जीवन की अनुकूली लय
पृथ्वी पर जीवन दिन और रात के नियमित परिवर्तन और ग्रह के अपनी धुरी के चारों ओर और सूर्य के चारों ओर घूमने के कारण ऋतुओं के प्रत्यावर्तन की परिस्थितियों में विकसित हुआ। बाहरी वातावरण की लय आवधिकता बनाती है, यानी अधिकांश प्रजातियों के जीवन में स्थितियों की पुनरावृत्ति। दोनों महत्वपूर्ण, कठिन अवधियों से बचने के लिए, और अनुकूल लोगों को नियमित रूप से दोहराया जाता है।
बाहरी वातावरण में आवधिक परिवर्तनों के लिए अनुकूलन न केवल बदलते कारकों की सीधी प्रतिक्रिया द्वारा, बल्कि आनुवंशिक रूप से निश्चित आंतरिक लय में भी जीवित प्राणियों में व्यक्त किया जाता है।
दैनिक लय। दैनिक लय जीवों को दिन और रात के परिवर्तन के अनुकूल बनाती है। पौधों में, गहन विकास, फूलों का खिलना दिन के एक निश्चित समय तक होता है। दिन के दौरान जानवर गतिविधि में बहुत बदलाव करते हैं। इस आधार पर, दैनिक और निशाचर प्रजातियों को प्रतिष्ठित किया जाता है।
जीवों की दैनिक लय न केवल बाहरी परिस्थितियों में परिवर्तन का प्रतिबिंब है। यदि किसी व्यक्ति, या जानवरों, या पौधों को दिन और रात के बदलाव के बिना स्थिर, स्थिर वातावरण में रखा जाता है, तो जीवन प्रक्रियाओं की लय संरक्षित होती है, दैनिक के करीब (चित्र 35)। शरीर, जैसा था, समय की गिनती करते हुए, अपनी आंतरिक घड़ी के अनुसार रहता है।
दैनिक लय शरीर में कई प्रक्रियाओं को पकड़ सकती है। मनुष्यों में, लगभग 100 शारीरिक विशेषताएं दैनिक चक्र के अधीन होती हैं: हृदय गति, श्वास ताल, हार्मोन स्राव, पाचन ग्रंथियों का स्राव, रक्तचाप, शरीर का तापमान, और कई अन्य। इसलिए, जब कोई व्यक्ति सोने के बजाय जाग रहा होता है, तब भी शरीर रात की स्थिति में रहता है और रातों की नींद हराम होती है।
हालांकि, दैनिक लय सभी प्रजातियों में प्रकट नहीं होते हैं, लेकिन केवल उन लोगों में होते हैं जिनके जीवन में दिन और रात का परिवर्तन एक महत्वपूर्ण पारिस्थितिक भूमिका निभाता है। गुफाओं या गहरे पानी के निवासी, जहां ऐसा कोई परिवर्तन नहीं होता है, वे अन्य लय के अनुसार रहते हैं। और स्थलीय निवासियों के बीच, दैनिक आवधिकता सभी में नहीं पाई जाती है। उदाहरण के लिए, छोटे धूर्त दिन या रात की परवाह किए बिना, गतिविधि बदलते हैं और हर 15-20 मिनट में आराम करते हैं। उच्च चयापचय दर के कारण, उन्हें चौबीसों घंटे खाने के लिए मजबूर किया जाता है।
शरीर की दैनिक लय का उल्लंघन
कड़ाई से स्थिर परिस्थितियों में प्रयोगों में, ड्रोसोफिला फल मक्खियाँ दसियों पीढ़ियों तक दैनिक लय बनाए रखती हैं। यह आवधिकता उनमें विरासत में मिली है, जैसा कि कई अन्य प्रजातियों में है। बाहरी वातावरण के दैनिक चक्र से जुड़ी अनुकूली प्रतिक्रियाएं इतनी गहरी हैं।
रात के काम, अंतरिक्ष उड़ानों, स्कूबा डाइविंग आदि के दौरान शरीर की दैनिक लय का उल्लंघन एक गंभीर चिकित्सा समस्या का प्रतिनिधित्व करता है।
वार्षिक लय। वार्षिक लय जीवों को परिस्थितियों में मौसमी परिवर्तनों के अनुकूल बनाती है (चित्र 36)। प्रजातियों के जीवन में, विकास की अवधि, प्रजनन, मोल, प्रवास, गहरी सुप्तता स्वाभाविक रूप से वैकल्पिक होती है और इस तरह से दोहराई जाती है कि जीव सबसे स्थिर अवस्था में महत्वपूर्ण मौसम को पूरा करते हैं। सबसे कमजोर प्रक्रिया - युवा जानवरों का प्रजनन और पालन - सबसे अनुकूल मौसम पर पड़ता है। वर्ष के दौरान शारीरिक स्थिति में परिवर्तन की यह आवधिकता काफी हद तक जन्मजात होती है, अर्थात यह आंतरिक वार्षिक लय के रूप में प्रकट होती है। यदि, उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई शुतुरमुर्ग या जंगली डिंगो कुत्ते को उत्तरी गोलार्ध के एक चिड़ियाघर में रखा जाता है, तो उनके प्रजनन का मौसम पतझड़ में शुरू होगा, जब यह ऑस्ट्रेलिया में वसंत होगा। कई पीढ़ियों के माध्यम से आंतरिक वार्षिक लय का पुनर्गठन बड़ी कठिनाई से होता है।
प्रजनन या ओवरविन्टरिंग की तैयारी एक लंबी प्रक्रिया है जो जीवों में महत्वपूर्ण अवधियों की शुरुआत से बहुत पहले शुरू होती है।
तीव्र अल्पकालिक मौसम परिवर्तन (ग्रीष्मकालीन ठंढ, सर्दियों की ठंड) आमतौर पर पौधों और जानवरों की वार्षिक लय को परेशान नहीं करते हैं। मुख्य पर्यावरणीय कारक जो जीव अपने वार्षिक चक्रों में प्रतिक्रिया करते हैं, वह यादृच्छिक मौसम परिवर्तन नहीं है, बल्कि फोटो-अवधि - दिन और रात के अनुपात में परिवर्तन है।
दिन के उजाले के घंटों की लंबाई स्वाभाविक रूप से पूरे वर्ष में बदल जाती है, और यह ये परिवर्तन हैं जो वसंत, ग्रीष्म, शरद ऋतु या सर्दियों के दृष्टिकोण के सटीक संकेत के रूप में कार्य करते हैं।
जीवों की दिन की लंबाई में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करने की क्षमता को फोटोपेरियोडिज्म कहा जाता है।
यदि दिन छोटा हो जाता है, तो प्रजाति सर्दियों की तैयारी शुरू कर देती है, अगर यह लंबी हो जाती है - सक्रिय विकास और प्रजनन के लिए। इस मामले में, जीवों के जीवन के लिए, दिन और रात की लंबाई में परिवर्तन का कारक महत्वपूर्ण नहीं है, बल्कि इसका संकेत मूल्य है, जो प्रकृति में आगामी गहन परिवर्तनों का संकेत देता है।
जैसा कि आप जानते हैं, दिन की लंबाई भौगोलिक अक्षांश पर बहुत अधिक निर्भर करती है। दक्षिण में उत्तरी गोलार्ध में, गर्मी का दिन उत्तर की तुलना में बहुत छोटा होता है। इसलिए, दक्षिणी और उत्तरी प्रजातियां दिन में समान मात्रा में परिवर्तन के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया करती हैं: दक्षिणी प्रजातियां उत्तरी की तुलना में कम दिन में प्रजनन शुरू करती हैं।
