التغيرات الموسمية في الوظائف الفسيولوجية. كيف يؤثر الخريف على الشخص

تسمى استجابة الكائنات الحية للتغيرات الموسمية في طول اليوم بالدورة الضوئية. ولا يعتمد مظهره على شدة الإضاءة، بل فقط على إيقاع تناوب فترات الظلام والضوء من اليوم.

يعد التفاعل الضوئي الدوري للكائنات الحية ذا أهمية تكيفية كبيرة، حيث يستغرق الأمر قدرًا كبيرًا من الوقت للاستعداد لتجربة الظروف غير المواتية أو، على العكس من ذلك، لنشاط الحياة الأكثر كثافة. القدرة على الاستجابة للتغيرات في طول اليوم تضمن حدوث تغييرات فسيولوجية مبكرة وتكيف الدورة مع التغيرات الموسمية في الظروف. يعمل إيقاع النهار والليل كإشارة للتغيرات القادمة في العوامل المناخية التي لها تأثير مباشر قوي على الكائن الحي (درجة الحرارة والرطوبة وما إلى ذلك). وخلافا للعوامل البيئية الأخرى، فإن إيقاع الإضاءة يؤثر فقط على السمات الفسيولوجية والمورفولوجية وسلوك الكائنات الحية التي تعتبر تكيفات موسمية في دورة حياتها. بالمعنى المجازي، الفترة الضوئية هي رد فعل الجسم للمستقبل.

على الرغم من أن الدورة الضوئية تحدث في جميع المجموعات النظامية الكبيرة، إلا أنها ليست مميزة لجميع الأنواع. هناك العديد من الأنواع ذات الاستجابة الضوئية الدورية المحايدة، حيث لا تعتمد التغيرات الفسيولوجية في دورة التطور على طول اليوم. وقد طورت هذه الأنواع طرقًا أخرى لتنظيم دورة الحياة (على سبيل المثال، فصل الشتاء في النباتات)، أو أنها لا تحتاج إلى تنظيمها الدقيق. على سبيل المثال، في حالة عدم وجود تغيرات موسمية واضحة، فإن معظم الأنواع لا تظهر عليها الفترة الضوئية. يمتد التزهير والإثمار وموت الأوراق في العديد من الأشجار الاستوائية مع مرور الوقت، وتوجد كل من الأزهار والثمار على الشجرة في نفس الوقت. في المناخات المعتدلة، الأنواع التي تمكنت من الانتهاء بسرعة دورة الحياةوعمليًا لم يتم العثور عليها في حالة نشطة خلال المواسم غير المواتية من السنة، كما أنها لا تظهر تفاعلات دورية ضوئية، على سبيل المثال، العديد من النباتات سريعة الزوال.

هناك نوعان من الاستجابة الضوئية: اليوم القصير واليوم الطويل. ومن المعروف أن طول النهار، بالإضافة إلى الوقت من السنة، يعتمد على الموقع الجغرافي للمنطقة. تعيش أنواع النهار القصير وتنمو بشكل رئيسي في خطوط العرض المنخفضة، بينما تعيش أنواع النهار الطويل وتنمو في خطوط العرض المعتدلة والعالية. في الأنواع ذات النطاقات الواسعة، قد يختلف الأفراد الشماليون في نوع الفترة الضوئية عن الأفراد الجنوبيين. وبالتالي، فإن نوع الفترة الضوئية هو سمة بيئية وليست سمة منهجية للأنواع.

في النباتات والحيوانات طويلة النهار، تعمل زيادة أيام الربيع وأوائل الصيف على تحفيز عمليات النمو والتحضير للتكاثر. يؤدي تقصير أيام النصف الثاني من الصيف والخريف إلى تثبيط النمو والاستعداد لفصل الشتاء. وبالتالي، فإن مقاومة الصقيع للبرسيم والبرسيم تكون أعلى بكثير عندما تزرع النباتات في أيام قصيرة مقارنة بالأيام الطويلة. الأشجار تنمو في المدن القريبة عواميد اضاءة الشوارع، يتم إطالة يوم الخريف، ونتيجة لذلك، يتأخر سقوط الأوراق ويتعرضون في كثير من الأحيان لقضمة الصقيع.

أظهرت الدراسات أن نباتات اليوم القصير حساسة بشكل خاص لفترة الضوء، حيث أن طول اليوم في موطنها يختلف قليلاً على مدار العام، ويمكن أن تكون التغيرات المناخية الموسمية مهمة للغاية. في الأنواع الاستوائية، تعمل الاستجابة الضوئية على إعدادها لمواسم الجفاف والمطر. بعض أصناف الأرز في سريلانكا، حيث يكون إجمالي التغير السنوي في طول اليوم أقل من ساعة، تلتقط اختلافات دقيقة في إيقاع الضوء، وهو ما يحدد موعد ازدهارها.

لا يمكن أن تكون الفترة الضوئية للحشرات مباشرة فحسب، بل غير مباشرة أيضًا. على سبيل المثال، في ذبابة جذر الكرنب، يحدث الكمون الشتوي من خلال تأثير جودة الغذاء، والتي تختلف باختلاف الحالة الفسيولوجية للنبات.

يُطلق على طول فترة النهار، التي تضمن الانتقال إلى المرحلة التالية من التطوير، طول اليوم الحرج لهذه المرحلة. ومع زيادة خط العرض، يزداد طول اليوم الحرج. على سبيل المثال، يحدث الانتقال إلى كمون دودة التفاح عند خط عرض 32 درجة عندما تكون فترة النهار 14 ساعة، 44 درجة - 16 ساعة، 52 درجة - 18 ساعة. غالبًا ما يكون طول اليوم الحرج بمثابة عقبة أمام خط العرض حركة النباتات والحيوانات وإدخالها.

تعتبر الفترة الضوئية للنباتات والحيوانات خاصية وراثية ثابتة ومحددة وراثيا. ومع ذلك، فإن التفاعل الضوئي يتجلى فقط تحت تأثير معين من العوامل البيئية الأخرى، على سبيل المثال، في نطاق درجة حرارة معينة. في ظل مجموعة معينة من الظروف البيئية، من الممكن الانتشار الطبيعي للأنواع إلى خطوط عرض غير عادية، على الرغم من نوع الفترة الضوئية. وهكذا، في المناطق الاستوائية الجبلية العالية هناك العديد من النباتات أتمنى لك يوم طويل، الناس من المناخات المعتدلة.

ولأغراض عملية، يتم تغيير طول ساعات النهار عند زراعة المحاصيل في أرض مغلقة، والتحكم في مدة الإضاءة، وزيادة إنتاج بيض الدجاج، وتنظيم تكاثر الحيوانات ذات الفراء.

يتم تحديد متوسط ​​فترات تطور الكائنات الحية على المدى الطويل في المقام الأول من خلال مناخ المنطقة، حيث تتكيف تفاعلات الفترة الضوئية معها. يتم تحديد الانحرافات عن هذه التواريخ حسب الظروف الجوية. عندما تتغير الظروف الجوية، قد يتغير توقيت المراحل الفردية ضمن حدود معينة. وهذا واضح بشكل خاص في النباتات والحيوانات ذات الحرارة المنخفضة. وبالتالي، فإن النباتات التي لم تكتسب الكمية المطلوبة درجات حرارة فعالة، لا يمكن أن تزدهر حتى في ظل ظروف الفترة الضوئية التي تحفز الانتقال إلى الحالة التوليدية. على سبيل المثال، في منطقة موسكو، تزدهر أشجار البتولا في المتوسط ​​في 8 مايو عندما يصل مجموع درجات الحرارة الفعالة إلى 75 درجة مئوية. ومع ذلك، في الانحرافات السنوية، يختلف توقيت ازدهارها من 19 أبريل إلى 28 مايو. تستجيب الحيوانات المنزلية الحرارة لظروف الطقس من خلال تغيير السلوك وتواريخ التعشيش والهجرات.

يتم إجراء دراسة أنماط التطور الموسمي للطبيعة من خلال فرع تطبيقي خاص من علم البيئة - علم الفينولوجيا (الترجمة الحرفية من اليونانية - علم الظواهر).

وفقًا لقانون هوبكنز المناخي الحيوي، الذي اشتقه فيما يتعلق بظروف أمريكا الشمالية، فإن توقيت ظهور الظواهر الموسمية المختلفة (الفينودات) يختلف في المتوسط ​​بمقدار 4 أيام لكل درجة من خطوط العرض، ولكل 5 درجات من خطوط الطول و لارتفاع 120 مترًا، أي كلما اتجهنا شمالًا وشرقًا وأعلى، كلما تأخر بداية الربيع وبداية الخريف مبكرًا. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد التواريخ الفينولوجية على الظروف المحلية (التضاريس، والتعرض، والبعد عن البحر، وما إلى ذلك). في أوروبا، يتغير توقيت بداية الأحداث الموسمية لكل درجة من خطوط العرض ليس بمقدار 4، بل بمقدار 3 أيام. وبربط نقاط على الخريطة بنفس الفينودات يتم الحصول على خطوط عزل تعكس مقدمة تقدم الربيع وبداية الظواهر الموسمية التالية. لقد أهمية عظيمةلتخطيط العديد من الأنشطة الاقتصادية، وخاصة العمل الزراعي.

تؤثر التغيرات المناخية الموسمية على عمل الجسم. دعونا ننظر في كيفية التعامل مع هذا.

تعتمد الحالة العاطفية بشكل مباشر على الطقس، لذلك في الخريف والشتاء، عندما تصبح الأيام أقصر، والأيام المشمسة أقل وأقل، فمن السهل الوقوع في الاكتئاب.

كيفية التعامل مع البلوز الخريف

الشيء الرئيسي هو عدم التعلق بالمزاج السيئ. سوف تنقذ الفيتامينات (الفواكه والخضروات) والنشاط البدني. للحفاظ على جسمك في حالة جيدة، يكفي المشي يوميًا: 30 دقيقة قبل العمل و1.5 ساعة بعده - هذا مجرد مثال :) ما عليك سوى النزول قبل محطة واحدة أو المشي إلى المترو. وهذا مهم بشكل خاص إذا كنت تقضي معظم يوم عملك جالسًا أمام الكمبيوتر.

الإيقاعات الحيوية البشرية في الخريف

بسبب تقصير ساعات النهار، فإن الجسم "يضيع في الوقت المناسب" ويعاني من التوتر. ونتيجة لذلك تظهر التغيرات الموسمية - الضعف والنعاس واللامبالاة.

