в'язані з обертанням Землі, мають виразну добову і сезонну періодичність. Майже всі фізіологічні процеси у рослин і тварин мають добовий ритм з максимумом і мінімумом в певні години: наприклад, в певні години доби квітка у рослин відкривається і закривається, а у тварин виникли пристосування до нічний і денний життя. Довжина дня (або фотопериод), має величезне значення в житті рослин і тварин.
Рослини, в залежності від умов проживання, адаптуються до тіні - тіньовитривалі рослини або, навпаки, до сонця - світлолюбні рослини (наприклад, хлібні злаки). Однак сильне яскраве сонце (яскравість вище оптимальної) пригнічує фотосинтез, тому в тропіках важко отримати високий врожай культур, багатий білком. У помірних зонах (вище і нижче екватора) цикл розвитку рослин і тварин приурочений до сезонами року: підготовка до зміни температурних умов здійснюється на основі сигналу - зміни довжини дня, яка в певний час року в даному місці завжди однакова. У результаті цього сигналу включаються фізіологічні процеси, що призводять до росту, цвітінню рослин навесні, плодоношення влітку і скидання листя восени; у тварин - до линяння, накопиченню жиру, міграції, розмноження у птахів і ссавців, настанню стадії спокою у комах. Зміна довжини дня тварини сприймають за допомогою органів зору. А рослини - за допомогою спеціальних пігментів, розташованих в листі рослин. Подразнення сприймаються за допомогою рецепторів, внаслідок чого відбувається ряд біохімічних реакцій (активація ферментів або виділення гормонів), а потім проявляються фізіологічні або поведінкові реакції.
Вивчення фотопериодизма рослин і тварин показало, що реакція організмів на світло заснована не просто на кількості одержуваного світла, а на чергуванні протягом доби періодів світла і темряви певної тривалості. Організми здатні вимірювати час, тобто мають біологічними годинами - від одноклітинних до людини. Біологічний годинник - також управляються сезонними циклами та іншими біологічними явищами. Біологічний годинник визначають добовий ритм активності як цілих організмів, так і процесів, що відбуваються навіть на рівні клітин, зокрема клітинних поділів.
Температура як екологічний фактор
Всі хімічні процеси, що протікають в організмі, залежать від температури. Зміни теплових умов, часто спостерігаються в природі, глибоко відбиваються на зростанні, розвитку та інших проявах життєдіяльності тварин і рослин. Розрізняють організми з непостійною температурою тіла - пойкілотермні і організми з постійною температурою тіла - гомойтермних. Пойкілотермні тварини цілком залежать від температури навколишнього середовища, тоді як гомойтермних здатні підтримувати постійну температуру тіла незалежно від змін температури навколишнього середовища. Переважна більшість наземних рослин і тварин у стані активної життєдіяльності не переносить негативної температури і гине. Верхній температурний межа життя неоднаковий для різних видів - рідко вище 40-45 о С. Деякі ціанобактерії і бактерії живуть при температурах 70-90 о С, в гарячих джерелах можуть жити і деякі молюски (до 53 о С). Для більшості наземних тварин і рослин оптимум температурних умов коливається в досить вузьких межах (15-30 о С). Верхній поріг температури життя визначається температурою згортання білків, оскільки необоротне згортання білків (порушення структури білків) виникає при температурі близько 60 o С.
пойкілотермним організми в процесі еволюції виробили різні пристосування до мінливих температурних умов середовища. Головним джерелом надходження теплової енергії у пойкілотермних тварин - зовнішнє тепло. У пойкілотермних організмів виробилися різні пристосування до низької температури. Деякі тварини, наприклад, арктичні риби, що живуть постійно при температурі - 1,8 o С, містять в тканинної рідини речовини (глікопротеїди), що перешкоджають утворенню кристалів льоду в організмі; у комах накопичується для цих цілей гліцерин. Інші тварини, навпаки, збільшують теплопродукцию організму за рахунок активного скорочення мускулатури - так вони підвищують температуру тіла на кілька градусів. Треті регулюють свій теплообмін за рахунок обміну тепла між судинами кровоносної системи: судини, що виходять з м'язів, тісно стикаються з судинами, що йдуть від шкіри і несучими охолоджену кров (таке явище властиве холодноводних рибам). Адаптивна поведінка проявляється в тому, що багато комахи, рептилії і амфібії вибирають місця на сонці для обігріву або змінюють різні пози для збільшення поверхні обігріву.
У ряду холоднокровних тварин температура тіла може змінюватися в залежності від фізіологічного стану: наприклад, у літаючих комах внутрішня температура тіла може підніматися на 10-12 o С і більше внаслідок посиленої роботи м'язів. У громадських комах, особливо у бджіл, розвинувся ефективний спосіб підтримки температури шляхом колективної терморегуляції (у...
