Биологические ритмы — фундаментальное свойство органического мира, обеспечивающие его способность к адаптации и выживания в циклически меняющихся условиях внешней среды. Многие биологические процессы в природе протекают ритмично, т.е. разные состояния организма чередуются с достаточно четкой периодичностью.

Итак, биологические ритмы – это последовательное чередование во времени каких-либо состояний организма

 Основные ритмы в природе, наложившие свой отпечаток на все живое на Земле, возникли под влиянием вращения Земли по отношению к Солнцу, Луне и звездам. Каждый из этих факторов создает на Земле периоды. Первый период называется солнечными сутками, второй - лунными и третий - сидерическими, или звездными.

·       Солнечные сутки проявляются на Земле в виде чередования света и темноты; их продолжительность равна 24 час.

·       Лунные сутки отражаются на периодичности приливов и отливов. Их длительность соответствует 24,8 час. У живых организмов всегда наблюдаются хорошо выраженные ритмы, которые соответствуют лунным и солнечным суткам.

·       Однако эти ритмы взаимодействуют друг с другом, образуя новую периодичность, соответствующую синодическому месяцу продолжительностью 29,5 суток. Его минимум приходится на новолуние, а максимум - на полнолуние. Таким образом, синодический ритм строго согласован с фазами Луны.

·       Большой интерес представляют биологические ритмы с периодом около суток. Они так и называются – околосуточными, циркадианными или циркадными – от лат. circa – около и dies – день приметно24 часа.

Закон Хопкинса : По мере продвижения на север, восток, и в горы время наступления периодических явлений в жизнедеятельности организмов запаздывает на 4 дня, на один градус широты, пять (5) градусов долготы  и примерно 100м высоты.

Биоклиматический закон объясняет создание зон земледелие.

 

 

 

Сезонные ритмы. Чуткими индикаторами сезонных ритмов являются животные и растительные организмы.

Приспособления организмов к неблагоприятным сезонным явлениям.

1.      Для растений свойственно состояние покоя, характеризующееся прекращением роста и замедлением физиолого-биохимических процессов. Если растение не впадает зимой в состояние покоя, то оно вымерзает. Различают органический, глубокий и вынужденный покои.

·        Органический покой характерен для плодов, клубней, почек. (картофель осенью не прорастает)

·       Глубокий покой наступает одновременно с органическим покоем, обусловливает морозоустойчивость растений

·        Вынужденный покой проявляется в том, что растения длительное время не приступают к росту из-за неблагоприятных условий.

2.      У животных приспособления более многообразны, в основе лежат сложные физиологические механизмы

·       Спячка.  Различают летнюю (слишком высокая температура и снижение влажности воздуха) и зимнюю (понижение температуры) спячку. У организма снижается уровень обмена веществ, потребление кислорода.

·       Для членистоногих (насекомых) характерно явление диапауза – состояние временной пониженной физиологической активности , временное приостановление развития. Во время диапаузы повышается устойчивость организма к неблагоприятным факторам среды

·       миграции – перемещение на более-менее значительные расстояния, вызванные сменой условий существования или связано с циклами индивидуального развития (для мест размножения, питания, линьки, зимовки, спячки)

·       особым приспособлением к неблагоприятным условиям среды служит анабиоз.

Анабиоз (греч. anabíōsis — оживление, от ana— вновь и bíos — жизнь), состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) временно прекращаются или настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

Анабиоз наблюдается при резком ухудшении некоторых условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.), при наступлении благоприятных условий происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов — «оживление». Анабиоз у животных был открыт Левенгуком (1701).

Вирусные частицы (вирионы) вне бактериальных, растительных или животных клеток находятся в состоянии анабиоза (вироспоры), хорошо перенося при этом охлаждение, высушивание и др. неблагоприятные воздействия. Широко распространён анабиоз и среди микроорганизмов. Наиболее стойки к высушиванию, охлаждению, нагреванию спорообразующие бактерии и микроскопические грибы. Споры сибиреязвенной палочки долгие годы не теряют жизнеспособности ни в сухой почве пустынь, ни в замёрзшей почве арктической тундры. Многие бактерии, не образующие спор, жизнеспособны даже после длительного охлаждения, что позволяет выделять их чистые культуры из трупов и др. объектов (в обычных условиях этому препятствует присутствие др. микрофлоры). У многих организмов угнетение жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития (семена, споры, цисты). Типичным примером анабиоза при высушивании (ангидробиозе) служит т. н. скрытая жизнь семян многих растений, которые могут в сухом состоянии сохранять всхожесть 50 лет и долее. Беспозвоночные — гидры, черви, усоногие раки, водные и наземные моллюски, некоторые насекомые, а из позвоночных — земноводные и пресмыкающиеся, впадая в анабиоз, могут терять 1/2 и даже 3/4 заключённой в их тканях воды.

Русский учёный П. И. Бахметьев и ряд советских исследователей установили закономерности, характеризующие анабиоз:

·      При резком снижении температуры центры кристаллизации не успевают образовываться,

·      происходит  мгновенный  переход воды в стекловидную аморфную массу, организм не погибает,

·       и при повышении температуры восстанавливает свои жизненные функции.

·       При образовании кристаллов льда, разрушающих структуру клеток и белковых молекул, оживление невозможно.

Явлением Анабиоз пользуются для изготовления сухих живых вакцин, длительного сохранения культур бактерий, вирусов и клеток опухолей, консервирования различных тканей и органов (кровь, хрящ, кость, сосуды и др.), необходимых для пересадок; используется при хирургических вмешательств на сердце, лёгких, мозге, когда требуется охлаждения организма оперируемого; с перспективами освоения космического пространства (анабиоз повышает сопротивляемость организмов воздействию факторов космического полёта); достижениями в искусственном осеменении с.-х. животных (использование спермы ценных производителей, сохранённой при низких температурах).

 

Last modified: Tuesday, 20 March 2018, 2:30 PM