उदाहरण और अतिरिक्त जानकारी
गुफा खोजकर्ता - स्पीलियोलॉजिस्ट ने उनकी दैनिक लय का विस्तार से अध्ययन किया। वे एक लंबी अवधि (1-3 महीने) के लिए बिना घड़ी के गुफा में उतरे और समय की अपनी समझ के आधार पर अपना काम, नींद, भोजन और आराम कार्यक्रम बनाया। सतह के साथ संचार एकतरफा था, उन्हें बाहर से कोई सूचना नहीं मिली। बाहर, उनके संकेतों को सावधानीपूर्वक रिकॉर्ड किया गया और उनका विश्लेषण किया गया। यह पता चला कि निरंतर परिस्थितियों में एक व्यक्ति नींद और जागने का एक नियमित चक्र बनाए रखता है, लेकिन इस चक्र की अवधि 24 घंटे के बराबर नहीं होती है, लेकिन कई मिनटों तक भिन्न हो सकती है। कई दिनों में, इस अंतर को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, और थोड़ी देर के बाद, सतह पर दिन होने पर कैवर्स बिस्तर पर चले जाते हैं, और रात में जागते रहते हैं। प्रयोग के अंत में, यह पता चला है कि कई दिनों तक उनकी उलटी गिनती वास्तविक तिथियों से मेल नहीं खाती है।
जानवरों के साथ कई प्रयोगों में समान परिणाम प्राप्त हुए। निरंतर परिस्थितियों में उनकी आंतरिक लय सख्ती से दैनिक नहीं, बल्कि सर्कैडियन हो जाती है; जब दिन और रात बदलते हैं, तो बाहरी लय, जैसा कि यह था, आंतरिक को सही करता है और इसे 24 घंटे के लिए सेट करता है।
समुद्री इंटरटाइडल ज़ोन के निवासियों में सबसे जटिल ताल है। इसलिए, अटलांटिक महासागर के तट पर, पानी दिन में दो बार 12.4 घंटे की अवधि के साथ ऊपर और नीचे गिरता है। नतीजतन, ज्वार का सही समय धीरे-धीरे बदल रहा है। कम ज्वार पर, मोलस्क गोले को कसकर दबाते हैं, और क्रस्टेशियंस रेत में या गीले शैवाल के नीचे छिप जाते हैं। इसके अलावा, दैनिक आवधिकता उनके जीवन की इस लय पर आरोपित है। क्रस्टेशियंस और केकड़े रात की तुलना में दिन के ज्वार के दौरान अधिक सक्रिय होते हैं।
एक प्रयोग में उड़ने वाली गिलहरियों को लगातार अंधेरे में पिंजरों में रखा गया। प्रकृति में ये जानवर रात में सक्रिय होते हैं और दिन में सोते हैं। दिन और रात के नियमित परिवर्तन के साथ, वे एक साथ उठते हैं और लगभग एक ही समय पर सो जाते हैं। प्रयोग में, हालांकि, प्रत्येक उड़ने वाली गिलहरी अपने स्वयं के सर्कैडियन लय के अनुसार रहती थी, और यह अलग-अलग व्यक्तियों में थोड़ी अलग निकली: कुछ व्यक्तियों में यह 5-10 मिनट से पीछे रह गई, दूसरों में यह कई मिनट आगे थी। दिन का। नतीजतन, एक निश्चित अवधि के बाद, समग्र गतिविधि का एक पूर्ण बेमेल हो गया: प्रत्येक जानवर जाग गया और अपने समय पर सो गया। जब दिन और रात का परिवर्तन बहाल किया गया, तो उड़ने वाली गिलहरियों की गतिविधि को फिर से आदेश दिया गया।
व्यापक वितरण वाली प्रजातियां अपनी सीमा के विभिन्न हिस्सों में दिन की समान लंबाई के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया देती हैं। दिन की महत्वपूर्ण अवधि, जिस पर ऑक्सल तितली के लार्वा का विकास और विकास रुक जाता है, सुखुमी के अक्षांश पर 14.5 घंटे, विटेबस्क के आसपास के क्षेत्र में 18.06 घंटे और सेंट पीटर्सबर्ग के पास 19.5 घंटे है।
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पृथ्वी पर जीवन दिन और रात के नियमित परिवर्तन और ग्रह के अपनी धुरी के चारों ओर और सूर्य के चारों ओर घूमने के कारण ऋतुओं के प्रत्यावर्तन की परिस्थितियों में विकसित हुआ। बाहरी वातावरण की लय आवधिकता का निर्माण करती है, अर्थात अधिकांश प्रजातियों के जीवन में स्थितियों की पुनरावृत्ति होती है। दोनों महत्वपूर्ण, कठिन अवधियों से बचने के लिए, और अनुकूल लोगों को नियमित रूप से दोहराया जाता है।
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बाहरी वातावरण में आवधिक परिवर्तनों के लिए अनुकूलन न केवल बदलते कारकों की सीधी प्रतिक्रिया द्वारा, बल्कि आनुवंशिक रूप से निश्चित आंतरिक लय में भी जीवित प्राणियों में व्यक्त किया जाता है।
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दैनिक लय। दैनिक लय जीवों को दिन और रात के परिवर्तन के अनुकूल बनाती है। पौधों में, गहन विकास, फूलों का खिलना दिन के एक निश्चित समय तक होता है। दिन के दौरान जानवर गतिविधि में बहुत बदलाव करते हैं। इस आधार पर, दैनिक और निशाचर प्रजातियों को प्रतिष्ठित किया जाता है।
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जीवों की दैनिक लय न केवल बाहरी परिस्थितियों में परिवर्तन का प्रतिबिंब है। यदि आप किसी व्यक्ति, या जानवरों, या पौधों को दिन और रात के बदलाव के बिना एक स्थिर, स्थिर वातावरण में रखते हैं, तो जीवन प्रक्रियाओं की लय को बनाए रखा जाता है, दैनिक के करीब। शरीर, जैसा था, समय की गिनती करते हुए, अपनी आंतरिक घड़ी के अनुसार रहता है।
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दैनिक लय शरीर में कई प्रक्रियाओं को पकड़ सकती है। मनुष्यों में, लगभग 100 शारीरिक विशेषताएं दैनिक चक्र के अधीन होती हैं: हृदय गति, श्वास ताल, हार्मोन स्राव, पाचन ग्रंथियों का स्राव, रक्तचाप, शरीर का तापमान, और कई अन्य। इसलिए, जब कोई व्यक्ति सोने के बजाय जाग रहा होता है, तब भी शरीर रात की स्थिति में रहता है और रातों की नींद हराम होती है।
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हालांकि, दैनिक लय सभी प्रजातियों में प्रकट नहीं होते हैं, लेकिन केवल उन लोगों में होते हैं जिनके जीवन में दिन और रात का परिवर्तन एक महत्वपूर्ण पारिस्थितिक भूमिका निभाता है। गुफाओं या गहरे पानी के निवासी, जहां ऐसा कोई परिवर्तन नहीं होता है, वे अन्य लय के अनुसार रहते हैं।
