A fiziológiai funkciók szezonális változásai. Hogyan hat az ősz az emberre

Az élőlények válaszát a naphossz évszakos változásaira fotoperiodizmusnak nevezzük. Megnyilvánulása nem a megvilágítás intenzitásától függ, hanem csak a sötét és világos napszakok váltakozásának ritmusától.

Az élő szervezetek fotoperiodikus reakciója nagy adaptációs jelentőséggel bír, hiszen meglehetősen jelentős időbe telik a felkészülés a kedvezőtlen körülmények tapasztalására, vagy éppen ellenkezőleg, a legintenzívebb élettevékenységre. A naphossz változásaira való reagálási képesség biztosítja a korai élettani változásokat és a ciklus alkalmazkodását a körülmények szezonális változásaihoz. A nappal és éjszaka ritmusa jelzi az éghajlati tényezők közelgő változásait, amelyek erős közvetlen hatással vannak az élő szervezetre (hőmérséklet, páratartalom stb.). Más környezeti tényezőktől eltérően a világítás ritmusa az élőlények fiziológiájának, morfológiájának és viselkedésének csak azokat a jellemzőit érinti, amelyek életciklusukban szezonális alkalmazkodást jelentenek. Képletesen szólva, a fotoperiodizmus a szervezet reakciója a jövőre.

Bár a fotoperiodizmus minden nagy szisztematikus csoportban előfordul, nem minden fajra jellemző. Számos semleges fotoperiodikus reakciójú faj létezik, amelyeknél a fejlődési ciklus élettani változásai nem függnek a nap hosszától. Az ilyen fajok vagy más módszereket fejlesztettek ki az életciklus szabályozására (például a növények téliesítésére), vagy nincs szükségük ennek pontos szabályozására. Például ahol nincsenek kifejezett évszakos változások, a legtöbb faj nem mutat fotoperiodizmust. A virágzás, a termés és a levelek pusztulása sok trópusi fában az idő múlásával meghosszabbodik, és a virágok és a gyümölcsök egyszerre találhatók a fán. A mérsékelt éghajlaton olyan fajok, amelyek gyorsan kiteljesednek életciklusés gyakorlatilag nem találhatók meg aktív állapotban az év kedvezőtlen évszakaiban, szintén nem mutatnak fotoperiodikus reakciókat, például sok efemer növény.

A fotoperiodikus válasznak két típusa van: rövid napos és hosszú napos. Ismeretes, hogy a napfény hossza az évszakon kívül a terület földrajzi elhelyezkedésétől is függ. A rövidnappali fajok főként az alacsony szélességi körökön élnek és nőnek, míg a hosszúnappali fajok a mérsékelt és a magas szélességeken élnek és nőnek. A kiterjedt elterjedési területtel rendelkező fajok esetében az északi egyedek a fotoperiodizmus típusában eltérhetnek a déliektől. Így a fotoperiodizmus típusa ökológiai, és nem szisztematikus jellemzője a fajnak.

A hosszú napos növényekben és állatokban a tavaszi és kora nyári napok növekedése serkenti a növekedési folyamatokat és a szaporodásra való felkészülést. A nyár második felének és az ősznek rövidülő napjai növekedésgátlást és a télre való felkészülést okozzák. Így a lóhere és a lucerna fagyállósága jóval magasabb, ha a növényeket rövid napokon neveljük, mint a hosszú napokon. A közeli városokban növekvő fák utcai lámpák, az őszi nap meghosszabbodik, ennek következtében a lombhullás késik és gyakrabban vannak kitéve fagyásnak.

Tanulmányok kimutatták, hogy a rövidnappali növények különösen érzékenyek a fényperiódusra, mivel szülőföldjükön a nappalok hossza egész évben alig változik, és a szezonális éghajlatváltozás igen jelentős lehet. A trópusi fajokat a fotoperiodikus reakció készíti fel a száraz és esős évszakra. Egyes rizsfajták Srí Lankán, ahol a teljes éves naphossz-változás kevesebb, mint egy óra, akár percnyi különbséget is észlelnek a fényritmusban, ami meghatározza, hogy mikor virágoznak.

A rovarok fotoperiodizmusa nemcsak közvetlen, hanem közvetett is lehet. Például a káposztagyökérlégyben a téli diapauza a táplálékminőség hatására következik be, ami a növény élettani állapotától függően változik.

A nappali világos időszak hosszát, amely biztosítja a fejlődés következő fázisába való átmenetet, e szakasz kritikus naphosszának nevezzük. A szélességi fok növekedésével a kritikus naphossz növekszik. Például a 32°-os szélességi fokon az almabimbóféreg diapauzába való átmenete akkor következik be, amikor a nappali világos időszak 14 óra, 44°-16 óra, 52°-18 óra. növények és állatok mozgása és betelepítése .

A növények és állatok fotoperiodizmusa örökletesen rögzített, genetikailag meghatározott tulajdonság. A fotoperiodikus reakció azonban csak más környezeti tényezők bizonyos befolyása alatt nyilvánul meg, például egy bizonyos hőmérsékleti tartományban. A környezeti feltételek bizonyos kombinációja mellett a fajok természetes elterjedése szokatlan szélességi körökre lehetséges, a fotoperiodizmus típusa ellenére. Így a magas hegyvidéki trópusi régiókban sok növény található legyen hosszú napod, mérsékelt éghajlatról származó emberek.

Gyakorlati okokból a nappali órák hosszát módosítják zárt talajon történő termesztésnél, a világítás időtartamának szabályozásában, a csirkék tojástermelésének növelésében és a prémes állatok szaporodásának szabályozásában.

Az élőlények átlagos hosszú távú fejlődési periódusait elsősorban a terület klímája határozza meg, ehhez alkalmazkodnak a fotoperiodizmus reakciói. Az ettől a dátumtól való eltérést az időjárási viszonyok határozzák meg. Az időjárási viszonyok változása esetén az egyes fázisok időzítése bizonyos határokon belül változhat. Ez különösen hangsúlyos a növényeknél és a poikiloterm állatoknál.’ Így azok a növények, amelyek nem hízták fel a szükséges mennyiséget hatékony hőmérsékletek, még a generatív állapotba való átmenetet serkentő fotoperiódusos körülmények között sem tud virágozni. Például a moszkvai régióban a nyírfák átlagosan május 8-án virágoznak, amikor az effektív hőmérsékletek összege 75 °C-ra halmozódik fel. Éves eltérésekkel azonban virágzásának időpontja április 19-től május 28-ig változik. A homeoterm állatok viselkedésük megváltoztatásával, fészkelési dátumokkal és vándorlással reagálnak az időjárási viszonyokra.

A természet szezonális fejlődési mintáinak tanulmányozását az ökológia egy speciális alkalmazott ága - a fenológia (szó szerinti fordítás görögről - a jelenségek tudománya) végzi.

Hopkins bioklimatikus törvénye szerint, amelyet az észak-amerikai viszonyokra vonatkozóan vezetett le, a különböző szezonális jelenségek (fenodátum) megjelenésének időpontja átlagosan 4 nappal tér el szélességi fokonként, 5 hosszúsági fokonként és 120 m tengerszint feletti magasságra, azaz minél északabbra, keletebbre és magasabban van a terep, annál később kezdődik a tavasz és minél korábban kezdődik az ősz. Ezenkívül a fenológiai dátumok a helyi viszonyoktól is függenek (dombormű, kitettség, tengertől való távolság stb.). Európában a szezonális események kezdetének időpontja szélességi fokonként nem 4, hanem 3 nappal változik. Ha a térkép pontjait ugyanazokkal a fenodátumokkal kapcsoljuk össze, olyan izolonokat kapunk, amelyek tükrözik a tavasz előrehaladásának elejét és a következő szezonális jelenségek kezdetét. Megvan nagyon fontos számos gazdasági tevékenység tervezésére, különösen a mezőgazdasági munkákra.

A szezonális éghajlatváltozás befolyásolja a szervezet működését. Nézzük meg, hogyan kezeljük ezt.

Az érzelmi állapot közvetlenül függ az időjárástól, így ősszel és télen, amikor rövidülnek a nappalok és egyre kevesebb a napsütéses nap, könnyen depresszióba eshet.

Hogyan kezeljük az őszi bluest

A lényeg, hogy ne akadjon ki a rossz hangulat. A vitaminok (gyümölcsök, zöldségek) és a fizikai aktivitás segít. Ahhoz, hogy tested jó formában maradjon, elegendő a napi séta: munka előtt 30 perccel és utána 1,5 órával - ez egy példa :) Csak szálljon le egy megállóval korábban, vagy sétáljon el a metróhoz. Ez különösen fontos, ha munkanapja nagy részét a számítógép előtt ülve tölti.

