Экология: биология взаимодействия. 5.17. Адаптивные биоритмы

Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)

5.16. Водний баланс організмів

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 5. Аутекологія та основи середовищезнавства

5.18. Фотоперіодизм

5.17. Адаптивні біоритми
Біологічні ритми — це регулярні, циклічно повторювані зміни інтенсивності і характеру біологічних процесів і явищ.
Добові ритми
Циркадіанні ритми (від лат. circa — навколо, dies — день) — біологічні ритми з приблизно 24-годинним. Добові (циркадіанні) ритми — явище, притаманне переважній більшості живих організмів. Вони зумовлені обертанням Землі навколо своєї осі. Їх задають зовнішні умови середовища (насамперед чергування світла і темряви), хоча навіть в ізоляції від зовнішнього середовища вони зберігаються як вільнотекучі ритми. Тривалість вільнотекучих ритмів зазвичай трохи відрізняється від 24 годин.
У більшості організмів є внутрішній «годинник» — механізм відліку часу. Цей годинник дозволяє організму антиципувати (передбачати наперед) зміни умов середовища та відповідним чином регулювати свою активність.
Зовнішні умови, що задають добові ритми, називають цайтгебери (від нім. Zeitgeber — «задавач часу»). Основний цайтгебер для добових ритмів — чергування світла і темряви; для місячних — ритм місячного освітлення або відповідний ритм припливів і відпливів.
Добові ритми є важливим пристосуванням до умов середовища, що дозволяє:
— узгоджувати активність організму з добовими змінами середовища;
— виводити різних конкурентів з прямого зіткнення (одні активні вдень, інші вночі);
— синхронізувати діяльність різних систем всередині організму.
Добові ритми характерні для клітин, тканин, органів і цілих організмів, але у складних тварин є «головний годинник», що синхронізує всі локальні ритми. У ссавців таким головним годинником є супрахіазматичне ядро гіпоталамуса.
Місячні ритми
Місячні ритми (циркалюнарні, від лат. luna — місяць) пов'язані з місячним освітленням або відповідним ритмом припливів і відпливів (в останньому випадку їх також називають циркатидальними).
Приклад: Нереїс (Nereis) — морський багатощетинковий черв'як — розмножується у певні місячні фази. Тихоокеанська рибка гундер (Leuresthes tenuis) нереститься на пляжах під час найвищих (сизигійних) приливів; личинки мають бути готові вийти у відкрите море з наступним великим приливом — через два тижні.
Сезонні ритми
Цирканнуальні (від лат. annus — рік) — ритми, пов'язані із сезонними змінами. Сезонна циклічність навколишнього середовища — найважливіший екологічний фактор для організмів, що мешкають у позатропічних широтах. Головним сигналом, що задає сезонні ритми, є зміна довжини дня (фотоперіод). Циркалюнарні ритми — це ритми з приблизно місячним. Сезонні ритми активності організмів пов'язані із фотоперіодизмом (регуляцією сезонних явищ за допомогою довжини дня — докладніше про це в наступному розділі).
Фізіологічні механізми циркадіанних ритмів
Молекулярна основа циркадіанного годинника — петлі зворотного зв'язку з участю спеціальних «годинникових» білків. У дрозофіли добре вивчено гени period і timeless, продукти яких утворюють білкові комплекси, що пригнічують власну транскрипцію. Такий цикл займає близько 24 годин.
Додаткові матеріали:
Навчальна модель: Циркадіанний ритм (внутрішній біологічний годинник)

5.16. Водний баланс організмів

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 5. Аутекологія та основи середовищезнавства

5.18. Фотоперіодизм