Внешние ритмы.: Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны

Адаптивные биологические ритмы

Внешние ритмы.:  Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны

Введение                                                                                                             3

1.2 Биологические часы                                                                                    5

  1. Внешние ритмы                                                                                            7   
    1. Суточный ритм                                                                                            9
    2. Приливно-отливные ритмы                                                                       15
    3. Лунные ритмы                                                                                            19
    4. Годичные ритмы                                                                                         20
    5. Фотопериодизм                                                                                           23

Заключение                                                                                                         28                                                                                                                              

Список литературы                                                                                            29

Введение

Одно из фундаментальных свойств живой природы – это цикличность большинства происходящих в ней процессов. Между движением небесных тел и живыми организмами на Земле существует связь.

Живые организмы обладают различными механизмами, точно определяющими положение Солнце, реагирующими на ритм приливов, фазы Луны и движение нашей планеты. Они растут и размножаются в ритме. Которой приурочен к продолжительности дня и смены года, обусловленном в свою очередь движением Земли вокруг Солнце.

Совпадение фаз жизненного цикла с временем года, к условиям которого они приспособлены, имеет решающее значение для существование вида.

В процессе исторического развития циклические явления, происходящие в природе, были восприняты и усвоены живой материей, и у организмов выработалось свойство периодически изменять свое физическое состояние.

Равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма называется биологическим ритмом [4].

Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде, и внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма.

Внутренние циклы

Внутренние циклы – это, прежде всего физиологические ритмы организма. Ни один физиологический процесс не осуществляется непрерывно. Ритмичность обнаружена в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, в сборке белков, в работе ферментов, деятельности митохондрий.

Определенному ритму подчиняются деление клеток, сокращение мышц, работа желез внутренней секреции, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т. е. работа всех клеток, органов и тканей организма. При этом каждая система имеет свой собственный период.

Изменить этот период действием факторов внешней среды можно лишь в узких пределах, а для некоторых процессов совсем нельзя. Такую ритмику называют эндогенной.

Все внутренние ритмы организма соподчинены, интегрированы в целостную систему и в конечном счете выступают как общая периодичность поведения организма. Ритмически осуществляя свои физиологические функции, организм как бы отсчитывает время.

И для внешних, и для внутренних ритмов наступление очередной фазы зависит, прежде всего, от времени.

Поэтому время выступает как один из важнейших экологических факторов, на который должны реагировать живые организмы, приспосабливаясь к внешним циклическим изменениям природы.

1.2 Биологические часы

Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Механизм, ответственный за такую периодическую активность — будь то питание или размножение, — получил название «биологических часов». Поразительная точность работы биологических часов, управляющих жизнедеятельностью многих растений и животных, является объектом исследований ученых разных стран мира .

Как видно из приведенных кривых, листья бобовых на ночь сникают, а днем снова расправляются. График активности крыс состоит из последовательно чередующихся прямоугольных ям (день — крыса спит) и плато (ночь — крыса бодрствует).

Комнатные мухи большей частью вылупляются из куколок утром. Эта адаптация имеет столь глубокие корни, что даже в условиях постоянных освещенности, температуры и влажности мухи сохраняют свойственную им периодичность поведения.

Множество животных — различные виды птиц, черепах, пчел и другие — ориентируются в своих путешествиях по небесным светилам.

Думается, что для этого нужно обладать не только хорошей памятью, позволяющей запоминать положение Солнца или других светил, но и чем-то вроде хронометра, показывающего, сколько времени потребовалось Солнцу и звездам, чтобы занять новое место на небосводе.

Организмы, обладающие такими внутренними биологическими часами, получают еще одно преимущество — они способны «предвидеть» наступление регулярно повторяющихся событий и соответствующим образом подготовиться к предстоящим переменам. Так, пчелам их внутренние часы помогают прилететь на цветок, на котором побывали вчера, точно к тому времени, когда он распускается.

Цветок, который посещает пчела, также обладает некими внутренними часами, сигнализирующими о времени распускания. О существовании собственных биологических часов известно каждому. Проснувшись несколько дней подряд от звонка будильника, быстро привыкаешь просыпаться прежде, чем он зазвонит.

Сегодня имеются различные точки зрения на природу биологических часов, их принцип действия, но одно несомненно они реально существуют и широко распространены в живой природе. Определенные внутренние ритмы присущи и человеку. Химические реакции в его организме происходят, как это было показано выше, с определенной периодичностью. Даже во время сна электрическая активность мозга человека меняется каждые 90 минут.

Биологические часы, по мнению целого ряда ученых, представляют собой еще один экологический фактор, ограничивающий активность живых существ.

Свободному расселению животных и растений препятствуют не только экологические барьеры, они привязаны к своему местообитанию не только конкуренцией и симбиотическими отношениями, границы их ареалов определяются не только адаптациями, но их поведение управляется еще и опосредованно, через внутренние биологические часы, движением далеких небесных тел.

Внешние ритмы

Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли.

Под влиянием этого вращения множество экологических факторов на нашей планете, в особенности световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, океанические приливы и отливы и др., закономерно изменяются.

Кроме того, на живую природу воздействуют и такие космические ритмы, как периодические изменения солнечной активности (рис. 58). Для Солнца характерен 11-летний и целый ряд других циклов. Изменения солнечной радиации существенно влияют на климат нашей планеты.

Кроме циклического воздействия абиотических факторов, внешними ритмами для любого организма являются также закономерные изменения активности и поведения других живых существ.