Emberi bioritmusok ősszel

A nappali órák rövidülése miatt a szervezet „eltéved az időben”, stresszt él át. Ennek eredményeként szezonális változások jelennek meg - gyengeség, álmosság és apátia.

Mit kell tenni: Vannak napok, amikor egyáltalán nem lehet kikelni az ágyból. És ha sikerül, akkor egész nap féktelenül húz az alvás. Az ébredés hatékony módja, ha 10-szer lassan és mélyeket lélegzünk, tornázunk és megiszunk egy pohár frissen facsart zöldséget ill. gyümölcslé. A vér oxigént szállít a test minden sejtjébe, a glükóz pedig aktiválja az agyi aktivitást.

Az életerő és a jó állapot a megfelelő nyirokáramlástól is függ. A nyirok az ereken és a hajszálereken keresztül mozog az izomösszehúzódás miatt, megszabadítva a testet a méreganyagoktól. Masszázzsal serkentheti a nyirokáramlást. Zuhanyozáskor dörzsölje a testét mozdulatokkal alulról felfelé - lábtól csípőig, csontoktól vállig, deréktól nyakig.

Emésztési betegségek

A szervezet intenzíven készül a télre, és zsírtartalékokat halmoz fel. Sokan ilyenkor állandó éhséget éreznek, és vannak, akik gyomorpanaszokkal küzdenek.

Megelőzés

A gyomor-bélrendszeri betegségek súlyosbodásának elkerülése érdekében zárja ki étrendjéből a fűszeres, sós, zsíros ételeket, szénsavas italokat és fűszereket. Javasolt gyakran, de kis adagokban enni. Az ételeket jobb gőzöléssel főzni. Ha a gyomrod különösen érzékeny, válts egy ideig pürésített ételekre. Ezen kívül ajánlatos egy maréknyi diót és szárított gyümölcsöt enni (előzetesen egy éjszakán át vízben áztatva), ezek jótékony hatással vannak a munkára emésztőrendszer, persze ha mértékkel fogyasztjuk.

Szívbetegségek

Mint a test többi része, a szív érrendszerőszi időszakban intenzív üzemmódban működik. A vérnyomás változásai aggodalomra adnak okot, és a szívbetegek általában veszélyben vannak.

Megelőzés

Szükséges korlátozni magát bizonyos ételekben. Például erősen ajánlott lemondani a sóról és általában a sós ételekről - heringről, kaviárról, olajbogyóról, uborkáról, szárított halról stb. Hozzájárulnak a vér megvastagodásához, és szélütést vagy szívrohamot okozhatnak. De bőven ehetsz diót, szárított gyümölcsöt, zöldséget – ezek olyan anyagokat tartalmaznak, amelyek erősítik a szívizmot. A napot ajánlatos egy pohár vízzel kezdeni és egészséges reggeli- gyümölcs vagy gyümölcssaláta.

Az évszakok váltakozása elég gyakran előfordul, és ez mindannyiunk számára azt jelenti, hogy legalább a ruhatárunk frissítésére van szükség. A maximum a szervezet természetes vágya, hogy minden szervét és rendszerét az új éghajlati évszakhoz igazítsa, erősítse az immunrendszert, aktiváljon bizonyos agyterületeket, elindítson vagy lassítson bizonyos folyamatokat. Mindezért a szezonális emberi bioritmusok a felelősek.

A szezonális bioritmusok folyamatai

Az évszakok változása jelentős hatással van az emberre, élettevékenységére és gondolkodására, bár ma az ember gyakorlatilag nem veszi észre a változásokat, vagyis egyszerűen nem figyel rájuk, és nem hozza összefüggésbe azokat kifejezetten az átmenettel. télről nyárra, őszről télre stb. Eközben testünk szinte minden sejtje arra vár, hogy megváltozzon a nappali órák, hogyan változtatja meg mozgását a szél és a klímaciklonok, mennyivel lesz hidegebb, és még sok minden más.

Az évszakok természetes lefolyásának engedelmeskedő folyamatok határozzák meg az ember környezetéhez való alkalmazkodási képességét, nemcsak a természetes, hanem a szociális - szezonális bioritmusok is meghatározzák az ember stressz-ellenállását és intellektuális hajlamát.

A szezonális bioritmusok emberi tevékenységre gyakorolt ​​hatásának alapjául a következő mintázat vehető: a tavaszi-nyári időszakban az idegrendszer érzékenyebb és izgatottabb, gyorsan reagál a változásokra, de az őszi-téli időszakban ennek fordítottja. idegrendszeri reakciók lépnek fel, a szervek aktivitása csökken, az intellektuális képességek tompulnak. A téli időszakban az emberek gyakran hajlamosak a tartós depresszióra, hajlamosabbak a betegségekre, és nehezebben gyógyulnak fel a krónikus fáradtságból. Tavasszal a szervezet védekező funkcióinak fokozódását és a hormonok, köztük a „boldogság” és a nemi hormonok aktívabb termelését figyelhetjük meg.

Valamennyi szerv és rendszer tevékenysége a szezonális bioritmus jelenségétől függ, és attól, hogy azt az ember mennyire könnyen vagy nehezen tolerálja. Még az alapvető cirkadián ritmusok is, amelyek központi jelentőséggel bírnak az emberi fejlődés és működés szempontjából, szintén nagymértékben függenek a szezonális ritmusok lefolyásától.

Miért fontos figyelembe venni a szezonális bioritmusok hatását?

Számos olyan tényező van, amely megerősíti a természet szezonális változásainak közvetlen függőségét a testben bekövetkezett változásoktól, beleértve a mechanikusokat is, vagyis azokat, amelyeket más emberek okoznak. Az éghajlati évszaktól függően:

Egyre jobbak vagy rosszabbak? sebészeti beavatkozások;
a gyógyszerek felszívódnak vagy nem szívódnak fel, a szervezetre gyakorolt ​​hatásuk romlik;
A betegségek, valamint az életkorral összefüggő változások gyorsan elmúlnak vagy komplikációkkal járnak;
érzelmi kitörések előfordulhatnak, mind pozitív, mind negatív karakter;
fel lehet venni legjobb időszak terhesség és gyermekvállalás esetén;
számára van lehetőség kedvező időszak megtalálására konkrét személy a munka és a személyes szférában.

A szezonális bioritmusok megzavarásának következményei az általános egészségre

Mivel az emberi szervezetben a szezonális bioritmusok folyamatai szinte mindenért felelősek, e biológiai jelenségek megsértésének következményei szinte minden szervet és rendszert érintenek. A bioritmusrendszer „hibáira” viszont nem kell sokat várni, amit a civilizált világ élete segít elő, egy olyan társadalomban, amely már rég elfelejtette, mit jelent a természet hívását követni.

Annak ellenére, hogy a tél a várakozás és az erőgyűjtés időszaka szervezetünk számára, kíméletlenül használjuk fel a munkahelyünkön, bőséggel töltjük fel az ünnepek alatt felesleges táplálékkal, súlyosbítva ezzel számos betegség lefolyását. Ilyenkor a stressz is felerősödik, felgyülemlik a fáradtság, ami végső soron már tavasszal-nyáron elhúzódó depresszióhoz vezet.

De ezek csak felszínes problémák. Ha egy kicsit mélyebbre nézünk, látni fogjuk, hogy a szezonális bioritmusoknak való részleges be nem tartás, a természetes szükségletek „megtörésének” vágya is zavarokhoz vezet a sejtek működésében és a genetikai kód átvitelében. Ez pedig hatással van a jövő generációinak alkalmazkodóképességére. Éppen ezért nagyon fontos a saját állapotod változásainak figyelemmel kísérése a változó évszakokban, ahogyan maga az élet is. A teste természetes védekezési, fejlődési és szaporodási képességeinek megőrzésére törekvő ember fő feladata az önmaga iránti érzékenység, testi és elmeállapot. Az egyéni tevékenységi ütemterv elkészítése a segítségére lesz.

Súlyos fagyok és szél esetén 200-300, néha 500 pingvin gyűlik össze egy tömegben, és teljes magasságukig felegyenesedve szorosan egymáshoz nyomódnak, úgynevezett „teknősbékát” - szűk kört alkotva. Ez a kör lassan, de folyamatosan forog a középpont körül, az összebújó madarak melegítik egymást. A vihar után a pingvinek szétoszlanak. A francia tudósokat lenyűgözte ez a „társadalmi” hőszabályozás. A „teknősbéka” belsejében és a szélei mentén megmérték a hőmérsékletet, és meggyőződtek arról, hogy 19°C alatti hőmérsékleten a középső madarak hőmérséklete elérte a 36°C-ot, és mire a hőmérsékletet megmérték, a madarak már éheztek. körülbelül 2 hónapig. Egyedül egy pingvin naponta több mint 200 g-ot veszít, egy „teknősben” pedig körülbelül 100 g-ot, azaz feleannyi üzemanyagot „éget el”.