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और स्थलीय निवासियों के बीच, दैनिक आवधिकता सभी में नहीं पाई जाती है। उदाहरण के लिए, छोटे धूर्त दिन या रात की परवाह किए बिना, गतिविधि बदलते हैं और हर 15-20 मिनट में आराम करते हैं। उच्च चयापचय दर के कारण, उन्हें चौबीसों घंटे खाने के लिए मजबूर किया जाता है।
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कड़ाई से स्थिर परिस्थितियों में प्रयोगों में, ड्रोसोफिला फल मक्खियाँ दसियों पीढ़ियों तक दैनिक लय बनाए रखती हैं। यह आवधिकता उनमें विरासत में मिली है, जैसा कि कई अन्य प्रजातियों में है। बाहरी वातावरण के दैनिक चक्र से जुड़ी अनुकूली प्रतिक्रियाएं इतनी गहरी हैं।
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रात के काम, अंतरिक्ष उड़ानों, स्कूबा डाइविंग आदि के दौरान शरीर की सर्कैडियन लय का उल्लंघन एक गंभीर चिकित्सा समस्या का प्रतिनिधित्व करता है।
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वार्षिक लय। वार्षिक लय जीवों को परिस्थितियों में मौसमी परिवर्तनों के अनुकूल बनाती है। प्रजातियों के जीवन में, विकास की अवधि, प्रजनन, मोल, प्रवास, गहरी सुप्तता स्वाभाविक रूप से वैकल्पिक होती है और इस तरह से दोहराई जाती है कि जीव सबसे स्थिर अवस्था में महत्वपूर्ण मौसम को पूरा करते हैं। युवा जानवरों के प्रजनन और पालन की सबसे कमजोर प्रक्रिया सबसे अनुकूल मौसम में आती है।
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वर्ष के दौरान शारीरिक स्थिति में परिवर्तन की यह आवधिकता काफी हद तक जन्मजात होती है, अर्थात यह आंतरिक वार्षिक लय के रूप में प्रकट होती है। यदि, उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई शुतुरमुर्ग या जंगली डिंगो कुत्ते को उत्तरी गोलार्ध के एक चिड़ियाघर में रखा जाता है, तो उनके प्रजनन का मौसम पतझड़ में शुरू होगा, जब यह ऑस्ट्रेलिया में वसंत होगा। कई पीढ़ियों के माध्यम से आंतरिक वार्षिक लय का पुनर्गठन बड़ी कठिनाई से होता है।
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प्रजनन या ओवरविन्टरिंग की तैयारी एक लंबी प्रक्रिया है जो जीवों में महत्वपूर्ण अवधियों की शुरुआत से बहुत पहले शुरू होती है। तीव्र अल्पकालिक मौसम परिवर्तन (ग्रीष्मकालीन ठंढ, सर्दियों की ठंड) आमतौर पर पौधों और जानवरों की वार्षिक लय को परेशान नहीं करते हैं। मुख्य पर्यावरणीय कारक जो जीव अपने वार्षिक चक्रों में प्रतिक्रिया करते हैं, वह यादृच्छिक मौसम परिवर्तन नहीं है, बल्कि फोटोपेरियोड - दिन और रात के अनुपात में परिवर्तन है।
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दिन के उजाले के घंटों की लंबाई स्वाभाविक रूप से पूरे वर्ष में बदल जाती है, और यह ये परिवर्तन हैं जो वसंत, ग्रीष्म, शरद ऋतु या सर्दियों के दृष्टिकोण के सटीक संकेत के रूप में कार्य करते हैं। जीवों की दिन की लंबाई में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करने की क्षमता को फोटोपेरियोडिज्म कहा जाता है।
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यदि दिन छोटा हो जाता है, तो प्रजातियां सर्दियों के लिए तैयार होने लगती हैं, अगर यह लंबी हो जाती है, तो सक्रिय विकास और प्रजनन के लिए। इस मामले में, जीवों के जीवन के लिए, यह दिन और रात की लंबाई में परिवर्तन का कारक नहीं है, बल्कि इसका संकेत मूल्य है, जो प्रकृति में आने वाले गहन परिवर्तनों को दर्शाता है। जैसा कि आप जानते हैं, दिन की लंबाई भौगोलिक अक्षांश पर बहुत अधिक निर्भर करती है। दक्षिण में उत्तरी गोलार्ध में, गर्मी का दिन उत्तर की तुलना में बहुत छोटा होता है। इसलिए, दक्षिणी और उत्तरी प्रजातियां दिन में समान मात्रा में परिवर्तन के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया करती हैं: दक्षिणी प्रजातियां उत्तरी की तुलना में कम दिन में प्रजनन शुरू करती हैं।
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उदाहरण और अतिरिक्त जानकारी 1. गुफा अन्वेषक - स्पेलोलॉजिस्ट ने अपनी दैनिक लय का विस्तार से अध्ययन किया। वे एक लंबी अवधि (1-3 महीने) के लिए बिना घड़ी के गुफा में उतरे और समय की अपनी समझ के आधार पर अपना काम, नींद, भोजन और आराम कार्यक्रम बनाया। सतह के साथ संचार एकतरफा था, उन्हें बाहर से कोई जानकारी नहीं मिली। बाहर, उनके संकेतों को सावधानीपूर्वक रिकॉर्ड किया गया और उनका विश्लेषण किया गया। यह पता चला कि निरंतर परिस्थितियों में, एक व्यक्ति नींद और जागने का एक नियमित चक्र बनाए रखता है, लेकिन इस चक्र की अवधि बिल्कुल 24 घंटे के बराबर नहीं होती है, लेकिन कई मिनटों तक भिन्न हो सकती है।
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कई दिनों में, इस अंतर को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, और थोड़ी देर के बाद, सतह पर दिन होने पर कैवर्स बिस्तर पर चले जाते हैं, और रात में जागते रहते हैं। प्रयोग के अंत में, यह पता चला है कि कई दिनों तक उनकी उलटी गिनती वास्तविक तिथियों से मेल नहीं खाती है। जानवरों के साथ कई प्रयोगों में समान परिणाम प्राप्त हुए। निरंतर परिस्थितियों में उनकी आंतरिक लय सख्ती से दैनिक नहीं, बल्कि सर्कैडियन हो जाती है; जब दिन और रात बदलते हैं, तो बाहरी लय, जैसा कि यह था, आंतरिक को सही करता है और इसे 24 घंटे के लिए सेट करता है।
