Plan:
1. Facteur temps écologique
2. Rituels quotidiens, mensuels et annuels des plantes et des animaux
3. Changements saisonniers chez les plantes et les animaux
1 Facteur temps écologique : Tous les organismes vivants dans la nature vivent dans certaines conditions environnementales. Il y a un échange constant de substances entre l'environnement extérieur et les organismes vivants, ce qui est important pour le maintien de l'activité vitale des organismes. L'une des caractéristiques fondamentales de la nature vivante est caractérisée par la périodicité des processus vitaux en elle. Tous les processus de la vie sur terre, de la cellule à la biosphère, obéissent à un certain rythme. Les rythmes biologiques dans la nature sont divisés en caractéristiques internes (liées à leurs activités vitales) et externes pour tous les organismes vivants. Les rythmes biologiques qui se produisent dans les organismes sont causés par certains facteurs. Par conséquent, nous aborderons brièvement ces facteurs.
Périodicité interne. Ce sont des changements qui se produisent dans les organismes. Tous les processus physiologiques des organismes vivants ne se poursuivent pas de manière continue.
Rythmes externes (exogènes). Ces changements importants qui se répètent constamment dans la nature comprennent, tout d'abord, les cycles saisonniers et diurnes provoqués par la rotation de la Terre autour du Soleil et de la Lune autour de la Terre et de son noyau.
À la suite de la rotation de la Terre autour du noyau, les facteurs environnementaux de notre planète - température, pression, humidité, régime lumineux, air, champ électromagnétique dans l'atmosphère, débordement et retour des océans changent légalement. changements périodiques de l'activité solaire sont également touchés
2 Rituels quotidiens, mensuels et annuels des plantes et des animaux :
Les rythmes diurnes sont des adaptations spécifiques des organismes en réponse au complexe de conditions microclimatiques formé à la suite du mouvement autour du noyau terrestre. La caractéristique de la périodicité quotidienne est l'alternance de périodes de repos et d'activité active. Chez certains organismes vivants, l'activité active coïncide avec l'heure de la lumière du jour, tandis que d'autres vivants . chez les individus il correspond au soir.
Le rythme circadien du corps consiste à s'adapter aux facteurs environnementaux qui changent périodiquement pendant la nuit, à savoir la température et l'humidité de l'air, le vent, la lumière et de nombreux autres facteurs complexes. Aussi, le rythme quotidien peut dépendre des conditions de recherche de nourriture. Cependant, tout comme dans le rythme saisonnier, dans le rythme diurne, la lumière agit comme le principal facteur de signal (avertissement). Dans le même temps, l'alternance des temps clairs et sombres joue un rôle particulier. Cela peut être prouvé en modifiant artificiellement le motif lumineux.
L'étude des cycles quotidiens dans les règnes végétal et animal a prouvé que les organismes ont aussi la capacité de déterminer le temps. La plupart des plantes fleurissent à un moment précis de la journée, par exemple, le mouvement quotidien des feuilles d'un plant de haricot peut être vu avec une précision chronologique. va donner. La propriété de déterminer l'heure de tous les organismes vivants s'appelle l'horloge biologique.
Les animaux avec des systèmes nerveux complètement formés ont des mécanismes d'horloge biologique en particulier. L'étude des rythmes quotidiens des insectes montre que leur horloge biologique est "corrigée" à l'heure locale, c'est-à-dire que chaque organisme mesure son temps en fonction des facteurs lumineux du lieu où il vit. Les résultats des observations faites sur les abeilles confirment pleinement l'opinion susmentionnée.
A Paris, les abeilles ont reçu du jus sucré dans des chambres séparées pendant plusieurs jours de 20.10h15-22.10 minutes à 15h15.00-24 minutes heure locale. Les abeilles ont ensuite été transportées par avion à New York dans la soirée. Le lendemain, vers XNUMX heures, heure de New York, exactement XNUMX heures après leur dernière tétée à Paris, les abeilles ont commencé à voler dans la ruche.
De 20.15h22.15 à XNUMXhXNUMX, heure de New York, pas une seule abeille ne s'est envolée vers la crèche. Un résultat similaire a été obtenu lorsque les abeilles ont été déplacées de New York à Paris.
Les résultats des tests effectués sur le marsupial américain indiquent que le régulateur de l'activité quotidienne chez les insectes repose sur un mécanisme neurohormonal.Les résultats des observations préliminaires sur le marsupial américain ont montré que le rythme de l'activité du mouvement dépend de la présence d'un sécrétion dans le corps: des cellules neuro-sécrétoires spéciales situées au niveau du ventre et partiellement du côté des ganglions hypolaryngés servent de source à cette sécrétion. Si le ganglion sous-laryngé d'une guêpe rythmique active était coupé et transplanté dans l'abdomen d'un psit "arythmique" avec sa tête retirée, après quelques jours, la même activité que chez l'insecte donneur précédent sans que le ganglion soit transplanté a été notée. être terminé. Dans le même temps, le début de la période d'activité dépend principalement de l'excitation résultant du passage de la lumière à l'obscurité. Ce stimulus est reçu par l'œil normal.