Рис. 58. Изменение некоторых биологических процессов в сопоставлении с ритмом солнечной активности (по В. Н. Ягодинскому, 1975): А – прирост деревьев в разных странах Европы (1) и солнечная активность (2); Б – солнечная активность (3) и средний урожай ржи (1) и картофеля (2) по данным опытной полевой станции ТСХА

Целый ряд изменений в жизнедеятельности организмов совпадает по периоду с внешними, геофизическими циклами. Это так называемые адаптивные биологические ритмы – суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годичные. Благодаря им самые важные биологические функции организма, такие, как питание, рост, размножение, совпадают с наиболее благоприятным для этого временем суток или года.

Адаптивные биологические ритмы возникли как приспособление физиологии живых существ к регулярным экологическим изменениям во внешней среде. Этим они отличаются от чисто физиологических ритмов, которые поддерживают непрерывную жизнедеятельность организмов – дыхания, кровообращения, деления клеток и т. д.

2.1. Суточный ритм

Суточный ритм обнаружен у разнообразных организмов, от одноклеточных до человека.

У человека отмечено свыше 100 физиологических функций, затронутых суточной периодичностью: сон и бодрствование, изменение температуры тела, ритма сердечных сокращений, глубины и частоты дыхания, объема и химического состава мочи, потоотделения, мышечной и умственной работоспособности и т. п.

У амеб в течение суток изменяются темпы деления. У некоторых растений к определенному времени приурочены открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания, скорость роста колеоптиля и т. д. (рис. 59).

Рис. 59. Суточные ритмы активности организмов

По смене периодов сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных. Ярко выражена дневная активность, например, у домашних кур, большинства воробьиных птиц, сусликов, муравьев, стрекоз. Типично ночные животные – ежи, летучие мыши, совы, кабаны, большинство кошачьих, травяные лягушки, тараканы и многие другие. Животные обычно активны в наиболее благоприятное для них время суток.

Конкретные типы активности достаточно разнообразны (рис. 60). У ряда животных суточные изменения затрагивают преимущественно двигательную активность и не сопровождаются существенными отклонениями физиологических функций (например, у грызунов). Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие мыши.

Летом в период дневного покоя многие из них ведут себя как пойкилотермные животные. Температура их тела в это время почти равна температуре среды; пульс, дыхание, возбудимость органов чувств резко понижены. Чтобы взлететь, потревоженная мышь долго разогревается за счет химической теплопродукции.

Вечером и ночью – это типичные гомойотермные млекопитающие с высокой температурой тела, активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов.

Рис. 60. Типы ритмов активности насекомых (по В. Б. Чернышеву, 1984): А – уровень активности; Д – день; Н – ночь

У одних видов периоды активности приурочены к определенному времени суток (рис. 61), у других могут сдвигаться в зависимости от обстановки (рис. 62).

Так, открывание цветков шафрана зависит от температуры, соцветий одуванчика – от освещенности: в пасмурный день корзинки не раскрываются.

Активность пустынных мокриц или жуков-чернотелок сдвигается на разное время суток в зависимости от температуры и влажности на поверхности почвы. Они выходят из норок либо рано утром и вечером (двухфазный цикл), либо только ночью (однофазный), либо в течение всего дня.

Рис. 61. Ежедневные вертикальные миграции самок веслоногого рачка Calanus finmarchicus (по Р. Дажо, 1975)

Рис. 62. Сезонные изменения суточной активности больших песчанок (по Н. П. Наумову, 1963)

Отличить эндогенные суточные ритмы от экзогенных, т. е. навязываемых внешней средой, можно в эксперименте. У многих видов при полном постоянстве внешних условий (температуры, освещенности, влажности и т. п.

) продолжают длительное время сохраняться циклы, близкие по периоду к суточному. У дрозофил, например, такой эндогенный ритм прослеживается в течение десятков поколений. Таким образом, суточная цикличность жизнедеятельности переходит во врожденные, генетические свойства вида.

Такие эндогенные ритмы получили итшштициркадных (от лат. circa – около и dies – день, сутки), так как длительность их неодинакова у разных особей одного вида, слегка отличаясь от среднего, 24-часового периода.

При снятии внешней ритмики дня и ночи эндогенный ритм становится свобод-нотекущим и через некоторое время перестает совпадать с суточными изменениями (рис. 63).

Рис. 63. Свободпотекущий (циркадпый) ритм активности таракана в пашой темноте (по J. Aschoff, 1984). Горизонтальными линиями разделены отдельные сутки

Летяги, для которых характерна сумеречная активность, просыпаются вечером синхронно, в строго определенный час. В эксперименте, находясь в полной темноте, они сохраняют околосуточный ритм.

Однако одни особи начинают свой «день» на несколько минут раньше; другие – на несколько минут позже обычного суточного цикла.

Если, например, цир-кадиый ритм короче суточного на 15 мин, то для такого зверька через три дня расхождение во времени с внешним ритмом составит 45 мин, через 10 дней – уже 2,5 ч и т. д.

Поэтому все летяги через несколько суток просыпаются и начинают двигаться в совершенно разное время, хотя каждая сохраняет постоянство своего цикла. При восстановлении смены дня и ночи сои и бодрствование зверьков вновь синхронизируются. Таким образом, внешний (-уточный цикл регулирует продолжительность врожденных циркадных ритмов, согласуя их с изменением среды.

У человека циркадные ритмы изучались в различных ситуациях: в пещерах, герметических камерах, подводных плаваниях и т. п. Обнаружилось, что в отклонениях от суточного цикла у человека большую роль играют типологические особенности нервной системы. Циркадные ритмы могут быть различны даже у членов одной и той же семьи.

Известный стереотип поведения, обусловленный циркадным ритмом, облегчает существование организмов при суточных изменениях среды. Однако при расселении животных и растений и попадании их в географические условия с иной ритмикой дня и ночи слишком прочный стереотип может стать неблагоприятным.

