Окологодовые (цирканнуальные) ритмы

Слайд #1

Окологодовые (цирканнуальные) ритмы

Слайд #2

Биологические ритмы охватывают широкий диапазон периодов – от миллисекунды до нескольких лет. Их можно наблюдать в отдельных клетках, тканях и органах, в целых организмах или только в популяциях.

Слайд #3

Годовые ритмы. Явление сезонности: Среда обитания большинства организмов подвержена глубоким сезонным изменениям. Такие физические факторы как температура, длина дня и количество осадков меняются в течение года. Растениям и животным пришлось выработать специальные адаптивные стратегии.

Слайд #4

Примеры можно найти среди годовых циклов размножения: Распределение сезонов размножения у птиц в зависимости от широты местности В экваториальных районах птицы, высиживающие яйца, встречаются на протяжении всего года, независимо от сезона. А в северном и южном полушариях в широтах выше 30º размножение сосредоточено в благоприятные весенние и летние месяцы.

Слайд #5

Факторы в контроле годовых ритмов: 1.“Существенные” факторы - переменные параметры среды, которые в ходе эволюции создавали селективное давление, ограничивающее время активности определенным временем года.

Слайд #6

Примером “существенного” фактора для размножения считают необходимость обильных пищевых ресурсов, достаточных для выращивания потомства. Факт: у всех изученных видов сезон размножения совпадает с наибольшей доступностью предпочитаемой пищи.

Слайд #7

2. Предупреждающие факторы – стратегии использования надежных упреждающих сигналов, которые варьируют в достаточно точном соответствии с “существенными” факторами для контроля сезонной активности. Факт: для того чтобы обеспечить появление потомства в оптимальное время, предшествующие процессы – развитие половых желез, ухаживание, устройство гнезд, насиживание – должны начаться задолго, часто в далеко не лучших условиях.

Слайд #8

Окологодовые (цирканнуальные) ритмы Годовые циклы запрограммированы в эндогенной окологодовой ритмичности, способной поддерживаться даже при постоянных внешних условиях. Организм включил значительную часть механизма сезонных часов в свою собственную внутреннюю организацию.

Слайд #9

Важная общая функция окологодовых ритмов: повышать точность определения времени для сезонной активности у организмов, живущих в среде с большими сезонными изменениями

Слайд #10

Сезонные функции: находятся под контролем нескольких предупреждающих факторов и действие первичных факторов постоянно усиливается или ослабляется множеством вторичных тормозящих или стимулирующих сигналов.

Слайд #11

Цирканнуальные системы В середине 50-х г в исследованиях были выработаны критерии эндогенной природы ритмичности.

Слайд #12

Распространенность цирканнуальных ритмов: На протяжении эксперимента суслики (Citellus lateralis) впадали в спячку примерно раз в год. Однако период ритма отклонялся от 12 месяцев. Большинство животных впадало в спячку каждый раз несколько раньше, чем в предыдущем году, так что период окологодового цикла был короче 12 месяцев.

Слайд #13

У садовых славок (Sylvia borin), совершающих весной и осенью дальние перелеты, по ночам наблюдается выраженное миграционное беспокойство, у них увеличивается вес тела вследствие отложения жира. Линька – летом и зимой. И здесь период ритмов отклонялся от 12 месяцев. За 8 лет-9 циклов.

Слайд #14

Цирканнуальные ритмы, сохраняющиеся на протяжении не менее 2 циклов с периодами, отклоняющимися от 12 месяцев, обнаружены у 29 видов животных-моллюсков, членистоногих, рептилий, птиц и млекопитающих.

Слайд #15

У некоторых видов (славка-черноголовка Sylvia atricapilla) годовые ритмы одних функций (миграционного беспокойства и линьки) поддерживаются на протяжении многих циклов, тогда как другие (вес тела) уже через год становятся аритмичными.

Слайд #16

Пятнистый олень (Sturnus vulgaris) сбрасывает рога с окологодовым ритмом в условиях постоянного освещения или же при фотопериоде 16 либо 8ч, тогда как при 12-часовом фотопериоде эти ритмы исчезают.

Слайд #17

Окологодовые ритмы при постоянных условиях иногда проходят один или два переходных цикла, прежде чем достигнут устойчивого состояния. Поэтому многие выводы о ритмах следует оценивать с осторожностью, т.к не всегда ясно, касались ли они свойств ритма в устойчивом состоянии.

Слайд #18

Врожденность цирканнуальных ритмов: У сусликов (Citellus lateralis), выращенных при постоянном 12-часовом фотопериоде, наблюдались окологодовые ритмы спячки, неотличимые от ритмов сородичей, пойманных на воле.

Слайд #19

Взаимосвязь различных цирканнуальных функций: У суслика (Citellus laterallis) ритмы спячки, веса тела, потребления пищи и репродуктивного состояния одновременно поддерживаются при постоянном 12-часовом фотопериоде.

Слайд #20

Когда у садовой славки (Sylvia borin) подавляли увеличение веса тела, обычно предшествующего спячке, это не оказало влияния на время наступления спячки. Подавление миграционного беспокойства не влияло на время последующей линьки.

Слайд #21

Установлено, что при некоторых экспериментальных условиях годовые ритмы одних функций могут поддерживаться, в то время как ритмы других затухают. Пр. у славок-черноголовок ритмы миграционного беспокойства и линьки сохранялись, тогда как ритм веса тела исчезал.

Слайд #22

Синхронизация цирканнуальных ритмов: Когда сурков (Marmota monax), содержавшихся при естественном освещении, перевезли из северного полушария в южное, ритмы веса тела постепенно синхронизировались с времязадателями примерно за три года.

Слайд #23

У оленя в нормальных условиях рога сменяются один раз в год – цирканнуальный ритм сбрасывания и отращивания рогов, который поддерживается в течении 4 циклов при различных постоянных режимах освещения.

Слайд #24

Поскольку фотопериод обычно используется как предупреждающий фактор для контроля годовых ритмов, очень вероятно ,что он часто служит и времязадателем для цирканнуальных ритмов.

Слайд #25

Спасибо за внимание! Работу выполнила Соколова Анна