जीवित प्रकृति के मूलभूत गुणों में से एक इसमें होने वाली अधिकांश प्रक्रियाओं की चक्रीयता है। कोशिका से लेकर जीवमंडल तक, पृथ्वी पर सभी जीवन कुछ लय के अधीन है। किसी भी जीव के लिए प्राकृतिक लय को आंतरिक (अपनी स्वयं की महत्वपूर्ण गतिविधि से जुड़े) और बाहरी (पर्यावरण में चक्रीय परिवर्तन) में विभाजित किया जा सकता है।
आंतरिक चक्र। आंतरिक चक्र मुख्य रूप से शरीर की शारीरिक लय हैं। कोई भी शारीरिक प्रक्रिया निरंतर नहीं होती है। कोशिकाओं में डीएनए और आरएनए संश्लेषण की प्रक्रियाओं में, प्रोटीन के संयोजन में, एंजाइमों के काम में और माइटोकॉन्ड्रिया की गतिविधि में ताल पाया गया था। कोशिका विभाजन, पेशीय संकुचन, अंतःस्रावी ग्रंथियों का कार्य, हृदय की धड़कन, श्वसन, तंत्रिका तंत्र की उत्तेजना अर्थात् शरीर की सभी कोशिकाओं, अंगों और ऊतकों का कार्य एक निश्चित लय का पालन करते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक प्रणाली की अपनी अवधि होती है। केवल संकीर्ण सीमाओं के भीतर पर्यावरणीय कारकों की कार्रवाई से इस अवधि को बदलना संभव है, और कुछ प्रक्रियाओं के लिए यह पूरी तरह से असंभव है। इस लय को अंतर्जात कहा जाता है।
शरीर के सभी आंतरिक लय अधीनस्थ होते हैं, एक अभिन्न प्रणाली में एकीकृत होते हैं और अंततः शरीर के व्यवहार की सामान्य आवधिकता के रूप में कार्य करते हैं। लयबद्ध रूप से उनका निष्पादन करना
शारीरिक कार्य, शरीर, जैसा कि यह था, समय की गणना करता है। बाहरी और आंतरिक दोनों लय के लिए, अगले चरण की शुरुआत मुख्य रूप से समय पर निर्भर करती है। इसलिए, समय सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय कारकों में से एक के रूप में कार्य करता है, जिसके लिए जीवित जीवों को प्रकृति में बाहरी चक्रीय परिवर्तनों के अनुकूल होना चाहिए।
बाहरी लय। मुख्य बाहरी लय भूभौतिकीय प्रकृति के होते हैं, क्योंकि वे पृथ्वी के सापेक्ष सूर्य और चंद्रमा के सापेक्ष पृथ्वी के घूमने से जुड़े होते हैं। इस घूर्णन के प्रभाव में, हमारे ग्रह पर कई पर्यावरणीय कारक, विशेष रूप से प्रकाश व्यवस्था, तापमान, वायु दाब और आर्द्रता, वायुमंडलीय विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, महासागर ज्वार, आदि स्वाभाविक रूप से बदलते हैं। इसके अलावा, सौर गतिविधि में आवधिक परिवर्तन जैसे ब्रह्मांडीय लय वन्यजीवों को भी प्रभावित करते हैं। सूर्य का 11 साल का चक्र और कई अन्य चक्र हैं। सौर विकिरण में परिवर्तन हमारे ग्रह की जलवायु को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं। अजैविक कारकों के चक्रीय प्रभाव के अलावा, किसी भी जीव के लिए बाहरी लय भी अन्य जीवित प्राणियों की गतिविधि और व्यवहार में नियमित परिवर्तन होते हैं।
जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि में कई परिवर्तन बाहरी, भूभौतिकीय चक्रों के साथ अवधि में मेल खाते हैं। ये तथाकथित अनुकूली जैविक लय हैं - दैनिक, ज्वारीय, चंद्र मास के बराबर, वार्षिक। उनके लिए धन्यवाद, शरीर के सबसे महत्वपूर्ण जैविक कार्य, जैसे पोषण, विकास, प्रजनन, इसके लिए दिन या वर्ष के सबसे अनुकूल समय के साथ मेल खाते हैं।
बाहरी वातावरण में नियमित पर्यावरणीय परिवर्तनों के लिए जीवित प्राणियों के शरीर विज्ञान के अनुकूलन के रूप में अनुकूली जैविक लय उत्पन्न हुई। इसमें वे विशुद्ध रूप से शारीरिक लय से भिन्न होते हैं जो जीवों की निर्बाध महत्वपूर्ण गतिविधि, श्वसन, रक्त परिसंचरण, कोशिका विभाजन आदि का समर्थन करते हैं।
सर्कैडियन लय एककोशिकीय से लेकर मनुष्यों तक विभिन्न प्रकार के जीवों में पाया जाता है। मनुष्यों में, 100 से अधिक शारीरिक कार्यों को दैनिक आवधिकता से प्रभावित किया गया है: नींद और जागना, शरीर के तापमान में परिवर्तन, हृदय गति, गहराई और श्वसन की आवृत्ति, मूत्र की मात्रा और रासायनिक संरचना, पसीना, मांसपेशियों और मानसिक प्रदर्शन आदि। दिन, विभाजन की दर बदल जाती है। कुछ पौधों में, फूलों का खुलना और बंद होना, पत्तियों का उठना और गिरना, श्वसन की अधिकतम तीव्रता, कोलॉप्टाइल की वृद्धि दर आदि एक निश्चित समय के लिए होते हैं।
नींद और जागने की अवधि में परिवर्तन के अनुसार, जानवरों को दिन और रात में विभाजित किया जाता है। दिन के समय की गतिविधि का उच्चारण किया जाता है, उदाहरण के लिए, घरेलू मुर्गियों में, अधिकांश राहगीर पक्षी, जमीनी गिलहरी, चींटियाँ और ड्रैगनफलीज़। विशिष्ट निशाचर जानवर हेजहोग, चमगादड़, उल्लू, जंगली सूअर, अधिकांश बिल्ली के बच्चे, घास के मेंढक, तिलचट्टे और कई अन्य हैं। कुछ प्रजातियों में दिन और रात दोनों में लगभग एक जैसी गतिविधि होती है, जिसमें बारी-बारी से जागने और आराम करने की छोटी अवधि होती है। इस तरह की लय को पॉलीफेसिक (कई चतुर, कई मांसाहारी, आदि) कहा जाता है।
कई जानवरों में, दैनिक परिवर्तन मुख्य रूप से मोटर गतिविधि को प्रभावित करते हैं और शारीरिक कार्यों में महत्वपूर्ण विचलन के साथ नहीं होते हैं (उदाहरण के लिए, कृन्तकों में)। दिन के दौरान शारीरिक परिवर्तनों के सबसे हड़ताली उदाहरण चमगादड़ द्वारा दिए गए हैं। गर्मियों में, दिन के आराम की अवधि के दौरान, उनमें से कई पोइकिलोथर्मिक जानवरों की तरह व्यवहार करते हैं। इस समय उनके शरीर का तापमान पर्यावरण के तापमान के लगभग बराबर होता है; नाड़ी, श्वसन, इंद्रियों की उत्तेजना तेजी से कम हो जाती है। उड़ान भरने के लिए, एक परेशान माउस रासायनिक गर्मी उत्पादन के कारण लंबे समय तक गर्म होता है। शाम और रात में, वे उच्च शरीर के तापमान, सक्रिय और सटीक आंदोलनों, और शिकार और दुश्मनों के लिए एक त्वरित प्रतिक्रिया के साथ विशिष्ट होमथर्मल स्तनधारी हैं।