Поэтому расселительные возможности ряда видов ограничены глубоким закреплением их циркадных ритмов. Так, например, серые крысы отличаются от черных значительно большей пластичностью суточного цикла.

У черных крыс он почти не поддается перестройке, и вид имеет ограниченный ареал, тогда как серые крысы распространились практически по всему миру.

У большинства видов перестройка циркадного ритма возможна. Обычно она происходит не сразу, а захватывает несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма.

Например, у людей, совершающих перелеты на значительные расстояния в широтном направлении, наступает десинхронизация их физиологического ритма с местным астрономическим временем. Организм сначала продолжает функционировать по-старому, а затем начинает перестраиваться.

При этом чувствуется повышенная усталость, недомогание, желание спать днем и бодрствовать ночью. Адаптивный период продолжается от нескольких дней до двух недель.

Источник: https://student.zoomru.ru/eko/adaptivnye-biologicheskie-ritmy/270775.3008792.s1.html

Циклические изменения в экосистемах, понятие о биологических ритмах

Внешние ритмы.:  Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны

Одно из фундаментальных свойств природы цикличность большинства происходящих в ней процессов. Вся жизнь на Земле, от клетки до биосферы, подчинена определенным ритмам. Природные ритмы для любого организма можно разделить на внешние (цикличные изменения в окружающей среде) и внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью).

Основные внешние ритмы имеют географическую природу, так как связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны – относительно Земли.

Под влиянием этого вращения закономерно изменяется множество экологических факторов на нашей планете, в особенности световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное энергетическое поле, океанические приливы и отливы и др.

На живую природу воздействуют и космические ритмы, такие, как периодические изменения солнечной активности. Изменение солнечной радиации существенно влияет на климат нашей планеты.

Внутренние циклы – это, прежде всего, физиологические ритмы организмов. Физиологические процессы не осуществляются непрерывно. Ритмичность обнаружена в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, работе ферментов и деятельности митохондрий.

Определенному ритму подчиняется деление клеток, сокращение мышц, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т.е. работа всех клеток органов и тканей организма. При этом каждая система имеет свой собственный период.

Изменить этот период действием факторов внешней среды можно лишь в узких пределах, а отдельные процессы – совсем нельзя.

Ритмически осуществляя свои физиологические функции, организм как бы отсчитывает время. Для всех внешних и внутренних ритмов наступление очередной фазы зависит, прежде всего, от времени.

Поэтому время выступает одним из важнейших экологических факторов, на которые должны реагировать живые организмы, приспосабливаясь к внешним цикличным изменениям природы. Целый ряд внутренних циклов организмов совпадает по периоду с внешними, геофизическими циклами.

Это так называемые адаптивные биологические ритмы: суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годовые. Благодаря им, самые важные биологические функции организма (питание, рост, размножение) совпадают с наиболее благоприятным для этого временем суток или года.

Адаптивные экологические ритмы возникли как приспособление физиологии живых существ к регулярным экологическим изменениям во внешней среде.

Суточный ритм обнаружен у разнообразных организмов: от одноклеточных до человека. У человека отмечено свыше 100 физиологических функций, затронутых суточной периодичностью: сон и бодрствование, изменение температуры тела, ритм сердечных сокращений, объем и химический состав мочи, потоотделение, мышечная и умственная работоспособность и т.д.

По смене сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных. Ярко выраженная дневная активность наблюдается у кур, воробьиных птиц, сусликов, муравьев, стрекоз и др.

Типично ночными животными являются ежи, летучие мыши, совы, кабаны, большинство кошачьих и многие другие.

Существуют также полифазные виды, имеющие приблизительно одинаковую активность и днем, и ночью (многие землеройки, хищники и др.).

У ряда животных суточные изменения затрагивают преимущественно двигательную активность и не сопровождаются существенными отклонениями физиологических функций (например, у грызунов).

Наиболее яркий пример физиологических сдвигов в течение суток дают летучие мыши.

У одних видов периоды активности строго приурочены к определенному времени суток, у других видов могут сдвигаться в зависимости от обстановки.

У некоторых видов при полной постоянности внешних условий (температура, освещенность, влажность и т.д.

) продолжают длительное время сохраняться циклы, по периоду приближенные к суточному, когда суточная цикличность жизнедеятельности переходит во врожденные генетические свойства вида.

Такие эндогенные циклы получили название циркадных(от латинского circa – «около» и dies – «день», «сутки»). Длительность таких циклов неодинакова у разных особей одного вида, отличается от среднего 24-часового периода.

У человека циркадные ритмы изучались в различных ситуациях: в пещерах, герметичных камерах, подводных плаваниях и т.д. Обнаружилось, что в отклонениях от суточного цикла у человека большую роль играют типологические особенности нервной системы. Циркадные ритмы могут быть различны даже у членов одной семьи.

Известный стереотип поведения, обусловленный циркадным ритмом, облегчает существование организмов при суточных изменениях среды. Однако при расселении животных и растений и попадании их в географические условия с иными ритмами дня и ночи слишком прочный стереотип может стать неблагоприятным.

Поэтому расселительные возможности ряда видов ограничены глубоким закреплением их циркадных ритмов. Например, серые крысы отличаются от черных значительно большей пластичностью суточного цикла.

У черных крыс он почти не поддается перестройке, и вид имеет ограниченный ареал, тогда как серые крысы распространились практически по всему миру.

