Introducere, forma de adaptare a organismelor la mediul lor - structura și relațiile din cadrul ecosistemului

Mediu considerat a fi una dintre biologia fundamentală a secțiunilor care includ morfologia, genetica, teoria evolutiei, sistematicii si biologie de dezvoltare.

Toate aceste subiecte, inclusiv mediul înconjurător, în funcție de obiectele de cercetare pot fi atribuite la botanica si zoologie, microbiologie și știința omului - antropologie, care este, la diversitatea lucrurilor vii. În acest sens, mediul plantelor izolat, mediu de animale, microorganisme de mediu, ecologie umană.

ritmurile biologice adaptive

Una dintre proprietățile fundamentale ale naturii naturii ciclice a majorității proceselor care au loc în ea. Toată viața de pe Pământ, de la celula la biosferă, sub rezerva anumitor ritmuri. ritmuri naturale pentru orice organism poate fi împărțit în (schimbările ciclice ale mediului) externe și interne (cu privire la propriile sale funcții vitale).

Principalele ritmuri externe sunt de natură geografică, în raport cu rotația Pământului în raport cu Soarele și Luna - față de Pământ. Sub influența de rotație se schimbă în mod regulat mulți factori ecologici pe planeta noastră, în special condițiile de lumină, temperatură, presiune și umiditate, mareelor ​​ocean de câmp de energie atmosferică și altele. Impactul pe animale sălbatice și spațiu ritmurile cum ar fi modificarea periodică solare activitate. schimbare de radiațiile solare afectează în mod semnificativ climatul planetei noastre.

Bucla interioară - este, mai presus de toate, ritmuri fiziologice. Procesele fiziologice sunt efectuate în mod continuu. Ritmul observat în sinteza ADN-ului și ARN-ului în celule, și activitatea enzimatică a mitocondriilor. Acesta este supus diviziunii anumitor celule de ritm, contracția musculară, bătăile inimii, respirația, iritabilitate a sistemului nervos, de exemplu, activitatea tuturor organelor și țesuturilor din celulele corpului. În plus, fiecare sistem are propria perioadă. Schimbați această perioadă, influența factorilor de mediu nu poate fi decât în ​​limite înguste și procese individuale - absolut imposibil.

exercitarea funcțiilor lor fiziologice ritmice ale organismului, deoarece contează în jos. Pentru toate ritmurile externe și interne ale următoarei faze a ofensivei depinde, în primul rând, din când în când. Prin urmare, timpul este unul dintre cei mai importanți factori de mediu, care trebuie să reacționeze organismele vii se adaptează la schimbările ciclice externe ale naturii. Un număr de cicluri interne organizme coincide cu perioada de cicluri externe, geofizice. Aceasta asa-numitele ritmuri biologice adaptive: luna diurn, mareelor ​​egal lunar, anual. Datorită ei, cele mai importante funcții biologice (de alimentare, de creștere, de reproducere) coincide cu cea mai favorabilă pentru acest moment al zilei sau anului. ritmuri adaptive de mediu a apărut ca o fiziologie de adaptare a ființelor vii la schimbările periodice de mediu în mediul extern.

Ritmul circadian este detectat într-o varietate de organisme, de la organisme unicelulare la om. Omul a subliniat peste 100 de funcții fiziologice afectate de periodicitate diurn: somn și trezie, modificări ale temperaturii corpului, ritmul cardiac, volumul și compoziția chimică a urinei, transpirație, performanța musculară și mentală, etc.

Potrivit schimbarea de somn si veghe animalele sunt împărțite în zi și noapte. Activitatea în timpul zilei Pronunțate a fost observată la puii de găină, păsări cântătoare, veverițe, furnici, libelule și altele. De obicei animale nocturne sunt ariciul, lilieci, bufnițe, mistreți, majoritatea pisica si multe altele. Există, de asemenea tipuri de polifazic, având aproximativ aceeași activitate în timpul zilei și noaptea (mulți șoareci de câmp, animale de pradă și altele.).

Un număr de animale modificări zilnice care afectează în principal activitatea locomotoare și nu sunt însoțite de abateri semnificative ale funcțiilor fiziologice (de exemplu, la rozătoare). Cel mai izbitor exemplu de modificări fiziologice în timpul zilei da liliecii. La unele specii, perioadele de activitate sunt strict limitate la un anumit moment al zilei, la alte specii poate fi modificată în funcție de situație.

In unele specii, permanența deplină a condițiilor externe (temperatură, lumină, umiditate, etc.) continuă să fie depozitate pentru o cicluri lungi de timp, perioada aproape de zi cu zi, atunci când natura ciclică zilnică a vieții trece în proprietățile genetice congenitale ale speciei. Astfel de cicluri endogene sunt numite circadian (din cele circa Latină - „în jurul“ și moare - «Ziua“, «noapte»). Durata acestor cicluri variază în diferite indivizi din aceeași specie, diferită de medie perioada de 24 de ore. La om, ritmul circadian au fost studiate într-o varietate de situații: în peșteri, camera etansa, scufundări, etc. Sa constatat că o persoană abateri de la ciclul de zi cu zi joacă un rol important caracteristici tipologice ale sistemului nervos. Ritmul circadian pot fi diferite chiar în aceeași familie.

