что такое сезонные ритмы
Сезонный ритм
Смотреть что такое «Сезонный ритм» в других словарях:
РИТМ СЕЗОННЫЙ — см. Сезонная периодичность. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989 … Экологический словарь
Ритм (rhythm) — Понятие Р. имеет много значений. Вероятно, самое широкое определение, к рое охватывает все значения этого слова, принадлежит Платону: «Ритм это порядок в движении». Можно предложить вместо этого: «Ритм это порядок в последовательности». Структуры … Психологическая энциклопедия
ритм сезонный — биоритм, скоординированный с периодичностью смены сезонов года … Большой медицинский словарь
Биологические ритмы — циклические колебания интенсивности и характера биологических процессов и явлений. Б. р. наблюдаются почти у всех животных и растений, как одноклеточных, так и многоклеточных, у некоторых изолированных органов и отдельных клеток. Одни Б.… … Большая советская энциклопедия
Франция — (France) Французская Республика, физико географическая характеристика Франции, история Французской республики Символика Франции, государственно политическое устройство Франции, вооружённые силы и полиция Франции, деятельность Франции в НАТО,… … Энциклопедия инвестора
Саванновые зоны — зоны саванн и редколесий, природные зоны низких широт, преимущественно в субэкваториальных поясах Северного и Южного полушарий; участки саванн встречаются также в тропических и субтропических поясах. Характеризуются сезонно влажным… … Большая советская энциклопедия
История жизни на Земле — млн л … Википедия
Пресли, Элвис — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Пресли. Элвис Пресли Elvis Presley … Википедия
Глава 2. Адаптация к природным и климатогеографическим условиям
Е.П. Гора
Экология человека
Учебное пособие для вузов. – М.: Дрофа, 2007. – 540 с.
Глава 2. Адаптация к природным и климатогеографическим условиям
2.2. Экологические аспекты хронобиологии
2.2.5. Сезонные (циркануальные) ритмы
Биологические ритмы с периодом, равным одному году (циркануальные), традиционно называют сезонными ритмами. Несмотря на прогресс в разработке средств защиты от резких перепадов параметров окружающей среды, у человека обнаруживаются годичные колебания биохимических, физиологических и психофизиологических процессов. Сезонные биоритмы, охватывая, по существу, все функции, отражаются на состоянии организма в целом, на здоровье и работоспособности человека.
Основы циркануальных ритмов. Комплекс внешних и внутренних причин, вызывающих циркануальные ритмы, можно разделить условно на три группы по механизму действия.
1. Адаптивные изменения функционального состояния организма, направленные на компенсацию годичных колебаний основных параметров окружающей среды и прежде всего температуры, а также качественного и количественного состава пищи.
2. Реакция на сигнальные факторы среды – продолжительность светового дня, напряженность геомагнитного поля, некоторые химические компоненты пищи. Факторы среды, играющие роль сезонных «датчиков времени», способны вызывать значительные морфофункциональные перестройки организма.
3. Эндогенные механизмы сезонных биоритмов. Действие этих механизмов носит адаптивный характер, обеспечивая полноценное приспособление организма к сезонным изменениям параметров окружающей среды.
Сопряженность сезонных изменений освещенности, температурных условий окружающей среды и состава пищи затрудняет разделение их роли в формировании циркануальных ритмов физиологических систем организма. Следует отметить существенное значение социальных факторов в формировании сезонных биоритмов у человека.
Сезонные колебания в характере поведенческих реакций человека.
• В процессе питания общая калорийность пищи возрастает в осенне-зимний период. Причем летом увеличивается потребление углеводов, а зимой – жиров. Последнее приводит к возрастанию в крови общих липидов, триглицеридов и свободных жиров. Существенное влияние на изменение функционального состояния организма в разные сезоны года оказывает витаминный состав пищи.
• Интенсивность энергетического обмена больше в зимне-весенний период по сравнению с летом, а теплоотдача с поверхности кожи имеет обратную направленность. В зависимости от сезона года отмечается значительная разница в терморегуляторной реакции организма на тепловую и холодовую нагрузку. Устойчивость по отношению к тепловым нагрузкам возрастает летом и снижается зимой. Четкая сезонная периодичность характерна для интенсивности процессов роста. Максимальный прирост массы тела у детей наблюдается в летние месяцы.
• Имеются многочисленные данные о сезонных колебаниях в нейроэндокринной системе. Так, активность парасимпатического отдела вегетативной нервной системы максимальна в весенние месяцы. В это же время возрастает концентрация в крови тропных гормонов гипофиза. Активность щитовидной железы увеличивается в зимние месяцы. Глюкокортикоидная функция надпочечников минимальна летом, а активность симпатоадреналовой системы имеет пик в зимние месяцы.