Другое по теме

Водные ресурсы Кагульского района
Актуальность проблемы водоснабжения в мире и в РМ. Вода — наиболее ценный природный ресурс, имеющий наряду с воздухом, которым мы дышим, огромное значение в существовании человечества, поск …

Методы определения по спорам и пыльце климатических условий
Палинология — наука о пыльце. Это слово происходит от греческих palyno — разбрасывать, разбрызгивать, похоже также на pale – тонкая мука, пыль, порошок и logos- слово, учение. Палинология от …

Источник: http://www.ecologytarget.ru/tarecs-710-1.html

2 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический

Внешние ритмы.:  Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны

Книги по всем темамPages:     | 1 || 3 | 4 |   …   | 9 |

1. Подразделение биосферы, отличающееся спецификой условий существования организмов, – …;

2. Совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид, – …;

3. Участок суши или водоема, занятый частью популяции и обладающий всеми необходимыми условиями для существования – …;

4. Благоприятная зона воздействия экологического фактора на организм – …;

5. Пределы выносливости организма между критическими пороговыми точками – …;

6. Биологические виды с широкой экологической валентностью – …;

7. Биологические виды с узкой толерантностью – …;

8. Любой фактор среды, который имеет тенденцию замедлять потенциальный рост экосистемы, – …;

9. Организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания, – …;

10. Комплекс факторов, которые требуются для существования вида, включая его связи с другими видами в сообществе, – …;

11. Исторически сложившаяся совокупность живых организмов, объединенных общей областью распространения, – …;

12. Совокупность различных групп организмов и среды их обитания в определенной ландшафтно-географической зоне – ….

50) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны:

а) с вращением Солнечной системы вокруг центра галактики;

б) с изменением солнечной активности;

в) с вращением Земли вокруг Солнца;

г) с вращением Земли вокруг своей оси;

д) с вращением Луны вокруг Земли.

51) Выберите номера правильных суждений (от 0 до 4).

1. В ответ на геофизические циклы живые организмы выработали адаптивные биологические ритмы;

2. Биологические ритмы проявляются в чередовании в ходе жизнедеятельности организмов определенных физиологических явлений;

3. Благодаря биологическим ритмам жизненные функции организмов оказываются приуроченными к менее благоприятным для них временам суток или года;

4. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг Солнца.

52) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Проявлением суточных ритмов у человека не является:

а) изменение температуры тела;

б) изменение глубины и частоты дыхания;

в) изменение частоты сердечных сокращений;

г) выделение слюны при попадании пищи в рот.

53) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Лунный месяц составляет:

а) 30 земных суток;

б) 29,5 земных суток;

в) 29 земных суток;

г) 28,5 земных суток.

54) Выберите номера правильных суждений (от 0 до 4).

1. Рыбка калифорнийская атерина использует для отложения икры минимальную высоту приливной волны;

2. Чем резче сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена годовая периодичность в жизнедеятельности организмов;

3. Годовая периодичность зависит от непосредственно действующих на организм экологических факторов (температура, влажность и др.);

4. Продолжительность светового дня служит большинству живых существ для ориентации во времени года.

55) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. Продолжительность светового дня оказалась «удобным» фактором-регулятором биологических ритмов, так как она:

а) является космическим данным;

б) непостоянна из года в год;

в) служит предвестником будущих температурных изменений;

г) зависит от температуры окружающей среды;

д) определяет суточные колебания температуры окружающей среды.

56) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Фотопериодические реакции слабо выражены у растений а) тропических широт;

б) умеренных широт;

в) арктических широт;

г) пустынных местностей.

57) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. У длиннодневных растений и животных увеличивающийся весенний и раннелетний дни вызывают:

а) торможение роста;

б) стимулирование ростовых процессов;

в) подготовку к зиме;

г) подготовку к размножению;

д) запасание веществ-криопротекторов.

58) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Длиннодневные виды растений в основном произрастают:

а) в умеренных и высоких широтах;

б) в тропических широтах;

в) в экваториальных широтах;

г) повсеместно.

59) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. Длиннодневными растениями являются:

а) астра;

б) георгин;

в) капуста;

г) редис;

д) томат.

60) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Короткодневные виды растений в основном произрастают:

а) в умеренных и высоких широтах;

б) в тропических широтах;

в) в экваториальных широтах;

г) повсеместно.

61) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

У растений за восприятие длины дня отвечают:

а) цветки;

б) стебли;

в) листья;

г) почки.

62) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

У длиннодневных растений в ответ на увеличение продолжительности дня вырабатываются фитогормоны:

а) ауксины;

б) гиббериллины;* в) цитокинины;

г) этилен.

63) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Особенно чувствительными к фотопериоду являются:

а) длиннодневные растения;

б) короткодневные растения;

в) нейтральные растения;

г) все растения, независимо от типа фотопериодической реакции.

64) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

У позвоночных животных «биологические часы» расположены:

а) в спинном мозге;

б) в продолговатом мозге;

в) в гипоталамусе;

г) в эпифизе.

65) Какую роль играет управление длиной светового дня для тепличного хозяйства Почему на птицефабриках применяют дополнительное искусственное освещение 66) Как вы думаете, почему многие растения тропического пояса чувствительны даже к очень небольшим изменениям длины дня 67) Приведите три примера адаптаций у растений.

Приспособлениями к каким факторам они являются 68) Как вы думаете, с участием каких физиологических механизмов фотопериод может влиять на половое поведение и размножение млекопитающих 69) Если осенью понаблюдать за листьями деревьев вокруг озер, то можно заметить, что листья деревьев возле берега изменяют цвет позднее, чем листья деревьев удаленных от берега. Весной у деревьев вблизи озер почки также трогаются в рост позднее. Почему осень и весна у деревьев, растущих вблизи озер, начинаются позднее 70) Некоторые сорта хризантем на широте Москвы зацветают в сентябре. Когда они будут зацветать на широте Дели – раньше или позднее Почему 71) Начало листопада у многих растений связано с длиной дня.