Látjuk, hogy az alkalmazkodás jellemzői nagy jelentőséggel bírnak egy faj túlélése szempontjából. Május-júniusban, amikor tél van az Antarktiszon, a császárpingvinek körülbelül 400-450 g tömegű tojásokat tojnak, A nőstények a tojásrakás napjáig böjtölnek. Ezután a nőstény pingvinek 2 hónapig tartó táplálékvadászatra indulnak, és a hímek ezalatt semmit sem esznek, felmelegítik a tojást. A fiókák általában az anya visszatérése után kelnek ki a tojásból. A fiókákat körülbelül júliustól decemberig az anyjuk neveli.

Az antarktiszi tavasszal a jégtáblák olvadni és feltörni kezdenek. Ezek a jégtáblák fiatal és felnőtt pingvineket szállítanak ki a nyílt tengerre, ahol a babák végül a csodálatos pingvintársadalom független tagjaivá válnak. Ez a szezonalitás évről évre megnyilvánul.

Az élettani folyamatok szezonális változásai embernél is megfigyelhető. Számos információ halmozódott fel ezzel kapcsolatban. A tudósok megfigyelései azt mutatják, hogy a „ritmus-asszimiláció” (A. A. Ukhtomsky) nemcsak az idő mikrointervallumában, hanem makrointervallumokban is előfordul. A legfényesebb az ideiglenes ciklikus változások A fiziológiai folyamatok éves szezonális változások, amelyek szorosan összefüggenek a szezonális meteorológiai ciklusokkal, nevezetesen az alapanyagcsere növekedése tavasszal és csökkenése ősszel és télen, a hemoglobin százalékos növekedése tavasszal és nyáron, az ingerlékenység változása. a légzőközpont tavasszal és nyáron. A tudósok azt találták, hogy az emberi vér hemoglobintartalma és a vörösvértestek száma télen 21%-kal magasabb, mint nyáron. A maximális és minimális vérnyomás hónapról hónapra növekszik, ahogy hidegebb lesz. A nyári és téli vérnyomásszintek közötti különbség eléri a 16%-ot. Az érrendszer és a vér különösen érzékeny a szezonális változásokra. A maximális és minimális vérnyomás nyáron alacsonyabb, mint télen. A férfiaknál a vörösvértestek száma nyáron valamivel magasabb, a nőknél alacsonyabb, mint télen, a hemoglobinindikátor pedig éppen ellenkezőleg, nyáron alacsonyabb férfiaknál, nőknél magasabb, mint más évszakokban. A vér színindexe nyáron alacsonyabb, mint más évszakokban.

A. D. Slonim és munkatársai némileg eltérő adatokat kaptak az északon élő emberek megfigyelésekor. Azt találták, hogy a legmagasabb százalékos vér hemoglobinszintet a nyári hónapokban figyelték meg, a legalacsonyabbat pedig télen és tavasszal. M. F. Avazbakieva nagy mennyiségű kísérleti anyagot halmozott fel az eritrociták, a hemoglobin, a vérnyomás, a pulzus és az eritrocita ülepedési reakció (ERS) szezonális dinamikájának tanulmányozására vonatkozóan. Közép-Ázsiaés Kazahsztán. Körülbelül 3000 embert vizsgáltak meg (2000 férfit és 1000 nőt). Kimutatták, hogy a férfiaknál a ROE nyáron valamelyest felgyorsul, de a hegyekbe érkezéskor az év minden évszakában általában lelassul. A tudósok úgy vélik, hogy a hegyekben megfigyelt ROE-változások a napsugárzás hatására következnek be. Ezek a változások a magashegységi éghajlat általános jótékony hatását jelzik az emberre, és az akklimatizáció során a fehérjelebontás csökkenését jelzik.

Laboratóriumi körülmények között, ha valakit ultraibolya sugárzásnak tesznek ki, az hasonló elváltozásokat okozhat, mint amilyeneket a következő helyen észleltek természeti viszonyok felföldek. V. V. Kovalsky rendszeresen, hosszú időn keresztül, 3746 Kijevben élő embert vizsgálva megállapította, hogy a férfiak vérében a maximális hemoglobintartalom tavasszal (főleg márciusban), a nőknél pedig télen (leggyakrabban januárban) következik be. ). A minimális hemoglobintartalom a férfiaknál augusztusban, a nőknél júliusban figyelhető meg.

Alacsonyabb majmokban (hamadryas páviánok) az olyan biokémiai vérparaméterek szezonális ingadozása, mint a cukor, a koleszterin, maradék nitrogén, fehérjék, adenozin-trifoszforsav. Ebben fedezte fel téli idő csökkent a vércukorszint, emelkedett az adenozin-trifoszforsav és a koleszterin tartalma a nyári időszakhoz képest. Megállapítást nyert, hogy ha a középső zónában az alapvető anyagcsere szintje télen jelentősen leesik, és ez valószínűleg annak tudható be, hogy télen a fénystimuláció (rövid napok) csökken, és az ember fizikai aktivitása csökken, akkor amikor az ember beköltözik. télen a középső zónából Abházia szubtrópusi viszonyaiba, testét a téli körülményekről a tavaszi és nyári viszonyok közé helyezte át. Ezekben az esetekben a csere növekszik, a légzési együttható gyakorlatilag nem változik a téli hónapokban, és ugyanaz marad, mint nyáron. A szerző úgy tekinti ezeket a változásokat, mint az emberek szezonális ritmusának torzulásának egyedülálló esetét.

Egyes kutatók szerint az egész évben megfigyelt élettani folyamatok szezonális változékonysága bizonyos mértékig megismétli azok napi periodicitását, és az élőlények nyári és téli állapota bizonyos mértékig egybeesik nappali és éjszakai állapotukkal. A Sukhumi melletti Adzaba-barlangban a denevérek viselkedését tanulmányozva A. D. Slonim megjegyzi, hogy a hőszabályozás napi rendszeres változásai egybeesnek az egerek barlangból való kirepülésével – az esti és éjszakai aktivitásuk időszakával, és ez a ritmus leginkább az egerekben fejeződik ki. tavasz és nyár.

Tavasz, tavasz... Minden tavasz újra izgat bennünket. o Tavasszal él át mindannyiunkat életkortól függetlenül az az izgalmas érzés, amikor a költők és nagyon fiatalok után készen állunk megismételni: ezen a tavaszon minden különleges. A tavasz különleges hangulatba hozza az embert, mert a tavasz elsősorban a reggel, a korai ébredés. A természetben minden megújul. De az ember is a természet része, és a tavasz mindannyiunkban megtörténik. A tavasz nem csak a remény, hanem a szorongás ideje is.

Kérdezd meg bármelyik gazdát, és ő azt válaszolja, hogy tavasszal jobban aggódik az, aki életét a földdel kötötte össze, mint valaha. Értékelnünk kell minden évszakot, mind a tizenkét hónapot. Hát nem csodálatos az ősz! Ez az ősz gazdag kertekben, mezőkben és gyümölcsösökben gazdag termésben, élénk színekben, lakodalmas dalokban. Puskin kora óta szokás ezt az évszakot annak a csodálatos időszaknak tekinteni, amikor az ember ihletet kap, amikor jön az alkotóerő hulláma ("És minden ősszel újra virágzom..."). Puskin Boldino Autumnje a legjobb bizonyíték erre. Az ősz mindenható varázsa. De "hogyan kell ezt megmagyarázni?" - kérdezte magában a költő.

Egy személy szenvedélye egy adott évszak iránt általában szubjektív. A tudósok mégis észrevették, hogy ősszel az ember anyagcseréje és a test általános tónusa fokozódik, az életfolyamatok felerősödnek, a létfontosságú funkciók növekedése figyelhető meg, és nő az oxigénfogyasztás. Mindez az alkalmazkodás természetes reakciója, amely felkészíti a szervezetet egy hosszú és nehéz télre. Ráadásul az ősz színei - sárga, piros - izgalmasan hatnak az emberre. A nyári meleg után a hűvös levegő felpezsdít. Az elhalványuló természet képei, amelyek eleinte szomorúságot és elmélkedést keltenek, később aktiválják az egészséges ember tevékenységét.

Más évszakoknak – télnek és nyárnak – nincs meg a maga varázsa? Az évszakok között nincs szünet – az élet folyamatos. Bármilyen erős a fagy, bármilyen sűrű is a tél odakint, a hó olvadásával mégis véget ér. És a tavaszi napfelkelte tisztasága átadja helyét a forró nyári napnak. A test működése és az évszakok közötti kapcsolat, amelyet először Hippokratész és Avicenna jegyeztek fel, hosszú ideje nem talált tudományos alapot.