कुछ प्रजातियों में, गतिविधि की अवधि सख्ती से दिन के एक निश्चित समय तक सीमित होती है, दूसरों में वे स्थिति के आधार पर स्थानांतरित हो सकती हैं। तो, केसर के फूलों का खुलना तापमान पर निर्भर करता है, सिंहपर्णी पुष्पक्रम - प्रकाश पर: बादल वाले दिन, टोकरियाँ नहीं खुलती हैं। मिट्टी की सतह पर तापमान और आर्द्रता के आधार पर रेगिस्तानी वुडलाइस या ब्लैक बीटल की गतिविधि दिन के अलग-अलग समय में बदल जाती है। वे या तो सुबह और शाम (दो-चरण चक्र), या केवल रात (एकल-चरण), या पूरे दिन में अपने बिल से निकलते हैं।
एक प्रयोग में अंतर्जात सर्कैडियन लय को बहिर्जात लोगों से अलग करना संभव है, जो कि बाहरी वातावरण द्वारा लगाए गए हैं। कई प्रजातियों में, बाहरी परिस्थितियों (तापमान, रोशनी, आर्द्रता, आदि) की पूर्ण स्थिरता के साथ, दैनिक चक्र की अवधि के करीब चक्र लंबे समय तक बने रहते हैं। ड्रोसोफिला में, उदाहरण के लिए, ऐसी अंतर्जात लय का पता दर्जनों पीढ़ियों से लगाया जा सकता है। इस प्रकार, जीवन गतिविधि की दैनिक चक्रीयता प्रजातियों के जन्मजात, आनुवंशिक गुणों में बदल जाती है। इस तरह के अंतर्जात लय को सर्कैडियन कहा जाता है (लैटिन से लगभग - लगभग और मर जाता है - दिन, दिन), क्योंकि उनकी अवधि एक ही प्रजाति के अलग-अलग व्यक्तियों में समान नहीं होती है, औसत से थोड़ा अलग, 24-घंटे की अवधि।
उड़ने वाली गिलहरियाँ, जो गोधूलि गतिविधि की विशेषता होती हैं, शाम को एक कड़ाई से परिभाषित घंटे पर, समकालिक रूप से जागती हैं। प्रयोग में, पूर्ण अंधकार में होने के कारण, वे एक सर्कैडियन लय बनाए रखते हैं। हालांकि, कुछ व्यक्ति अपना "दिन" कुछ मिनट पहले शुरू करते हैं; अन्य - सामान्य दैनिक चक्र से कुछ मिनट बाद। यदि, उदाहरण के लिए, सर्कैडियन लय दैनिक लय से 15 मिनट कम है, तो ऐसे जानवर के लिए, तीन दिनों के बाद, बाहरी लय के साथ समय का अंतर 45 मिनट होगा, 10 दिनों के बाद - पहले से ही 2.5 घंटे, आदि। इसलिए, सभी उड़ने वाली गिलहरी कुछ दिनों के बाद उठती हैं और पूरी तरह से अलग-अलग समय पर चलना शुरू कर देती हैं, हालांकि प्रत्येक अपने चक्र की स्थिरता बनाए रखती है। जब दिन और रात का परिवर्तन बहाल हो जाता है, तो जानवरों की नींद और जागरण फिर से एक हो जाता है। इस प्रकार, बाहरी सर्कैडियन चक्र जन्मजात सर्कैडियन लय की अवधि को नियंत्रित करता है, उन्हें पर्यावरणीय परिवर्तनों के साथ समन्वयित करता है।
मनुष्यों में, विभिन्न स्थितियों में सर्कैडियन लय का अध्ययन किया गया: गुफाओं, भली भांति बंद कक्षों, स्कूबा डाइविंग आदि में। यह पाया गया कि तंत्रिका तंत्र की विशिष्ट विशेषताएं मनुष्यों में दैनिक चक्र से विचलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। सर्कैडियन लय एक ही परिवार के सदस्यों के बीच भी भिन्न हो सकते हैं।
सर्कैडियन लय द्वारा निर्धारित व्यवहार का एक प्रसिद्ध स्टीरियोटाइप, पर्यावरण में दैनिक परिवर्तनों के साथ जीवों के अस्तित्व को सुविधाजनक बनाता है। हालाँकि, जब जानवर और पौधे दिन और रात की एक अलग लय के साथ भौगोलिक परिस्थितियों में बस जाते हैं और आ जाते हैं, तो एक स्टीरियोटाइप जो बहुत मजबूत होता है, प्रतिकूल हो सकता है। इसलिए, कई प्रजातियों के बसने की संभावनाएं उनके सर्कैडियन लय के गहरे निर्धारण द्वारा सीमित हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, ग्रे चूहे काले चूहों से दैनिक चक्र की बहुत अधिक प्लास्टिसिटी में भिन्न होते हैं। काले चूहों में, यह लगभग अविनाशी है, और प्रजातियों की एक सीमित सीमा है, जबकि भूरे रंग के चूहे लगभग पूरी दुनिया में फैल गए हैं।
अधिकांश प्रजातियों में, सर्कैडियन लय का पुनर्गठन संभव है। आमतौर पर यह तुरंत नहीं होता है, लेकिन कई चक्रों को पकड़ लेता है और शरीर की शारीरिक स्थिति में कई गड़बड़ी के साथ होता है। उदाहरण के लिए, जो लोग अक्षांशीय दिशा में काफी दूर तक उड़ते हैं, उनकी शारीरिक लय स्थानीय खगोलीय समय के साथ मेल खाती है। शरीर पहले पुराने तरीके से कार्य करना जारी रखता है, और फिर पुनर्निर्माण शुरू करता है। साथ ही थकान, अस्वस्थता, दिन में सोने की इच्छा और रात में जागते रहने की इच्छा महसूस होती है। अनुकूलन अवधि कई दिनों से दो सप्ताह तक रहती है।
अंतरिक्ष उड़ानों, स्कूबा डाइविंग, भूमिगत कार्य आदि में कई व्यवसायों में रात और शिफ्ट के काम में लोगों के संगठन में लय डिसिंक्रनाइज़ेशन एक महत्वपूर्ण चिकित्सा समस्या है।
सर्कैडियन और सर्कैडियन लय शरीर की समय को समझने की क्षमता को रेखांकित करते हैं। जीवों की इस क्षमता को "जैविक घड़ी" कहा जाता है।
कई उच्च संगठित जानवरों में अंतरिक्ष में अभिविन्यास के लिए समय में अभिविन्यास का उपयोग करने की एक जटिल जन्मजात क्षमता होती है। लंबी उड़ानों पर पक्षी भी दिन के समय को ध्यान में रखते हुए सूर्य या आकाश के ध्रुवीकृत प्रकाश के संबंध में अपनी दिशा को लगातार समायोजित करते हैं। जीवित जीवों की "जैविक घड़ी" उन्हें न केवल दैनिक चक्र में, बल्कि प्रकृति में परिवर्तन के अधिक जटिल भूभौतिकीय चक्रों में भी उन्मुख करती है।
