Животные, особенно насекомые, также весьма чувствительны к продолжительности дня. Например, саранчовые (Arididae), многие совки (Noctuidae), тутовый шелкопряд (Bombux mori) развиваются в условиях короткого дня, а капустная белянка (Pieris brassicae), березовая пяденица (Riston betularia) - типичные организмы длинного дня. Продолжительность дня регулирует процессы жизнедеятельности, связанные прежде всего с размножением и эмбриональным развитием, приспособительными реакциями - диапаузой, линькой, спячкой (сном), миграциями.
У животных и растений суточная периодичность светового режима обусловливает многочисленные приспособления к дневному и ночному образу жизни. Все их физиологические процессы имеют суточный режим с максимумом в определенные часы. Эти реакции основаны на правильном чередовании периодов света и темноты в течение суток - на продолжительности дня и ночи.
Организмы имеют приспособления к неблагоприятным сезонным явлениям. Так, для растений свойственно состояние покоя, характеризующееся прекращением роста и замедлением физиолого-биохимических процессов. Отмечают органический, глубокий и вынужденный покой растений.
Органический покой характерен для клубней, плодов, почек. Например, картофель осенью не прорастает даже при высоких температурах. Осенью и ранней зимой не распускаются почки срезанных с дерева и поставленных в воду ветвей. Во время органического покоя в растении происходят изменения в нуклеиновом и белковом обмене в эмбриональных клетках и тканях, что обеспечивает возобновление нормального роста весной.
Глубокий покой наступает одновременно с органическим или после него и обусловливает морозоустойчивость растений. Степень глубины покоя зависит от вида растений и характера осенней погоды (рис. 12).
Рис. 12. Упрощенная схема влияния внешней среды (подковообразная фигура), управляющих механизмов клетки и гормональных факторов на ритм развития древесных растений (по В. Лархеру, 1978)
Вынужденный покой проявляется в том, что растения длительное время не приступают к росту из-за неблагоприятных условий. Это часто бывает весной.
У животных приспособления к переживанию неблагоприятных сезонных явлений более разнообразны по сравнению с растениями. Так, сезонные изменения метаболизма у животных проявляются в периодичности размножения. Основным сигнальным факторам и стимулятором размножения является световой режим местообитания.
Своеобразным приспособлением к неблагоприятным сезонным явлениям у животных служит спячка. Она может наступить на любой стадии их развития. Наиболее широко распространена спячка среди животных высоких и умеренных широт. В период зимней или летней спячки у животных значительно снижается уровень обмена веществ и потребление кислорода (в 10-20 раз). Млекопитающие и особенно земноводные, пресмыкающие и большинство беспозвоночных впадают в глубокое оцепенение. Длина светового дня, регулярно изменяющаяся на протяжении года, предвещает здесь приближение благоприятных или неблагоприятных сезонов точнее, чем все другие, менее регулярные колебания климатических факторов.
Для членистоногих, особенно насекомых, характерна диапауза, или длительная приостановка развития. Длина светового дня используется как сигнал, вызывающий как бы "предусмотрительную" перестройку обмена веществ (сдвиг диапазонов потенции, накопление запасных веществ, понижение содержания влаги) еще в благоприятных условиях. "Приторможенный" обмен веществ должен в течение определенного времени протекать при ожидавшихся субоптимальных температурах (обычно между 0 и 12 С), прежде чем процессы развития смогут возобновиться в нормальном диапазоне температур.
Например, гусеницы пестрокрыльницы изменчивой (Araschinia levana) живут при длинном световом дне (> 16 ч весной), то их куколки без диапаузы дают темную летнюю форму бабочек (f. prorsa).
При коротком световом дне (< 16 ч поздней осенью) они дают диапаузирующих куколок, которым требуется не менее трех месяцев холода (0-12°С), чтобы из них с наступлением тепла могли выйти более светлые бабочки (f. levana). Следует заметить, далеко не во всех случаях диапауза приводит, как в данном примере, к сезонному или иному диморфизму вследствие измененного хода развития.
Широко распространенным приспособлением к неблагоприятным условиям у многих животных являются миграции, или закономерные перемещения в определенном направлении, выработанные в процессе исторического развития. Недостаток пищи или ухудшение погоды побуждают некоторых насекомых (саранчу), птиц (кедровку, клеста, свиристеля), млекопитающих (леммингов) к первоначально ненаправленным откочевкам. Регулярные миграции многих перелетных птиц определяются ежегодно изменениями погоды (так называемые погодные птицы - грачи, дрозды, зяблики, лысухи и т.д.). Другие ("инстинктивные") птицы отлетают в более или менее определенные (фиксированные) сроки, руководствуясь, как правило, фотопериодом, задолго до ухудшения погоды и сокращения пищевых ресурсов: аист, иволга, черные стрижи и др.