ما يجب القيام به: هناك أيام يكون فيها من المستحيل تمامًا النهوض من السرير. وإذا نجحت، فأنت تنجذب إلى النوم طوال اليوم دون حسيب ولا رقيب. الطريقة الفعالة للاستيقاظ هي التنفس ببطء وعمق 10 مرات، وممارسة التمارين الرياضية وشرب كوب من الخضار الطازجة أو عصيرها. عصير فواكه. ويحمل الدم الأكسجين إلى جميع خلايا الجسم، كما ينشط الجلوكوز نشاط الدماغ.

تعتمد القوة والحالة الجيدة أيضًا على التدفق الليمفاوي المناسب. يتحرك اللمف عبر الأوعية والشعيرات الدموية بسبب تقلص العضلات، مما يحرر الجسم من السموم. يمكنك تحفيز التدفق الليمفاوي بالتدليك. عند الاستحمام، افركي جسمك بحركات من الأسفل إلى الأعلى - من القدمين إلى الوركين، ومن العظام إلى الكتفين، ومن الخصر إلى الرقبة.

أمراض الجهاز الهضمي

يستعد الجسم بشكل مكثف لفصل الشتاء ويتراكم احتياطيات الدهون. يعاني الكثير من الأشخاص من شعور دائم بالجوع في هذا الوقت، كما يعاني البعض من اضطرابات في المعدة.

وقاية

لتجنب تفاقم أمراض الجهاز الهضمي، استبعاد الأطعمة الحارة والمالحة والدهنية والمشروبات الغازية والتوابل من نظامك الغذائي. يوصى بتناول الطعام في كثير من الأحيان، ولكن في أجزاء صغيرة. من الأفضل طهي الأطباق على البخار. إذا كانت معدتك حساسة بشكل خاص، فانتقل إلى الأطعمة المهروسة لفترة من الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يوصى بتناول حفنة من المكسرات والفواكه المجففة (المنقوعة مسبقًا في الماء طوال الليل)، فلها تأثير مفيد على العمل. الجهاز الهضمي، إذا تم تناولها باعتدال بالطبع.

أمراض القلب

مثل باقي أعضاء الجسم، القلب نظام الأوعية الدمويةفي فترة الخريف يعمل في الوضع المكثف. قد تكون التغيرات في ضغط الدم مثيرة للقلق، ويكون مرضى القلب معرضين للخطر بشكل عام.

وقاية

من الضروري أن تحد من نفسك في بعض الأطعمة. على سبيل المثال، يوصى بشدة بالتخلي عن الملح والأطعمة المالحة بشكل عام - الرنجة والكافيار والزيتون والخيار والأسماك المجففة وما إلى ذلك. أنها تساهم في سماكة الدم ويمكن أن تسبب سكتة دماغية أو نوبة قلبية. لكن يمكنك تناول الكثير من المكسرات والفواكه المجففة والخضروات، فهي تحتوي على مواد تقوي عضلة القلب. يوصى ببدء اليوم بكوب من الماء و فطور صحي- سلطة فواكه أو فواكه.

يحدث تغيير الفصول في كثير من الأحيان وهذا يعني لكل واحد منا، على الأقل، الحاجة إلى تحديث خزانة الملابس الخاصة بنا. الحد الأقصى هو الرغبة الطبيعية للجسم في تكيف جميع الأعضاء والأنظمة مع الموسم المناخي الجديد، وتقوية جهاز المناعة، وتنشيط مناطق معينة من الدماغ، وبدء أو إبطاء عمليات معينة. كل هذا هو المسؤول عن الإيقاعات الحيوية البشرية الموسمية.

عمليات الإيقاعات الحيوية الموسمية

لتغير الفصول تأثير كبير على الإنسان ونشاطه الحياتي وتفكيره، على الرغم من أن الشخص اليوم لا يلاحظ التغييرات عمليًا، أي أنه ببساطة لا ينتبه إليها ولا يربطها على وجه التحديد بانتقال الفصول. الشتاء إلى الصيف، الخريف إلى الشتاء، الخ. وفي الوقت نفسه، تنتظر كل خلية من أجسادنا تقريبًا تغير ساعات النهار، وكيف ستغير أعاصير الرياح والمناخ حركتها، وكم ستصبح أكثر برودة، وأكثر من ذلك بكثير.

تحدد العمليات التي تخضع للمسار الطبيعي للفصول قدرة الشخص على التكيف مع بيئته، ليس فقط الطبيعية، ولكن أيضًا الاجتماعية - تحدد الإيقاعات الحيوية الموسمية مقاومة الشخص للإجهاد واستعداده الفكري.

يمكن اتخاذ النمط التالي كأساس لتأثير الإيقاعات الحيوية الموسمية على النشاط البشري: في فترة الربيع والصيف، يكون الجهاز العصبي أكثر حساسية وإثارة، ويستجيب بسرعة للتغيرات، ولكن في فترة الخريف والشتاء يكون هناك عكس ويحدث رد فعل من الجهاز العصبي، ويقل نشاط الأعضاء، وتضعف القدرات الفكرية. خلال فترة الشتاء، غالبًا ما يكون الأشخاص عرضة للاكتئاب طويل الأمد، ويكونون أكثر عرضة للأمراض، ويواجهون صعوبة في التعافي من التعب المزمن. في الربيع، يمكننا أن نلاحظ زيادة في وظائف الجسم الوقائية وإنتاج أكثر نشاطًا للهرمونات، بما في ذلك هرمون “السعادة” والهرمونات الجنسية.

يعتمد نشاط جميع الأعضاء والأنظمة على ظاهرة الإيقاعات الحيوية الموسمية وعلى مدى سهولة أو صعوبة تحملها من قبل الشخص نفسه. حتى إيقاعات الساعة البيولوجية الأساسية، والتي لها أهمية مركزية للتنمية البشرية وأدائها، تعتمد أيضًا بشكل كبير على مسار الإيقاعات الموسمية.

لماذا من المهم النظر في تأثير الإيقاعات الحيوية الموسمية؟

هناك العديد من العوامل التي تؤكد الاعتماد المباشر لتأثير التغيرات الموسمية في الطبيعة على التغيرات في الجسم، بما في ذلك التغيرات الميكانيكية، أي تلك التي يقوم بها أشخاص آخرون. اعتمادا على الموسم المناخي:

هل يتحسنون أم يسوءون؟ التدخلات الجراحية;
يتم امتصاص الأدوية أو عدم امتصاصها، فيزداد تأثيرها على الجسم سوءًا؛
الأمراض، وكذلك التغيرات المرتبطة بالعمر، تمر بسرعة أو مع مضاعفات؛
قد تحدث انفجارات عاطفية، إيجابية وأخرى طابع سلبي;
يمكن التقاطها أفضل فترةللحمل والإنجاب.
هناك إمكانية لإيجاد فترة مواتية ل شخص معينفي العمل والمجال الشخصي.

العواقب على الصحة العامة بسبب اضطراب الإيقاعات الحيوية الموسمية

نظرا لأن عمليات الإيقاعات الحيوية الموسمية في جسم الإنسان هي المسؤولة عن كل شيء تقريبا، فإن عواقب انتهاك هذه الظواهر البيولوجية تؤثر على جميع الأجهزة والأنظمة تقريبا. في المقابل، لا يتعين عليك الانتظار طويلا حتى تحصل على "أعطال" من نظام الإيقاع الحيوي، وهو ما تسهله الحياة في العالم المتحضر، في مجتمع نسي منذ فترة طويلة معنى اتباع نداء الطبيعة.

على الرغم من أن الشتاء هو فترة انتظار وجمع القوة لجسمنا، إلا أننا نستخدمه بلا رحمة في العمل، ونملأه بوفرة من الطعام غير الضروري خلال الإجازات، مما يؤدي إلى تفاقم مسار العديد من الأمراض. في هذا الوقت، يتم تعزيز الإجهاد أيضا، ويتراكم التعب، الأمر الذي يؤدي في النهاية إلى الاكتئاب المطول بالفعل في الربيع والصيف.

لكن هذه مجرد مشاكل سطحية. إذا نظرنا أعمق قليلا، فسنرى أنه حتى عدم الامتثال الجزئي للإيقاعات الحيوية الموسمية، فإن الرغبة في "كسر" احتياجاتها الطبيعية تؤدي إلى اضطرابات في عمل الخلايا ونقل الشفرة الوراثية. وهذا بدوره يؤثر على القدرات التكيفية للأجيال القادمة. ولهذا فإن مراقبة التغيرات التي تطرأ على حالتك خلال الفصول المتغيرة أمر في غاية الأهمية، كما أن الحياة نفسها مهمة. إن المهمة الرئيسية للشخص الذي يسعى إلى الحفاظ على القدرات الطبيعية لجسمه للحماية والتطوير والتكاثر هي الحساسية تجاه نفسه وجسده وجسده. الحالة الذهنية. إن إعداد جداول الأنشطة الفردية سيأتي إلى الإنقاذ.

أثناء الصقيع والرياح الشديدة، يتجمع 200-300، وأحيانًا 500 من طيور البطريق في حشد من الناس، ويستقيمون حتى ارتفاعهم الكامل، ويضغطون بإحكام على بعضهم البعض، ويشكلون ما يسمى بـ "السلحفاة" - دائرة كثيفة. تدور هذه الدائرة ببطء ولكن بشكل مستمر حول المركز، حيث تقوم الطيور المتجمعة بتدفئة بعضها البعض. بعد العاصفة تفرقت طيور البطريق. لقد اندهش العلماء الفرنسيون من هذا التنظيم الحراري "الاجتماعي". وبقياس درجة الحرارة داخل “السلحفاة” وعلى طول حوافها، اقتنعوا أنه عند 19 درجة تحت الصفر، تصل درجة حرارة الطيور في المركز إلى 36 درجة مئوية، وبحلول وقت قياس درجة الحرارة كانت الطيور تتضور جوعا لمدة شهرين تقريبًا. وحده البطريق يفقد أكثر من 200 جرام من وزنه كل يوم، وفي "السلحفاة" يفقد حوالي 100 جرام، أي أنه "يحرق" نصف كمية الوقود.

