Что такое сезонные ритмы у растений

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:

• отдельные животные, такие как моллюски, зарываются в ил;
• некоторые меняют окраску тела;
• есть животные, которые уходят дальше в океан.

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.

Источник

Сезонные изменения в жизни растений

Ежегодные перемены погодных условий приводят к сезонным изменениям в жизни растений. Растения реагируют на смену факторов среды трансформацией биологических ритмов. В течение года на нашей планете меняется световой день, температура и влажность. Для многих процессов, протекающих у растений, важна продолжительность светового и температурного периода. Изменения факторов среды приводят к формированию у растений сезонных и суточных ритмов.

Ритмы в жизни растений

Смена времен года, влекущих изменение климатических условий, приводит к сезонным ритмам у растений. При этом меняется внешний вид, изменяются процессы развития и роста растений, проявляется приспособленность к новым условиям среды. Особенности жизнедеятельности растений, связанные с сезонами, изучает наука фенология.

Изменение состояния растения в течение суток называется суточным ритмом. Кроме того, что цветы растений открываются утром, а к вечеру закрываются, еще происходит много процессов, невидимых глазу. Среди них такие процессы, как: деление клеток, фотосинтез, испарение влаги и др. Периодичность этих процессов напрямую зависит от влияния природных условий.

Растения каждый год в начале весны проходят такие этапы жизненного развития:

Весь ход развития растения зависит от внешних факторов. Наступление того или иного этапа и его продолжительность в большой мере зависит от температуры.

Значение светового дня для растений

Растения всегда реагируют на изменения длительности дня и ночи. Этот процесс называется фотопериодизмом. Длина светового дня в определенный день года, всегда постоянна, тогда как другие факторы (влажность, температура) могут меняться ежедневно. Растения реагируют на продолжительность дня своими сезонными изменениями, которые иногда называют «биологическими часами».

Также в зависимости от длительности освещения меняется процесс роста и развития. В зависимости от реакций на продолжительность дня и ночи различают следующие типы растений:

• растения короткого дня, которые цветут при продолжительности дня до 12 часов (астра, соя, рис);
• растения длительного дня, зацветающие только при продолжительности дня 12-14 часов (картофель, свекла, укроп);
• нейтральные растения, цветение которых не зависит от продолжительности светового дня (помидор, гречка).

Значит, свет представляет собой основной регулятор роста и развития растений.

Колебания численности растений

В природе численность популяции постоянно колеблется. Она может зависеть от сезонности или цикличности (периодичности).

Сезонные изменения численности популяций растений характерны для многих видов. В какой-то период из-за засухи может уменьшиться популяция, но в следующий период при нормальной влажности численность может полностью восстановиться. Такие колебания могут происходить циклично на протяжении длительного времени.

Реагирование растений на смену сезонов на протяжении года в зависимости от продолжительности дня дает возможность приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды, чтобы сохранить популяцию.

Источник

Суточные ритмы растений

Как и все живое, растения имеют свои «биологические часы», управляющие их жизнью. На точность этих часов влияет много разных факторов Главный фактор, воздействующий на жизнь растений, это космическое излучение.

Ученые ставили опыты с растениями, выращивая их в очень глубоких пещерах. Растения были помещены в специальные камеры, куда не могли попасть лучи из космоса. В результате этих опытов ученые сделали следующий вывод: на большой глубине, куда нет доступа солнечному излучению, у растений теряется ориентировка во времени.

Суточные ритмы у растений

Наследственность растений за многие поколения закрепила циклические ритмы. Если нарушить освещение, влажность, температуру, то требуется какой-то период, чтобы ритмы эти изменились. «Циркадные» ритмы – так назвали данные процессы. На латинском языке это означает – ритмы, близкие к суточному периоду. «Цирка» — около, «диес» — день. Жизнь растений полностью у власти этих суточных ритмов. Наблюдая за тем, как раскрываются венчики цветов, можно точно определить время.

Первым встречает рассвет козлобородник, раскрывает свои желтенькие звездочки. Почти одновременно с ним расцветают голубенькие цветки цикория. Ранней пташкой являются и цветки шиповника, лилейника.

Только окрасят небо первые лучи солнца, тут же раскрывается множество цветов, показывая свою яркую окраску и свежесть. К шести утра просыпаются алые маки, желтые одуванчики, вьюнки, лен, цветки картофеля.

Стоит лучикам солнца залить поля, луга, реки, как на водяной глади распускается белоснежная лилия. Клумбы алеют и золотятся ноготками, чернобривцами, распускаются граммофоны ипомеи.

К середине дня всеми цветами радуги пестрят луга, степи, сады от огромного количества распустившихся цветов. Но после полудня постепенно краски тускнеют, и растения начинают закрываться. Цветы, которые раньше распустились, первыми и готовятся ко сну. Это — одуванчики, лютики, цикорий, козлобородник, ястребинка. К 17-ти часам складываются цветки у лилии, а шиповник цветет, пока солнце не зайдет.

Растения не только распознают смену дня и ночи, они приспособились к нужной для них длительности дня. Есть растения короткодневные и те, которые расцветают во время летнего солнцестояния.

Самым пунктуальным растением в мире является вечнозеленый кустарник, произрастающий в Малайзии. Его название — симпоха. Этот кустарник цветет ежедневно. Цветки распускаются друг за другом, постепенно набухая, и полностью раскрываясь за час перед восходом солнца. К шестнадцати часам цветок опадает. На 36-ой день после опадения лепестков, утром, ровно в три часа – раскрывается плод симпохи. И так всю жизнь. А живет кустарник иногда и до ста лет.

Почему растения способны выбирать именно то или иное время для цветения?

Растения используют изменение в спектральном составе солнечного света, чтобы определить длительность дня. За это отвечает уникальный пигмент фитохром. Эти пигменты содержатся в растениях в ничтожно маленьких количествах. Своим строением они сходны с желчными пигментами у животных и водорослей. Пигменты голубого цвета, а в листьях хлорофилл и каротиноиды их маскируют. Фитохром существует в двух формах. Они способны превращаться из одной формы пигмента в другую, что зависит от времени суток. Клетки растений способны считывать данную информацию и соблюдать четко биологические ритмы.

Периодичность цветения вырабатывалась у растений постепенно, она приспособилась и синхронно существует с ритмом жизни насекомых, опыляющих их. Цветки отдают нектар, пыльцу, а насекомые не совершают лишних полетов, тем самым экономят свою энергию. Такие растения имеют яркие, броские венчики. Они открываются, когда насекомые начинают летать, а с наступлением вечера закрываются. Тем самым защищают пыльцу, тычинки от увлажнения росой, переохлаждения или осадков.

Многие растения цветут в вечернее время или ночью. Они белого цвета или имеют сильный аромат, что является ориентиром для насекомых, их опыляющих. После захода солнца наполняет ароматом воздух ночная фиалка, благоухают цветки табака, ночной красавицы (мирабилис).

Зная, что влияет на ритмы жизни у растений, научились искусственно создавать условия для выгонки весенних цветов к определенным праздникам. Южные растения теперь могут расти в северных районах, а северные растения – в южных. Можно успешно бороться с сорняками. Для этого надо изучить ритм развития сорняков и определить ту фазу, когда они будут уязвимы для гербицидов, а растения, требующие защиты, меньше всего будут чувствительны к гербицидам.

Источник