Суточные ритмы и биологические часы. Суточные ритмы являются специфическими адаптациями организмов к закономерной смене комплекса микроклиматических условий, создающейся в результате движения Земли вокруг своей оси.
Особенность суточного цикла заключается в чередовании периодов покоя и активной деятельности. У одних организмов период активности приходится на дневное время, другие активны в сумерках, третьи - ночью.
Ритм суточной активности представляет собой сложное биологическое приспособление ко многим факторам среды, ритмически изменяющимся в течение суток,- температуре, влажности воздуха, ветру, свету и т. п. Суточная ритмика может быть связана и с условиями добывания пищи. Однако, так же как и в случае сезонной ритмики, основным сигнальным фактором здесь является фактор света, причем особую роль играет чередование периодов света и темноты определенной длительности, что доказывается непосредственными экспериментами с искусственной сменой светового режима.
Изучение суточных циклов растений и животных показало, что организмы обладают способностью измерять время. Так, у многих растений цветки открываются в определенные часы суток; суточные движения листьев фасоли происходят с определенной хронологической точностью. Свойство организмов измерять время обозначают термином биологические часы.
Механизмы биологических часов особенно сложны у животных, имеющих нервную систему. Изучение суточных ритмов насекомых показывает, что их биологические часы «поставлены» по местному времени. Это можно заключить из результатов следующего опыта с пчелами.
В Париже в изолированных камерах проводилась дрессировка пчел, заключавшаяся в том, что они в течение нескольких дней получали сахарный сироп с 20 час. 15 мин. до 22 час. 15 мин. по парижскому времени. Ночью пчелы были на самолете переправлены в Нью-Йорк. На следующий день они прилетели к кормушке примерно в 15 час. по местному нью-йоркскому времени, т. е. через 24 часа после последней кормежки в Париже. В промежутке между 20 час. 15 мин. и 22 час. 15 мин. по нью-йоркскому времени у кормушки не было ни одной пчелы. Аналогичный результат дал обратный эксперимент, когда пчел переправили из Нью-Йорка в Париж.
Специальные исследования, проводимые с американским тараканом (Periplaneta americana), свидетельствуют, что в основе регуляции суточной активности у насекомых лежит особый нейро-гормональный механизм. Уже первые эксперименты с американским тараканом показали, что ритм двигательной активности зависит от присутствия в теле особого секрета, источником которого служат особые нейро-секреторные клетки, расположенные на брюшной и частично на боковой поверхности подглоточного ганглия (рис. 45). Если вырезать подглоточный ганглий у ритмически активного таракана и пересадить его в брюшко «аритмичного» таракана, у которого удалена голова, то у последнего через несколько дней отмечается проявление такой же активности, которая была у насекомого-донора до пересадки ганглия. При этом наступление активной фазы зависит главным образом от возбуж дения, связанного с переходом от света к темноте. Это возбуж! дение воспринимается посредством простых глазков.
В дальнейшем было установлено, что хотя нейро-секреторнЫе клетки подглоточного ганглия способны самостоятельно выделять секрет, регулирующий ритм суточной активности насекомого, од. нако для нормального течения этого процесса необходимо, чтобы в подглоточный ганглий поступал секрет особых желез, называемых прилежащими телами (рис. 46). Указанный секрет поступает в подглоточный ганглий через нервы, которыми он связан с прилежащими телами. Если эти нервы перерезать, то ритм двигательной активности в течение недели постепенно затухает. Это наблюдается даже тогда, когда насекомое подвергается периодическому воздействию света и темноты.
далее..
|
:: Главная :: Статьи :: Карта сайта :: Новости и факты :: Форма обратной связи ::