نحن نرى أن ميزات التكيف لها أهمية كبيرة لبقاء النوع. في شهري مايو ويونيو، عندما يحل الشتاء في القارة القطبية الجنوبية، تضع طيور البطريق الإمبراطور بيضًا يزن حوالي 400-450 جرامًا، وتصوم الأنثى حتى يوم وضع البيضة. ثم تذهب إناث طيور البطريق في رحلة بحث عن الطعام لمدة شهرين، ولا يأكل الذكور شيئًا خلال هذا الوقت، مما يؤدي إلى تدفئة البيضة. وكقاعدة عامة، تفقس الكتاكيت من البيضة بعد عودة الأم. تقوم أمهاتهم بتربية الكتاكيت في الفترة من يوليو إلى ديسمبر تقريبًا.

في فصل الربيع في القطب الجنوبي، تبدأ كتل الجليد في الذوبان والتفكك. تحمل هذه الكتل الجليدية طيور البطريق الصغيرة والبالغة إلى البحر المفتوح، حيث يتم تشكيل الصغار أخيرًا إلى أعضاء مستقلين في مجتمع البطريق المذهل. تتجلى هذه الموسمية من سنة إلى أخرى.

التغيرات الموسمية في العمليات الفسيولوجيةويلاحظ أيضا في البشر. تم تجميع العديد من المعلومات حول هذا الموضوع. تشير ملاحظات العلماء إلى أن "استيعاب الإيقاع" (A. A. Ukhtomsky) لا يحدث فقط في فترات زمنية صغيرة، ولكن أيضًا في فترات زمنية كبيرة. ألمع المؤقتة التغيرات الدوريةالعمليات الفسيولوجية هي تغيرات موسمية سنوية، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بدورات الأرصاد الجوية الموسمية، وهي زيادة في التمثيل الغذائي الأساسي في الربيع وانخفاض في الخريف والشتاء، وزيادة في نسبة الهيموجلوبين في الربيع والصيف، وتغير في استثارة مركز التنفس في فصلي الربيع والصيف. لقد وجد العلماء أن محتوى الهيموجلوبين وعدد خلايا الدم الحمراء في دم الإنسان في الشتاء أعلى بنسبة 21٪ منه في الصيف. يرتفع الحد الأقصى والحد الأدنى لضغط الدم من شهر لآخر مع انخفاض درجات الحرارة. يصل الفرق بين مستويات ضغط الدم في الصيف والشتاء إلى 16%. نظام الأوعية الدموية والدم حساسان بشكل خاص للتغيرات الموسمية. الحد الأقصى والحد الأدنى لضغط الدم في الصيف أقل منه في الشتاء. يكون عدد خلايا الدم الحمراء عند الرجال أعلى قليلا في الصيف، وأقل عند النساء منه في الشتاء، ومؤشر الهيموجلوبين، على العكس من ذلك، أقل عند الرجال في الصيف، ويرتفع عند النساء عنه في المواسم الأخرى. يكون مؤشر لون الدم في الصيف أقل منه في المواسم الأخرى.

سلونيم وزملاؤه حصلوا على بيانات مختلفة بعض الشيء عند مراقبة الأشخاص الذين يعيشون في الشمال. ووجدوا أن أعلى نسبة لهيموجلوبين الدم لوحظت في أشهر الصيف، وأقلها في الشتاء والربيع. تم تجميع كمية كبيرة من المواد التجريبية حول دراسة الديناميكيات الموسمية لكرات الدم الحمراء والهيموجلوبين وضغط الدم والنبض وتفاعل ترسيب كرات الدم الحمراء (ERS) بواسطة M. F. Avazbakieva في ظل ظروف آسيا الوسطىوكازاخستان. تم فحص حوالي 3000 شخص (2000 رجل و1000 امرأة). لقد ثبت أن العائد على حقوق المساهمين عند الرجال يتسارع إلى حد ما في الصيف، ولكن عند الوصول إلى الجبال في جميع فصول السنة، كقاعدة عامة، يتباطأ. يعتقد العلماء أن التغيرات في العائد على حقوق الملكية التي لوحظت في الجبال ترجع إلى عمل الإشعاع الشمسي. تشير هذه التغييرات إلى التأثير المفيد العام لمناخ أعالي الجبال على البشر وانخفاض في انهيار البروتين أثناء التأقلم.

في المختبر، يمكن أن يؤدي تعريض الشخص للأشعة فوق البنفسجية إلى تغييرات مشابهة لتلك التي لوحظت في الظروف الطبيعيةالمرتفعات. بانتظام، على مدى فترة طويلة من الزمن، فحص 3746 شخصًا يعيشون في كييف، وجد V. V. Kovalsky أن الحد الأقصى لمحتوى الهيموجلوبين في دم الرجال يحدث في الربيع (بشكل رئيسي في مارس)، وفي النساء - في الشتاء (في أغلب الأحيان في يناير) ). لوحظ الحد الأدنى لمحتوى الهيموجلوبين عند الرجال في أغسطس وعند النساء - في يوليو.

في القرود السفلية (قرد البابون حمادرياس)، تحدث تقلبات موسمية في معايير الدم البيوكيميائية مثل السكر والكوليسترول، النيتروجين المتبقي، البروتينات، حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك. اكتشف ذلك في وقت الشتاءانخفض مستوى السكر في الدم، وارتفعت نسبة حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك والكوليسترول مقارنة بفترة الصيف. لقد وجد أنه إذا انخفض مستوى التمثيل الغذائي الأساسي في المنطقة الوسطى بشكل ملحوظ في الشتاء، وربما يرجع ذلك إلى حقيقة أنه في الشتاء ينخفض ​​​​تحفيز الضوء (الأيام القصيرة) وينخفض ​​النشاط البدني للشخص، فعندما يتحرك الشخص في شتاءً من المنطقة الوسطى إلى ظروف المناطق شبه الاستوائية في أبخازيا، فينقل جسدها من ظروف الشتاء إلى ظروف الربيع والصيف. وفي هذه الحالات يزداد التبادل، ولا يتغير معامل التنفس عمليا في أشهر الشتاء ويبقى كما هو في الصيف. ويعتبر المؤلف هذه التغييرات حالة فريدة من انحراف الإيقاع الموسمي عند البشر.

ووفقا لبعض الباحثين، فإن التباين الموسمي للعمليات الفسيولوجية الملاحظ على مدار العام إلى حد ما يكرر دوريتها اليومية، وتتزامن حالة الكائنات الحية في الصيف والشتاء إلى حد ما مع حالتها أثناء النهار والليل. دراسة سلوك الخفافيش في كهف أدزابا بالقرب من سوخومي، أ.د. يلاحظ سلونيم أن التغيرات الدورية اليومية في التنظيم الحراري تتزامن مع هروب الفئران من الكهف - فترة نشاطها في المساء والليل، ويتم التعبير عن هذا الإيقاع بشكل أفضل في الربيع و الصيف.

الربيع، الربيع... كل ربيع يثيرنا من جديد. o في الربيع، نشعر جميعًا، بغض النظر عن العمر، بهذا الشعور المثير عندما نكون مستعدين لتكرار الشعراء والشباب: كل شيء في هذا الربيع مميز. الربيع يضع الشخص في مزاج خاص، لأن الربيع هو، أولا وقبل كل شيء، الصباح، الصحوة المبكرة. كل شيء حولك يتجدد بطبيعته. لكن الإنسان أيضًا جزء من الطبيعة، ويأتي الربيع في كل واحد منا. الربيع ليس وقت الأمل فحسب، بل هو وقت القلق أيضًا.

اسأل أي مزارع، وسوف يجيبك أنه في الربيع يكون الشخص الذي ربط حياته بالأرض أكثر قلقًا من أي وقت مضى. يجب علينا أن نقدر كل الفصول، كل الاثني عشر شهرا. أليس الخريف رائعا! إنه الخريف الغني بالمحاصيل الغنية في الحدائق والحقول والبساتين، والألوان الزاهية، وأغاني الأعراس. منذ زمن بوشكين، كان من المعتاد اعتبار هذا الوقت من العام وقتًا رائعًا عندما يأتي الإلهام إلى الشخص، عندما تأتي موجة من القوة الإبداعية ("وكل خريف أزهر مرة أخرى ..."). وخير دليل على ذلك هو خريف بولدينو لبوشكين. سحر الخريف القاهر. ولكن "كيف نفسر هذا؟" - سأل الشاعر نفسه.

عادة ما يكون شغف الشخص بموسم معين ذاتيًا. ومع ذلك، لاحظ العلماء أنه في الخريف يزداد معدل التمثيل الغذائي للشخص والنغمة العامة للجسم، وتتكثف عمليات الحياة، ويلاحظ زيادة في الوظائف الحيوية، ويزداد استهلاك الأكسجين. كل هذا هو رد فعل طبيعي للتكيف، وإعداد الجسم لشتاء طويل وصعب. بالإضافة إلى ذلك، فإن ألوان الخريف - الأصفر والأحمر - لها تأثير مثير على الإنسان. بعد حرارة الصيف، ينشط الهواء البارد. صور الطبيعة الباهتة، التي تساعد في البداية على الحزن والتفكير، تنشط فيما بعد نشاط الشخص السليم.

أليس للفصول الأخرى - الشتاء والصيف - سحرها الخاص؟ لا توجد فترات توقف بين الفصول - فالحياة مستمرة. بغض النظر عن مدى شدة الصقيع، ومهما كان الشتاء كثيفًا في الخارج، فإنه لا يزال ينتهي بذوبان الثلوج. ووضوح شروق الشمس الربيعي يفسح المجال ليوم صيفي حار. العلاقة بين وظيفة الجسم والفصول، والتي لاحظها أبقراط وابن سينا ​​لأول مرة، لفترة طويلةلم يجد أي أساس علمي.

لقد ثبت الآن أن أحد مزامنات الإيقاعات الموسمية، وكذلك الإيقاعات اليومية، هو طول ساعات النهار. بيانات البحوث التجريبيةتبين أن ارتفاع الإيقاع الداخلي يصل إلى الحد الأقصى في فترة الربيع والصيف، والحد الأدنى في فترة الخريف والشتاء. تحليل البيانات التجريبية يشير إلى ذلك ميزة مميزةالتغيرات الموسمية في تفاعل الجسم - غياب التحولات أحادية الاتجاه في مكوناته المختلفة. وهذا يعطي سببا للاعتقاد بأن التغيرات الموسمية تعتمد على الجدوى البيولوجية لكل عنصر من مكوناتها، مما يضمن الثبات البيئة الداخليةجسم. ربما يرتبط الحد الأقصى الوظيفي للربيع والصيف بالمرحلة الإنجابية في حياة الجسم. إن التعزيز المتزامن لوظيفة مختلف الغدد الصماء التي لوحظت خلال هذه الفترة هو بمثابة مؤشر واضح على السمة الثابتة للتطور في الكائن الحي، والتي تهدف إلى تعزيز عمليات التمثيل الغذائي خلال فترة التكاثر.