Как на его сроки повлияют обработка раствором гиббериллина 72) При перенесении полярных растений в более южные ботанические сады некоторые виды хорошо растут и развиваются, но не цветут.

Как попытаться «заставить» их цвести 73) Что произойдет, если обработать гиббериллином листья редиса 74) Опишите достаточно подробно, как бы вы стали выяснять, к каким формам относятся новые для вас растения – к короткодневным, длиннодневным или нейтральным.

75) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. К внутривидовым биотическим факторам среды относятся:

а) продолжительность жизни;* б) взаимоотношения березы и гриба подберезовика;

в) плотность популяции;* г) отношения акул и рыб-прилипал;

д) возрастной и половой состав популяции.* 76) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения типа «хищник-жертва» в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) +/0;

в) +/+;

г) +/–.

77) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. Хищниками не являются:

а) африканский лев;

б) клест-еловик;

в) трясогузка обыкновенная;

г) иволга черноголовая;

д) рысь туркестанская.

78) Выберите правильные ответы (от 0 до 5) из предложенных вариантов. Отношения типа «хищник-жертва» ведут у хищников к выработке следующих адаптаций:

а) развитие быстроты реакции;

б) повышение скорости бега;

в) предостерегающая окраска;

г) развитие органов чувств;

д) повышение выносливости при преследовании.

79) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения типа «паразит-хозяин» в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) +/0;

в) +/+;

г) +/–.

80) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Среди паразитов преимущество получают те, которые:

а) приводят хозяина к как можно более ранней гибели;

б) способны более плотно и длительно использовать хозяина;

в) следуют принципу: «Изнуряй и погуби!»;

г) следуют принципу: «Не изнуряй и не губи!».

81) Выберите номера правильных суждений (от 0 до 4).

1. В ходе эволюции отношения «паразит-хозяин» могут стать нейтральными и даже взаимополезными;

2. Экологические связи хищников и жертв направляют ход коэволюции;

3. Паразиты используют хозяев только как место постоянного или временного проживания;

4. Взаимодействия хищников и хозяев способствуют взаимной регуляции численности видов.

82) Восстановите правильный порядок событий при осуществлении взаимной регуляции численности хищников и жертв:

1. Снижение численности жертв;

2. Снижение численности хищников;

3. Увеличение численности жертв;

4. Увеличение численности жертв.

83) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения комменсализма в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) +/0;

в) +/+;

г) +/–.

84) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Примером комменсализма являются взаимоотношения:

а) рака-отшельника и актинии;

б) акул и дельфинов;

в) львов и гиен;

г) черной и серой крыс.

85) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Примером комменсализма не является:

а) молодь рыб прячется под зонтиками защищенных стрекательными клетками медуз;

б) растения-эпифиты поселяются на коре деревьев;

в) растение повилика полевая поселяется на клевере ползучем;

г) рыба средиземноморский карапус обитает в полости тела голотурий.

86) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения мутуализма в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) +/0;

в) +/+;

г) +/–.

87) Выберите номера правильных суждений (от 0 до 4).

1. Лишайники являются примером синойкии (квартиранства);

2. Отношения термитов и жгутиковых, обитающих в их кишечнике, являются иллюстрацией симбиоза;

3. Симбиоз является вариантом мутуалистических отношений видов;

4. Отношения белок и лосей одного леса являются примером конкуренции.

88) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения нейтрализма в экологии принято обозначать:

а) а) 0/0;

б) +/0;

в) +/+;

г) +/–.

89) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Отношения аменсализма в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) 0/–;

в) +/+;

г) –/–.

90) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Примером аменсализма является:

а) ели в одном лесу борются за свет;

б) ель затеняет в лесу светолюбивые травянистые растения;

в) под елью растут грибы маслята;

г) на ели поселился гриб-трутовик.

91) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Конкурентные отношения двух видов в экологии принято обозначать:

а) 0/0;

б) 0/–;

в) +/+;

г) –/–.

92) Выберите номера правильных суждений (от 0 до 4).

1. Аменсализм чаще всего встречается у животных;

2. Межвидовые отношения всех типов ведут к регуляции численности организмов и подбору видов в сообществах;

3. Конкурентные отношения могут протекать в форме совместного мирного существования;

4. Рано или поздно один конкурирующий вид вытесняет другой из данного сообщества.

93) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

К внутривидовой и межвидовой конкуренции не относятся взаимоотношения:

а) серой и черной крыс;

б) соболя и куницы-харзы;

в) самцов лося в период осеннего гона;

г) бычьего цепня и человека.

94) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Закон конкурентного исключения был сформулирован в 1930-х годах:

а) Э. Геккелем;

б) Г. Ф. Гаузе;

в) А. Лоткой;

г) В. Вольтерра.

95) Назовите термины, исходя из определения следующих понятий:

1. Чередование через определенные промежутки времени у организмов определенных физиологических явлений – …;

2. Реакция живых организмов на сезонные изменения продолжительности дня – …;

3. Виды, у которых физиологические перестройки в цикле развития не зависят от длины дня, – …;

4. Наука о закономерностях сезонного развития природы –…;

5. Вся сумма воздействий, которую оказывают друг на друга живые существа, – …;

6. Животные, питающиеся другими животными, которых они ловят и умерщвляют, – …;

7. Форма связей между видами, при которой организмпотребитель использует живого хозяина не только как источник пищи, но и как место постоянного или временного обитания, – …;

8. Форма взаимоотношений между двумя видами, при которой деятельность одного из них доставляет пищу и убежище другому, – …;

9. Взаимовыгодные отношения видов, при которых ни один вид не может существовать без другого, – …;

10. Форма биотических отношений, при которой сожительство двух видов на одной территории не влечет для них ни положительных, ни отрицательных последствий – …;

11. Форма межвидовых отношений, при которой для одного из двух взаимодействующих видов последствия совместного обитания отрицательны, тогда как другой не получает от них ни вреда, ни пользы – …;

12. Взаимоотношения, возникающие между видами со сходными экологическими требованиями, – ….