Un model bine-cunoscut, datorită ritmului circadian, facilitează existența unor organisme cu schimbări zilnice în mediu. Cu toate acestea, reinstalarea animalelor și a plantelor, și le-a lovit în condițiile geografice cu diferite ritmuri de zi și de noapte prea puternice stereotipii poate deveni nefavorabil. Prin urmare, este posibil rasselitelnye numărul de specii restricționate la asigurarea adâncime ritmurile lor circadian. De exemplu, șobolanii gri sunt diferite de negru mult mai mare plasticitate a ciclului circadian. La șobolani negru, este aproape imposibil de restructurare și vizualizarea are o gamă limitată, în timp ce șobolanii gri au răspândit aproape peste tot în lume.

În cele mai multe organisme, restructurarea ritmului circadian poate fi. De obicei, nu se întâmplă imediat, și capturează imagini de mai multe cicluri și este însoțită de o serie de încălcări în starea fiziologică a organismului. Ritmul circadian si circadian stau la baza capacitatea organismului de a se simtă timp. Această capacitate a ființelor vii se numește „ceasul biologic“.

ritmuri anuale - unul dintre cele mai versatile în natură. Schimbări regulate ale efortului fizic pe parcursul anului declanșat în evoluția multor tipuri diferite de adaptare la această periodicitate. Cele mai importante dintre acestea sunt asociate cu reproducerea, creșterea, migrația și experiența perioadele nefavorabile ale anului. Modificări sezoniere sunt schimbări profunde în fiziologia și comportamentul organismelor, care afectează morfologia și caracteristicile ciclului de viață a acestora. Caracterul adaptiv al acestor modificări este evidentă. De exemplu, apariția puilor este limitată la momentul cel mai favorabil al anului. Mai puțin de schimbările sezoniere în mediul înconjurător, mai pronunțată periodicitatea anuală a activității organismelor. ritmuri anuale în multe specii sunt endogene. Aceste ritmuri sunt numite tsirkannymi (Annus - «hyud"). Acest lucru este valabil în special pentru ciclurile de reproducere. Cu rezistență la calendarul de reproducere a ciclului anual socotit cu specii de introducere și aclimatizare. Strong înghețurile dezghet de iarnă, în timpul verii, de obicei, nu provoacă tulburări sezoniere în plante și animale. Unul dintre factorii de mediu mai exacte și în mod regulat schimbarea este lungimea de lumina zilei, ritmul alternativ perioade de întuneric și lumina zilei. Acest factor este cel mai organismelor vii, în timp util pentru anul de orientare.

ritmuri de maree. Speciile care trăiesc în zona intertidale, trăiesc în condiții foarte dificile frecvența mediului. fluctuații ale ciclului de 24 de ore ale factorilor de bază aplicate încă mareele alternativ. Pe parcursul zilei lunar (24 ore 50 minute) a observat 2 tide și refluxului 2. Puterea mareelor, de asemenea, variază în mod regulat în timpul lunii lunar. De două ori pe lună (lună nouă și plin), când ajung la o valoare maximă. Acest ritm complex de viață este subordonat organismelor vii în zona de coastă.

Photoperiodism - reacție la schimbările sezoniere ale zilei. Expresia lui nu depinde de intensitatea iluminării, dar numai pe ritmul alternând perioade de întuneric și lumina zilei. Răspunsul photoperiodic de viață este de mare importanță adaptative: capacitatea de a răspunde la schimbările în lungime zi asigura ajustarea fiziologică timpurie. Ritmul de zi și de noapte acționează ca un semnal de viitoare modificari ale factorilor climatici care afectează în mod direct organismul viu (temperatură, umiditate, etc.).

Deși fotoperiodism găsite în toate grupele taxonomice, nu este specific tuturor tipurilor. Exista mai multe specii cu reacție neutră photoperiodic, în care ajustarea fiziologică în ciclul de dezvoltare nu depinde de lungimea zilei.

Există două tipuri de răspuns photoperiodic: zi scurtă și de lungă zi. Este cunoscut faptul că lungimea orelor de zi, cu excepția timpului de ani, depinde de localizarea geografică a zonei. specii de zi scurtă trăiesc și să crească, mai ales la latitudini mai mici, și de lungă zi - în moderat și ridicat. La speciile cu o arie largă de distribuție a păsărilor de nord pot diferi de cele de tipul fotoperiodism de sud. Astfel, tipul fotoperiodism - o o caracteristică sistematică a speciilor, mai degrabă decât de mediu. La plantele de zile lungi și animale, creșterea primăverii și începutul verii zi stimulează procesele de creștere și pregătirea pentru reproducere. Scurtarea zilele din a doua jumătate a verii și toamna cauza inhibarea creșterii și pregătirea pentru iarnă. Plante de zi scurtă sunt deosebit de sensibile la photoperiodism, deoarece durata zilei, în patria lor în modificări ușor în cursul anului (specii tropicale). plante Photoperiodism și animale - fixe genetic, proprietate determinată genetic. Totuși reacția photoperiodic are loc numai la o anumită expunere la alți factori de mediu, de exemplu, într-un anumit interval de temperatură.