Mára megállapították, hogy a szezonális ritmusok, valamint a napi ritmusok egyik szinkronizálója a nappali órák hossza. Adat kísérleti kutatás mutatják, hogy az endogén ritmus magassága a tavaszi-nyári időszakban éri el a maximumát, a minimumát az őszi-téli időszakban. A kísérleti adatok elemzése azt mutatja jellemző tulajdonság szezonális változások a szervezet reakciókészségében - a különböző összetevők egyirányú eltolódásának hiánya. Ez okkal feltételezi, hogy a szezonális változások az egyes összetevők biológiai megvalósíthatóságától függenek, biztosítva az állandóságot belső környezet test. A tavaszi-nyári funkcionális maximum valószínűleg a szervezet életének szaporodási szakaszához kapcsolódik. A különböző endokrin mirigyek működésének ebben az időszakban megfigyelt egyidejű erősödése egyértelműen jelzi a szervezet filogenetikailag rögzített tulajdonságát, amelynek célja az anyagcsere-folyamatok fokozása a szaporodási időszakban.

A szervezet létfontosságú tevékenységének szezonális gyakorisága - általános megnyilvánulása a test alkalmazkodása a környezeti feltételekhez. A biológiai ritmusok szinkronizálása a Föld geofizikai körforgásaival, amely a növények és állatok faji differenciálódását kedvez, nem veszítette el jelentőségét az ember számára. Megállapították, hogy a különböző betegségek előfordulási gyakorisága az évszaktól függ. A három nagy leningrádi klinikán a megadott adatok és a kórházi kezelési arányok vizsgálata az év különböző évszakaiban azt mutatja, hogy a különböző betegségek szezonalitása eltérő. A tél a legkedvezőtlenebb időszak a betegek számára magas vérnyomás. A koszorúér-betegségben szenvedők számára az ősz különösen veszélyes évszaknak bizonyult. Ez az időszak az, amelyre a legtöbb sürgősségi orvosi látogatás jellemző a szívinfarktusban és angina pectorisban szenvedő betegeknél. Az év többi évszakához képest tavasszal rögzítették legnagyobb szám jogsértéseket agyi keringés, nyáron pedig a legkisebb.

Tavasszal és kisebb mértékben őszi időszakok- fertőző betegségek előfordulása szempontjából a legkevésbé fenyegetett. A betegségek szezonális gyakoriságának további vizsgálata lehetővé teszi számunkra, hogy tudományosan megalapozott terápiás és megelőző intézkedéseket dolgozzunk ki.

A szezonális változások magukban foglalják a szervezetben végbemenő mélyreható változásokat, amelyeket a táplálkozási változások, a környezeti hőmérséklet, a sugárzó napsugárzás és a belső elválasztású mirigyek időszakos változásainak hatása alatt, amelyek főként az állatok szaporodásával járnak. Maga a szezonális periodicitást meghatározó környezeti tényezők kérdése rendkívül összetett és még nem kapott teljes körű megoldást; a szezonális ciklusok kialakulásában nagy jelentőséggel bírnak az ivarmirigyek funkcióinak eltolódásai, pajzsmirigy stb., amelyek nagyon stabil karakterrel rendelkeznek. Ezek a morfológiailag jól megalapozott változások nagyon stabilak a különböző fajok szekvenciális fejlődésében, és nagymértékben megnehezítik a szezonális periodicitást okozó fizikai tényezők hatásának elemzését.

A szervezet szezonális változásai közé tartoznak a viselkedési reakciók is. Ezek vagy a vándorlási és vándorlási jelenségekből állnak (lásd alább), vagy a téli és nyári hibernáció jelenségeiből, vagy végül különféle odúk és menedékek építésére irányuló tevékenységekből. Közvetlen kapcsolat van egyes rágcsálók odúinak mélysége és a téli hőmérséklet-csökkenés között.

A világítási mód nagy jelentőséggel bír az állat teljes napi tevékenysége szempontjából. Ezért a szezonális folyóiratokat nem lehet figyelembe venni az élőlények szélességi eloszlása ​​nélkül. A 22. ábra az északi és a déli félteke különböző szélességi fokain lévő madarak költési időszakait mutatja be. A szaporodás időzítése egyértelműen a korábbi hónapokra tolódik el, amikor az északi féltekén északról délre haladunk, és szinte tükörképe e kapcsolatoknak a déli féltekén. Hasonló függőségek ismertek emlősöknél, például juhoknál. Itt elsősorban figyelembe vesszük

fiziológiai változások a testben, az északi félteke középső szélességi körének mérsékelt éghajlatán fordul elő. A szervezetben az évszakok során bekövetkező legnagyobb változások a vérrendszert, az általános anyagcserét, a hőszabályozást és részben az emésztést érintik. A boreális élőlények számára rendkívül fontos a zsír felhalmozódása, mint energiapotenciál, amelyet a testhőmérséklet és az izomtevékenység fenntartására fordítanak.

A mozgásszervi aktivitás legszembetűnőbb változása a különböző évszakokban a nappali állatoknál figyelhető meg, ami kétségtelenül összefügg a világítási rendszerrel. Ezeket a kapcsolatokat a legjobban majmokon tanulmányozták (Shcherbakova, 1949). Amikor majmokat tartanak azért egész évbenállandó környezeti hőmérséklet mellett a teljes napi aktivitás a nappali órák hosszától függött: májusban aktivitásnövekedés következett be.

és június. Decemberben és januárban a teljes napi aktivitás növekedése volt megfigyelhető. Ez utóbbi semmiképpen nem tudható be a nappali órák hatásának, és valószínűleg a természet tavaszi megnyilvánulásaihoz köthető Szuhumi körülményei között (23. ábra).

Ezek a vizsgálatok jelentős szezonális periodicitást is feltártak a majmok testhőmérsékletében. A végbél legmagasabb hőmérsékletét júniusban figyelték meg, a legalacsonyabbat januárban. Ezek az eltolódások nem magyarázhatók a külső környezet hőmérsékletének változásával, mivel a helyiség hőmérséklete állandó maradt. Nagyon valószínű, hogy a helyiség falainak lecsökkent hőmérséklete miatt sugárhűtés hatása volt.

Természetes körülmények között (Khrustselevskiy és Kopylova, 1957) a Transbajkália délkeleti részén élő Brandt pocok mozgási aktivitása erős szezonális dinamikát mutat. Élesen visszaesett az aktivitásuk – januárban, márciusban, novemberben és decemberben hagyják el odúikat. Ennek a viselkedésmintának az okai meglehetősen összetettek. Általában nagyon aktív nőstényeknél a vemhesség természetével, a napkelte és napnyugta időzítésével, a nyári magas hőmérséklettel és télen az alacsony hőmérséklettel kapcsolatosak. A természetben vizsgált napi tevékenység sokkal összetettebb, és nem mindig tükrözi azt a képet, amelyet a kutató az aktográfiai technikával kapott.

Hasonlóan összetett kapcsolatokat fedeztek fel (Leontiev, 1957) a Brandt-pocok és a mongol futóegér esetében az Amur régióban.

A nyérceknél (Ternovsky, 1958) az évszakoktól függően jelentős változások figyelhetők meg a motoros aktivitásban. A legnagyobb aktivitás tavasszal és nyáron jelentkezik, ami nyilvánvalóan a nappali órák hosszának köszönhető. A hőmérséklet csökkenésével azonban csökken az aktivitás, ahogy a csapadék is. Kivétel nélkül minden csorda patás állománysűrűség szezonális változást mutat, ami egyértelműen kifejeződik a jávorszarvasban. A rénszarvasoknál a csordakapcsolatok (csoportosulás, egymás követése) jobban észrevehetők ősszel, mint nyáron vagy tavasszal (Salgansky, 1952).

Az anyagcsere (alapanyagcsere) szezonális változásait a legjobban tanulmányozták. 1930-ban Ishida japán kutató (Ishida, 1930) tavasszal szignifikáns növekedést fedeztek fel az alapmetabolizmusban patkányokban. Ezeket a tényeket aztán számos tanulmány megerősítette (Kayser, 1939; Eladók, Scott a. Tamás, 1954; Kocarev, 1957; Gelineo a. Heroux, 1962). Azt is megállapították, hogy télen a bazális anyagcsere patkányokban sokkal alacsonyabb, mint nyáron.

Nagyon feltűnő szezonális változások a bazális anyagcserében a prémes állatokban. Így a sarki rókák alapanyagcseréje nyáron a télhez képest 34% -kal, az ezüst-fekete rókákban pedig 50% -kal nő (Firstov, 1952). Ezek a jelenségek kétségtelenül nemcsak a szezonális ciklushoz kapcsolódnak, hanem a nyáron fellépő túlmelegedéshez is (lásd a fejezetet). V), és a sarkvidéki rókák és mosómedve kutyák különböző kutatói megjegyezték (Slonim, 1961). Az Északi-sarkvidéken élő szürke patkányoknál tavasszal szintén fokozódott az anyagcsere, ősszel pedig csökkent.