• Сезонную динамику репродуктивной функции связывают с фотопериодизмом (колебаниями продолжительности светлого и темного времени суток). С удлинением ночи происходит увеличение выработки мелатонина эпифизом, который, в свою очередь, приводит к угнетению гонадотропной функции гипоталамо-гипофизарной системы.
• Согласно многочисленным наблюдениям, функциональная активность сердечно-сосудистой системы выше в весенние месяцы. Это проявляется в более высоких показателях частоты сердечных сокращений, артериального давления, сократительной функции миокарда. Комплексные исследования кровообращения, дыхания и крови показывают, что сезонные колебания характерны для кислородтранспортной системы организма и определяются, по-видимому, колебаниями интенсивности энергетического обмена.
Сезонные колебания интенсивности энергетического обмена и активности нейроэндокринной системы вызывают закономерные колебания в деятельности различных физиологических систем организма. Наблюдения за состоянием и поведением человека обнаруживают сезонные изменения работоспособности. Так, уровень физической работоспособности минимален зимой и максимален в конце лета – начале осени.
Адаптивные биологические ритмы и характеристика основных биологических ритмов
Важное свойство, которым обладает географическая оболочка нашей планеты — ритмичность. Что такое ритмичность в биологии?
Понятие адаптивных биологических ритмов
Ритмичность в биологии — это процесс повторения явлений в определенное время.
Будучи одной из составляющих географической оболочки, биосфера также подвержена ритмичности. Жизнедеятельность организмов на планете во многом зависит от движения тел Солнечной системы, изменений температуры, влажности и освещенности. На все эти изменения живые организмы реагируют.
На случай периодических изменений интенсивности экологических факторов у организмов есть специальные приспособленческие реакции — это адаптивные биологические ритмы.
Адаптивные биологические ритмы в зависимости от длительности причин возникновения делятся на:
Такое явление как «биологические часы» непосредственно связано с биологическими адаптивными ритмами.
Биологические часы — способность живых организмов выдавать реакцию на течение времени.
С помощью этого явления живые организмы могут согласовывать свои физиологические ритмы с изменениями, происходящими в окружающей среде.
Характеристика биологических ритмов
Рассмотрим подробнее каждый из вариантов биологических ритмов.
Суточные ритмы
Планета Земля вращается вокруг своей оси — полный оборот она совершает за 24 часа. В результате, в течение суток два раза меняется освещенность, которая становится причиной температурных колебаний, изменения влажности и атмосферного давления. Все это непосредственно влияет на активность живых организмов.
Солнечный свет очень важен для жизнедеятельности: он задает периодичность процессов фотосинтеза, транспирации, времени, когда будут раскрываться и закрываться цветки у растений. Животных изменения освещенности тоже затрагивают: смена дня и ночи влияет на особенности их физиологических процессов. Отсюда условное деление всех животных на ночных и дневных.
Однако в случае изменения условий среды, меняется и суточная активность живых организмов.
В жарких пустынях, когда температура днем достигает максимума, а влажность — минимума, дневные животные проявляют свою активность ночью.
Суточные ритмы связаны и с человеком, который также является частью природы. Интенсивность более ста его жизненных функций определяется временем суток.
Приливно-отливные ритмы
Приливно-отливные ритмы — результат взаимодействий Земли и Луны. Наиболее полно и явно они наблюдаются у обитателей прибрежных участков Мирового океана (такие участки называются литорали).
В течение лунных суток — они длятся 24 часа и 50 минут — прилив и отлив происходят по два раза. Такая смена природных условий заставляет организмы к ней приспосабливаться. Каждый организм приспосабливается по-своему:
Приливно-отливные ритмы определяют размножение рыб атерин-грунион. Нерест осуществляется только тогда, когда Луна находится в определенной фазе.
Сезонные ритмы
Сезонные ритмы — результат вращения Земли вокруг Солнца. Это вращение приводит к изменению климата на планете. Сезонные ритмы определяют такие процессы как размножение, развитие, жизненные циклы, линька, спячка, миграция, состояние покоя и период вегетации у растений, а также многое другое.
Многолетние циклы
Многолетние циклы — результат изменения солнечной активности и взаимодействия небесных тел Солнечной системы.
Массовое размножение перелетной саранчи в отдельные годы — яркий пример многолетних циклов.
Также пример многолетних циклов — периодическое отклонение холодного перуанского течения у берегов Южной Америки. Это явление называется Эль-Ниньо, и происходит оно раз в 11-12 лет.
Фотопериодизм
Длительность светового дня — важное условие существования и жизни всех организмов, а также самый стабильный экологический фактор.
Фотопериодизм — комплекс наследственных реакций живого организма на то, как изменяется световой период суток.