التردد الموسمي للنشاط الحيوي للجسم - مظهر عامتكيف الجسم مع الظروف البيئية. إن تزامن الإيقاعات البيولوجية مع الدورات الجيوفيزيائية للأرض، والذي يفضل التمايز بين الأنواع من النباتات والحيوانات، لم يفقد أهميته بالنسبة للبشر. تم إثبات اعتماد تواتر حالات الأمراض المختلفة على الوقت من العام. تشير دراسة البيانات المقدمة ومعدلات الاستشفاء في مواسم مختلفة من السنة للمرضى في ثلاث عيادات كبيرة في لينينغراد إلى أن الأمراض المختلفة لها موسمية مختلفة. الشتاء هو الفترة غير المواتية للمرضى ارتفاع ضغط الدم. بالنسبة للمرضى الذين يعانون من مرض الشريان التاجي، تبين أن الخريف هو موسم خطير بشكل خاص. تتميز هذه الفترة بأكبر عدد من زيارات أطباء الطوارئ للمرضى الذين يعانون من احتشاء عضلة القلب والذبحة الصدرية. ومقارنة بفصول السنة الأخرى فقد تم تسجيله في فصل الربيع أكبر عددالانتهاكات الدورة الدموية الدماغيةوأصغرها في الصيف.

الربيع وبدرجة أقل فترات الخريف- الأقل تهديداً لحدوث الأمراض المعدية. إن إجراء مزيد من الدراسة للتكرار الموسمي للأمراض سيسمح لنا بتطوير تدابير علاجية ووقائية قائمة على أساس علمي.

تشمل التغيرات الموسمية تحولات عميقة في الجسم تتأثر التغيرات الغذائيةودرجة الحرارة المحيطة والنظام الشمسي المشع وتحت تأثير التغيرات الدورية في الغدد الصماء المرتبطة بشكل أساسي بتكاثر الحيوانات. إن مسألة العوامل البيئية التي تحدد الدورية الموسمية معقدة للغاية ولم يتم حلها بالكامل بعد؛ في تكوين الدورات الموسمية، تصبح التحولات في وظائف الغدد التناسلية ذات أهمية كبيرة، الغدة الدرقيةالخ، ذات طابع مستقر للغاية. هذه التغييرات، الراسخة من الناحية المورفولوجية، مستقرة جدًا في تطورها المتسلسل بالنسبة للأنواع المختلفة وتعقد بشكل كبير تحليل تأثير العوامل الفيزيائية المسببة للدورية الموسمية.

تشمل التغيرات الموسمية في الجسم أيضًا ردود أفعال سلوكية. وهي تتكون إما من ظواهر الهجرات والهجرات (انظر أدناه) أو من ظواهر السبات الشتوي والصيفي أو أخيرًا في أنشطة مختلفة لبناء الجحور والملاجئ. هناك علاقة مباشرة بين عمق جحور بعض القوارض وانخفاض درجة الحرارة في فصل الشتاء.

يعد وضع الإضاءة ذا أهمية كبيرة للنشاط اليومي الإجمالي للحيوان. ولذلك، لا يمكن النظر في الدوريات الموسمية دون التوزيع العرضي للكائنات الحية. ويبين الشكل 22 مواسم تكاثر الطيور عند خطوط العرض المختلفة لنصفي الكرة الشمالي والجنوبي. من الواضح أن توقيت التكاثر قد تحول إلى الأشهر السابقة عند الانتقال من الشمال إلى الجنوب في نصف الكرة الشمالي وصورة مرآة تقريبًا لهذه العلاقات في نصف الكرة الجنوبي. ومن المعروف أن تبعيات مماثلة للثدييات، على سبيل المثال، الأغنام. هنا نعتبر بشكل رئيسي

التغيرات الفسيولوجيةفي الجسم، ويحدث في المناخ المعتدل في خطوط العرض الوسطى في نصف الكرة الشمالي. تتعلق أكبر التغييرات في الجسم خلال الفصول بنظام الدم والتمثيل الغذائي العام والتنظيم الحراري والهضم جزئيًا. من الأهمية بمكان بالنسبة للكائنات الشمالية تراكم الدهون كطاقة محتملة يتم إنفاقها على الحفاظ على درجة حرارة الجسم ونشاط العضلات.

يمكن ملاحظة أكثر التغيرات الملحوظة في النشاط الحركي في المواسم المختلفة في الحيوانات النهارية، وهو ما يرتبط بلا شك بنظام الإضاءة. من الأفضل دراسة هذه العلاقات على القرود (Shcherbakova، 1949). عند الاحتفاظ بالقرود ل على مدار السنةعند درجة حرارة بيئية ثابتة، يعتمد إجمالي النشاط اليومي على طول ساعات النهار: حدثت زيادة في النشاط في شهر مايو

ويونيو. ولوحظت زيادة في إجمالي النشاط اليومي في شهري ديسمبر ويناير. لا يمكن بأي حال من الأحوال أن يُعزى هذا الأخير إلى تأثير ساعات النهار وربما يرتبط بمظاهر الربيع في الطبيعة في ظروف سوخومي (الشكل 23).

وكشفت هذه الدراسات أيضًا عن دورية موسمية كبيرة في درجة حرارة الجسم لدى القرود. وقد لوحظت أعلى درجة حرارة في المستقيم في يونيو، وأدنى درجة حرارة في يناير. ولا يمكن تفسير هذه التحولات بالتغيرات في درجة حرارة البيئة الخارجية، حيث ظلت درجة حرارة الغرفة ثابتة. ومن المحتمل جدًا أن يكون هناك تأثير للتبريد الإشعاعي بسبب انخفاض درجة حرارة جدران الغرفة.

في ظل الظروف الطبيعية (Khrustselevskiy وKopylova، 1957)، تظهر فئران براندت في جنوب شرق ترانسبايكاليا ديناميكيات موسمية قوية للنشاط الحركي. لديهم انخفاض حاد في النشاط - يخرجون من جحورهم في يناير ومارس ونوفمبر وديسمبر. أسباب هذا النمط من السلوك معقدة للغاية. وترتبط بطبيعة الحمل عند الإناث النشيطة عادة، مع توقيت شروق الشمس وغروبها، وارتفاع درجات الحرارة في الصيف وانخفاضها في الشتاء. يعد النشاط اليومي المدروس في الطبيعة أكثر تعقيدًا ولا يعكس دائمًا الصورة التي حصل عليها الباحث باستخدام التقنية الأكتوغرافية.

تم اكتشاف علاقات معقدة بنفس القدر (ليونتييف، 1957) بين فأر براندت والجربوع المنغولي في منطقة أمور.

في المنك (Ternovsky، 1958)، لوحظت تغييرات كبيرة في النشاط الحركي اعتمادا على المواسم. ويحدث أكبر نشاط في فصلي الربيع والصيف، ويرجع ذلك على ما يبدو إلى طول ساعات النهار. ومع ذلك، مع انخفاض درجات الحرارة، يتناقص النشاط، وكذلك هطول الأمطار. تظهر جميع ذوات الحوافر في القطيع، دون استثناء، تغيرات موسمية في كثافة القطيع، والتي يتم التعبير عنها بوضوح في الموظ. في الرنة، تكون علاقات القطيع (التجميع، بعد بعضها البعض) أكثر وضوحا في الخريف مما كانت عليه في الصيف أو الربيع (Salgansky، 1952).

من الأفضل دراسة التغيرات الموسمية في عملية التمثيل الغذائي (الأيض الأساسي). في عام 1930، اكتشف الباحث الياباني إيشيدا (إيشيدا، 1930) اكتشف زيادة كبيرة في التمثيل الغذائي الأساسي لدى الفئران في الربيع. ثم تم تأكيد هذه الحقائق من خلال العديد من الدراسات (قيصر, 1939; البائعين, سكوت أ. توماس, 1954; كوكاريف, 1957; جيلينو أ. هيروكس، 1962). وقد ثبت أيضًا أن معدل الأيض الأساسي في الفئران في الشتاء يكون أقل بكثير منه في الصيف.

توجد تغيرات موسمية مذهلة للغاية في عملية التمثيل الغذائي الأساسي في الحيوانات التي تحمل الفراء. وبالتالي، فإن التمثيل الغذائي الأساسي في الثعالب القطبية الشمالية في الصيف مقارنة بالشتاء يزيد بنسبة 34٪، وفي الثعالب السوداء الفضية - بنسبة 50٪ (فيرستوف، 1952). لا ترتبط هذه الظواهر بلا شك بالدورة الموسمية فحسب، بل ترتبط أيضًا بارتفاع درجة الحرارة الذي يحدث في الصيف (انظر الفصل 1). الخامس) ولاحظها باحثون مختلفون في الثعالب القطبية الشمالية وكلاب الراكون (سلونيم، 1961). في الفئران الرمادية في القطب الشمالي، تم العثور على زيادة في التمثيل الغذائي في الربيع وانخفاض في الخريف.

دراسة التنظيم الحراري الكيميائي في الأنواع القطبية (الثعالب القطبية الشمالية، الثعالب، الأرانب البرية) التي تقضي الشتاء في حديقة حيوان لينينغراد (إيزاكيان وأكورين،

1953)، في ظل نفس ظروف الاحتجاز، أظهرت تغيرات موسمية حادة في التنظيم الحراري الكيميائي في الثعالب وكلاب الراكون وغياب التغيرات الموسمية في الثعلب القطبي الشمالي. هذا واضح بشكل خاص في أشهر الخريف، عندما تكون الحيوانات في الفراء الصيفي. يشرح المؤلفون هذه الاختلافات من خلال ردود أفعال محددة لسكان القطب الشمالي - الثعالب القطبية الشمالية - للتغيرات في الإضاءة. إنها الثعالب القطبية الشمالية التي ليس لديها أي تنظيم حراري كيميائي تقريبًا في الخريف، على الرغم من أن الطبقة العازلة من الصوف لم تصبح شتاءً بعد بحلول هذا الوقت. من الواضح أن هذه التفاعلات الخاصة بالحيوانات القطبية لا يمكن تفسيرها فقط بالخصائص الفيزيائية جلد: إنها نتيجة لخصائص معقدة خاصة بالأنواع للآليات العصبية والهرمونية للتنظيم الحراري. يتم دمج هذه التفاعلات في الأشكال القطبية مع العزل الحراري (شولاندر وزملاء العمل، انظر الصفحة 208).