A Leningrádi Állatkert (Isaakyan és Akchurin) körülményei között telelő sarki fajok (sarkróka, róka, mezei nyúl) kémiai hőszabályozásának vizsgálata,

1953), ugyanazon fogva tartási körülmények között éles szezonális változásokat mutatott ki a rókák és mosómedve kutyák kémiai hőszabályozásában, és a sarkvidéki rókánál a szezonális változások hiányát. Ez különösen hangsúlyos az őszi hónapokban, amikor az állatok nyári szőrben vannak. A szerzők ezeket a különbségeket a sarkvidéki lakosokra – a sarki rókákra – jellemző reakciókkal magyarázzák a világítás változásaira. A sarki rókáknak gyakorlatilag nincs kémiai hőszabályozása ősszel, bár a szigetelő gyapjúréteg ekkorra még nem lett tél. Nyilvánvaló, hogy ezek a poláris állatokra jellemző reakciók nem magyarázhatók csak a fizikai tulajdonságokkal bőr: a hőszabályozás idegi és hormonális mechanizmusainak összetett fajspecifikus jellemzőinek eredménye. Ezeket a poláris formájú reakciókat hőszigeteléssel kombinálják (Scholander és munkatársai, lásd 208. oldal).

Nagy mennyiségű anyag a gázcsere szezonális változásairól különböző rágcsálófajokban (Kalabukhov, Ladygina, Mayzelis és Shilova, 1951; Kalabukhov, 1956, 1957; Mihailov, 1956; Skvortsov, 1956; Chugunov, Kudryashov, stb.1 és Chugunova, stb. .) kimutatta, hogy a Nem hibernált rágcsálókban ősszel az anyagcsere fokozódása, télen pedig csökkenése figyelhető meg. A tavaszi hónapokat az anyagcsere fokozódása, a nyári hónapokat pedig a relatív csökkenés jellemzi. Ugyanezeket az adatokat igen nagy anyagon kaptuk a moszkvai vidéki közönséges pocok és pocok esetében is.

A nem hibernált emlősök metabolikus változásainak szezonális görbéje a következőképpen ábrázolható sematikusan. A legmagasabb szintű anyagcsere tavasszal, a szexuális aktivitás időszakában figyelhető meg, amikor az állatok a téli táplálékkorlátozás után aktív élelmiszer-termelő tevékenységbe kezdenek. Nyáron a magas hőmérséklet hatására ismét valamelyest csökken az anyagcsere szintje, ősszel pedig enyhén emelkedik, vagy a nyári szinten marad, tél felé fokozatosan csökken. Télen az alapanyagcsere enyhén csökken, tavaszra pedig ismét meredeken emelkedik. A gázcsere szintjének egész évben bekövetkező változásának általános mintázata az egyes fajok és az egyedi körülmények között jelentősen változhat. Ez különösen vonatkozik a haszonállatokra. Így a nem laktáló tehenek alapanyagcseréje (Ritzman a. Benedek, 1938) a nyári hónapokban, még a böjt 4-5. napján is magasabb volt, mint télen és ősszel. Ezenkívül nagyon fontos megjegyezni, hogy a tehenek anyagcseréjének tavaszi növekedése nem kapcsolódik a vemhességhez és a laktációhoz, sem az istállóban vagy a legelőn uralkodó körülményekhez. Istálló esetén a tavaszi gázcsere magasabb, mint az őszi legeltetésnél, bár maga a legeltetés fokozza a gázcserét nyugalomban a teljes legeltetési szezonban (Kalitaev, 1941).

Nyáron a lovak gázcseréje (nyugalmi állapotban) csaknem 40%-kal nő a télhez képest. Ugyanakkor a vér vörösvértest-tartalma nő (Magidov, 1959).

Nagyon nagy (30-50%) különbségek figyelhetők meg a téli és nyári energiaanyagcserében a rénszarvasoknál (Segal, 1959). A karakul juhoknál a télen előforduló vemhesség ellenére jelentősen csökken a gázcsere. A rénszarvasok és karakul juhok téli csökkent anyagcseréjének esetei kétségtelenül összefüggésbe hozhatók a téli táplálkozási korlátozásokkal.

A bazális anyagcsere változásait a kémiai és fizikai hőszabályozás eltolódásai is kísérik. Ez utóbbi fokozott hőszigeteléssel jár (szigetelés) kabát és toll télen. A hőszigetelés csökkenése nyáron mind a kritikus pontszintet érinti (lásd a fejezetet). V), valamint a kémiai hőszabályozás intenzitását. Így például a hőátadás értékei nyáron és télen a különböző állatoknál a következők: mókusoknál 1: 1; 1. kutyánál: 1,5; a nyúlban 1: 1.7. Az évszakoktól függően a test felszínéről érkező hőátadás jelentősen megváltozik a vedlési és szennyeződési folyamatok miatt a téli gyapjúval. Madarakban a vázizmok elektromos aktivitása (a nem összehúzódó termogenezis hiánya miatt) nem változik télen és nyáron; emlősökben, például a szürke patkányban ezek a különbségek igen jelentősek (25. ábra).

Szezonális változásokat találtak az anyagcsere kritikus pontjában Utóbbi időben sarki állatoknál alaszkai körülmények között (Irving, Krogh a. Monson, 1955) - a vörös róka esetében nyáron +8°, ​​télen -13°; mókusoknál - +20°C nyáron és télen; egy sertésben (Erethizoon dorsatum) nyáron +7°, télen -12°С. A szerzők ezeket a változásokat a szőrme hőszigetelésének szezonális változásaival is összefüggésbe hozzák.

A sarki állatok anyagcseréje télen, még -40 ° C-os hőmérsékleten is viszonylag kismértékben megnövekszik: a róka és a sarki disznó esetében - a kritikus ponton a metabolikus szint legfeljebb 200% -a, a mókusban - körülbelül 450-500 %. Hasonló adatokat kaptunk a leningrádi állatkert körülményei között sarki rókákról és rókákról (Olnyanskaya és Slonim, 1947). Szürke patkányoknál télen az anyagcsere kritikus pontjának eltolódását figyelték meg +30°C-ról +20°C-ra (Sinichkina, 1959).

A gázcsere évszakos változásainak vizsgálata sztyeppei mólókban ( Lagurus lagurus) kimutatta (Bashenina, 1957), hogy télen a kritikus pontjuk, más pocokfajtákkal ellentétben, szokatlanul alacsony - körülbelül 23°C. A déli futóegér esetében az anyagcsere kritikus pontja különböző évszakokban eltolódik, de a fésült futóegérben állandó marad ( Mokrievich, 1957).

A legmagasabb oxigénfogyasztási értékeket 0 és 20 °C közötti környezeti hőmérsékleten a nyáron fogott sárgatorkú egereknél figyelték meg, a legalacsonyabbat pedig télen (Kalabukhov, 1953). Az ősszel befogott egerek adatai a középső helyzetben voltak. Ugyanez a munka lehetővé tette a gyapjú (állatokból és szárított bőrökből vett) hővezető képességének igen érdekes változását, amely nyáron jelentősen megnő, télen pedig csökken. Egyes kutatók hajlamosak ennek a körülménynek tulajdonítani vezető szerepet az anyagcsere és a kémiai hőszabályozás változásaiban az év különböző évszakaiban. Természetesen az ilyen függőségek nem tagadhatók, de a laboratóriumi állatok (fehér patkányok) is kifejezett szezonális dinamikával rendelkeznek még állandó környezeti hőmérséklet mellett is (Isaakyan és Izbinsky, 1951).

A majmokon és a vadon élő húsevőkön végzett kísérletek során felfedezték (Slonim és Bezuevskaya, 1940), hogy a tavaszi (április) kémiai hőszabályozás intenzívebb, mint ősszel (októberben), annak ellenére, hogy a környezeti hőmérséklet mindkét országban azonos volt. esetek (26. ábra) . Nyilvánvalóan ez a tél és a nyár korábbi befolyásának és az ennek megfelelő változásoknak az eredménye

V endokrin rendszerek test. Nyáron a kémiai hőszabályozás intenzitása csökken, télen pedig fokozódik.

A kémiai hőszabályozásban sajátos szezonális változásokat találtak a télen-nyáron áttelelő sárga ürge és a nem hibernált karcsúujjú ürge esetében (Kalabukhov, Nurgeldyev és Skvortsov, 1958). A vékonyujjú ürgében a hőszabályozás szezonális változásai kifejezettebbek, mint a sárga ürgében (természetesen ébrenléti állapotban). Télen a vékonyujjú ürge forgalma erősen megnövekszik. A sárga földi mókusban nyáron a kémiai hőszabályozás már + 15-5 ° C-on megszakad. A hőszabályozás szezonális változásai szinte hiányoznak, és ezeket a hosszú téli és nyári hibernáció váltja fel (lásd alább). A téli-nyáron hibernált tarbaganka hőszabályozásának szezonális változásai ugyanolyan rosszul fejeződnek ki.

