Біологічні ритми та їхня роль в адаптації організмів

У нашому Всесвіті надзвичайно багато періодичних явищ. Земля обертається навколо своєї осі й навколо Сонця за певні проміжки часу. Місяць робить оберт навколо Землі протягом певного терміну. Активність Сонця змінюється з визначеною періодичністю.

Усі ці процеси чинять вплив на живі організми. І, відповідно, живі організми адаптуються до таких періодичних процесів. Їхні фізіологічні й біохімічні процеси відбуваються з певною періодичністю, причому на всіх рівнях життя — від молекулярного до біосферного. Такі циклічні зміни процесів у біологічних системах називаються біологічними ритмами.

Типи біологічних адаптивних ритмів

Біологічні адаптивні ритми поділяють на внутрішні й зовнішні. Внутрішні біоритми визначаються біохімічними й фізіологічними процесами в організмі. До них належать ритмічність дихання, періодичність серцевих скорочень, процеси травлення тощо.

Зовнішні біоритми визначаються дією зовнішніх геофізичних факторів, таких як зміна дня й ночі, зміна сезонів, багаторічні цикли активності Сонця тощо.

Основні зовнішні біологічні ритми

ФотоперіодизмКрім того, біологічні ритми поділяють за частотою на ритми високої (дихання, скорочення серця), середньої (сон) і низької (сезонні явища) частоти.

Одним із найбільш помітних факторів у добових ритмах є добовий ритм освітлення, який визначається співвідношенням тривалості дня і ночі. Відповідно до добового ритму освітлення більшість живих організмів змінюють інтенсивність своїх фізіологічних процесів. Сукупність змін фізіологічних реакцій на зміни освітлення називають фотоперіодизмом.

Фотоперіодизм характерний і для тварин, і для рослин (мал. 15.1). У тварин багато процесів життєдіяльності пов'язано з певними періодами доби і режимом освітлення. Це процеси полювання, відпочинку, соціальних взаємодій тощо. Також добовий ритм освітлення може відігравати роль механізму, який розпочинає процеси шлюбної поведінки, міграцій, линяння тощо.

Сон і неспання тварин

Закриття й відкриття квіток упродовж доби

Мал. 15.1. Приклади прояву фотоперіодизму у тварин і рослин

У рослин добовий ритм освітлення також відіграє важливу роль, бо тільки за умов освітлення можливе здійснення процесу фотосинтезу. Рослини є дуже чутливими до довжини світлового дня. І це створює певні труднощі за умови їх штучного вирощування в не звичних для них широтах. Фотоперіодичні процеси стають сигналом для утворення рослинами квіток і початку плодоношення.

Отже, тепер ви знаєте

1. Що таке адаптивні біологічні ритми? 2. Які бувають адаптивні біологічні ритми? 3. Які ритми є сезонними? 4. Що таке фотоперіодизм? 5. Чому фотоперіодизм має для багатьох організмів велике адаптивне значення?

Запитання та завдання

6. У яких випадках фотоперіодизм не буде мати для організмів адаптивного значення? 7*. Виберіть один із видів організмів та на його прикладі поясніть, як біологічні ритми впливають на конкретний вид.