Які є біологічні ритми організмів

Тема 4. Біологічні ритми організмів Які є біологічні ритми організмів. Природа - вічно мінлива хмара; ніколи не залишаючись однією і тією ж, вона завжди залишається сама собою. Володимир Вернадський, видатний український учений, перший президент Української Академії наук

Пригадайте. Що таке екологічні фактори?Якою може бути природа екологічних факторів?Що таке фотоперіодизм?Що зумовлює припливи і відпливи?

Що таке біологічні пристосувальні ритми. Ти вже знаєш, що на організми впливає одночасно цілий комплекс екологічних факторів як живої, так і неживої природи. Інтенсивність дії більшості з них періодично змінюється, й усі організми змушені пристосовуватись до таких змін. Дія одних екологічних факторів змінюється впродовж доби (наприклад, освітленість, морські припливи та відпливи), інших - упродовж різних сезонів року. Так у всіх мешканців нашої планети виникають різні типи пристосувальних біологічних ритмів.

Пристосувальні біологічні ритми - це періодичні зміни інтенсивності процесів життєдіяльності організмів або їхньої поведінки (у тварин).

Що таке добові ритми. Чому є день і ніч Одним з найважливіших екологічних чинників, які впливають на активність організмів, є довжина світлового періоду доби - фотоперіод. Він зумовлює періодичність процесів фотосинтезу, випаровування води рослинами, розкриття та закриття квіток тощо.

Від освітленості залежить добова активність тварин, яких поділяють на «нічних» і «денних». Ти добре знаєш, що внаслідок обертання Землі навколо своєї осі освітленість змінюється двічі на добу. Є тварини, які активні в сутінках і вночі, більшість тварин - активні в світлу частину доби (мал.1, 2). У представників «денної» групи зазвичай добре розвинений кольоровий зір, вони часто мають яскраве забарвлення (як-от денні метелики). Натомість у представників «нічної» групи кольоровий зір розвинений погано (мал.3). У тварин, які мешкають за відсутності світла (наприклад у печерах), органи зору розвинені слабо або можуть взагалі втрачатись (мал.3). Тварини і світло. 1. Денний метелик махаон; вид занесено до Червоної книги України. 2. Нічний метелик совка соснова. 3. Сова вухата - нічний хижак. 4. Протей європейський - представник земноводних, мешкає в темних печерних водоймах Балкан; тому він не має очей, а його шкіра позбавлена забарвлення. Порівняй забарвлення денного і нічного метелика. Чому, на твою думку, махаон має яскраве забарвлення, а совка соснова - блякле. Зміна дня і ночі впливає на перебіг різних функцій організму тварин і людини, зокрема на інтенсивність процесів обміну речовин.

Цікаво. У людини зареєстрована залежність від часу доби майже 300 життєвих функцій. Потрапляючи в інший часовий пояс, людина це добре відчуває. Наприклад, коли у місцевих мешканців настає період сну, люди, які приїхали з іншого часового поясу, певний період не можуть заснути. На перебудову добових ритмів зазвичай потрібен певний час.

Які біоритми організмів зумовлює Місяць. З певними фазами Місяця пов’язане розмноження деяких видів тварин, наприклад, представника багатощетинкових червів - тихоокеанського палоло, японських морських лілій.

На умови існування мешканців водойм впливає й пересування водних мас, зумовлене положенням Землі відносно Сонця і Місяця відносно Землі. Рух Місяця навколо Землі спричинює припливно-відпливні ритми. Особливо чітко вони виражені у мешканців припливно-відпливної зони. Під час відпливів вони закривають свої черепашки (як-от молюски), будиночки (ракоподібні - морські жолуді) (мал. 225), ховаються у пісок (певні види ракоподібних, риб) або мігрують у відкрите море (медузи, риби) тощо. Натомість на ділянках, які звільнилися від води, з’являються мешканці наземно-повітряного середовища (комахи, птахи тощо), що знаходять тут достатню кількість їжі (скупчення водоростей, рештки тварин та ін.). Під час припливів активність мешканців водойм поновлюється. Припливно-відпливна зона під час відпливу (1): помітні ракоподібні - морські жолуді (2), які під час відпливу закривають свої будиночки, а під час припливу - відкривають їх і поновлюють живлення

З періодами припливів і відпливів пов’язані й періоди розмноження певних видів тварин Розмноження риби атерини, яка мешкає біля узбережжя південної Каліфорнії (США), пов’язане з припливно-відпливними ритмами. Під час високих припливів самка підходить до берега і закопує ікру в пісок, а після нересту відпливає у море. Личинки виходять з ікринок під час наступного високого припливу

Сезонних ритмів. Одне з найбільш загальних явищ у природі - це сезонна періодичність. Сезонні ритми пов’язані з обертанням Землі навколо Сонця.- Як тварини та рослини пристосовуються до щорічних сезонних змін умов середовища життя

Яка роль сезонних ритмів у житті організмів та їхніх угруповань.  Із певними сезонами пов’язані періоди розмноження організмів (переважно навесні), їхнього розвитку, стану зимового спокою, періоди линяння, міграції. У листопадних рослин у певні сезони (зазвичай восени) спостерігають явище листопаду - щорічної зміни листя. Позмагайтеся, яка група назве більше пристосувань різних тварин (ссавців, птахів, земноводних, комах) до сезонних змін у природі. Сезонні явища у житті тварин і рослин. 1. Багато тварин узимку впадають у сплячку (зимова сплячка їжака). 2. Тварини можуть уникати періодів несприятливих умов за допомогою міграцій. 3. Осінній листопад дає змогу рослинам переживати зимовий період

Реакція організмів на зміну довжини фотоперіоду дістала назву фотоперіодизм. Тварини та рослини пристосовуються до щорічних сезонних змін умов середовища життя, реагуючи на поступові зміни тривалості фотоперіоду. Так, зростання тривалості світлового періоду доби стимулює пробудження тварин після зимової сплячки, парування тощо. Натомість його скорочення дає організмам сигнал про те, вже час готуватись до зимівлі.