A kémiai hőszabályozás szezonális változásainak és az állatok biológiai ciklusának összehasonlítása (N. I. Kalabukhov et al.) azt mutatta, hogy a szezonális változások gyengén fejeződnek ki mind a hibernált fajoknál, mind azoknál a fajoknál, amelyek mély odúkban telelnek, és kevés külső levegőnek vannak kitéve. hőmérséklet (például egy nagy futóegér).

Így a hőszabályozás szezonális változásai főként a téli hőszigetelés növekedésére, a metabolikus reakció intenzitásának csökkenésére (kémiai hőszabályozás) és a kritikus pont alacsonyabb környezeti hőmérsékletű zónába való eltolódására vezethetők vissza.

A test hőérzékenysége is megváltozik valamelyest, ami nyilvánvalóan a szőrzet megváltozásával jár. Ilyen adatokat N. I. Kalabukhov állított fel sarki rókákra (1950) és sárgatorkú egerekre (1953).

A középső zónában élő szürke patkányok számára az előnyös hőmérséklet télen 21-24 °C, nyáron -25,9-28,5 °C, ősszel -23,1-26,2 °C és tavasszal -24,2 °C (Sinichkina, 1956). ).

A vadon élő állatoknál természetes körülmények között az oxigénfogyasztás és a hőtermelés szezonális változásai nagymértékben függhetnek a táplálkozási körülményektől. Kísérleti megerősítés azonban még nem áll rendelkezésre.

A hematopoietikus funkció jelentősen változik az évszakok függvényében. A legszembetűnőbb változások ebben a tekintetben az Északi-sarkvidéken élő embereknél figyelhetők meg. Tavasszal a vörösvértestek és a hemoglobin számának jelentős növekedése figyelhető meg (Hb) vér, amely a sarki éjszakából a sarki nappal való átmenethez, azaz a besugárzás változásaihoz kapcsolódik. Azonban a Tien Shan-hegységben még megfelelő besugárzás mellett is télen az ember enyhén csökkent hemoglobinszintet tapasztal a vérében. A H éles növekedésebtavasszal figyelték meg. Az eritrociták száma tavasszal csökken, nyáron pedig nő (Avazbakieva, 1959). Sok rágcsálónál, például futóegérnél, nyáron csökken az eritrocita-tartalom, tavasszal és ősszel pedig nő (Kalabukhov és mtsai, 1958). E jelenségek mechanizmusa máig tisztázatlan. Változások vannak a táplálkozásban, a vitamin-anyagcserében, az ultraibolya sugárzásban stb. Az endokrin faktorok befolyása is lehetséges, különösen fontos szerepet játszik a pajzsmirigy, amely serkenti az eritropoézist.

A szezonális ritmus fenntartásában a legnagyobb jelentősége az hormonális változások, amelyek mind az endogén eredetű független ciklusokat, mind a legfontosabb környezeti tényező - a fényviszonyok - befolyásával összefüggő ciklusokat képviselik. Ugyanakkor már körvonalazódik a hipotalamusz - agyalapi mirigy - mellékvesekéreg közötti kapcsolatok mintája.

A hormonális kapcsolatok szezonális változásait vadon élő állatoknál természetes körülmények között azonosították a mellékvesék súlyváltozásának példáján keresztül (amelyek, mint ismeretes, nagy szerepet játszanak a szervezet alkalmazkodásában a „feszültség” specifikus és nem specifikus körülményeihez. -feszültség).

A mellékvesék súlyának és aktivitásának szezonális dinamikája nagyon összetett eredetű, és mind magától az életkörülményekkel (táplálkozás, környezeti hőmérséklet) kapcsolatos „feszültségtől”, mind a szaporodástól függ (Schwartz et al., 1968). Ebből a szempontból érdekesek a nem szaporodó mezei egerek mellékvesék relatív tömegének változására vonatkozó adatok (27. ábra). A fokozott táplálkozás és az optimális hőmérsékleti viszonyok időszakában a mellékvesék súlya meredeken növekszik. Ősszel, hideg időben ez a súly csökkenni kezd, de a hótakaró kialakulásával stabilizálódik. Tavasszal (áprilisban) a testnövekedés és a pubertás miatt a mellékvesék súlya növekedni kezd (Schwartz, Smirnov, Dobrinsky, 1968).

Számos emlős- és madárfaj pajzsmirigyének morfológiai képe jelentős évszakos változásoknak van kitéve. Nyáron a tüszőkolloid eltűnése, a hám csökkenése, a pajzsmirigy súlyának csökkenése következik be. Télen az ellenkezője fordul elő (találós kérdés, Smith a. Benedek, 1934; Watzka, 1934; Molnár, 1939; Hoehn, 1949).

A rénszarvasok pajzsmirigyfunkcióinak szezonális változékonysága szintén egyértelmű. Májusban és júniusban hiperfunkciója fokozott szekréciós aktivitással figyelhető meg hámsejtek. Télen, különösen márciusban, ezeknek a sejteknek a szekréciós tevékenysége leáll. A hiperfunkciót a mirigy térfogatának csökkenése kíséri. Hasonló adatokat kaptunk juhoknál, de a minta sokkal kevésbé hangsúlyos.

Jelenleg számos adat áll rendelkezésre a vér tiroxin-tartalmának stabil szezonális ingadozására. A tiroxin legmagasabb szintje (amelyet a vér jódtartalma határoz meg) májusban és júniusban, a legalacsonyabb novemberben, decemberben és januárban figyelhető meg. Amint azt a vizsgálatok kimutatták (Sturm a. Buchholz, 1928; Curtis, Davis a. Philips, 1933; zord, 1933) közvetlen párhuzam van a tiroxinképződés intenzitása és az emberben a gázcsere szintje között az évszakokban.

Vannak arra utaló jelek, hogy szoros kapcsolat van a test lehűlése, valamint a pajzsmirigyhormon és az agyalapi mirigy pajzsmirigy-stimuláló hormon termelése között.Uotila, 1939; Voitkevich, 1951). Ezek a kapcsolatok nagyon fontosak a szezonális folyóiratok kialakításában is.

Úgy tűnik, a szezonális folyóiratokban jelentős szerepe van egy olyan nem specifikus hormonnak is, mint az adrenalin. Számos bizonyíték utal arra, hogy az adrenalin elősegíti a jobb akklimatizációt mind a meleghez, mind a hideghez. A tiroxin és kortizon gyógyszerek kombinációi különösen hatásosak (Hermanson a. Hartmann, 1945). A hideghez jól akklimatizált állatok magas tartalommal rendelkeznek C-vitamin a mellékvesekéregben (Dugal a. Fortier, 1952; Dugal, 1953).

Az alacsony környezeti hőmérséklethez való alkalmazkodás a szövetek aszkorbinsav-tartalmának növekedésével és a vér hemoglobintartalmának növekedésével jár.Gelineo és Raiewskaya, 1953; Raiewskaya, 1953).

Az utóbbi időben nagy mennyiségű anyag halmozódott fel, amely jellemzi a vér kortikoszteroid-tartalmának szezonális ingadozásait és felszabadulásuk intenzitását a mellékvesekéreg inkubációja során. in vitro.

A világítási rendszer szerepét a szezonális ritmus kialakításában a kutatók túlnyomó többsége elismeri. A múlt század közepén kialakult világítás (Moleschott, 1855), jelentős hatással van a szervezetben zajló oxidatív folyamatok intenzitására. A gázcsere emberekben és állatokban megnövekszik a világítás hatására (Moleschott u. Fubini, 1881; Arnautov és Weller, 1931).

Mindazonáltal egészen a közelmúltig a megvilágítás és a sötétítés gázcserére gyakorolt ​​hatásának kérdése a különböző életmódot folytató állatoknál teljesen tanulmányozatlan maradt, és csak a megvilágítás intenzitásának a gázcserére gyakorolt ​​hatását tanulmányozva majmokban (Ivanov, Makarova és Fufacheva, 1953) derült ki. világossá vált, hogy fényben mindig magasabb, mint sötétben. Ezek a változások azonban nem voltak azonosak minden fajnál. A hamadryákban voltak a legkifejezettebbek, ezt követték a rhesus majmok, és a megvilágítás hatása a legkevésbé a zöld majmokra hatott. A különbségeket csak a felsorolt ​​majomfajok természetben való létezésének ökológiai sajátosságai kapcsán lehetett megérteni. Így a hamadryas majmok Etiópia fák nélküli hegyvidékének lakói; A rhesus makákók az erdők és a mezőgazdasági művelt területek lakói, a zöld majmok pedig a sűrű trópusi erdők lakói.