كمية كبيرة من المواد المتعلقة بالتغيرات الموسمية في تبادل الغازات في أنواع مختلفة من القوارض (كالابوخوف، ليديجينا، مايزيليس وشيلوفا، 1951؛ كالابوخوف، 1956، 1957؛ ميخائيلوف، 1956؛ سكفورتسوف، 1956؛ تشوجونوف، كودرياشوف وتشوجونوفا، 1956، إلخ) .) أظهر أنه في القوارض غير السباتية، يمكن ملاحظة زيادة في التمثيل الغذائي في الخريف وانخفاض في الشتاء. وتتميز أشهر الربيع بزيادة التمثيل الغذائي، وأشهر الصيف بانخفاض نسبي. تم الحصول على نفس البيانات الخاصة بمواد كبيرة جدًا بالنسبة لفئران الحقل الشائع وفئران البنك في منطقة موسكو.

يمكن تمثيل المنحنى الموسمي للتغيرات الأيضية في الثدييات التي لا تدخل في حالة سبات بشكل تخطيطي على النحو التالي. لوحظ أعلى مستوى من التمثيل الغذائي في الربيع خلال فترة النشاط الجنسي، عندما تبدأ الحيوانات، بعد تقييد الغذاء في فصل الشتاء، أنشطة إنتاج الغذاء النشطة. في الصيف، ينخفض ​​مستوى التمثيل الغذائي مرة أخرى إلى حد ما بسبب ارتفاع درجات الحرارة، وفي الخريف يرتفع قليلاً أو يبقى عند مستوى الصيف، وينخفض ​​تدريجياً نحو الشتاء. في فصل الشتاء، هناك انخفاض طفيف في عملية التمثيل الغذائي الأساسي، وبحلول الربيع يرتفع بشكل حاد مرة أخرى. هذا النمط العام للتغيرات في مستوى تبادل الغازات على مدار العام للأنواع الفردية وفي الظروف الفردية يمكن أن يختلف بشكل كبير. وهذا ينطبق بشكل خاص على حيوانات المزرعة. وهكذا فإن التمثيل الغذائي الأساسي في الأبقار غير المرضعة (ريتزمان أ. بنديكت، 1938) في أشهر الصيف، حتى في اليوم 4-5 من الصيام، كان أعلى منه في الشتاء والخريف. بالإضافة إلى ذلك، من المهم جدًا ملاحظة أن الزيادة الربيعية في التمثيل الغذائي لدى الأبقار لا ترتبط بالحمل والرضاعة، أو بالظروف في المماطلة أو في المراعي. في حالة المماطلة ، يكون تبادل الغازات في الربيع أعلى من الرعي في الخريف ، على الرغم من أن الرعي نفسه يزيد من تبادل الغازات أثناء الراحة طوال موسم الرعي بأكمله (Kalitaev، 1941).

في الصيف يزداد تبادل الغازات عند الخيول (في حالة الراحة) بنسبة 40% تقريباً مقارنة بالشتاء. وفي الوقت نفسه، يزداد محتوى كريات الدم الحمراء في الدم (ماجيدوف، 1959).

لوحظت اختلافات كبيرة جدًا (30-50٪) في استقلاب الطاقة في الشتاء والصيف في حيوانات الرنة (سيجال، 1959). في أغنام الكاراكول، على الرغم من حدوث الحمل في الشتاء، إلا أن هناك انخفاضًا كبيرًا في تبادل الغازات. لا شك أن حالات انخفاض التمثيل الغذائي في الشتاء لدى الرنة وأغنام الكاراكول ترتبط بالقيود الغذائية في الشتاء.

التغييرات في التمثيل الغذائي الأساسي تكون مصحوبة أيضًا بتغيرات في التنظيم الحراري الكيميائي والفيزيائي. ويرتبط هذا الأخير بزيادة العزل الحراري (عازلة) المعطف والريش في الشتاء. يؤثر انخفاض العزل الحراري في الصيف على مستوى النقطة الحرجة (انظر الفصل 1). الخامس)، وعلى شدة التنظيم الحراري الكيميائي. لذلك، على سبيل المثال، فإن قيم انتقال الحرارة في الصيف والشتاء في الحيوانات المختلفة هي: بالنسبة للسناجب، مثل 1: 1؛ في الكلب 1: 1.5؛ في الأرنب 1: 1.7. اعتمادًا على فصول السنة، يتغير انتقال الحرارة من سطح الجسم بشكل كبير بسبب عمليات طرح الريش والتلوث بالصوف الشتوي. في الطيور، لا يتغير النشاط الكهربائي للعضلات الهيكلية (بسبب غياب التوليد الحراري غير القابل للانقباض) في الشتاء والصيف؛ وفي الثدييات، على سبيل المثال الجرذ الرمادي، تكون هذه الاختلافات مهمة جدًا (الشكل 25).

تم العثور على التغيرات الموسمية في النقطة الحرجة الأيضية في مؤخرافي الحيوانات القطبية في ظروف ألاسكا (ايرفينغ, كروج أ. مونسون، 1955) - بالنسبة للثعلب الأحمر تكون +8° في الصيف، -13° في الشتاء؛ للسناجب - +20 درجة مئوية في الصيف والشتاء؛ في القنفذ (إريثيزون ظهرية) في الصيف +7 درجة مئوية، وفي الشتاء -12 درجة مئوية. يربط المؤلفون أيضًا هذه التغييرات بالتغيرات الموسمية في العزل الحراري للفراء.

يزداد التمثيل الغذائي في الحيوانات القطبية في الشتاء، حتى عند درجة حرارة -40 درجة مئوية، بشكل طفيف نسبيًا: في الثعلب والنيص القطبي - لا يزيد عن 200٪ من مستوى التمثيل الغذائي عند النقطة الحرجة، في السنجاب - حوالي 450-500 %. تم الحصول على بيانات مماثلة في ظروف حديقة حيوان لينينغراد على الثعالب والثعالب القطبية الشمالية (Olnyanskaya and Slonim، 1947). ولوحظ تحول في النقطة الحرجة لعملية التمثيل الغذائي من درجة حرارة +30 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية في الجرذ الرمادي في الشتاء (Sinichkina، 1959).

دراسة التغيرات الموسمية في تبادل الغازات في منطقة السهوب ( لاجوروس لاجوروس) أظهر (Bashenina، 1957) أن النقطة الحرجة في فصل الشتاء، على عكس الأنواع الأخرى من فئران الحقل، تكون منخفضة بشكل غير عادي - حوالي 23 درجة مئوية. تتغير النقطة الحرجة لعملية التمثيل الغذائي في الجربوع في منتصف النهار في مواسم مختلفة، ولكنها تظل ثابتة في الجربوع الممشط ( موكرييفيتش، 1957 ).

وقد لوحظت أعلى قيم استهلاك الأكسجين في درجات الحرارة البيئية من 0 إلى 20 درجة مئوية في الفئران ذات الحنجرة الصفراء التي يتم اصطيادها في الصيف، والأدنى في فصل الشتاء (كالابوخوف، 1953). وكانت البيانات الخاصة بالفئران التي تم التقاطها في الخريف في الموضع الأوسط. نفس العمل جعل من الممكن اكتشاف تغيرات مثيرة للاهتمام للغاية في التوصيل الحراري للصوف (المأخوذ من الحيوانات والجلود المجففة)، والتي تزداد بشكل كبير في الصيف وتنخفض في الشتاء. يميل بعض الباحثين إلى أن ينسبوا إلى هذا الظرف دورًا رائدًا في التغيرات في التمثيل الغذائي والتنظيم الحراري الكيميائي خلال مواسم مختلفة من السنة. بالطبع، لا يمكن إنكار مثل هذه التبعيات، لكن حيوانات المختبر (الفئران البيضاء) أظهرت أيضًا ديناميكيات موسمية واضحة حتى في درجات الحرارة البيئية الثابتة (Isaakyan and Izbinsky، 1951).

في التجارب على القرود والحيوانات آكلة اللحوم البرية، تم اكتشاف (سلونيم وبيزويفسكايا، 1940) أن التنظيم الحراري الكيميائي في الربيع (أبريل) يكون أكثر كثافة منه في الخريف (أكتوبر)، على الرغم من أن درجة الحرارة المحيطة كانت هي نفسها في كليهما. الحالات (الشكل 26) . ومن الواضح أن هذا نتيجة التأثير السابق لفصلي الشتاء والصيف والتغيرات المقابلة

الخامس أنظمة الغدد الصماءجسم. في الصيف هناك انخفاض في شدة التنظيم الحراري الكيميائي، وفي الشتاء هناك زيادة.

تم العثور على تغيرات موسمية غريبة في التنظيم الحراري الكيميائي في سنجاب الأرض الأصفر الذي يدخل في حالة سبات في الشتاء والصيف والسنجاب الأرضي نحيف الأصابع الذي لا يسبت (كالابوخوف ونورجيلدييف وسكفورتسوف، 1958). في سنجاب الأرض ذو الأصابع الرفيعة، تكون التغيرات الموسمية في التنظيم الحراري أكثر وضوحًا مما هي عليه في سنجاب الأرض الأصفر (بالطبع، في حالة اليقظة). في فصل الشتاء، يزداد بشكل حاد معدل دوران السنجاب الأرضي ذو الأصابع الرفيعة. في السنجاب الأرضي الأصفر في الصيف، ينتهك التنظيم الحراري الكيميائي بالفعل عند + 15-5 درجة مئوية. التغيرات الموسمية في التنظيم الحراري غائبة تقريبًا ويتم استبدالها بسبات شتوي وصيف طويل (انظر أدناه). يتم التعبير عنها بشكل سيء أيضًا عن التغيرات الموسمية في التنظيم الحراري في tarbaganka السباتية ، والتي تدخل في حالة سبات في الصيف والشتاء.

