Екологія: біологія взаємодії. V-17. Адаптивні біоритми

V-17. Адаптивні біоритми

Вплив сонячного світла на низку біологічних явищ відбувається за допомогою зміни інтенсивності освітлення протягом доби, зміни тривалості світлового дня та пов'язаного з цим чергування пір року. Важливим фактором, що задає періодичні зміни, є динаміка тяжіння Місяця, а також місячні фази. Ці та інші фактори призводять до виникнення у живих організмів адаптивних біологічних ритмів: добових, припливно-відливних, сезонних, багаторічних та інших.

Здатність організмів відраховувати проміжки часу та регулювати залежно від них свою життєдіяльність отримала назву біологічного годинника. Наприклад, навіть за постійних умов у глибоких печерах для людей та представників інших видів характерні циркадні (добові) або циркадіанні (близькі за тривалістю до доби) ритми. Біологічний годинник дозволяє приводити фізіологічні ритми у відповідність до ритму навколишнього середовища і дає можливість передбачати добові, сезонні та інші періодичні коливання освітленості, температури, припливів тощо.

Ритми добової активності тварин є реакцією на умови освітленості протягом доби. Крім фізіологічних особливостей на них впливають і екологічні фактори, що формують умови життя та добування їжі організмами. Виняток становлять види, що мають однакову активність протягом всієї доби, незалежно від умов освітлення. У тварин виділяють три основні типи добової активності: денний, нічний та цілодобовий.

Добові біоритми рослин можуть виявлятися у рухах листя, змінах обміну речовин. Так, лотос вдень підіймає листя над поверхнею води, а вночі опускає їх у воду. Рослини з CAM-фотосинтезом фіксують вуглекислоту лише вночі тощо.

Особливості сезонної життєвого циклу пов'язані зі зміною пори року, яка є наслідком обертання Землі навколо Сонця, що супроводжується зміною пір року. У сезонному кліматі умови середовища сприяють зростанню чисельності популяцій лише у певні обмежені періоди часу. З певними сезонами року в організмів пов'язані періоди розмноження, розвитку, спокою (наприклад, сплячка), міграцій тощо. У більшості областей помірного та арктичного поясів головним проявом зміни сезонів є температура. У тропіках сезонний цикл активності визначається періодом дощів.

У багатьох організмів регуляція річних циклів здійснюється завдяки фотоперіодизму (див. пункт 5.18).

Приливно-відливні біоритми є наслідком впливу Місяця, що обертається навколо Землі. Живі організми, що мешкають у припливно-відливній зоні, адаптувалися до місячної доби (24 години 50 хвилин), протягом якої відбувається по два припливи й відпливи. Під час відпливу мешканці цієї зони закривають раковини та будиночки або закопуються у пісок. З ритмом припливів і відпливів пов'язане розмноження деяких риб і багатощетинкових черв'яків, а також мечехвостів.

Багато організмів спостерігаються менш виражені багаторічні цикли, пов'язані з неперіодичними змінами сонячної активності протягом багатьох років. Так, наприклад, із цим пов'язують масові розмноження перелітної сарани (рис. 4.16.3).