A világításra adott válasz viszonylag későn jelenik meg az ontogenezis során. Például az újszülött kecskéknél a fényben a sötéthez képest nagyon kicsi a gázcsere növekedése. Ez a reakció jelentősen fokozódik a 20-30. napra, és még inkább a 60. napra (28. ábra). Azt gondolhatnánk, hogy a nappali tevékenységet folytató állatokban a világítás intenzitására adott reakció természetes kondicionált reflex.

Az éjszakai loris makiknál ​​az ellenkező kapcsolatot figyelték meg. Gázcseréjük fokozódott

sötétben és csökkentett fényben a kamrában a gázcsere meghatározása során. A gázcsere csökkenése a fényben elérte a 28%-ot lorisban.

A hosszú távú megvilágítás vagy sötétedés emlősök testére gyakorolt ​​hatásának tényeit a fényviszonyok (nappali órák) kísérleti vizsgálatai határozták meg a megvilágítás szezonális hatásaival összefüggésben. Számos tanulmányt szenteltek a nappali órák szezonális folyóiratokra gyakorolt ​​hatásának kísérleti vizsgálatának. A legtöbb adatot madarakra gyűjtötték, ahol a nappali órák növekedése a szexuális funkciót serkentő tényező (Svetozarov és Streich, 1940; Lobashov és Savvateev, 1953),

A kapott tények mind a nappali órák teljes hosszának értékét, mind a megvilágítási és sötétedési fázisok változásának értékét jelzik.

Az emlősöknél a fényviszonyok és a nappali órák befolyásának jó kritériuma az ovuláció előfordulása. Az emlősöknél azonban nem állapítható meg kivétel nélkül minden fajnál ilyen közvetlen fényhatás az ovulációra. Számos adat nyert nyulakon (Smelser, Walton a. Akár, 1934), tengerimalacok (Dempsey, Meyers, Fiatal a. Jennison, 1934), egerek (Kirchhof, 1937) és ürgén (walesi, 1938), azt mutatják, hogy az állatok teljes sötétben tartása nincs hatással az ovulációs folyamatokra.

Speciális vizsgálatok során a „téli körülményeket” hűtéssel (-5 és +7 °C között) szimulálták és teljes sötétségben tartották. Ezek a körülmények nem befolyásolták a közönséges pocok szaporodási intenzitását ( Microtus arvalis) valamint a fiatal állatok fejlődési üteme. Ebből következően e főbb, a szezonális hatások fizikai oldalát meghatározó környezeti tényezők kombinációja nem magyarázza a szaporodási intenzitás téli visszafojtását, legalábbis e fajhoz tartozó rágcsálók esetében.

Húsevőknél a fénynek a szaporodási funkcióra gyakorolt ​​jelentős hatását fedezték fel (Belyaev, 1950). A nappali órák csökkentése a nyérceknél korábbi szőréréshez vezet. változás hőmérsékleti rezsim nincs hatással erre a folyamatra. Nyesteknél a kiegészítő világítás a párzási időszak kezdetét és a kölykök születését a szokásosnál 4 hónappal korábban okozza. A világítási rendszer megváltoztatása nem befolyásolja a bazális anyagcserét (Belyaev, 1958).

A szezonális folyóiratok azonban nem képzelhetők el pusztán a környezeti tényezők hatásának eredményeként, amint azt jelzi nagyszámú kísérletek. Ezzel kapcsolatban felmerül a kérdés, hogy van-e szezonális időszak a természeti tényezők hatásától elszigetelt állatokban. Azon kutyáknál, amelyeket egész évben mesterséges megvilágítású, fűtött helyiségben tartottak, megfigyelhető volt a kutyákra jellemző szezonális periodicitás (Maignonet Guilhon, 1931). Hasonló tényeket fedeztek fel laboratóriumi fehér patkányokon végzett kísérletek során (Izbinsky és Isaakyan, 1954).

A szezonális folyóiratok rendkívüli erejére egy másik példa a déli féltekéről hozott állatokat érinti. Például az ausztrál strucc az Askania Nova rezervátumban a mi téli körülményeink között a súlyos fagy ellenére közvetlenül a hóba tojik az ausztráliai nyárnak megfelelő évszakban (M. M. Zavadovsky, 1930). Ausztrál kutya A dingók december végén szülnek. Bár ezeket az állatokat a struccokhoz hasonlóan hosszú évtizedek óta tenyésztik az északi féltekén, természetes évszaki ritmusukban nem figyeltek meg változást.

Emberben az anyagcsere változásai ugyanazon minta szerint mennek végbe, mint a nem hibernált állatokban. Vannak olyan megfigyelések, amelyeket természetes környezetben végeztek, és megpróbálják eltorzítani a természetes szezonális ciklust. Az ilyen perverzió legegyszerűbb módszerét és a legmegbízhatóbb tényeket az egyik területről a másikra történő mozgások tanulmányozásával kaptuk. Így például a Szovjetunió központi zónájából délre (Szocsi, Sukhumi) történő átköltözés december-januárban azt a hatást váltja ki, hogy az ott tartózkodás első hónapjában a csökkent „téli” anyagcsere fokozódik az új körülmények miatt. déli. Amikor tavasszal visszatérünk északra, másodlagos tavaszi cserenövekedés következik be. Így egy téli déli utazás során ugyanazon embernél két tavaszi anyagcsere-növekedés figyelhető meg az év során. Következésképpen a szezonális ritmus torzulása az emberben is előfordul, de csak akkor, ha a természetes környezeti tényezők teljes komplexuma megváltozik (Ivanova, 1954).

Különösen érdekes a szezonális ritmusok kialakulása az emberekben a Távol-Északon. Ilyen körülmények között, különösen, ha kis állomásokon élünk, a szezonális periodicitás élesen felborul. A korlátozott járás miatti elégtelen izomtevékenység, ami az Északi-sarkon gyakran lehetetlen, a szezonális ritmus szinte teljes elvesztését idézi elő (Slonim, Olnyanskaya, Ruttenburg, 1949). A tapasztalatok azt mutatják, hogy a kényelmes falvak és városok létrehozása az Északi-sarkon helyreállítja azt. Az emberben a szezonális ritmus bizonyos mértékig nemcsak a bolygónk teljes élő lakosságára jellemző szezonális tényezőket tükrözi, hanem a cirkadián ritmushoz hasonlóan az embert befolyásoló társadalmi környezet tükröződéseként is szolgál. Távol-Észak nagyvárosai mesterséges világítással, színházakkal, mozikkal, a modern emberre jellemző életritmussal,

olyan feltételeket teremtenek, amelyek között a szezonális ritmus normálisan megjelenik az északi sarkkörön túl, és ugyanúgy feltárul, mint a mi szélességi fokainkon (Kandror és Rappoport, 1954; Danishevsky, 1955; Kandror, 1968).

Az északi viszonyok között, ahol télen nagy az ultraibolya sugárzás hiánya, jelentős anyagcserezavarok, elsősorban foszfor-anyagcsere és vitaminhiány lép fel. D (Galanin, 1952). Ezek a jelenségek különösen nehéz hatással vannak a gyermekekre. Német kutatók szerint télen van egy úgynevezett „holt zóna”, amikor a gyermekek növekedése teljesen leáll (29. ábra). Érdekes módon a déli féltekén (Ausztrália) ez a jelenség az északi féltekén a nyárnak megfelelő hónapokban fordul elő. Most további ultraibolya besugárzás az egyik legfontosabb módszer a normál szezonális ritmus korrigálására az északi szélességeken. Ilyen körülmények között nem annyira a szezonális ritmusról kell beszélnünk, hanem ennek a természetes szükséges tényezőnek egy sajátos hiányáról.

A szezonális folyóiratok az állattenyésztés számára is nagy érdeklődésre tartanak számot. A tudósok ma már hajlamosak azt hinni, hogy a szezonális időszakok jelentős részét az ember tudatos befolyásának kell megváltoztatnia. Elsősorban szezonális táplálkozásról beszélünk. Ha a vadon élő állatok táplálékhiánya néha halálhoz vezet jelentős mennyiségű egyedek, képviselőik számának csökkenéséhez egy adott területen, akkor a termesztett haszonállatok vonatkozásában ez teljesen elfogadhatatlan. A haszonállatok takarmányozását nem lehet szezonális erőforrásokra alapozni, hanem az emberi gazdasági tevékenység alapján kell kiegészíteni.

A madarak szervezetének szezonális változásai szorosan összefüggnek jellegzetes repülési ösztönükkel, és az energiaegyensúly változásán alapulnak. A vándorlás ellenére azonban a madarak szezonális változást tapasztalnak a kémiai hőszabályozásban és a tolltakaró (szigetelés) hőszigetelő tulajdonságaiban egyaránt.