ज्वारीय लय। समुद्र तट पर रहने वाली प्रजातियां बाहरी वातावरण की एक बहुत ही जटिल आवधिकता की स्थितियों में रहती हैं। प्रकाश और अन्य कारकों में उतार-चढ़ाव का 24 घंटे का चक्र उच्च और निम्न ज्वार के प्रत्यावर्तन द्वारा आरोपित होता है। चंद्र दिवस (24 घंटे 50 मिनट) के दौरान, 2 उच्च ज्वार और 2 निम्न ज्वार देखे जाते हैं, जिनके चरण प्रतिदिन लगभग 50 मिनट बदलते हैं। ज्वार की ताकत, इसके अलावा, सिनोडिक, या चंद्र, महीने (29.5 सौर दिन) के दौरान स्वाभाविक रूप से बदल जाती है। महीने में दो बार (अमावस्या और पूर्णिमा) वे अपने अधिकतम मूल्य (तथाकथित वसंत ज्वार) तक पहुँचते हैं।
यह जटिल लय तटीय क्षेत्र में रहने वाले जीवों के जीवन के अधीन है। कम ज्वार पर सीप वाल्वों को कसकर दबाते हैं और खिलाना बंद कर देते हैं। खोल के खुलने और बंद होने की आवृत्ति उनमें लंबे समय तक और एक्वैरियम में बनी रहती है। यह धीरे-धीरे बदल जाता है यदि एक्वेरियम को एक अलग भौगोलिक क्षेत्र में ले जाया जाता है, और अंततः नए ज्वार अनुसूची के अनुसार बस जाता है, हालांकि शंख सीधे उन्हें अनुभव नहीं करते हैं। प्रयोग हमें यह मानने की अनुमति देते हैं कि पुनर्गठन ज्वार की घटनाओं के साथ वायुमंडल की स्थिति में उन परिवर्तनों की कस्तूरी द्वारा धारणा के कारण होता है।
कैलिफोर्निया के तट से दूर रहने वाली एथरीन मछली अपने जीवन चक्र में वसंत ज्वार की ऊंचाई का उपयोग करती है। उच्चतम ज्वार पर, मादाएं पानी के किनारे पर अंडे देती हैं, उन्हें रेतीली मिट्टी में दबा देती हैं। पानी के पीछे हटने के साथ, कैवियार रहता है
गीली रेत में परिपक्व। फ्राई की रिहाई आधे महीने में होती है और अगले उच्च ज्वार के साथ मेल खाने का समय है।
कई समुद्री और स्थलीय जीवों में एक चंद्र मास के बराबर आवधिकता एक अंतर्जात लय के रूप में पाई गई है। यह चंद्रमा के कुछ चरणों में पॉलीचेट पालोलो कीड़े के प्रजनन, जापानी समुद्री लिली के प्रजनन, कई काइरोनोमिड मच्छरों और मेफ्लाइज़ के झुंड के रूप में प्रकट होता है। कई जानवरों में, प्रकाश की प्रतिक्रिया में, कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों के लिए, और अभिविन्यास की गति में चंद्र माह के बराबर आवधिकता का पता चला था। मनुष्यों में, मासिक धर्म चक्र का सिनोडिक महीने के साथ प्रारंभिक संबंध माना जाता है, संचालित रोगियों में रक्तस्राव की प्रवृत्ति में परिवर्तन आदि का उल्लेख किया जाता है। अधिकांश अंतर्जात चंद्र लय का अनुकूली महत्व अभी भी अज्ञात है।
वार्षिक लय प्रकृति में सबसे सार्वभौमिक हैं। वर्ष के दौरान भौतिक परिस्थितियों में नियमित परिवर्तन के कारण प्रजातियों के विकास में इस आवधिकता के लिए कई तरह के अनुकूलन हुए हैं। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण प्रजनन, वृद्धि, प्रवास और वर्ष की प्रतिकूल अवधि का अनुभव करने से संबंधित हैं। एक छोटे जीवन चक्र वाली प्रजातियों में, वार्षिक लय स्वाभाविक रूप से कई पीढ़ियों में प्रकट होती है (उदाहरण के लिए, डैफ़निया और रोटिफ़र्स में साइक्लोमोर्फोसिस)।
मौसमी परिवर्तन जीवों के शरीर विज्ञान और व्यवहार में गहरा बदलाव हैं, जो उनकी आकृति विज्ञान और जीवन चक्र की विशेषताओं को प्रभावित करते हैं। इन परिवर्तनों की अनुकूली प्रकृति स्पष्ट है: उनके लिए धन्यवाद, प्रजातियों के जीवन में इस तरह के एक महत्वपूर्ण क्षण के रूप में संतानों की उपस्थिति सबसे अनुकूल मौसम के साथ मेल खाने के लिए समयबद्ध हो जाती है, और महत्वपूर्ण अवधि का अनुभव होता है सबसे स्थिर अवस्था।
बाहरी वातावरण में मौसमी परिवर्तन जितना तेज होता है, जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि की वार्षिक आवधिकता उतनी ही अधिक स्पष्ट होती है। शरद ऋतु के पत्तों का गिरना, विभिन्न डायपॉज, हाइबरनेशन, वसा भंडारण, मौसमी मोल, प्रवास आदि मुख्य रूप से समशीतोष्ण और ठंडे जलवायु वाले देशों में विकसित होते हैं, जबकि उष्णकटिबंधीय के निवासियों में, जीवन चक्र में मौसमी आवधिकता कम स्पष्ट होती है।
कई प्रजातियों में वार्षिक लय अंतर्जात हैं। इस तरह की लय को सर्कन (अव्य। वार्षिक - वर्ष) कहा जाता है। यह प्रजनन चक्रों के लिए विशेष रूप से सच है। इस प्रकार, दक्षिणी गोलार्ध के जानवर, उत्तरी के चिड़ियाघरों में रखे जाते हैं, अपनी मातृभूमि में वसंत और गर्मियों के समय, सर्दियों या शरद ऋतु में सबसे अधिक बार प्रजनन करते हैं। अस्कानिया-नोवा रिजर्व में ऑस्ट्रेलियाई शुतुरमुर्ग सर्दियों में सीधे बर्फ पर अपने अंडे देते हैं। डिंगो कुत्ता दिसंबर में पिल्लों को लाता है, जब ऑस्ट्रेलिया में वसंत का अंत होता है। वार्षिक चक्र में प्रजनन के समय की स्थिरता के साथ, किसी को प्रजातियों के परिचय और अनुकूलन को ध्यान में रखना होगा।
सर्दियों में मजबूत पिघलना, गर्मियों में ठंढ आमतौर पर पौधों और जानवरों में मौसमी परिवर्तन को परेशान नहीं करते हैं। इसी समय, वार्षिक चक्र की सटीकता हमेशा अंतर्जात प्रकृति से बहुत दूर होती है। उदाहरण के लिए, कई पौधों के बीज वर्ष के एक कड़ाई से परिभाषित समय पर अंकुरित होते हैं, यहां तक कि प्रयोगात्मक रूप से पूर्ण एनाबियोसिस की स्थिति के बाद भी, जो शरीर में "टाइमकीपिंग" को बाधित करना चाहिए। इसलिए, भूभौतिकीय चक्रों से जुड़े कुछ पर्यावरणीय परिवर्तनों द्वारा अंकुरण को प्रेरित किया जाता है।
वर्तमान में, जीवों की प्रतिक्रिया कमजोर भू-विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के साथ-साथ वायुमंडलीय ज्वार, जो पृथ्वी के घूमने के चक्रों में स्वाभाविक रूप से बदलते हैं, का गहन अध्ययन किया जा रहा है। , कीड़ों की मोटर गतिविधि, आलू के कंद द्वारा ऑक्सीजन की खपत की दर, आदि। .