أظهرت مقارنة التغيرات الموسمية في التنظيم الحراري الكيميائي والدورة البيولوجية للحيوانات (N.I. Kalabukhov et al.) أن التغيرات الموسمية يتم التعبير عنها بشكل ضعيف في كل من الأنواع السباتية والأنواع التي تقضي الشتاء في جحور عميقة ولا تتعرض إلا قليلاً للهواء الخارجي المنخفض درجات الحرارة ( على سبيل المثال، جربيل كبير).

وبالتالي، فإن التغيرات الموسمية في التنظيم الحراري ترجع بشكل أساسي إلى زيادة العزل الحراري في الشتاء، وانخفاض شدة التفاعل الأيضي (التنظيم الحراري الكيميائي) وتحويل النقطة الحرجة إلى منطقة ذات درجات حرارة بيئية منخفضة.

كما تتغير حساسية الجسم الحرارية إلى حد ما، وهو ما يرتبط على ما يبدو بتغير في المعطف. تم إنشاء مثل هذه البيانات بواسطة N. I. Kalabukhov للثعالب القطبية الشمالية (1950) والفئران ذات الحنجرة الصفراء (1953).

بالنسبة للفئران الرمادية التي تعيش في المنطقة الوسطى، تكون درجة الحرارة المفضلة في الشتاء من 21 إلى 24 درجة مئوية، وفي الصيف - 25.9-28.5 درجة مئوية، وفي الخريف -23.1-26.2 درجة مئوية وفي الربيع - 24.2 درجة مئوية (Sinichkina، 1956). ).

في ظل الظروف الطبيعية في الحيوانات البرية، يمكن أن تعتمد التغيرات الموسمية في استهلاك الأكسجين وإنتاج الحرارة إلى حد كبير على الظروف الغذائية. ومع ذلك، التأكيد التجريبي غير متوفر بعد.

تتغير وظيفة المكونة للدم بشكل ملحوظ مع فصول السنة. وقد لوحظت التغييرات الأكثر لفتًا للانتباه في هذا الصدد عند البشر في القطب الشمالي. في الربيع يمكن ملاحظة زيادة كبيرة في عدد خلايا الدم الحمراء والهيموجلوبين (Hب) الدم المرتبط بالانتقال من الليل القطبي إلى النهار القطبي أي مع تغيرات في التشميس. ومع ذلك، حتى في ظل ظروف التشميس الكافي في جبال تيان شان، يعاني الشخص في فصل الشتاء من انخفاض طفيف في كمية الهيموجلوبين في الدم. زيادة حادة في Hبلوحظ في الربيع. يتناقص عدد كريات الدم الحمراء في الربيع ويزيد في الصيف (Avazbakieva، 1959). في العديد من القوارض، على سبيل المثال، الجربوع، يتناقص محتوى كريات الدم الحمراء في الصيف، ويزيد في الربيع والخريف (كالابوخوف وآخرون، 1958). آلية هذه الظواهر لا تزال غير واضحة. هناك أيضًا تغيرات في التغذية، واستقلاب الفيتامينات، والأشعة فوق البنفسجية، وما إلى ذلك. ومن الممكن أيضًا تأثير عوامل الغدد الصماء، مع الدور المهم بشكل خاص الذي تلعبه الغدة الدرقية، التي تحفز تكون الكريات الحمر.

الأهمية الكبرى في الحفاظ على الإيقاع الموسمي هي التغيرات الهرمونيةتمثل كلاً من الدورات المستقلة ذات المنشأ الداخلي وتلك المرتبطة بتأثير العامل البيئي الأكثر أهمية - ظروف الإضاءة. في الوقت نفسه، تم بالفعل تحديد نمط العلاقات بين منطقة ما تحت المهاد - الغدة النخامية - قشرة الغدة الكظرية.

تم التعرف على التغيرات الموسمية في العلاقات الهرمونية في الحيوانات البرية في ظل الظروف الطبيعية باستخدام مثال التغيرات في وزن الغدد الكظرية (والتي كما هو معروف تلعب دورا كبيرا في تكيف الجسم مع ظروف محددة وغير محددة من "التوتر" -ضغط).

إن الديناميكيات الموسمية للوزن ونشاط الغدد الكظرية لها أصل معقد للغاية وتعتمد على "التوتر" نفسه فيما يتعلق بالظروف المعيشية (التغذية ودرجة الحرارة البيئية) وعلى التكاثر (شوارتز وآخرون، 1968). وفي هذا الصدد، فإن البيانات المتعلقة بالتغيرات في الوزن النسبي للغدد الكظرية لدى فئران الحقل غير المتكاثرة مثيرة للاهتمام (الشكل 27). خلال فترات التغذية المتزايدة وظروف درجة الحرارة المثلى، يزيد وزن الغدد الكظرية بشكل حاد. في الخريف، مع الطقس البارد، يبدأ هذا الوزن في الانخفاض، ولكن مع إنشاء الغطاء الثلجي يستقر. في الربيع (أبريل)، يبدأ وزن الغدد الكظرية في الزيادة بسبب نمو الجسم والبلوغ (شوارتز، سميرنوف، دوبرينسكي، 1968).

تخضع الصورة المورفولوجية للغدة الدرقية في العديد من أنواع الثدييات والطيور لتغيرات موسمية كبيرة. في الصيف، هناك اختفاء الغروانية الجريبية، وانخفاض في الظهارة، وانخفاض في وزن الغدة الدرقية. وفي الشتاء تحدث العلاقة المعاكسة (لغز, سميث أ. بنديكت, 1934; واتزكا, 1934; ميلر, 1939; هوهن, 1949).

التقلب الموسمي في وظيفة الغدة الدرقية في الرنة واضح بنفس القدر. في مايو ويونيو، لوحظ فرط نشاطه مع زيادة النشاط الإفرازي الخلايا الظهارية. وفي الشتاء، وخاصة في شهر مارس، يتوقف النشاط الإفرازي لهذه الخلايا. يصاحب فرط الوظيفة انخفاض في حجم الغدة. تم الحصول على بيانات مماثلة في الأغنام، ولكن النمط أقل وضوحا بكثير.

حاليا، هناك العديد من البيانات التي تشير إلى وجود تقلبات موسمية مستقرة في محتوى هرمون الغدة الدرقية في الدم. يتم ملاحظة أعلى مستويات هرمون الغدة الدرقية (التي يحددها محتوى اليود في الدم) في مايو ويونيو، وهي أدنى مستوياتها في نوفمبر وديسمبر ويناير. كما أظهرت الدراسات (ستورم أ. بوخهولز, 1928; كيرتس, ديفيس أ. فيليبس, 1933; صارم، 1933) هناك توازي مباشر بين شدة تكوين هرمون الغدة الدرقية ومستوى تبادل الغازات عند الإنسان طوال فصول السنة.

هناك دلائل تشير إلى وجود علاقة وثيقة بين تبريد الجسم وإنتاج هرمون الغدة الدرقية وهرمون الغدة النخامية المحفز للغدة الدرقية (يوتيلا, 1939; فويتكيفيتش، 1951). وهذه العلاقات مهمة جدًا أيضًا في تكوين الدوريات الموسمية.

على ما يبدو، دورا هاما في الدوريات الموسمية ينتمي أيضا إلى هرمون غير محدد مثل الأدرينالين. تشير مجموعة كبيرة من الأدلة إلى أن الأدرينالين يعزز التأقلم بشكل أفضل مع الحرارة والبرودة. تعتبر توليفات هرمون الغدة الدرقية وأدوية الكورتيزون فعالة بشكل خاص (هيرمانسون أ. هارتمان، 1945). الحيوانات التي تتأقلم جيدًا مع البرد تحتوي على نسبة عالية حمض الاسكوربيكفي قشرة الغدة الكظرية (دوجال أ. الأربعين, 1952; دوجال, 1953).

يصاحب التكيف مع درجات الحرارة البيئية المنخفضة زيادة في محتوى حمض الأسكوربيك في الأنسجة وزيادة في محتوى الهيموجلوبين في الدم (جيلينو ورايسكايا, 1953; رايسكايا, 1953).

في الآونة الأخيرة، تم تجميع كمية كبيرة من المواد التي تميز التقلبات الموسمية في محتوى الكورتيكوستيرويدات في الدم وكثافة إطلاقها أثناء حضانة قشرة الغدة الكظرية. في المختبر.

دور نظام الإضاءة في تشكيل الإيقاع الموسمي معترف به من قبل الغالبية العظمى من الباحثين. الإضاءة كما تأسست في منتصف القرن الماضي (مولشوت، 1855)، له تأثير كبير على شدة عمليات الأكسدة في الجسم. يزداد تبادل الغازات عند الإنسان والحيوان تحت تأثير الإضاءة (مولشوت ش. فوبيني، 1881؛ أرناوتوف وويلر، 1931).

ومع ذلك، حتى وقت قريب، ظلت مسألة تأثير الإضاءة والتعتيم على تبادل الغازات في الحيوانات ذات أنماط الحياة المختلفة غير مدروسة تمامًا، وفقط عند دراسة تأثير شدة الإضاءة على تبادل الغازات في القرود (إيفانوف وماكاروفا وفوفاتشيفا، 1953) تم حلها. أصبح من الواضح أنه دائما أعلى في الضوء منه في الظلام. ومع ذلك، لم تكن هذه التغييرات هي نفسها في جميع الأنواع. في الحمدريات كانت أكثر وضوحًا، تليها قرود الريسوس، وكان تأثير الإضاءة الأقل تأثرًا بالقرود الخضراء. لا يمكن فهم الاختلافات إلا فيما يتعلق بالسمات البيئية لوجود أنواع القرود المدرجة في الطبيعة. وهكذا، فإن قرود الحمدرياس هم من سكان المرتفعات الخالية من الأشجار في إثيوبيا؛ قرود المكاك الريسوسي هي سكان الغابات والمناطق الزراعية المزروعة، والقرود الخضراء هي سكان الغابات الاستوائية الكثيفة.

تظهر الاستجابة للإضاءة متأخرة نسبيًا في مرحلة التطور. على سبيل المثال، في الماعز حديث الولادة، تكون الزيادة في تبادل الغازات في الضوء مقارنة بالظلام قليلة جدًا. يزداد هذا التفاعل بشكل ملحوظ بحلول اليوم العشرين والثلاثين وحتى أكثر بحلول اليوم الستين (الشكل 28). قد يعتقد المرء أن رد الفعل على شدة الإضاءة في الحيوانات ذات النشاط النهاري له طبيعة منعكس مشروط طبيعي.