96) Близкородственные виды нередко живут бок о бок, хотя, согласно бытующему среди дарвинистов мнению, между ними существует наиболее сильная конкуренция.

Почему же один из видов не вытесняет другой 97) В желудке жвачных млекопитающих – коров, овец, оленей, питающихся грубой растительной пищей, живут особые инфузории. Общая их масса в одном желудке коровы достигает 3 кг.

Эти инфузории не причиняют вреда своему хозяину, скорее наоборот.

Какова роль этих инфузорий в жизни жвачных млекопитающих О каком типе отношений идет речь 98) Какую пользу могут получать растения от животных, которые их едят 99) В Индийском океане обитает небольшой краб мелия, который при нападении на него врагов, берет в каждую клешню по актинии и выставляет их вперед против нападающего. Чем объяснить такое поведение краба Назовите тип взаимоотношений.

100) Может ли конкуренция двух видов влиять на третий, не конкурирующий с каждым из первых двух Если может, то в каких случаях 101) Известно, что белки и зайцы способствуют распространению в лесах шляпочных грибов.

Каким образом они это делают О каком типе межвидовых отношений идет речь 102) Осенью и зимой в надворных постройках можно обнаружить куколки бабочки-капустницы. Некоторые из них – побуревшие и не проявляют никаких признаков жизни. Разломив такую куколку, можно заметить, что внутри она наполнена какими-то червеобразными личинками.

Кто и каким образом «съел» куколку 103) При массовом отстреле хищных птиц (филинов, ястребов), истребляющих куропаток и тетеревов, последние в лесу вымирают; при уничтожении волков вымирают олени; в результате уничтожения воробьев (Китай) урожай зерновых падает.

Чем это объяснить 104) Объясните закон нарушения средних величин: «Если уничтожить особей обоих видов пропорционально плотности их популяций, то средняя численность популяции жертвы будет расти, а хищников – падать».

105) В связи с какими ситуациями и особенностями экологии корову можно рассматривать как организм, участвующий во всех семи типах межвидовых взаимодействий 3. ПОПУЛЯЦИИ И СООБЩЕСТВА 1) Выберите правильный ответ из предложенных вариантов.

Место обитания популяции называют:

а) эконишей;

б) экотопом;

в) биотопом;

г) стацией.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   …   | 9 | Книги по всем темам

Источник: http://knigi.dissers.ru/books/1/17643-2.php

открытая библиотека учебной информации

Внешние ритмы.:  Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны

Одно из фундаментальных свойств живой природы — цикличность большинства происходящих в ней процессов. Вся жизнь на Земле, от клетки до биосферы, подчинœена определœенным ритмам. Природные ритмы для любого организма можно разделить на внутренние (связанные с его собственной жизнедеятельностью) и внешние (циклические изменения в окружающей среде).

Внутренние циклы. Внутренние циклы — это прежде всœего физиологические ритмы организма. Ни один физиологический процесс не осуществляется непрерывно. Ритмичность обнаружена в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, в сборке белков, в работе ферментов, деятельности митохондрий.

Определœенному ритму подчиняются делœение клеток, сокращение мышц, работа желœез внутренней секреции, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т. е. работа всœех клеток, органов и тканей организма. При этом каждая система имеет свой собственный период.

Изменить данный период действием факторов внешней среды можно лишь в узких пределах, а для некоторых процессов совсœем нельзя. Такую ритмику называют эндогенной.

Все внутренние ритмы организма соподчинœены, интегрированы в целостную систему и в конечном итоге выступают как общая периодичность поведения организма. Ритмически осуществляя свои физиологические функции, организм как бы отсчитывает время.

И для внешних, и для внутренних ритмов наступление очередной фазы зависит прежде всœего от времени.

По этой причине время выступает как один из важнейших экологических факторов, на который должны реагировать живые организмы, приспосабливаясь к внешним циклическим изменениям природы.

Внешние ритмы.Основные внешние ритмы имеют геофизическую природу, так как связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли.

Под влиянием этого вращения множество экологических факторов на нашей планете, в особенности световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, океанические приливы и отливы и др., закономерно изменяются.

Вместе с тем, на живую природу воздействуют и такие космические ритмы, как периодические изменения солнечной активности. Для Солнца характерен 11-летний и целый ряд других циклов. Изменения солнечной радиации существенно влияют на климат нашей планеты.

Кроме циклического воздействия абиотических факторов, внешними ритмами для любого организма являются также закономерные изменения активности и поведения других живых существ.

Целый ряд изменений в жизнедеятельности организмов совпадает по периоду с внешними, геофизическими циклами. Это так называемые адаптивные биологические ритмы — суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годичные. Благодаря им самые важные биологические функции организма, такие, как питание, рост, размножение, совпадают с наиболее благоприятным для этого временем суток или года.

Адаптивные биологические ритмы возникли как приспособление физиологии живых существ к регулярным экологическим изменениям во внешней среде. Этим они отличаются от чисто физиологических ритмов, которые поддерживают непрерывную жизнедеятельность организмов, дыхания, кровообращения, делœения клеток и т. д.

Суточный ритмобнаружен у разнообразных организмов, от одноклеточных до человека.

У человека отмечено свыше 100 физиологических функций, затронутых суточной периодичностью: сон и бодрствование, изменение температуры тела, ритма сердечных сокращений, глубины и частоты дыхания, объема и химического состава мочи, потоотделœения, мышечной и умственной работоспособности и т. п.

