Главная - Биологические ритмы и биологические часы у животных - Влияние света
Известно, что свет оказывает влияние на ритм. В частности, непрерывное освещение увеличивает период спонтанного ритма у мышей до 25-26 часов, тогда как при содержании мышей в темноте период ритма уменьшается до 23 часов. Известно также, что свет разных длин волн по-разному влияет на ритм. Например, при длительном освещении фасоли красным светом ритм движения листьев сохраняется очень долго, при воздействии же инфракрасных лучей эти периодические движения быстро прекращаются. И наконец, эффект облучения зависит от стадии ритма. На одних стадиях освещение замедляет периодические процессы, на других же ускоряет их.
Период свободных колебаний ритма активности регулируется сменой дня и ночи. Можно экспериментально вызвать изменение и даже инверсию ритма, но такая инверсия возникает не сразу.
Чтобы вызвать инверсию ритма активности у навозного жука, требуется от 11 до 16 дней; приблизительно столько же времени требуется на обращение ритма у человека.
Синхронизация внешнего суточного ритма и эндогенных часов происходит главным образом при посредстве зрения. Чтобы вызвать изменение ритма активности у таракана Periplaneta, нужно сохранить интактными не только сложные глаза, но и глазки. Однако процессы, происходящие в организме, весьма многообразны, и не все они с одинаковой быстротой реагируют на изменения внешнего синхронизирующего ритма.
Существуют периодические процессы, ритм которых можно изменить на противоположный за 2-3 дня, тогда как для других на это требуется не менее 10 дней.
У многих организмов такой инвертированный (измененный на противоположный) ритм сохраняется и тогда, когда животное помещают в неизменные условия, например содержат в постоянной темноте. Однако у некоторых организмов, если их поместить на длительное время в темноту, самопроизвольно восстанавливается прежний ритм. Возможно, что у таких организмов имеется несколько независимых эндогенных часов, для инверсии которых требуется разное время. Если такое животное поместить в темноту до того, как все эндогенные часы сменили свой ритм на противоположный, произойдет следующее: те часы, которые сохранили свой собственный ритм и еще не "переставили стрелки", постепенно вынуждают возвратиться к прежнему ритму остальные эндогенные часы.
Если организм некоторое время содержать в темноте, то для инверсии ритма вовсе не требуется освещения в течение 12 часов. Для этого часто бывает достаточно кратковременного освещения (несколько минут или даже менее). В этом случае фаза ритма понемногу сдвигается, пока пик активности не совместится со световой вспышкой.
Интересно отметить, что этот процесс перестройки ритма происходит по-разному, в зависимости от того, опережает ли синхронизирующая вспышка максимум эндогенного ритма или, наоборот, отстает от него. В первом случае максимум сдвигается назад во времени, до совмещения со световым сигналом, а во втором - вперед, постепенно приближаясь к нему. Такие световые периоды действуют аналогично повышению температуры.
Организму нельзя навязать внешний синхронизирующий ритм чередования, света и темноты, слишком сильно отличающийся от двадцатичетырехчасового ритма. В общем организм довольно легко приспосабливается к 22- или 20-часовым циклам (11 часов света, 11 часов темноты). Однако приспособление к 16-часовому циклу практически невозможно. Что касается более длительных периодов, то верхние пределы продолжительности периодического цикла у растений, животных и человека не превышают 28-30 часов.
Ритмы с периодом менее суток
Многие исследователи пытались оценить "устойчивость" 24-часового ритма по отношению к внешним воздействиям. У жука Anthia venator можно вызвать 18-часовой ритм активности (9 часов света, 9 часов темноты) но этот ритм неустойчив, и жук быстро возвращается к своему циркадному ритму. У медляков и тараканов Periplaneta вообще невозможно вызвать 18-часовой ритм.
Ритмы и кратковременные внешние возмущения
Если таракана Periplaneta периодически подвергать воздействию внешнего ритма - 2 часа света, 6 часов темноты, - то сначала его активность совпадает с одним из световых периодов, а затем станет совершенно аритмичной. Впоследствии у тараканов, по-видимому, не сможет восстановиться нормальный циркадный ритм, если даже их поместить в обычные условия чередования дня и ночи.
Самое интересное, что в результате таких нарушений ритма у тараканов развиваются глубокие поражения переднего отдела пищеварительного тракта, даже если пища имеется в неограниченном количестве; эти нарушения, должно быть, связаны с серьезными изменениями в функции подглоточного ганглия. В конце концов эти поражения приводят к образованию злокачественных опухолей.
В зависимости от типа изменений, происходящих в окружающей среде, может меняться и форма ритма. Так, например, если таракана Periplaneta содержать сначала в условиях непрерывного освещения, за которым следует период темноты, то максимум активности наступает после начала темного периода. Если же насекомое сначала долго держать в темноте, а потом на свету, то возникают два пика активности: один в начале светового, а другой - в начале последующего темного периода, причем первый максимум исчезает на несколько дней раньше второго.
Ритм активности и эндокринные железы
Ритм двигательной активности таракана Periplaneta можно нарушить. В дальнейшем мы увидим, что свет влияет на функционирование нейросекреторных клеток подглоточного ганглия, а именно их секрет регулирует ритм двигательной активности у таракана.
Следует различать три стадии чувствительности к свету: на первой стадии секрет выделяется независимо от условий освещения, на второй - только под влиянием перехода от света к темноте, а на третьей стадии секрет вообще не выделяется, каковы бы ни были условия освещения. Таким образом, очевидно, что изменения ритма могут происходить только в том случае, когда световой раздражитель действует на стадии "разрешенной" секреции. Если же темнота наступает во время стадии "запрещенной" секреции, то непосредственно вслед за этим ничего не происходит, но следующий период секреторной активности начинается на 4-6 часов раньше обычного.
Напротив, для того чтобы изменить ритм активности у домового сверчка, требуется длительное изменение внешних условий; если же эти изменения кратковременны, то быстро восстанавливается первоначальный ритм активности.
17.11.2017
купить дипломную работу | курсовые на заказ | заказать магистерскую диссертацию | купить кандидатскую диссертацию
Авторский материал. Копирование без обратной ссылки запрещено!
© 2011-2015 Зоопсихология | Все права защищены.
Редизайн Н.Баулитца | fatpoint.ru