في الليمور الليلي، لوحظت العلاقة المعاكسة. تم زيادة تبادل الغازات الخاصة بهم

في الظلام وتقليل الضوء أثناء تحديد تبادل الغازات في الغرفة. وبلغ الانخفاض في تبادل الغازات في الضوء 28% في اللوريس.

تم إثبات حقائق تأثير الإضاءة أو التعتيم على جسم الثدييات على المدى الطويل من خلال الدراسات التجريبية لنظام الضوء (ساعات النهار) فيما يتعلق بالتأثيرات الموسمية للإضاءة. تم تخصيص عدد كبير من الدراسات للدراسة التجريبية لتأثير ساعات النهار على الدوريات الموسمية. تم جمع معظم البيانات الخاصة بالطيور، حيث تعتبر زيادة ساعات النهار عاملاً يحفز الوظيفة الجنسية (Svetozarov and Streich, 1940; Lobashov and Savvateev, 1953)،

وتشير الحقائق المتحصل عليها إلى قيمة إجمالي طول ساعات النهار وقيمة التغير في مراحل الإضاءة والتعتيم.

المعيار الجيد لتأثير ظروف الإضاءة وساعات النهار بالنسبة للثدييات هو حدوث الإباضة. ومع ذلك، في الثدييات لا يمكن إثبات مثل هذا التأثير المباشر للضوء على الإباضة في جميع الأنواع دون استثناء. تم الحصول على العديد من البيانات عن الأرانب (سميلسر, والتون أ. معهم, 1934), خنازير غينيا (ديمبسي, مايرز, يونغ أ. جينيسون، 1934)، الفئران (كيرشوف، 1937) وعلى السناجب الأرضية (تهرب من دفع الرهان، 1938) أن إبقاء الحيوانات في الظلام الدامس ليس له أي تأثير على عمليات الإباضة.

وفي دراسات خاصة تمت محاكاة "ظروف الشتاء" عن طريق التبريد (من -5 إلى +7 درجة مئوية) وإبقائها في ظلام دامس. لم تؤثر هذه الظروف على شدة التكاثر في فأر الحقل الشائع ( ميكروتوس ارفاليس) ومعدل تطور الحيوانات الصغيرة. وبالتالي، فإن الجمع بين هذه العوامل البيئية الرئيسية، التي تحدد الجانب المادي للتأثيرات الموسمية، لا يمكن أن يفسر قمع شدة التكاثر في فصل الشتاء، على الأقل بالنسبة لقوارض هذا النوع.

في الحيوانات آكلة اللحوم، تم اكتشاف تأثير كبير للضوء على الوظيفة الإنجابية (بيلايف، 1950). يؤدي تقليل ساعات النهار إلى نضوج الفراء في وقت مبكر في المنك. يتغير نظام درجة الحرارةليس له أي تأثير على هذه العملية. تؤدي الإضاءة الإضافية في مارتنز إلى بداية فترة التزاوج وولادة الأشبال قبل 4 أشهر من الموعد المعتاد. تغيير نظام الإضاءة لا يؤثر على عملية التمثيل الغذائي الأساسي (بيلايف، 1958).

ومع ذلك، لا يمكن تصور الدوريات الموسمية إلا نتيجة لتأثير العوامل البيئية، كما أشار عدد كبير منالتجارب. وفي هذا الصدد يطرح السؤال ما إذا كانت هناك فترة موسمية عند الحيوانات معزولة عن تأثير العوامل الطبيعية. في الكلاب التي تم الاحتفاظ بها في غرفة دافئة مع إضاءة صناعية على مدار العام، كان من الممكن ملاحظة الدورية الموسمية المميزة للكلاب (مايجنونت جيلهون، 1931). تم اكتشاف حقائق مماثلة في التجارب التي أجريت على الفئران البيضاء في المختبر (Izbinsky and Isaakyan، 1954).

مثال آخر على القوة الشديدة للدوريات الموسمية يتعلق بالحيوانات التي تم جلبها من نصف الكرة الجنوبي. على سبيل المثال، تضع النعامة الأسترالية في محمية أسكانيا نوفا البيض في ظروف الشتاء لدينا، على الرغم من الصقيع الشديد، مباشرة في الثلج في الموسم المقابل للصيف في أستراليا (M. M. Zavadovsky، 1930). كلب استراليتلد الدنغو في نهاية ديسمبر. على الرغم من أن هذه الحيوانات، مثل النعام، قد تم تربيتها لعدة عقود في نصف الكرة الشمالي، إلا أنه لم يتم ملاحظة أي تغييرات في إيقاعها الموسمي الطبيعي.

في البشر، تتم التغيرات في عملية التمثيل الغذائي وفقًا لنفس النمط كما هو الحال في الحيوانات غير السباتية. هناك ملاحظات تم الحصول عليها في بيئة طبيعية لمحاولة تشويه الدورة الموسمية الطبيعية. إن أبسط طريقة لمثل هذا الانحراف وأكثر الحقائق موثوقية تم الحصول عليها من خلال دراسة الحركات من منطقة إلى أخرى. لذلك، على سبيل المثال، فإن الانتقال في ديسمبر ويناير من المنطقة الوسطى لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية إلى الجنوب (سوتشي وسوخومي) يؤدي إلى تأثير زيادة التمثيل الغذائي "الشتوي" المنخفض خلال الشهر الأول من الإقامة هناك بسبب الظروف الجديدة جنوب. وعند العودة إلى الشمال في الربيع، تحدث زيادة ربيعية ثانوية في التبادل. وهكذا، خلال رحلة الشتاء إلى الجنوب، يمكن ملاحظة زيادتين ربيعيتين في مستوى التمثيل الغذائي لدى نفس الشخص خلال العام. وبالتالي، يحدث تشويه الإيقاع الموسمي أيضًا عند البشر، ولكن فقط في ظل ظروف التغيرات في مجموعة العوامل البيئية الطبيعية بأكملها (إيفانوفا، 1954).

ومما يثير الاهتمام بشكل خاص تكوين الإيقاعات الموسمية عند البشر في أقصى الشمال. في ظل هذه الظروف، خاصة عند العيش في محطات صغيرة، تنتهك الدورية الموسمية بشكل حاد. يؤدي النشاط العضلي غير الكافي بسبب المشي المحدود، والذي غالبًا ما يكون مستحيلًا في القطب الشمالي، إلى فقدان شبه كامل للإيقاع الموسمي (Slonim، Olnyanskaya، Ruttenburg، 1949). تظهر التجربة أن إنشاء قرى ومدن مريحة في القطب الشمالي يعيدها. إن الإيقاع الموسمي عند البشر هو إلى حد ما انعكاس ليس فقط للعوامل الموسمية المشتركة بين جميع السكان الأحياء على كوكبنا، ولكنه، مثل إيقاع الساعة البيولوجية، بمثابة انعكاس للبيئة الاجتماعية التي تؤثر على الشخص. مدن وبلدات كبيرة في أقصى الشمال ذات إضاءة صناعية ومسارح ودور سينما بكل إيقاع الحياة المميز للإنسان الحديث،

خلق الظروف التي يظهر فيها الإيقاع الموسمي بشكل طبيعي خارج الدائرة القطبية الشمالية ويتم الكشف عنه بنفس الطريقة كما هو الحال في خطوط العرض لدينا (Kandror and Rappoport، 1954؛ Danishevsky، 1955؛ Kandror، 1968).

في ظروف الشمال، حيث يوجد نقص كبير في الأشعة فوق البنفسجية في فصل الشتاء، هناك اضطرابات استقلابية كبيرة، وخاصة استقلاب الفوسفور، ونقص فيتامين د (جالانين، 1952). هذه الظواهر لها تأثير صعب بشكل خاص على الأطفال. وفقا للباحثين الألمان، في فصل الشتاء هناك ما يسمى "المنطقة الميتة"، عندما يتوقف نمو الأطفال تماما (الشكل 29). ومن المثير للاهتمام أن هذه الظاهرة تحدث في نصف الكرة الجنوبي (أستراليا) في الأشهر المقابلة للصيف في نصف الكرة الشمالي. الآن إضافية الأشعة فوق البنفسجيةتعتبر من أهم الطرق لتصحيح الإيقاع الموسمي الطبيعي في خطوط العرض الشمالية. في ظل هذه الظروف، لا ينبغي لنا أن نتحدث كثيرا عن الإيقاع الموسمي، ولكن عن نقص محدد في هذا العامل الطبيعي الضروري.

تعد الدوريات الموسمية أيضًا ذات أهمية كبيرة لتربية الماشية. يميل العلماء الآن إلى الاعتقاد بأن جزءًا كبيرًا من الفترات الموسمية يجب أن يتغير من خلال التأثير الواعي للإنسان. نحن نتحدث في المقام الأول عن التغذية الموسمية. إذا كان نقص التغذية للحيوانات البرية يؤدي في بعض الأحيان إلى الموت كمية كبيرةالأفراد، إلى انخفاض في عدد ممثليهم في منطقة معينة، ثم فيما يتعلق بحيوانات المزرعة المزروعة، فهذا غير مقبول على الإطلاق. لا يمكن أن تعتمد تغذية حيوانات المزرعة على الموارد الموسمية، بل يجب استكمالها على أساس النشاط الاقتصادي البشري.

ترتبط التغيرات الموسمية في جسم الطيور ارتباطًا وثيقًا بغريزة الطيران المميزة وتعتمد على التغيرات في توازن الطاقة. ومع ذلك، على الرغم من الهجرة، تواجه الطيور تغيرات موسمية في التنظيم الحراري الكيميائي وتغيرات في خصائص العزل الحراري لغطاء الريش (العزل).

يتم التعبير بشكل جيد عن التغيرات الأيضية في عصفور المنزل ( المارة الداجن), توازن الطاقة الذي في درجات الحرارة المنخفضةيتم الحفاظ عليها من خلال إنتاج حرارة أكبر في الشتاء مقارنة بالصيف. تُظهر النتائج التي تم الحصول عليها من قياس تناول الطعام والتمثيل الغذائي نوعًا مسطحًا من منحنى التنظيم الحراري الكيميائي، والذي يوجد عادةً في الحالات التي يتم فيها تقدير إنتاج الحرارة بناءً على تناول الطعام على مدار عدة أيام، بدلاً من الاعتماد على استهلاك الأكسجين في تجربة قصيرة المدى.