À la suite des observations, il est devenu clair que bien que les cellules neuro-sécrétoires du ganglion sous-laryngé aient la capacité de sécréter indépendamment la sécrétion qui régule le rythme de l'activité quotidienne de l'insecte, la sécrétion de glandes spéciales, appelées organes accessoires, vient au ganglion sous-laryngé pour que le processus se déroule bien. Cette sécrétion aux ganglions sous-laryngés ! passe par les nerfs qui relient les organes adjacents. Si ces nerfs sont coupés, le rythme de l'activité motrice s'estompe progressivement en une semaine.
Cette condition est observée même lorsque l'insecte est exposé à la lumière et à l'obscurité. La variation diurne n'affecte que l'activité locomotrice chez la plupart des animaux et a peu d'effet sur les caractéristiques physiologiques. Par exemple, la même situation est observée chez les rongeurs, les changements d'activités physiologiques se font sentir (plus clairement) dans les couches du sol. Pendant la journée en été, la plupart d'entre eux se comportent comme des animaux poïkilothermes. Leur température corporelle sera égale à leur température critique, la respiration, la tension artérielle, les organes sensoriels seront très bas.
L'activité active de certaines espèces correspond à certains moments de la journée, chez d'autres elle peut changer en fonction des conditions. Par exemple, l'ouverture de la fleur du safran dépend de la température. Et le panier de la plante de tournesol ne s'ouvre pas les jours nuageux. Les activités actives des animaux répartis dans la zone désertique correspondent à différents moments de la journée, ce qui est principalement lié à la température et à l'humidité ici.
La différence entre le rythme circadien interne (endogène) et le rythme externe (exogène) peut être prouvée expérimentalement. La plupart des espèces ont des cycles de développement longs proches du diurne lorsque la lumière, l'humidité, la température, la nourriture, etc. sont constantes. Par exemple, chez une mouche des fruits, un tel rythme interne (endogène) se poursuit pendant plusieurs dizaines de générations. Ainsi, la périodicité quotidienne de l'activité vitale est transmise de manière innée de génération en génération comme une caractéristique génétique de l'espèce. Ces rythmes internes (endogènes) sont appelés circadiens (vinaigre latin - autour et di - jour). Les animaux avec des structures complexes ciblent naturellement à la fois le temps et le lieu.
Les oiseaux corrigent constamment la direction du vol et la polarisation de la lumière dans le ciel pendant les vols longue distance. En cela, ils tiennent compte de l'heure de la journée, les organismes vivants ne sont pas seulement basés sur la période quotidienne (cycle), mais également sur la période géophysique complexe (cycle) qui se produit dans la nature.
Rythmes annuels. Les rythmes annuels sont les rythmes les plus universels chez les organismes vivants. Les changements des conditions physiques légalement au fil des ans ont produit une série d'adaptations dans l'évolution des espèces. Par exemple, la reproduction et la croissance de l'espèce sont liées à l'adaptation et à la migration pendant les périodes les plus défavorables de l'année. Chez les espèces à cycle de vie court, des rythmes annuels sont observés sur plusieurs générations (par exemple, Daphnia cyclomorphosis).
Les variations saisonnières provoquent de profonds changements dans l'état physiologique et le comportement des organismes, ainsi que de grands changements dans leurs cycles de vie et leurs structures morphologiques. Tous les organismes vivants ont des caractéristiques pour s'adapter à de tels changements. En raison de telles adaptations, les périodes les plus importantes de la vie de l'espèce - la période de l'année la plus favorable à la reproduction et la période de l'année la plus défavorable correspondent à la période très énergétique de ces espèces.
Plus l'environnement externe change rapidement, plus le cycle annuel d'activité vitale des organismes vivants est fort. Par exemple, la chute des feuilles des plantes en automne, la formation d'huiles de réserve, la migration (migration), etc. Une telle périodicité n'est caractéristique que pour les pays à climat tempéré et froid. Le cycle annuel se reflète très bien dans les activités vitales des plantes et des animaux vivant dans les zones tropicales.
La plupart des espèces ont des rythmes annuels internes. Cela est particulièrement vrai des cycles de reproduction. Ainsi, les animaux vivant dans l'hémisphère sud se reproduisent principalement en automne ou en hiver lorsqu'ils sont gardés dans les zoos du nord. Cette période correspond au printemps ou à l'été dans leur pays d'origine. Des autruches importées d'Australie pondent leurs œufs dans la neige de la réserve d'Askania Nova. Un chien nommé Dingo amené de ce pays est né en décembre, qui est la fin du printemps dans son pays. C'est pourquoi il est nécessaire de prendre en compte les formes annuelles des organismes dans l'acclimatation et l'adaptation (acclimatation) des espèces
3 Changements saisonniers chez les plantes et les animaux
Le rôle de la photopériode dans la croissance et le développement des plantes et des animaux. En raison des changements périodiques des conditions environnementales, de grands changements se produisent dans l'état physiologique des plantes et des animaux au cours de l'année. Si les organismes vivants ne s'adaptent pas aux saisons, ils peuvent mourir. Par exemple, si les stades dormants se forment avant l'hiver, les individus mourront.