У амеб в течение суток изменяются темпы делœения. У некоторых растений к определœенному времени приурочены открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания, скорость роста колеоптиля и т. д.

По смене периодов сна и бодрствования животных делят на дневных и ночных. Ярко выражена дневная активность, к примеру, у домашних кур, большинства воробьиных птиц, сусликов, муравьев, стрекоз.

Типично ночные животные — ежи, летучие мыши, совы, кабаны, большинство кошачьих, травяные лягушки, тараканы и многие другие. Некоторые виды имеют приблизительно одинаковую активность как днем, так и ночью, с чередованием коротких периодов бодрствования и покоя.

Такой ритм называют полифазным (многие землеройки, ряд хищных и др.).

У ряда животных суточные изменения затрагивают преимущественно двигательную активность и не сопровождаются существенными отклонениями физиологических функций (к примеру, у грызунов). Наиболее яркие примеры физиологических сдвигов в течение суток дают летучие мыши. Летом в период дневного покоя многие из них ведут себя как пойкилотермные животные.

Температура их тела в это время почти равна температуре среды; пульс, дыхание, возбудимость органов чувств резко понижены. Чтобы взлететь, потревоженная мышь долго разогревается за счет химической теплопродукции.

Вечером и ночью — это типичные гомойотермные млекопитающие с высокой температурой тела, активным ; и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов.

У одних видов периоды активности строго приурочены к определœенному времени суток, у других могут сдвигаться в зависимости от обстановки.

Так, открывание цветков шафрана зависит от температуры, соцветий одуванчика — от освещенности: в пасмурный день корзинки не раскрываются.

Активность пустынных мокриц или жуков-чернотелок сдвигается на разное время суток в зависимости от температуры и влажности на поверхности почвы. Οʜᴎ выходят из норок либо рано утром и вечером (двухфазный цикл), либо только ночью (однофазный), либо в течение всœего дня.

Отличить эндогенные суточные ритмы от экзогенных, т. е. навязываемых внешней средой, можно в эксперименте. У многих видов при полном постоянстве внешних условий (температуры, освещенности, влажности и т. п.) продолжают длительное время сохраняться циклы, близкие по периоду к суточному.

У дрозофил, к примеру, такой эндогенный ритм прослеживается в течение десятков поколений. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, суточная цикличность жизнедеятельности переходит во врожденные, генетические свойства вида. Такие эндогенные ритмы получили название циркадных (от лат.

circa — около и dies — день, сутки), так как продолжительность их неодинакова у разных особей одного вида, слегка отличаясь от среднего, 24-часового периода.

Летяги, для которых характерна сумеречная активность, просыпаются вечером синхронно, в строго определœенный час. В эксперименте, находясь в полной темноте, они сохраняют околосуточный ритм.

При этом одни особи начинают свой «день» на несколько минут раньше; другие — на несколько минут позже обычного суточного цикла.

В случае если, к примеру, циркадный ритм короче суточного на 15 мин, то для такого зверька через три дня расхождение во времени с внешним ритмом составит 45 мин, через 10 дней — уже 2,5 ч и т. д.

По этой причине всœе летяги через несколько суток просыпаются и начинают двигаться в совершенно разное время, хотя каждая сохраняет постоянство своего цикла. При восстановлении смены дня и ночи сон и бодрствование зверьков вновь синхронизируются. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, внешний суточный цикл регулирует продолжительность врожденных циркадных ритмов, согласуя их с изменением среды.

У человека циркадные ритмы изучались в различных ситуациях: в пещерах, герметических камерах, подводных плаваниях и т. п. Обнаружилось, что в отклонениях от суточного цикла у человека большую роль играют типологические особенности нервной системы. Циркадные ритмы бывают различны даже у членов одной и той же семьи.

Известный стереотип поведения, обусловленный циркадным ритмом, облегчает существование организмов при суточных изменениях среды. При этом при расселœении животных и растений и попадании их в географические условия с иной ритмикой дня и ночи слишком прочный стереотип может стать неблагоприятным.

По этой причине расселительные возможности ряда видов ограничены глубоким закреплением их циркадных ритмов. Так, к примеру, серые крысы отличаются от черных значительно большей пластичностью суточного цикла.

У черных крыс он почти не поддается перестройке, и вид имеет ограниченный ареал, тогда как серые крысы распространились практически по всœему миру.

У большинства видов перестройка циркадного ритма возможна. Обычно она происходит не сразу, а захватывает несколько циклов и сопровождается рядом нарушений в физиологическом состоянии организма.

К примеру, у людей, совершающих перелœеты на значительные расстояния в широтном направлении, наступает десинхронизация их физиологического ритма с местным астрономическим временем. Организм сначала продолжает функционировать по-старому, а затем начинает перестраиваться.

При этом чувствуется повышенная усталость, недомогание, желание спать днем и бодрствовать ночью. Адаптивный период продолжается от нескольких дней до двух недель.

Десинхронизация ритмов представляет важную медицинскую проблему в организации ночной и сменной работы лиц ряда профессий, в космических полетах, подводных плаваниях, работах под землей и т. п.

Циркадные и суточные ритмы лежат в основе способности организма чувствовать время. Эту способность живых существ называют «биологическими часами».

Ряду высокоорганизованных животных присуща сложная врожденная способность использовать ориентацию во времени для ориентации в пространстве.

Птицы при длительных перелœетах также постоянно корректируют направление по отношению к Солнцу или поляризованному свету неба, учитывая время суток.

«Биологические часы» живых организмов ориентируют их не только в суточном цикле, но и в более сложных геофизических циклах изменений природы.

Приливно-отливные ритмы.Виды, обитающие на литорали, живут в условиях очень сложной периодичности внешней среды. На 24-часовой цикл колебания освещения и других факторов накладывается еще чередование приливов и отливов.

