Н.М. Чернова, А.М. Былова
Общая экология. Учебник
М.: Дрофа, 2004
Глава 5. Адаптивные биологические ритмы
5.3. Годичные ритмы
Годичные ритмы – одни из наиболее универсальных в живой природе.
Закономерные изменения физических условий в течение года вызвали в эволюции
видов множество самых разнообразных адаптаций 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 (например, цикломорфоз у дафний и
коловраток).
Рис. 65. Сезонная изменчивость пера у глухаря: 1, 2– зимнее;
3, 4 – летнее (из А. В. Михеева, 1999)
Сезонные изменения представляют собой глубокие сдвиги в физиологии и
поведении организмов, затрагивающие их морфологию и особенности жизненного
цикла (рис. 65). 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
обитателей 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 всего зимой или осенью, в сроки, соответствующие
весне и лету на их родине. Австралийские страусы в заповеднике Аскания-Нова
откладывали яйца зимой прямо на снег. 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 всегда точность
протекания годового цикла имеет эндогенную природу. Например, семена ряда
растений прорастают в строго определенное 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.
В настоящее время 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 показателей
состояния атмосферы в течение года, как, например, двигательная активность
насекомых, скорость потребления кислорода клубнями картофеля и др.
Таким образом, 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
этот фактор служит большинству живых организмов для ориентации во времени года.
|