№1. Определите, к какой группе факторов среды относится фотопериодизм. Объясните почему. Приведите примеры фотопериодизма растений и животных.
Фотопериодизм относится к абиотическим факторам среды, так как он связан с изменением продолжительности светового дня, что является физическим явлением, не зависящим от живых организмов. Абиотические факторы включают условия среды, такие как температура, влажность, освещённость, которые оказывают влияние на организмы, но сами не являются живыми.
Почему фотопериодизм важен?
Фотопериодизм — это реакция организма на изменение продолжительности светового дня (или ночи). Он играет ключевую роль в регуляции физиологических процессов, таких как цветение растений, миграции животных, спячка или размножение, так как световой режим является предсказуемым сигналом для сезонных изменений в окружающей среде.
Примеры фотопериодизма у растений:
- Короткодневные растения (например, хризантемы, соя, рис) зацветают, когда длина ночи превышает определённый критический порог. Для этих растений важно, чтобы ночи были длинными, так как их цветение запускается гормоном фитохромом, который чувствителен к темноте.
- Длиннодневные растения (например, пшеница, редис, овёс) зацветают при длинном световом дне, когда ночи становятся короче.
- Нейтральные растения (например, огурцы, помидоры, одуванчики) цветут независимо от длины дня и ночи.
Примеры фотопериодизма у животных:
- Миграции птиц (например, журавли, гуси): изменения длины светового дня служат сигналом для начала миграции в поисках более благоприятных условий.
- Размножение животных: у многих видов (например, оленей, зайцев) фотопериодизм регулирует начало брачного периода. Увеличение светового дня весной запускает гормональные изменения, подготавливающие животных к размножению.
- Спячка: у некоторых животных, таких как медведи или ежи, сокращение длины светового дня осенью служит сигналом для подготовки к зимней спячке.
№2. Объясните, в чём проявляется зависимость биоритмов живых организмов от условий среды обитания. Ответ проиллюстрируйте примерами.
Биоритмы — это циклические изменения в физиологических процессах и поведении организмов, которые синхронизированы с природными циклами окружающей среды (день-ночь, смена сезонов). Зависимость биоритмов от среды обитания проявляется в том, что внешние факторы, такие как свет, температура, влажность и даже магнитные поля, оказывают влияние на внутренние "биологические часы" организмов, помогая им адаптироваться к изменениям в окружающей среде.
Примеры биоритмов и их зависимости от условий среды:
Суточные ритмы (циркадные):
- У человека циркадные ритмы регулируются сменой дня и ночи. Например, выработка гормона мелатонина (регулирующего сон) увеличивается в темноте, способствуя засыпанию.
- У сов активность возрастает ночью, что связано с их приспособлением к охоте в условиях темноты.
Сезонные ритмы:
- У растений, таких как деревья в умеренном климате, осенью опадают листья, и они переходят в состояние покоя. Это обусловлено сокращением светового дня и снижением температуры.
- У бурых медведей зимой наступает состояние спячки, вызванное сокращением светового дня и уменьшением доступности пищи.
Миграционные ритмы:
- У рыб, таких как лосось, миграция в нерестовые реки синхронизирована с сезонными изменениями температуры воды и уровня освещённости.
- У перелётных птиц миграции связаны с длиной светового дня и изменением климатических условий.
Размножение:
- У многих млекопитающих брачный период наступает в определённое время года, чтобы детёныши появились в благоприятный сезон (например, весной, когда много пищи). Это связано с длиной светового дня.
- У кораллов нерест синхронизируется с фазами луны, что свидетельствует о влиянии астрономических факторов на биоритмы.
Вывод:
Зависимость биоритмов от условий среды обуславливает адаптацию организмов к изменениям в окружающей среде, что повышает их шансы на выживание. Благодаря синхронизации внутренних процессов с внешними факторами организмы могут эффективно использовать ресурсы, вовремя размножаться или адаптироваться к неблагоприятным условиям.