Это свойство встречается у всех организмов. Однако наиболее ярко проявляется у тех, что живут в условиях, когда сезонные изменения среды происходят резко.
Изменение длительности светового дня у растений проявляется тем, что они меняют интенсивность синтеза фитогормонов. За счет этого регулируется рост и развитие растения.
Фотопериодизм очень ярко проявляется у перелетных птиц: сокращение светового дня является сигналом для миграции.
Биологические ритмы. Фотопериодизм
Многие явления в природе имеют явно ритмичный характер: периоды солнечной активности (11-летний цикл), смена времен года (весна, лето, осень, зима), фаз луны, изменение времени суток (день, ночь) и т. д.
Биологические ритмы – периодически повторяющиеся изменения активности процессов жизнедеятельности организмов.
Различают суточные и годовые ритмы активности живых организмов. А для обитателей побережий морей и океанов, где наблюдаются такие явления, как прилив и отлив, характерны приливно-отливные ритмы. Исключение составляют бактерии и вирусы, наличие ритмов у которых пока не доказано.
Большинство биологических процессов также имеют ритмичный характер, связанный или не связанный с внешними ритмами. Например, сезонные и суточные изменения у растений. У животных это годовые, месячные и суточные ритмы, например, период зимней спячки, линька, период сна и бодрствования, более частые ритмы мозга и сердца.
Суточные ритмы – ритмы, которые приспосабливают организмы к смене дня и ночи. Причиной суточных ритмов является вращение Земли вокруг своей оси. Суточные ритмы обнаружены как у многоклеточных, так и у одноклеточных организмов. У растений интенсивный рост, распускание цветков, закрывание и открывание устьиц приурочены к определенному времени суток. Наблюдаются ритмы и в протекании процессов дыхания и фотосинтеза, что проявляется в их усилении или ослаблении. У животных сильно меняется активность в течение суток. По этому признаку различают дневных и ночных животных. Проявляются суточные ритмы в чередовании сна и бодрствования, изменении двигательной активности, частоты пульса, температуры тела.
Годовые ритмы – это ритмы, которые приспосабливают организмы к сезонной смене условий. Причина: движение Земли вокруг Солнца. При годовом движении Земли по орбите вокруг Солнца на нашей планете происходит смена времен года: зимы, весны, лета и осени. В жизни видов периоды роста, размножения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс – размножение и выращивание молодняка – приходится на самый благоприятный период. На этот же период приходится цветение растений, созревание плодов и семян (вегетационный период). Подобные биологические ритмы обнаружены у всех организмов. Внутренний механизм, позволяющий организму не только чувствовать течение времени, но и измерять его промежутки, называется биологическими часами. Иногда биологические часы могут нарушаться, например, при длительных полетах и пересечении часовых поясов. Хорошо известно, что у летчиков и стюардесс часто нарушается время сна и бодрствования. Наука, изучающая биоритмы, называется хронобиологией. Жизнь на Земле развивалась в условиях регулярной смены дня и ночи и чередования времен года из-за вращения планеты вокруг своей оси. Знание сформировавшихся закономерностей биоритмов имеет большое значение в сельском хозяйстве и в профилактической медицине.
Фотопериодизм. Многим организмам свойственна реакция на суточные ритмы освещения, т. е. на соотношение светлого (длина дня) и темного (длина ночи) периодов суток. Реакция, выражающаяся в изменении процессов роста и развития, называется фотопериодизмом (от греч. фотос – свет и период). В зависимости от длительности освещения растения делятся на растения длинного дня и растения короткого дня. Растения длинного дня растут в основном в умеренных и приполярных широтах. Например, растение дурнишник зацветает только тогда, когда длина светлого времени суток достигает 21 ч. Если длина светлого времени будет меньше 21 ч, то это растение может попасть под заморозки. Южные растения соя, бамбук, хлопчатник, просо, кукуруза, табак являются короткодневными. Они быстрее зацветают в условиях короткого дня. Фотопериодизм присущ не только растениям, но и животным. Так, у птиц и крупных млекопитающих с фотопериодизмом связана сезонная миграция, осенняя и весенняя линьки, переход к зимней спячке и многое другое. Не менее важна фотопериодическая регуляция и для сезонной половой активности животных. Фотопериодизм влияет и на пищевое поведение: под влиянием коротких дней животные умеренных широт начинают искать более калорийную пищу. Фотопериодизм у человека влияет на сезонные эмоциональные состояния, например, всем известен весенний пик эмоциональной активности.
