Користувачка:Цікал Юлія/Чернетка

Біологічні ритми тварин.

Біологічним ритмом (біоритмом) тварин - називається регулярне самопідтримувальне та певною мірою автономне чергування у часі різних біологічних процесів, явищ, станів організму. Час, необхідний для завершення одного повного циклу ритмічного процесу, називається його періодом, число циклів, що відбуваються за одиницю часу, - частотою ритму. Біоритми є еволюційно закріпленою формою адаптації, яка визначає здатність організмів до виживання шляхом пристосування їх до ритмічно-мінливих умов середовища.

Класифікація ритмів базується на певних визначеннях, які залежать від обраних критеріїв.

Ю. Ашоф поділяє ритми :

• за їх власними характеристиками, такими як період;

• за їх біологічною системою, наприклад популяція;

• за родом процесу, що породжує ритм;

• за функцією, що виконує ритм.

За класифікацією Н. Моїсеєвої та В. Сисуєвої поділяють:

1. Ритми високої частоти: від  частки секунди до 30 хв (ці ритми протікають на молекулярному рівні, проявляються на ЕЕГ, ЕКГ, реєструються при диханні, перестальтиці кишечника тощо).

2. Ритми середньої частоти (від 30 хв до 28 годин, включаючи ультрадіанні й циркадні, тривалістю до 20-23 год).

3. Мезоритми (інфрадні та циркасептанні, близько 7 діб).

4. Макроритми з періодом від 20 днів до 1 року.

5. Метаритми з періодом 10 років і більше.

Добові ритми. Найбільш вивченими є добові (циркадні) ритми, вони відображають періодичність геофізичних факторів, зумовлену обертанням Землі навколо своєї осі. Упродовж доби закономірно змінюється, насамперед природне освітлення. Добовим коливанням піддаються цикл день - ніч, температура та вологість повітря, напруженість електричного і магнітного поля Землі, потоки різноманітних космічних факторів, що впливають на Землю. Спонтанні циркадні ритми проявляються практично у кожного виду живих істот. Можливий виняток становлять мешканці океанських глибин і підземних печер, а також прокаріоти. Циркадні коливання звичайно спостерігаються в більш організованих одноклітинних організмів і в ізольованих тканинах багатоклітинних. Проте в хребетних та безхребетних тварин частина нервової системи відіграє роль циркадного "ритмоводія" для всього організму.

Наприклад М. Менакер зі співробітниками показав, як у деяких птахів цю функцію виконує епіфіз, що ритмічно виділяє гормон мелатонін. Діяльність епіфіза регулюється світлом, що проникає крізь тім’яну частину черепа. У горобця навіть вдалося зрушити фазу циркадного ритму, пересадивши йому епіфіз птаха, що живе в іншій часовій зоні. У гризунів епіфіз виділяє мелатонін теж ритмічно, але під контролем двох скупчень нейросекреторних клітин - супрахіазмених ядер, розташованих у гіпоталамусі, над перехрестям зорового нерва. Інформація про світло й темряву йде від очей. Щоденні порції мелатоніну синхронізують циркадні коливання. Також, у мавп подібну роль відіграють супрахіазмені ядра. В звичайних умовах спостерігаються певні співвідношення між фазами окремих добових ритмів. Підтримка сталості співвідношень забезпечує узгодження функцій організму в часі. Крім цього під дією мінливих факторів середовища (синхронізаторів, або датчиків часу) відбувається зовнішнє узгодження циркадних ритмів.

Розрізняють: первинні (тобто основні) та вторинні (менш значимі) синхронізатори. У тварин та рослин первинним синхронізатором служить сонячне світло. Динаміка добових ритмів у людини й вищих тварин зумовлена не тільки вродженими механізмами, а й виробленим протягом життя добовим стереотипом діяльності. Циркадні ритми, на відміну від справжніх, незалежних від температури систем, не захищені від перепадів температури: найменша зміна останньої здатна зрушити їх фазу.

У працях  А. Кальмуса було встанослено, що тривалість життя комах мало залежить від температури за інших постійних умов. Дослідження на крабах, мухах дрозофілах та ящірках виявили невеликі, але явні зрушення у тривалості періоду активності у певних діапазонах температури, однак більшість тварин мають циркадні ритми, які служать для концентрації відповідної поведінки у певні періоди часу впродовж доби, а зміна температури повинна порушити синхронізацію. Численні досліди показують, що центральні й периферичні апарати, які викликають синхронізацію циракадних ритмів, мають низький температурний коефіцієнт. Тварини координують свою активність із загальним циклом зміни дня та ночі у різні пори року, незалежно від температури зовнішнього середовища.

Сезонні ритми. Сезонні, річні ритми, зумовлені обертанням Землі навколо Сонця. Сезонні зміни рослинного покриву Землі, міграція птахів, зимова сплячка ряду видів тварин - це приклади ритмів із річним періодом. Сезонні коливання життєвих функцій характерні не тільки для тварин, а й для людини. Так у регіонах із сезонними контрастами клімату інтенсивність обміну речовин вища взимку, ніж улітку. Холод є адекватним стимулятором функції щитовидної залози. Артеріальний тиск, кількість еритроцитів, гемоглобіну звичайно нижчі у спекотну пору року. Сезонні коливання фізіологічних показників у багатьох теплокровних певною мірою повторюють добові: у зимовий період відмічається зниження обміну й рухової активності, у весняно-літній - активізація фізіологічних процесів, при цьому можуть змінюватись і морфологічні ознаки.

Припливні та місячні ритми. Літеральні (прибережні) організми пристосувалися до впливу припливів та відпливів, до зміни умов дихання й пересування, механічних ударів хвиль зміною водного обміну. Було встановлено, що актинії, поміщені в акваріум, розпускаються й закриваються у години припливу й відпливу у тій місцевості, де були знайдені. Ці реакції були прискорені по фазі - випереджальні реакції. Подібні ритми були виявлені у хробаків, молюсків і крабів. Місячні ритми - реакції на світло місяця. Так, мухи цеце більш активні вночі й менш активні у дні після повені. Такий вплив місяця на хребетних тварин відсутній. Для вивчення циркадних ритмів часто використовують біг у колесі, який легко оцінити кількісно. Якщо гризуна, що веде нічний спосіб життя, наприклад хом’яка, помістити у таке колесо і  чергувати зміну світла і темноти кожні 12 годин, то у тварини буде спостерігатися впорядкована картина активності: вона починає бігати у колесі приблизно у той час, коли світло вимикається, й закінчує до часу включення світла. Такий ритм називається екзогенним - він пов’язаний з яким-небудь періодичним процесом, що відбувається у зовнішньому середовищі, у даному випадку з циклічним чергуванням світла й темноти. Періодичний зовнішній стимул з яким синхронізований біологічний ритм, називають "датчиком часу" або "синхронізатором".

  Так можна сказати , що жодна форма поведінки не існує відокремлено від усіх інших; усі вони взаємодіють між собою як результат ми маємо організм, який здатний виживати та розмножуватись у  певному середовищі.

Література:

Етологія (основи поведінки тварин): Підруч. для студ. ВНЗ / О. В. Севериновська, О. Є. Пахомов, В. К. Рибальченко. — Д. : Вид-во ДНУ, 2010. — 292 c.