इस प्रकार, जीवित जीवों में वार्षिक चक्र के अगले चरण की शुरुआत आंशिक रूप से अंतर्जात लय के परिणामस्वरूप होती है, और आंशिक रूप से बाहरी पर्यावरणीय कारकों में उतार-चढ़ाव के कारण होती है। यह उल्लेखनीय है कि वार्षिक आवधिकता सीधे शरीर (तापमान, आर्द्रता, आदि) को प्रभावित करने वाले शक्तिशाली पर्यावरणीय कारकों पर निर्भर नहीं करती है, जो मजबूत मौसम परिवर्तनशीलता के अधीन हैं, लेकिन पर्यावरणीय गुणों पर जो महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए माध्यमिक हैं, हालांकि, साल भर में बहुत स्वाभाविक रूप से बदलें। इस घटना का अनुकूली अर्थ यह है कि मौसम की स्थिति में अल्पकालिक परिवर्तन, आदर्श से उनके संभावित महत्वपूर्ण विचलन, जीवों की जैविक लय को नहीं बदलते हैं, जो पूरे वर्ष प्रकृति में परिवर्तन के सामान्य पाठ्यक्रम के साथ सिंक्रनाइज़ रहता है।
सबसे सटीक और नियमित रूप से बदलते पर्यावरणीय कारकों में से एक है दिन के उजाले की अवधि, दिन के अंधेरे और प्रकाश की अवधि के प्रत्यावर्तन की लय। यह वह कारक है जो ऋतुओं में अभिविन्यास के लिए अधिकांश जीवित जीवों की सेवा करता है।
जीवन की अनुकूलित लय
जीवन की अनुकूली लय
पृथ्वी पर जीवन दिन और रात के नियमित परिवर्तन और ग्रह के अपनी धुरी के चारों ओर और सूर्य के चारों ओर घूमने के कारण ऋतुओं के प्रत्यावर्तन की परिस्थितियों में विकसित हुआ। बाहरी वातावरण की लय आवधिकता बनाती है, यानी अधिकांश प्रजातियों के जीवन में स्थितियों की पुनरावृत्ति। दोनों महत्वपूर्ण, कठिन अवधियों से बचने के लिए, और अनुकूल लोगों को नियमित रूप से दोहराया जाता है।
दैनिक लय। दैनिक लय जीवों को दिन और रात के परिवर्तन के अनुकूल बनाती है। पौधों में, गहन विकास, फूलों का खिलना दिन के एक निश्चित समय तक होता है। दिन के दौरान जानवर गतिविधि में बहुत बदलाव करते हैं। इस आधार पर, दैनिक और निशाचर प्रजातियों को प्रतिष्ठित किया जाता है।
जीवन प्रक्रियाएं, दैनिक के करीब (चित्र। 35)। शरीर, जैसा था, समय की गिनती करते हुए, अपनी आंतरिक घड़ी के अनुसार रहता है।
दैनिक लय शरीर में कई प्रक्रियाओं को पकड़ सकती है। मनुष्यों में, लगभग 100 शारीरिक विशेषताएं दैनिक चक्र के अधीन होती हैं: हृदय गति, श्वास ताल, हार्मोन स्राव, पाचन ग्रंथियों का स्राव, रक्तचाप, शरीर का तापमान, और कई अन्य। इसलिए, जब कोई व्यक्ति सोने के बजाय जाग रहा होता है, तब भी शरीर रात की स्थिति में रहता है और रातों की नींद हराम होती है।
हालांकि, दैनिक लय सभी प्रजातियों में प्रकट नहीं होते हैं, लेकिन केवल उन लोगों में होते हैं जिनके जीवन में दिन और रात का परिवर्तन एक महत्वपूर्ण पारिस्थितिक भूमिका निभाता है। गुफाओं या गहरे पानी के निवासी, जहां ऐसा कोई परिवर्तन नहीं होता है, वे अन्य लय के अनुसार रहते हैं। और स्थलीय निवासियों के बीच, दैनिक आवधिकता सभी में नहीं पाई जाती है। उदाहरण के लिए, छोटे धूर्त दिन या रात की परवाह किए बिना, गतिविधि बदलते हैं और हर 15-20 मिनट में आराम करते हैं। उच्च चयापचय दर के कारण, उन्हें चौबीसों घंटे खाने के लिए मजबूर किया जाता है।
शरीर की दैनिक लय का उल्लंघन
कड़ाई से स्थिर परिस्थितियों में प्रयोगों में, ड्रोसोफिला फल मक्खियाँ दसियों पीढ़ियों तक दैनिक लय बनाए रखती हैं। यह आवधिकता उनमें विरासत में मिली है, जैसा कि कई अन्य प्रजातियों में है। बाहरी वातावरण के दैनिक चक्र से जुड़ी अनुकूली प्रतिक्रियाएं इतनी गहरी हैं।
वार्षिक लय। वार्षिक लय जीवों को परिस्थितियों में मौसमी परिवर्तनों के अनुकूल बनाती है (चित्र 36)। प्रजातियों के जीवन में, विकास की अवधि, प्रजनन, मोल, प्रवास, गहरी सुप्तता स्वाभाविक रूप से वैकल्पिक होती है और इस तरह से दोहराई जाती है कि जीव सबसे स्थिर अवस्था में महत्वपूर्ण मौसम को पूरा करते हैं। सबसे कमजोर प्रक्रिया - युवा जानवरों का प्रजनन और पालन - सबसे अनुकूल मौसम पर पड़ता है। वर्ष के दौरान शारीरिक स्थिति में परिवर्तन की यह आवधिकता काफी हद तक जन्मजात होती है, अर्थात यह आंतरिक वार्षिक लय के रूप में प्रकट होती है। यदि, उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई शुतुरमुर्ग या जंगली डिंगो कुत्ते को उत्तरी गोलार्ध के एक चिड़ियाघर में रखा जाता है, तो उनके प्रजनन का मौसम पतझड़ में शुरू होगा, जब यह ऑस्ट्रेलिया में वसंत होगा। कई पीढ़ियों के माध्यम से आंतरिक वार्षिक लय का पुनर्गठन बड़ी कठिनाई से होता है।