في الآونة الأخيرة، وجد أن الحد الأقصى لإنتاج الحرارة في الطيور الجواثم يكون أعلى في الشتاء منه في الصيف. في منقار الحمام كولومبا ليفيا والزرزور ستيرنوس الشائع كان وقت البقاء على قيد الحياة خلال فترات البرد في الشتاء أكبر، ويرجع ذلك أساسًا إلى زيادة القدرة على الحفاظ على إنتاج حرارة أعلى. تتأثر مدة الفترة التي تسبق الوفاة أيضًا بحالة الريش - طرح الريش ومدة الأسر، ولكن التأثير الموسمي يكون واضحًا دائمًا. أولئك الذين هم آي بي. في قفص الطيور زاد استهلاك الغذاء في الشتاء بنسبة 20-50٪. لكن تناول الطعام في فصل الشتاء في العصافير المحبوسة ( فرينجيلا مونتيفرينجيلا) وفي العصافير المنزلية في البرية لم يكن هناك زيادة (راوتنبرغ, 1957).

إن انخفاض حرارة الجسم الليلي الكبير الذي لوحظ في الشتاء في الطيور التي تم صيدها حديثًا غائب في طيور المنقار الكبيرة والطيور ذات الرأس الأسود. ايرفينغ (ايرفينغ، 1960) إلى أنه في الليالي الباردة تبرد الطيور الشمالية إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الجسم أثناء النهار إلى نفس القدر تقريبًا مثل الطيور في المناطق المعتدلة.

تشير الزيادة في وزن الريش التي لوحظت في بعض الطيور خلال فصل الشتاء إلى وجود تكيفات عازلة يمكن أن تعوض جزئيًا التغيرات الأيضية في البرد. إلا أن الدراسات التي أجراها إيرفينغ على عدة أنواع من الطيور البرية في الشتاء والصيف، وكذلك التي أجراها ديفيس (ديفيس، 1955) وهارت (هارت، 1962) لا توفر أساسًا يذكر لافتراض أن الزيادة في التمثيل الغذائي مع انخفاض درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة كانت مختلفة في هذه المواسم. وقد وجد أن إنتاج الحرارة في الحمام، عند درجة حرارة 15 درجة مئوية، كان أقل في الشتاء منه في الصيف. ومع ذلك، كان حجم هذه التغيرات الموسمية صغيرًا ولم تلاحظ أي تحولات في نطاق درجات الحرارة الحرجة. تم الحصول على بيانات عن التحولات في مستوى درجة الحرارة الحرجة للكاردينال ( ريتشموندينا كارديناليس) ( لوسون, 1958).

فالجرين (فالجرين، 1954) درس استقلاب الطاقةفي دقيق الشوفان الأصفر ( إمبيريزا سيترينيلا) عند 32.5 درجة مئوية و-11 درجة مئوية وقت مختلفمن السنة. لم يُظهر التمثيل الغذائي أثناء الراحة أي تغيرات موسمية. عند -11 درجة مئوية في يونيو ويوليو، كان التبادل أعلى بكثير مما كان عليه في فبراير ومارس. يتم تفسير هذا التكيف العازل جزئيًا من خلال زيادة سمك الريش و "الزغب" وزيادة انقباض الأوعية الدموية في الشتاء (نظرًا لأن الريش كان أكثر سمكًا في سبتمبر - بعد طرح الريش، وكان الحد الأقصى للتغيرات في عملية التمثيل الغذائي في فبراير).

من الناحية النظرية، يمكن للتغيرات في الريش أن تفسر انخفاض درجة الحرارة المميتة بنحو 40 درجة مئوية.

الأبحاث التي أجريت على طائر القرقف ذو الرأس الأسود ( باروس أتريكابيلوس), كما تشير إلى وجود إنتاج منخفض للحرارة نتيجة تكيف العزل الحراري في فصل الشتاء. كان لمعدل النبض ومعدل التنفس تغيرات موسمية، وفي الشتاء عند درجة حرارة 6 درجات مئوية كان الانخفاض أكبر منه في الصيف. كما تحولت درجة الحرارة الحرجة التي يزداد عندها التنفس بشكل حاد إلى مستوى أقل في الشتاء.

إن الزيادة في معدل الأيض الأساسي عند درجات الحرارة المحايدة للحرارة، والتي تظهر في الثدييات والطيور المعرضة للبرد لعدة أسابيع، لا تلعب دورًا مهمًا أثناء التكيف مع الشتاء. تم الحصول على الدليل الوحيد على حدوث تغير موسمي كبير في التمثيل الغذائي الأساسي في العصافير المنزلية، ولكن لا يوجد سبب لافتراض أنه يلعب أي دور مهم في الطيور التي تعيش بحرية. معظم الأنواع التي تمت دراستها لا تظهر أي تغييرات على الإطلاق. كينغ وفارنر (الملك أ. بيطار، 1961) تشير إلى أن ارتفاع معدل الأيض الأساسي في فصل الشتاء سيكون غير مؤات، حيث أن الطائر سيحتاج إلى زيادة استهلاك احتياطيات الطاقة لديه في الليل.

إن أكثر التحولات الموسمية المميزة للطيور هي قدرتها على تغيير عزلها الحراري وقدرتها المذهلة على الحفاظ على مستويات أعلى من إنتاج الحرارة في الظروف الباردة. واستناداً إلى قياسات تناول الطعام وإفرازه في درجات حرارة وفترات ضوئية مختلفة، تم إجراء تقديرات لمتطلبات الطاقة لعمليات العيش والإنتاج في أوقات مختلفة من العام. ولهذا الغرض، تم إيواء الطيور في أقفاص فردية، حيث تم قياس طاقتها الأيضية (الحد الأقصى من الطاقة المدخلة مطروحًا منها الطاقة المفرزة عند درجات حرارة مختلفة وفترات ضوئية). أقل طاقة استقلابية مطلوبة للوجود عند درجات حرارة معينة والفترات الضوئية التي تم اختبارها تسمى "طاقة الوجود". ويظهر ارتباطها بدرجة الحرارة على الجانب الأيسر من الشكل 30. والطاقة الكامنة هي أقصى طاقة استقلابية تقاس عند درجة الحرارة الحدية المميتة، وهي أدنى درجة حرارة يستطيع الطائر عندها دعم وزن جسمه. الطاقة الإنتاجية هي الفرق بين الطاقة الكامنة والطاقة الوجودية.

يظهر الجانب الأيمن من الشكل 30 فئات مختلفةالطاقات المحسوبة لفصول مختلفة من متوسط ​​درجات الحرارة والفترات الضوئية في الهواء الطلق. بالنسبة لهذه الحسابات، من المفترض أنه تم العثور على الحد الأقصى من الطاقة الأيضية في الظروف الباردة، وكذلك للعمليات الإنتاجية في درجات حرارة أعلى. درجات حرارة عالية. في بيت العصفور الطاقة الكامنةيخضع لتغيرات موسمية بسبب التغيرات الموسمية في حدود البقاء. كما تتغير طاقة الوجود بتغير متوسط ​​درجة الحرارة خارج الغرفة. وبسبب التغيرات الموسمية في الطاقة الكامنة وطاقة الوجود، تظل الطاقة الإنتاجية ثابتة طوال العام. يشير بعض المؤلفين إلى أن قدرة العصفور المنزلي على العيش في أقصى خطوط العرض الشمالية ترجع إلى قدرته على تمديد الحد الأقصى لتوازن الطاقة لديه طوال فصل الشتاء واستقلاب قدر كبير من الطاقة خلال فترة الضوء النهارية القصيرة في الشتاء كما هو الحال خلال فترات الضوء الطويلة في الصيف.

في العصفور ذو الحلق الأبيض (ز. albicalis) و الجنكو (ج. مسحة- مراكز التسوق) مع فترة ضوئية مدتها 10 ساعات، تكون كمية الطاقة الأيضية أقل من فترة ضوئية مدتها 15 ساعة، وهو ما يعد عيبًا خطيرًا في فصل الشتاء (سيبرت، 1949). تمت مقارنة هذه الملاحظات بحقيقة أن كلا النوعين يهاجران جنوبًا في الشتاء.

على عكس العصفور المنزلي، فإن الحسون الاستوائي ذو اللون الأزرق والأسود ( فوتاتينيا جاكارينا) يمكن أن يحافظ على توازن الطاقة عند درجة حرارة تصل إلى 0 درجة مئوية تقريبًا مع فترة ضوئية مدتها 15 ساعة وما يصل إلى 4 درجات مئوية مع فترة ضوئية مدتها 10 ساعات. لقد حدت الفترة الضوئية من الطاقة إلى حد أكبر عندما انخفضت درجة الحرارة، وهو الفرق بين هذه الطيور والعصفور المنزلي. وبسبب تأثيرات الفترة الضوئية، كانت الطاقة الكامنة في أدنى مستوياتها في فصل الشتاء، عندما تكون طاقة الوجود في أعلى مستوياتها. ونتيجة لذلك، كانت إنتاجية الطاقة أيضًا في أدنى مستوياتها في ذلك الوقت من العام. هؤلاء الخصائص الفسيولوجيةلا تسمح بوجود هذا النوع في الشتاء في خطوط العرض الشمالية.

على الرغم من أن متطلبات الطاقة للتنظيم الحراري تكون أكبر خلال موسم البرد، إلا أن الأنواع المختلفة لنشاط الطيور تبدو موزعة بالتساوي على مدار العام، وبالتالي فإن التأثيرات التراكمية لا تذكر. أفضل وصف لتوزيع المتطلبات النشطة للأنشطة المختلفة على مدار العام هو ثلاثة عصافير س. arborea ( الغرب، 1960). في هذا النوع، من المحتمل أن يحدث أكبر قدر من إنتاج الطاقة خلال فصل الصيف. ولذلك، فإن الأنشطة كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل الهجرة والتعشيش وطرح الريش يتم توزيعها بالتساوي بين أبريل وأكتوبر. التكاليف الإضافية للوجود الحر هي المجهول الذي قد يزيد أو لا يزيد من الإمكانات النظرية. ومع ذلك، فمن الممكن تمامًا استخدام الطاقة المحتملة في أي وقت من السنة، على الأقل لفترات قصيرة - أثناء الرحلة.