Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 41. Добові та сезонні адаптації тварин

Поміркуйте

  • Чому деякі тварини впадають у літню сплячку?

Згадайте

  • Біоритми
  • Спячка

Добові адаптації

Добові адаптації тварин пов'язані з біологічними ритмами, які відповідають природному 24-годинному циклу зміни дня й ночі. Це так звані циркадні ритми. Майже всі тварини пристосовують до них свої фізіологічні й поведінкові процеси.

Із добовими біоритмами пов'язано багато фізіологічних показників (пульс, артеріальний тиск, температура тіла, рівень гормонів у крові тощо), від яких залежить активність організму. Протягом доби відбуваються циклічні коливання інтенсивності різних фізіологічних процесів організму. Добові біоритми значно виражені у тварин і людини: час активної діяльності й відпочинку в різних видів змінюється по-різному. Прикладом циркадного ритму у тварин є цикл сон — неспання. Денні тварини добувають їжу вдень, для нічних (сови, кажани) період неспання настає з темрявою.

Сезонні адаптації

Сезонні біоритми особливо виражені у тварин і рослин, що мешкають у регіонах зі значними сезонними змінами клімату. З порами року пов'язані ритми розмноження тварин та їх міграцій (насамперед перелітних птахів), настання фенологічних фаз розвитку рослин (цвітіння, плодоносіння, скидання листків на зиму).

Тварини, що залишаються зимувати в умовах холодного клімату, реагують на зміни температури підвищенням ступеня теплоізоляції тіла (мал. 41.1). Так, теплоізоляційна здатність зимової «шуби» бурого ведмедя на 93 % вища за літню.

Мал. 41.1. Зимове хутро рисі та зайця

Пристосування до сезонних змін умов харчування зводяться переважно до зміни кормів за сезонами року, до зміни місць і способів пошуку їжі, запасання кормів.

Зокрема, в багатьох птахів у процесі еволюції сформувалася сезонна зміна кормів, тобто перехід на харчування тими кормами, які найбільш рясні або доступні в певний сезон року. Наприклад, великий строкатий дятел улітку харчується переважно комахами, а восени або взимку майже повністю переходить на рослинні корми — насіння хвойних дерев, горіхи й жолуді.

Більшість видів, здатних змінювати склад кормів, веде осілий і напівосілий спосіб життя або здійснює недалекі перельоти в межах тих самих широт.

Зимова сплячка та заціпеніння у тварин

Сплячка — стан заціпеніння, або «глибокого сну», з істотним зниженням температури тіла й інтенсивності всіх фізіологічних процесів.

Мал. 41.2. Їжак у стані зимової сплячки

Сплячка може бути сезонною. Літня сплячка, або естивація, пов'язана із сезонним дефіцитом води. Найбільш відома зимова сплячка, або гібернація, що триває від осені до весни. У видів, що впадають у зимову сплячку, температура тіла зазвичай знижується нижче 10 °С. Інтенсивність метаболізму знижується приблизно до 5 % від рівня основного обміну. У зимову сплячку впадають переважно невеликі ссавці (їхня маса не перевищує 10 кг, а в більшості випадків становить від 10 г до 1 кг) (мал. 41.2).

Заціпеніння — стан різкого зниження життєвої активності, що настає в пойкілотермних тварин за нестачі вологи (літнє заціпеніння) або в разі зниження температури навколишнього середовища (зимове заціпеніння).

Заціпеніння властиве, наприклад, протоптерам — дводишним рибам із пересихаючих водойм тропічної Африки. Цей процесс має сезонний характер. Вони починають готуватися до сплячки з настанням посушливого сезону й у міру висихання тимчасових водойм. Протоптер проводить у стані заціпеніння 6-9 місяців, у періоди сильних посух — ще довше. У природних умовах протоптер виходить із заціпеніння з настанням періоду дощів, коли водойми наповнюються водою.

Мал. 41.3. Дикі гуси під час міграції

Сезонні міграції

Міграція — пристосування до добових або сезонних змін температури й інших природних факторів (наявність корму, відкритої води тощо).

Прикладом добової міграції є сезонні переміщення мікроскопічних тварин із глибинної частини озер на мілководдя, пов'язані зі змінами температури води.

Яскравим прикладом сезонних міграцій є перельоти птахів (мал. 41.3). Перелітні птахи здійснюють регулярні сезонні переміщення між місцями гніздування й місцями зимівлі. Переселення можуть відбуватися як на близькі, так і на далекі відстані. Для птахів помірних і арктичних широт північної півкулі типовим є переліт із півночі (там, де птахи гніздяться) на південь (там, де вони зимують), і назад. Улітку в північних широтах довжина світлового дня збільшується, що дає денним птахам більше можливості прогодувати своє потомство: у порівнянні з тропічними видами птахів кладка їхніх яєць більша. Восени, коли довжина світлового дня скорочується, птахи переселяються в більш теплі регіони, де кормова база менше залежить від сезонних коливань.

Ще одним прикладом сезонної міграції є кочівлі оленів та інших копитних узимку в пошуках корму з північних районів до більш південних.

Ключова ідея

Добові й сезонні адаптації тварин співвідносяться з біологічними ритмами, які відповідають добовому й річному природним циклам. З добовими й річними біоритмами пов'язані фізіологічні показники й поведінкові особливості.

Запитання та завдання

1. Чи існують сезоні адаптації в умовах тропічного лісу? 2. Чим денні ссавці (або птахи) відрізняються від нічних? 3. Чи існують сезонні адаптації в людини?