प्रजनन या ओवरविन्टरिंग की तैयारी एक लंबी प्रक्रिया है जो जीवों में महत्वपूर्ण अवधियों की शुरुआत से बहुत पहले शुरू होती है।
तीव्र अल्पकालिक मौसम परिवर्तन (ग्रीष्मकालीन ठंढ, सर्दियों की ठंड) आमतौर पर पौधों और जानवरों की वार्षिक लय को परेशान नहीं करते हैं। मुख्य पर्यावरणीय कारक जो जीव अपने वार्षिक चक्रों में प्रतिक्रिया करते हैं, वह यादृच्छिक मौसम परिवर्तन नहीं है, बल्कि फोटो-अवधि - दिन और रात के अनुपात में परिवर्तन है।
जीवों की दिन की लंबाई में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया करने की क्षमता को फोटोपेरियोडिज्म कहा जाता है।
यदि दिन छोटा हो जाता है, तो प्रजाति सर्दियों की तैयारी शुरू कर देती है, अगर यह लंबी हो जाती है - सक्रिय विकास और प्रजनन के लिए। इस मामले में, जीवों के जीवन के लिए, दिन और रात की लंबाई में परिवर्तन का कारक महत्वपूर्ण नहीं है, बल्कि इसका संकेत मूल्य है, जो प्रकृति में आगामी गहन परिवर्तनों का संकेत देता है।
जैसा कि आप जानते हैं, दिन की लंबाई भौगोलिक अक्षांश पर बहुत अधिक निर्भर करती है। दक्षिण में उत्तरी गोलार्ध में, गर्मी का दिन उत्तर की तुलना में बहुत छोटा होता है। इसलिए, दक्षिणी और उत्तरी प्रजातियां दिन में समान मात्रा में परिवर्तन के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया करती हैं: दक्षिणी प्रजातियां उत्तरी की तुलना में कम दिन में प्रजनन शुरू करती हैं।
उदाहरण और अतिरिक्त जानकारी
गुफा खोजकर्ता - स्पीलियोलॉजिस्ट ने उनकी दैनिक लय का विस्तार से अध्ययन किया। वे एक लंबी अवधि (1-3 महीने) के लिए बिना घड़ी के गुफा में उतरे और समय की अपनी समझ के आधार पर अपना काम, नींद, भोजन और आराम कार्यक्रम बनाया। सतह के साथ संचार एकतरफा था, उन्हें बाहर से कोई सूचना नहीं मिली। बाहर, उनके संकेतों को सावधानीपूर्वक रिकॉर्ड किया गया और उनका विश्लेषण किया गया। यह पता चला कि निरंतर परिस्थितियों में एक व्यक्ति नींद और जागने का एक नियमित चक्र बनाए रखता है, लेकिन इस चक्र की अवधि 24 घंटे के बराबर नहीं होती है, लेकिन कई मिनटों तक भिन्न हो सकती है। कई दिनों में, इस अंतर को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाता है, और थोड़ी देर के बाद, सतह पर दिन होने पर कैवर्स बिस्तर पर चले जाते हैं, और रात में जागते रहते हैं। प्रयोग के अंत में, यह पता चला है कि कई दिनों तक उनकी उलटी गिनती वास्तविक तिथियों से मेल नहीं खाती है।
जानवरों के साथ कई प्रयोगों में समान परिणाम प्राप्त हुए। निरंतर परिस्थितियों में उनकी आंतरिक लय सख्ती से दैनिक नहीं, बल्कि सर्कैडियन हो जाती है; जब दिन और रात बदलते हैं, तो बाहरी लय, जैसा कि यह था, आंतरिक को सही करता है और इसे 24 घंटे के लिए सेट करता है।
समुद्री इंटरटाइडल ज़ोन के निवासियों में सबसे जटिल ताल है। इसलिए, अटलांटिक महासागर के तट पर, पानी दिन में दो बार 12.4 घंटे की अवधि के साथ ऊपर और नीचे गिरता है। नतीजतन, ज्वार का सही समय धीरे-धीरे बदल रहा है। कम ज्वार पर, मोलस्क गोले को कसकर दबाते हैं, और क्रस्टेशियंस रेत में या गीले शैवाल के नीचे छिप जाते हैं। इसके अलावा, दैनिक आवधिकता उनके जीवन की इस लय पर आरोपित है। क्रस्टेशियंस और केकड़े रात की तुलना में दिन के ज्वार के दौरान अधिक सक्रिय होते हैं।
एक ही समय में। प्रयोग में, हालांकि, प्रत्येक उड़ने वाली गिलहरी अपने स्वयं के सर्कैडियन लय के अनुसार रहती थी, और यह अलग-अलग व्यक्तियों में थोड़ी अलग निकली: कुछ व्यक्तियों में यह 5-10 मिनट से पीछे रह गई, दूसरों में यह कई मिनट आगे थी। दिन का। नतीजतन, एक निश्चित अवधि के बाद, समग्र गतिविधि का एक पूर्ण बेमेल हो गया: प्रत्येक जानवर जाग गया और अपने समय पर सो गया। जब दिन और रात का परिवर्तन बहाल किया गया, तो उड़ने वाली गिलहरियों की गतिविधि को फिर से आदेश दिया गया।
व्यापक वितरण वाली प्रजातियां अपनी सीमा के विभिन्न हिस्सों में दिन की समान लंबाई के लिए अलग-अलग प्रतिक्रिया देती हैं। दिन की महत्वपूर्ण अवधि, जिस पर ऑक्सल तितली के लार्वा का विकास और विकास रुक जाता है, सुखुमी के अक्षांश पर 14.5 घंटे, विटेबस्क के आसपास के क्षेत्र में 18.06 घंटे और सेंट पीटर्सबर्ग के पास 19.5 घंटे है।
