5. Биологические ритмы организма. Фотопериодизм.

Биологические ритмы – чередование во времени состояний организм.

Внешние ритмы – изменения во внешней среде (вращение земли, космические ритмы).

Внутренние – ритмы организма. Возникли исторически. Изменения в жизнедеятельности нередко совпадают по периоду с внешними, географическими циклами: суточными, приливно-отливными, годовыми.

Суточный ритм. Дважды в сутки (на рассветет и на закате) активность животных и растений меняется. Суточный ритм обусловлен изменением освещенности. Фотосинтез идёт только в светлое время суток. У растений – открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, мах интенсивность дыхания. Некоторые животные активны при солнечном свете, другие избегают его. Млекопитающие более активны ночью. У человека свыше 100 физиологических функций: сон и бодрствование, изменение температуры тела, ритмы сердечных сокращений, глубины и частоты дыхания, потоотделение, мышечная и умственная активность.

Дневные животные – птицы, насекомые. Ночные – ежи, летучие мыши, совы, кошки, тараканы.

Циркадные ритмы – приближены к суточным (связаны со сменой дня и ночи).

Приливно-отливные ритмы – влияние луны, сказывается на жизнь водных организмов морей.

Биологические часы – циркадные и суточные ритмы. Вставать без будильника.

Фотопериодизм – продолжительность дня не одинаков в течении года, т.е. это ритмические изменения биохимических, физических свойств и функций организмов под влиянием чередования и длительности освещения. Был открыт в 1920 году Гаркером и Аллардом во время селекционных работ с табаком. Способствовать и воспринимать длину дня и реагировать на нее широко распространена и среди животных.

По типу фотопериодической реакции:

1. Растения короткого дня – зацветание и плодоношение наступает 8-12 час.освещении (табак, конопля).

2. Растения длинного дня – плодоношение при 12 час.(картофель, пшеница).

3. Нейтральные – одуванчик, томат.

Продолжительность дня регулирует жизнедеятельность, связанные с размножением и эмбриональным развитием – мимикрией, спячкой, миграцией.

6. Энергетика экосистем. Принципы термодинамики. Закономерности трансформации энергии.

Энергетика экосистем - обеспеченность экосистем энергией и ее использование. В экосистемах различаю следующие энергетические процессы:

- получение энергии солнечной радиации (фотосинтез) или энергии реакций окисления неорганических веществ (хемосинтез);

- транспорт энергии по трофическим цепям;

- использование энергии организмами для их жизнедеятельности и продуцирования биомассы. Единица энергии - джоуль (ранее - калория) - универсальная мера для оценки не только энергетического потока, но и продуктивности экосистем.

Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон термодинамики или закон энтропии утверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к энергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует. Мера количества энергии, которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия.

Основной источник – Солнце, солнечное излучение переводится зелеными растениями в энергию химических связей. Передача энергии по пищевым цепям подчиняется 2 закону термодинамики: преобразование одного вида энергии в другую идет с потерей части энергии. Круговорота энергии не бывает (правило 10%). Зато вещества используются многократно.