В заключение следует отметить, что закономерности сезонного развития природы изучаются особой прикладной отраслью экологии - фенологией (с греч. - наукой о явлениях). По биоклиматическому закону Хопкинса на территории Европы сроки наступления различных сезонных явлений (фенодат) различаются в среднем на три дня на каждый градус широты, на каждые 5 град. долготы и на 120 м высоты над уровнем моря, т.е. чем севернее, восточнее и выше местность, тем позднее наступает весна и раньше осень. Фенологические даты также зависят от местных условий - рельефа, экспозиции, удаленности от моря и т.д. Точки с одинаковыми фенодатами при соединении на карте образуют изолинии, которые отражают фронт продвижения весны и наступления очередных сезонных явлений.
1. Миноранский В.А. Особо охраняемые природные территории Ростовской области / В.А. Миноранский, О.Н. Демина. - Ростов н/Д: ЦВВР, 2002. - 368 с. - (в пер.). - ISBN 5-94153-045-5.
2. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: учеб. пос. для вузов, средн. школ и колледжей / Ю.В. Новиков. - М.: ФАИР-Пресс, 2000. - 320 с.
3. Новиков, Юрий Владимирович. Экология, окружающая среда и человек: [учеб. пособие для вузов, сред. шк. и колледжей] / Ю.В. Новиков. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: Гранд: Фаир-пресс, 2005. - 728, [1] с.: ил., табл.; 22 см. - На 4-й с. обл. авт.: Ю.В. Новиков акад., чл. - корр. Рос. акад. наук, засл. деят. науки Рос. Федерации, проф. - Библиогр.: с.722-727. - 2600 экз. - ISBN 5-8183-0895-2 (в пер.).
4. Новый атлас. Природа России: [Текст] [для среднего школьного возраста] / Т. Романова, В. Свечников; худож.В. Романов, Ю. Абрамова. - Москва: Махаон, 2007. - 133 с.: ил.; 35 см. - 15000 экз. - ISBN 5-18-001094-2 (в пер.).
5. Оценка воздействия Ростовской АЭС на окружающую среду [Текст]: основные положения / под общ. Ред.Э.Н. Мустафинова. - Ростов н/Д, 1992. - 87 с.
6. Передельский, Леонид Васильевич. Экология: учебник / Л.В. Передельский, В.И. Коробкин, О.Е. Приходченко. - Москва: Проспект, 2007. - 507 с.: ил., табл.; 22 см. - Библиогр.: с.499-501. - 5000 экз. - ISBN 5-482-01367-7. - ISBN 978-5-482-01367-0 (в пер.).
7. Петров К.М. Экология человека и культура: учеб. пособие/ К.М. Петров. - СПб.: Химиздат, 1999. - 384 с.: ил.
8. Планета Земля: [Текст]: энциклопедия: учеб. пособие: пер. с англ.: [для среднего школьного возраста]. - Москва: РОСМЭН, 2005. - 160 с.: ил. - ISBN 5-353-00098-6 (в пер.).
9. Природные ресурсы Ростовской области / Гл. ред.В. М, Остроухова. - Ростов н/Д: Новая книга, 2002. - 151 с.: ил. - ISBN 5-86692-133-2.
10. Промышленная экология: учебное пособие: для студентов высших учебных заведений / [Гутенев В.В., Денисов В.В., Денисова И.А. и др.]; под ред.В. В. Денисова. - Москва; Ростов-на-Дону: МарТ, 2007. - 719 с.: ил.; 22 см. - (Учебный курс). - Библиогр.: с.710-711. - 5000 экз. - ISBN 978-5-241-00781-0 (в пер.).
11. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учеб. и справочное пособие / В.Ф. Протасов. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.: ил.
12. Прохоров, Борис Борисович. Экология человека: учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 013100 "Экология" и 013600 "Геоэкология" / Б.Б. Прохоров. - 3-е изд., стер. - Москва: Академия, 2007. - 317, [2] с.: ил.; 22 см. - (Высшее профессиональное образование. Естественные науки) (Учебник). Кн. фактически изд. в 2006 г. - Библиогр. в конце кн. - 3000 экз. - ISBN 5-7695-3083-9.