к суточной. Организм как бы живет по своим внутренним часам, отсчитывая время.

6 слайдОписание слайда:

Суточный ритм может захватывать многие процессы в организме.

У человека около 100 физиологических характеристик подчиняются су- точному циклу: частота сокращения сердца, ритм дыхания, выделение гормонов, секрета пищеварительных желез, кровяное давление, температура тела и многие другие. Поэтому, когда человек бодрствует вместо сна, организм все равно настроен на ночное состояние и бессонные ночи плохо отражаются на здоровье.

7 слайдОписание слайда:

Однако суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер или глубоких вод, где такой смены нет, живут по другим ритмам.

8 слайдОписание слайда:

Да и среди наземных жителей суточная периодичность выявляется не у всех. Например, крохотные землеройки сменяют активность и отдых каждые 15—20 минут, невзирая на день или ночь. Из-за высокой скорости обмена веществ они вынуждены питаться круглосуточно.

9 слайдОписание слайда:

В опытах при строго постоянных условиях плодовые мушки-дрозофилы сохраняют суточный ритм в течение десятков поколений. Эта периодичность передается у них по наследству, как и у многих других видов. Так глубоки приспособительные реакции, связанные с суточной цикликой внешней среды.

10 слайдОписание слайда:

Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной работы, космических полетов, подводного плавания и т. п. Представляют серьезную медицинскую проблему.

11 слайдОписание слайда:

Годовые ритмы. Годовые ритмы приспосабливают организмы к сезонной смене условий. 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 наиболее благоприятный сезон.

12 слайдОписание слайда:

Эта периодичность смены физиологического состояния в течение года во многом врожденная, т. е. проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через ряд поколений.

13 слайдОписание слайда:

Подготовка к размножению или к перезимовке — длительный процесс, который начинается в организмах задолго до наступления критических периодов.

Резкие кратковременные изменения погоды (летние заморозки, зимние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и животных.

Главный экологический фактор, на который реагируют организмы в своих годовых циклах, не случайные изменения погоды, а фотопериод — изменения в соотношении дня и ночи.

14 слайдОписание слайда:

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года, и именно эти изменения служат точным сигналом приближения весны, лета, осени или зимы. Способность организмов реагировать на изменение длины дня получила название фотопериодизм.

15 слайдОписание слайда:

Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, если удлиняется — к активному росту и размножению. В этом случае для жизни организмов важен не сам фактор изменения длины дня и ночи, а его сигнальное значение, свидетельствующее о предстоящих глубоких изменениях в природе.

Как известно, длина дня сильно зависит от географической широты. В северном полушарии на юге летний день значительно короче, чем на севере.

Поэтому южные и северные виды по-разному реагируют на одну и ту же величину изменения дня: южные приступают к размножению при более коротком дне, чем северные.

16 слайдОписание слайда:

Примеры и дополнительная информация 1.Исследователи пещер — спелеологи подробно изучали свою су- точную ритмику. Они спускались в пещеру на длительный срок (1—3 месяца) без часов и строили свой режим работы, сна, еды и отдыха на основании собственных ощущений времени.

Связь с поверхностью была односторонняя, они не получали никакой ин- формации извне. Снаружи их сигналы тщательно записывались и анализировались.

Оказалось, что в постоянных условиях чело- век сохраняет регулярную цикличность сна и бодрствования, но период этого цикла не совсем точно равен 24 часам, а может отличаться на несколько минут.

17 слайдОписание слайда:

За много суток эта разница суммируется, и через некоторое время спелеологи ложатся спать тогда, когда на поверхности день, а бодрствуют ночью. По окончании эксперимента оказывается, что их отсчет времени на несколько дней не совпадает с реальными датами.

Такие же результаты получены в многочисленных опытах с животными. Их внутренний ритм в постоянных условиях оказывается не строго суточным, а околосуточным, при смене же дня и ночи внешняя ритмика как бы поправляет внутреннюю и настраивает ее на 24 часа.

18 слайдОписание слайда:

2. Самая сложная ритмика у обитателей морской приливно-отливной зоны. Так, у берегов Атлантического океана вода поднимается и спадает дважды в сутки с периодом 12,4 часа. Следовательно, точное время приливов постепенно сдвигается.

На время отлива моллюски плотно сжимают раковины, а рачки прячутся в песок или под мокрые водоросли. На этот ритм их жизни, кроме того, накладывается еще и суточная периодичность.

Рачки и крабы во время дневных приливов ведут себя активнее, чем ночью.

19 слайдОписание слайда:

3. В одном из экспериментов белок-летяг держали в клетках при постоянной темноте. Зверьки эти в природе активны ночью, а днем спят.

При регулярной смене дня и ночи они дружно просыпаются и засыпают примерно в одно и то же время.

В опыте же каждая летяга жила по собственному околосуточному ритму, а он оказался слегка различным у разных особей: у одних отставал от суток на 5—10 минут, у других — на несколько минут опережал сутки.

20 слайдОписание слайда:

В результате через некоторый период наступило полное рассогласование общей активности: каждый зверек просыпался и засыпал в свое время. Когда восстановили смену дня и ночи, активность летяг снова упорядочилась.

21 слайдОписание слайда:

4. Виды с широким распространением по-разному реагируют на одну и ту же продолжительность дня в разных частях своего ареала. Критическая длина дня, при которой прекращается рост и развитие личинок у бабочки стрельчатки щавелевой, на широте Сухуми — 14,5 часа, в окрестностях Витебска — 18,06, а под Санкт-Петербургом — 19,5 часа.

22 слайдОписание слайда:

Спасибо за внимание!

Краткое описание документа:

Общая информация

Источник: https://infourok.ru/prezentaciya_po_ekologii_prisposobitelnye_ritmy_zhizni-388476.htm

Refy-free
Добавить комментарий