A házi veréb anyagcsere-változásai jól kifejeződnek ( Passer domesticus), amelynek energiamérlegét at alacsony hőmérsékletek télen nagyobb hőtermelés tartja fenn, mint nyáron. A táplálékfelvétel és az anyagcsere mérése során kapott eredmények lapított típusú kémiai hőszabályozási görbét mutatnak, általában olyan esetekben, amikor a hőtermelést a több napos táplálékfelvétel alapján becsülik meg, nem pedig az oxigénfogyasztás alapján egy rövid távú kísérletben.

A közelmúltban azt találták, hogy a verébmadarak maximális hőtermelése télen magasabb, mint nyáron. Csórkában, galambokban Columba livia és seregélyek Sturnus vulgaris A túlélési idő a téli hideg időszakokban nagyobb volt, elsősorban a magasabb hőtermelés fenntartási képességének megnövekedése miatt. A halál előtti időszak időtartamát a tollazat állapota - vedlés és a fogság időtartama is befolyásolja, de a szezonális hatás mindig hangsúlyos. Akik azok I.B. a madárketrecben a téli táplálékfogyasztás 20-50%-kal nőtt. De a téli táplálékfelvétel ketrecben tartott pintyekben ( Fringilla montefringilla) és a házi verebeknél a vadonban nem volt növekedés (Rautenberg, 1957).

Az újonnan befogott madaraknál télen megfigyelt jelentős éjszakai hipotermia hiányzik a csirkefélékben és a feketefejű csirkékben. Irving (Irving, 1960) arra a következtetésre jutott, hogy hideg éjszakákon az északi madarak nappali testhőmérsékletük alá körülbelül ugyanolyan mértékben hűlnek le, mint a mérsékelt égövi madarak.

A tollazat súlyának egyes madaraknál télen megfigyelt növekedése olyan szigetelő adaptációk jelenlétére utal, amelyek részben ellensúlyozhatják a hidegben bekövetkező metabolikus változásokat. Azonban Irving tanulmányai több vadon élő madárfajon télen és nyáron, valamint Davis (Davis, 1955) és Hart (Szarvasbika, 1962) kevés alapot adnak arra a feltételezésre, hogy az anyagcsere-növekedés 1°-os hőmérséklet-eséssel eltérő volt ezekben az évszakokban. Megállapították, hogy a galambok hőtermelése 15°C-on mérve télen alacsonyabb volt, mint nyáron. Az évszakos változások mértéke azonban kicsi volt, és a kritikus hőmérsékleti tartományban nem figyeltek meg eltolódást. A kritikus hőmérsékleti szint eltolódásaira vonatkozó adatokat a kardinálisra kaptuk ( Richmondena cardinalis) ( Lawson, 1958).

Valgren (Wallgren, 1954) tanulmányozta energiaanyagcsere a sárga zabpehelynél ( Emberiza citrinella) 32,5 °C-on és -11 °C-on in más idő az év ... ja. A nyugalmi anyagcsere nem mutatott szezonális változást; júniusi és júliusi -11 0 C-on az árfolyam lényegesen magasabb volt, mint februárban és márciusban. Ezt a szigetelő alkalmazkodást részben a tollazat nagyobb vastagsága és „bolyhosodása”, valamint télen nagyobb érszűkület magyarázza (mivel a tollazat szeptemberben volt a legvastagabb - vedlés után, az anyagcsere legnagyobb változása pedig februárban volt).

Elméletileg a tollazat változásai magyarázhatják a halálos hőmérséklet körülbelül 40 °C-os csökkenését.

A feketefejű csirkehúson végzett kutatás ( Parus atricapillus), a téli hőszigetelési adaptáció következtében alacsony hőtermelés jelenlétét is jelzik. A pulzusszám és a légzésszám szezonális eltolódást mutatott, télen 6°C-on nagyobb volt a csökkenés, mint nyáron. A kritikus hőmérséklet, amelynél a légzés erősen megnövekedett, szintén alacsonyabb szintre tolódott télen.

A télhez való alkalmazkodás során nem játszik jelentős szerepet a termoneutrális hőmérsékleten tapasztalható bazális anyagcsere-növekedés, amely a több hétig tartó hidegnek kitett emlősökben és madarakban kifejezett. A bazális anyagcsere jelentős évszakos változására csak házi verebeknél kaptunk bizonyítékot, de nincs okunk feltételezni, hogy a szabadon élő madarakban jelentős szerepet játszana. A legtöbb vizsgált faj egyáltalán nem mutat változást. Király és Farner (Király a. Patkolókovács, 1961) azt mutatják, hogy a téli magas alapanyagcsere hátrányos lenne, mivel a madárnak éjszaka növelnie kellene energiatartalékait.

A madarak legjellemzőbb évszakos eltolódásai a hőszigetelés megváltoztatásának képessége és az a csodálatos képesség, hogy hideg körülmények között magasabb hőtermelést tudnak fenntartani. A táplálékfelvétel és -kiválasztás különböző hőmérsékleteken és fotoperiódusokon végzett mérései alapján becslések készültek a létfenntartási és termelési folyamatok energiaszükségletére az év különböző időszakaiban. Ebből a célból a madarakat külön ketrecekben helyeztük el, ahol mértük metabolizált energiájukat (maximális energiabevitel mínusz különböző hőmérsékleteken és fotoperiódusokon kiürült energia). Azt a legkevésbé metabolizált energiát, amely bizonyos hőmérsékleteken és vizsgált fotoperiódusokon a létezéshez szükséges, „létezési energiának” nevezik. A hőmérséklettel való összefüggése a 30. ábra bal oldalán látható. A potenciális energia a halálos határhőmérsékleten mért maximális metabolizált energia, amely az a legalacsonyabb hőmérséklet, amelyen a madár el tudja tartani a testsúlyát. A termelékenységi energia a potenciális energia és az egzisztenciális energia különbsége.

A 30. ábra jobb oldalán látható különféle kategóriák kültéri átlaghőmérsékletből és fotoperiódusokból különböző évszakokra számított energiák. Ezekhez a számításokhoz azt feltételezzük, hogy a maximális metabolizált energiát hideg körülmények között, valamint magasabb hőmérsékletű termelési folyamatoknál találtuk. magas hőmérsékletek. A házi verébnél helyzeti energia szezonális változásokon megy keresztül a túlélési határok szezonális változásai miatt. A létezés energiája a helyiségen kívüli átlaghőmérséklet szerint is változik. A potenciális energia és a létezési energia szezonális változásai miatt a termelékenységi energia egész évben állandó marad. Egyes szerzők azt állítják, hogy a házi veréb a távoli északi szélességi körökben annak köszönhető, hogy maximális energiaegyensúlyát képes meghosszabbítani a tél folyamán, és annyi energiát lebontani a rövid napi fotoperiódus alatt télen, mint a hosszú fényperiódusok során nyáron.

A fehértorkú verébben (Z. albicallis) és a juncók (J. színárnyalat- bevásárlóközpontok) 10 órás fotoperiódussal kevesebb a metabolizált energia mennyisége, mint 15 órás fotoperiódusnál, ami a téli időszámítás komoly hátránya (Seibert, 1949). Ezeket a megfigyeléseket összehasonlították azzal a ténnyel, hogy mindkét faj délre vándorol télen.

A házi verébtől eltérően a trópusi kék-fekete pinty ( Votatinia jacarina) 15 órás fotoperiódussal körülbelül 0°C-ig, 10 órás fotoperiódussal pedig 4°C-ig tudta fenntartani az energiaegyensúlyt. A fényperiódus nagyobb mértékben korlátozta az energetikát, amikor a hőmérséklet lecsökkent, ez a különbség ezeknél a madaraknál és a házi verébnél. A fotoperiódus hatásai miatt a potenciális energia télen volt a legalacsonyabb, amikor a létezés energiája a legmagasabb. Következésképpen a termelékenységi energia is ebben az évszakban volt a legalacsonyabb. Ezek élettani jellemzők ne engedjék, hogy ez a faj télen létezzen az északi szélességeken.

Bár a hőszabályozás energiaigénye a hideg évszakban a legnagyobb, a madártevékenység különböző fajtái egyenletesen oszlanak meg az év során, így a kumulatív hatások elhanyagolhatóak. A különböző tevékenységekre vonatkozó megállapított energetikai igények megoszlása ​​az év során a legjobban három veréb esetében írható le S. arborea ( nyugat, 1960). Ennél a fajnál a legnagyobb energiatermelés a nyár folyamán történt. Ezért az olyan energiaigényes tevékenységek, mint a vándorlás, a fészkelés és a vedlés egyenletesen oszlanak meg április és október között. A szabad létezés többletköltségei az ismeretlenek, amelyek növelik vagy nem növelik az elméleti potenciált. Nagyon valószínű azonban, hogy a potenciális energia az év bármely szakában felhasználható, legalábbis rövid ideig - a repülés során.