Реакция организмов на изменение продолжительности светового дня
Что происходит с организмом при смене времен года
Пляши, гормон
Животное начало
Раньше исследования влияния времен года на поведение людей если и проводились, то не системно. Но недавно израильские ученые Института Вейцмана обнародовали результаты масштабного исследования (опубликовано в научном журнале PNAS), выводы которого базируются на данных нескольких миллионов образцов крови. Согласитесь — колоссальная выборка. При этом был сделан анализ содержания всех гормонов и изменений их количества на протяжении нескольких лет. Специалисты пришли к выводу: периоды интенсивной выработки, спада и активности гормонов у людей подчиняются сезонным ритмам. Примерно по такой же схеме, как и у животных. Если приводить в пример схему работы «гормональных часов» у зверей, можно взять за образец северного оленя. По мере увеличения светового дня у него сокращается выработка гормона лептина (регулирует энергетический обмен), что позволяет затрачивать меньше энергии, понижать температуру тела и готовиться к периоду размножения.
Разумеется, у людей это выражено не так ярко. Нам не нужно мигрировать в теплые страны подобно птицам (если не рассматривать с этой точки зрения тягу уйти в отпуск) или впадать в спячку зимой, как медведям. Тем не менее наши гормоны отлично чувствуют «погоду за окном», что влияет как минимум на активность половой системы, терморегуляцию и даже на стрессоустойчивость.
В процессе познания
Большинство человеческих сезонных «гормональных всплесков» ученые только констатировали, но пока подробно не изучали. Однако некоторые вполне объяснимы, учитывая специфику конкретных гормонов. Например, в конце лета у нас увеличивается концентрация биологически активных веществ гипофиза, таких как соматропин (гормон роста), тиреотропный гормон (контролирует процессы метаболизма), адренокортикотропный гормон (регулирует обмен веществ, оказывает противовоспалительное и иммунодепрессивное действие) и других. Логично предположить, что так организм готовится к сложному осенне-зимнему периоду.
В зимнее время растут показатели гормона Т3 (трийодтиронина) — он участвует в терморегуляции и помогает нам пережить холода, что тоже весьма своевременно и к месту. В конце зимы увеличивается и достигает рекордных значений выработка половых гормонов — тестостерона, эстрадиола и прогестерона. Это происходит у всех млекопитающих, так как весной грядут брачные игры и начинается процесс размножения.
Однако не всегда данные столь прозрачны. Например, в феврале у людей отмечается рост концентрации кортизола, а в августе этого гормона, наоборот, вырабатывается очень мало. Зачем это нужно, пока неясно, потому что у кортизола исключительно широкие полномочия: он участвует в самых разнообразных процессах, в том числе обмене белков, жиров и углеводов. В любом случае исследование подтвердило, что наш мозг ощущает смену времен года и способен подстраивать под это работу организма. Кстати, предполагается, что изменения в выработке гормонов в человеческом организме координируют особые гены — TAC1 и EAY3. Интересно, что последний играет ту же роль у птиц. Значит, скорее всего, механизм сезонной гормональной регуляции возник как минимум триста миллионов лет назад — когда жил общий предок птиц и млекопитающих.
Солнцезащитные очки защищают глаза, но в их отсутствии все же есть польза. К примеру, на пляже. Солнечный свет, попадая на сетчатку, перерабатывается в нервный импульс (так называемая фототрансдукция). Получая его, гипофиз высвобождает МСГ — меланоцитстимулирующий гормон, влияющий на увеличение выработки меланина. Без темных очков сигнал сильнее и меланина больше. В результате загар получается ровным и насыщенным. При этом не забывайте, что смотреть на яркое солнце опасно — можно получить ожог сетчатки.
Исследователи обнаружили, что пребывание в недельном турпоходе без наличия отвлекающих гаджетов (особенно это касается мобильных телефонов) может восстановить наши биологические часы. Дело в том, что количество гормона мелатонина, отвечающего за сон, у человека синхронизируется со временем восхода и заката. Но свет от экрана телефона или монитора компьютера воспринимается зрительными сенсорами в той же степени, что и солнечный. И если вы привыкли допоздна просматривать новости или общаться в соцсетях, выработка мелатонина смещается по времени. Не говоря уже о том, что природные процессы происходят постепенно. Так, наступлению глубокой ночной темноты предшествуют продолжительные сумерки и неспешный (допустим, если мы говорим о европейской части суши) закат. А гаджеты выключаются очень быстро, и из-за этого эпифиз (в нем вырабатывается мелатонин) не успевает вовремя сориентироваться. В результате уровень гормона сна остается низким — в пределах дневных значений. При таких условиях заснуть вам долго не грозит. Это, кстати, один из вариантов ответа на вопрос, откуда у современного человека бессонница. Как уже научно доказано, недосыпание имеет обыкновение накапливаться. Дефицит сна ухудшает работу эндокринной системы, а гормональный сбой может привести к большим неприятностям.