Тривалість світлового періоду доби є найбільш стабільним з-поміж інших екологічних факторів. Вона завжди постійна в певному місці в даний день року, тоді як інтенсивність дії інших чинників (температури, вологості тощо) може коливатись у значних межах щодобово. Довжина світлового дня впливає не лише на процеси життєдіяльності окремих особин, але й на функціонування екосистем в цілому, визначаючи закономірні сезонні заміни одних видів іншими (наприклад, тюльпани в степах і пустелях цвітуть і дають насіння навесні, потім їхні наземні частини відмирають, а цибулини залишаються в ґрунті в неактивному стані до наступної весни). Одні види перелітних птахів улітку входять до складу екосистем помірного клімату (як-от серпокрильці), узимку - тропічних і субтропічних, де на той час сприятливі умови життя.

Цікаво. Дослідження фотоперіодичних реакцій організмів має також важливе практичне значення. Змінюючи тривалість світлового періоду в умовах штучного утримання свійських тварин і культурних рослин, можна підвищувати продуктивність рослин, стимулювати розмноження й ріст тварин тощо.

Поміркуйте:- Як різні види організмів пристосовуються до сезонних змін у довкіллі? - Які організми переживають несприятливі умови в неактивному стані?- Які організми намагаються зберігати активність протягом усього року? - Чому так відбувається?

Зверніть увагу. В ранкові години активізується робота мозку. Тому ранок - це найкращий час для розумової діяльності. Ще з давніх пір люди кажуть: «Ранок вечора мудріший». Після 12 години дня артеріальний тиск людини знижується, а мозкова активність сповільнюється. У цей час мами укладають дітей спати. Але ж біоритми діють на всіх людей, і тому дорослі, у яких є можливість подрімати вдень, також відчувають на собі їх вплив. Особливо в літню спеку, коли організм відчуває додаткові навантаження, відпочинок корисний для всіх без винятку. О 14 годині дня артеріальний тиск знову підвищується, і мозкова активність посилюється. Про цю особливість біоритмів добре знають батьки, так як якщо не вкласти дитину спати до 2 годин, далі він розігрується і його вже не приборкати. Денний час з 3 до 6 годин вечора - хороший період для фізичної та розумової діяльності. У цей час серце і судини працюють максимально ефективно, тому Ви можете закінчити роботу, яку почали вранці, а також зайнятися спортом або домашніми справами. У період з 6 до 8 вечора найкраще перекусити і відправитися на прогулянку. У цей час гіпертоніки відчувають підвищення тиску. Температура тіла в ці 2 години також максимальна. Далі організм заспокоюється і починається вироблення гормону сну. Тому після 8 години вечора краще займатися діяльність, що не вимагає сильної концентрації уваги. Постарайтеся засипати і вставати в один і той же час. Перевтоми і недосипання призводять до швидкого зношування організму і передчасного старіння. Необхідний добовий мінімум для здорової людини - 4-5 годин безперервного сну. За цей час проходять перші три обов'язкові циклу сну. Якщо Ви готуєте важливий звіт, і у Вас зовсім немає часу, Ви можете виспатись з 11 вечора до 3-4 годин ранку. Але часто повторювати такі подвиги не рекомендується. У нормі людина повинна спати 7-9 годин. При цьому ранковий підйом проходить легше в момент підвищення температури тіла, а значить не раніше 6 години ранку.

Коротко про головне. Пристосувальні біологічні ритми є прикладом здатності організмів та їхніх угруповань пристосовуватись до періодичних змін інтенсивності дії різних екологічних факторів. Обертання Землі навколо власної осі зумовлює добові ритми, Місяця навколо Землі - припливно-відпливні, а обертання Землі навколо Сонця - сезонні. Заздалегідь підготуватись до сезонних змін організмам дає змогу явище фотоперіодизму - реакції на зміну тривалості світлої частини доби.https://www.youtube.com/watch?v=GJb6 Nsq. Tee. A&t=547s

Перевіряємо себе1. Що таке біологічні пристосувальні ритми? Які типи біологічних пристосувальних ритмів ти знаєш?2. Яку роль відіграє явище «біологічного годинника» для забезпечення нормального функціонування нашого організму?3. Чим зумовлені добові та припливно-відпливні ритми?4. Як здатність організмів сприймати зміни тривалості світлової частини доби допомагає організмам готуватись до сезонних змін у навколишньому середовищі?5. Виконайте завдання за посиланням чи QR-кодом https://learningapps.org/48226386. Оціни свою роботу на уроці, продовж речення: По завершенню уроку я: Дізнався/-лась...; Зрозумів/-ла...; Найбільші труднощі я відчув/-ла...; Я не вмів/-ла, а тепер вмію ... .

Домашнє завдання Вивчити параграф 49 Дати відповідь на запитання: «Якими були б біологічні ритми організмів на Марсі (рік — 687 діб, доба — 24,5 год), та на Венері (рік — 243 земні доби)?»