Les processus biologiques en préparation du kish commencent en été - lorsque la température de l'air et du sol est encore élevée.
Le changement de la durée du jour est également important dans la gestion des cycles saisonniers chez les organismes vivants.L'effet de la durée du jour sur les organismes vivants est appelé photopériode. Sa formation ne dépend pas de l'apport d'une forte lumière, mais du rythme de l'alternance du jour et de la nuit.
L'exposition photopériodique des organismes vivants est d'une grande importance pour leur adaptation aux conditions défavorables. Les semis du bouleau, qui sont éclairés artificiellement pendant la journée ou lorsque la durée du jour dépasse 15 heures, poussent continuellement et ne perdent pas leurs feuilles. Mais lorsqu'il est éclairé pendant 10 à 12 heures par jour, la croissance de ces semis s'arrête même en été, et bientôt ils perdent leurs feuilles. Sous l'influence de la courte journée d'automne, il passe progressivement à la période d'hibernation hivernale. La plupart des arbres à feuilles caduques : saule, acacia blanc, chêne et épicéa sont persistants dans les jours longs.
La longueur du jour affecte également les animaux. Pendant les longues journées, les tiques et les insectes entrent en hibernation. Par exemple, si les chenilles du papillon du chou sont maintenues dans des conditions de journée longue (lorsque le jour de lumière est de 14 à 16 heures), les papillons émergent de leurs cônes et plusieurs générations se développent en continu. Mais si les vers sont gardés dans une journée inférieure à 14 heures, malgré la température suffisamment élevée au printemps et en été, les champignons hivernants ne se développeront pas avant plusieurs mois.
Au fur et à mesure que les jours s'allongent au printemps, les gonades se développent chez les oiseaux et l'instinct de construire un nid se forme en eux. En automne, à mesure que le jour raccourcit, les oiseaux commencent à se préparer à l'hiver en sautant, c'est-à-dire qu'ils accumulent de la graisse et se précipitent pour s'envoler (mitration).
Hibernation hivernale chez les plantes. Les menstruations et autres événements saisonniers dépendent également de la durée de la journée. Par exemple, de nombreuses plantes sauvages sont des plantes de jours longs. Parmi les plantes cultivées, les variétés de blé et d'orge, le seigle, l'avoine et le lin sont des plantes de jours longs. Mais certaines plantes qui poussent dans le sud, comme le chrysanthème, la fleur de pomme de terre, le cotonnier, etc., fleurissent dans la période où les jours sont courts. C'est pourquoi ils ne fleurissent qu'à la fin de l'été - en automne (lorsque le jour raccourcit). Ces types de plantes sont appelées plantes de jours courts.
La photopériodicité est une adaptation générale qui régit les événements saisonniers dans divers organismes. Le phénomène photopériodique se produit dans tous les grands groupes périodiques, mais pas tous. Il existe des espèces neutres à l'effet du phénomène photopériodique, chez lesquelles l'évolution de la vie physiologique dans les cycles de développement ne dépend pas de la durée du jour. D'autres façons de gérer les cycles de vie peuvent avoir évolué chez ces espèces. Par exemple, le phénomène de photopériodisme n'est pas observé chez les espèces réparties dans des endroits où il n'y a pas de forte différence de saisons. La germination des graines, la floraison, la fructification, la chute des feuilles, etc. prennent beaucoup de temps chez les plantes poussant dans les forêts tropicales. Les plantes qui poussent ici produisent des fleurs et des fruits en même temps. Les espèces qui poussent dans les climats tempérés, les espèces qui peuvent terminer tous leurs cycles de vie en des temps favorables et les espèces qui n'ont pas d'activités de reproduction actives pendant les saisons défavorables de l'année, ne seront pas affectées par le photopériodisme. Par exemple, la croissance et le développement de nombreuses plantes éphémères et éphéméroïdes ont lieu pendant la période de l'année où il y a beaucoup de précipitations. Avec l'arrivée du temps chaud, leurs graines tombent et le corps gèle. Pendant sept à huit mois, leurs graines endurent la chaleur torride et passent par une période de dormance.
Des exemples de plantes éphémères sont le souci, le shotara, le chitir, le chitir blanc et le jag-jag. Environ 400 d'entre eux poussent en Asie centrale
En ce qui concerne les éphéméroïdes, les espèces végétales telles que le safran, le safran, le sedum, la tulipe et le sedum peuvent être citées en exemple.
On sait que la longueur du jour dépend non seulement de la saison, mais aussi de la situation géographique du lieu. Les espèces de jours courts poussent et vivent principalement dans les basses latitudes, tandis que les espèces de jours longs poussent et prospèrent dans les latitudes tempérées et élevées. Les individus du nord avec de vastes zones et un type photopériodique diffèrent des individus du sud.Ainsi, le type photopériodique n'est pas une caractéristique systématique de ces espèces, mais une caractéristique écologique.