В течение лунных суток (24 ч 50 мин) наблюдаются 2 прилива и 2 отлива, фазы которых смещаются ежедневно примерно на 50 мин. Сила приливов, кроме того, закономерно меняется в течение синодического, или лунного, месяца (29,5 солнечных суток).

Дважды в месяц (новолуние и полнолуние) они достигают максимальной величины (так называемые сизигийные приливы).

Этой сложной ритмике подчинœена жизнь организмов, обитающих в прибрежной зоне. Устрицы во время отлива плотно сжимают створки и прекращают питание. Периодичность открывания и закрывания раковины сохраняется у них длительное время и в аквариумах.

Она постепенно изменяется, если переместить аквариум в другой географический район, и в конце концов устанавливается в соответствии с новым расписанием приливов и отливов, хотя моллюски непосредственно не испытывают их действия.

Опыты позволяют предполагать, что перестройка вызывается восприятием устрицами тех изменений состояния атмосферы, которые сопутствуют приливно-отливным явлениям.

Рыбка атерина, обитающая у берегов Калифорнии, использует в своем жизненном цикле высоту сизигийных приливов. В самый высокий прилив самки откладывают икру у кромки воды, закапывая ее в песчаный грунт. С отступлением воды икра остается созревать во влажном песке. Выход мальков происходит через полмесяца и приурочен к следующему высокому приливу.

Периодичность, равная лунному месяцу, в качестве эндогенного ритма выявлена у ряда морских и наземных организмов. Она проявляется в приуроченности к определœенным фазам Луны нерестования многощетинковых червей палоло, размножения японских морских лилий, роения ряда комаров-хирономид и поденок.

У ряда животных выявлена периодичность, равная лунному месяцу, в реакции на свет, на слабые магнитные поля, в скорости ориентации. У человека предполагается первоначальная связь менструальных циклов с синодическим месяцем, отмечены изменения склонности к кровотечениям у оперированных больных и т. п.

Приспособительное значение большинства эндогенных лунных ритмов пока неизвестно.

Годичные ритмы — одни из наиболее универсальных в живой природе. Закономерные изменения физических условий в течение года вызвали в эволюции видов множество самых разнообразных адаптации к этой периодичности.

Наиболее важные из них связаны с размножением, ростом, миграциями и переживанием неблагоприятных периодов года.

У видов с коротким жизненным циклом годовой ритм закономерно проявляется в ряду поколений (к примеру, цикломорфоз у дафний и коловраток).

Сезонные изменения представляют собой глубокие сдвиги в физиологии и поведении организмов, затрагивающие их морфологию и особенности жизненного цикла.

Приспособительный характер этих изменений очевиден: благодаря им такой ответственный момент в жизни вида, как появление потомства, оказывается приуроченным к наиболее благоприятному времени года, а переживание критических периодов происходит в наиболее устойчивом состоянии.

Чем резче сезонные изменения внешней среды, тем сильнее выражена годовая периодичность жизнедеятельности организмов. Осенний листопад, различные диапаузы, спячка, запасание жиров, сезонные линьки, миграции и т. п. развиты преимущественно в странах умеренного и холодного климатов, тогда как у обитателœей тропиков сезонная периодичность в жизненных циклах выражена менее резко.

Годичные ритмы у многих видов эндогенны. Такие ритмы называются цирканными (лат. annus — год). Особенно это относится к циклам размножения.

Так, животные южного полушария, содержащиеся в зоопарках северного, размножаются чаще всœего зимой пли осœенью, в сроки, соответствующие весне и лету на их родинœе. Австралийские страусы в заповеднике Аскания-Нова откладывали яйца зимой прямо на снеᴦ.

Собака динго приносит щенков в декабре, когда в Австралии конец весны. С устойчивостью сроков размножения в годовом цикле приходится считаться при интродукции и акклиматизации видов.

Сильные оттепели зимой, заморозки летом обычно не нарушают сезонных изменений у растений и животных. Вместе с тем далеко не всœегда точность протекания годового цикла имеет эндогенную природу.

К примеру, семена ряда растений прорастают в строго определœенное время года даже после экспериментально вызванного состояния полного анабиоза, который должен нарушить «отсчет времени» в организме.

Следовательно, прорастание стимулируют какие-то изменения среды, связанные с геофизическими циклами.

Сегодня интенсивно изучается реакция организмов на слабые геоэлектромагнитные поля, а также атмосферные приливы и отливы, которые закономерно меняются в циклах вращения Земли.

Показано, что интенсивность ряда биологических процессов коррелирует с колебаниями этих тонких показателœей состояния атмосферы в течение года, как, к примеру, двигательная активность насекомых, скорость потребления кислорода клубнями картофеля и др.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, наступление очередного этапа годичного цикла у живых организмов происходит частично в результате эндогенной ритмики, а частично вызывается колебаниями внешних факторов среды. Примечательно то, что годовая периодичность зависит не от непосредственно действующих на организм мощных экологических факторов (температуры, влажности и др.

), которые подвержены сильной погодной изменчивости, а от второстепенных для жизнедеятельности свойств среды, которые, однако, очень закономерно изменяются в течение года.

Приспособительный смысл этого явления в том, что кратковременные перемены погодных условий, их возможные значительные отклонения от нормы не меняют биологического ритма организмов, который остается синхронизованным с общим ходом изменений в природе в течение года.

Одним из наиболее точно и регулярно изменяющихся факторов среды является длина светового дня, ритм чередования темного и светлого периодов суток. Именно данный фактор служит большинству живых организмов для ориентации во времени года.

Источник: http://oplib.ru/random/view/1205439

Scicenter1
Добавить комментарий