В чем выражается приспособленность животных к сезонным
В чем выражается приспособленность животных к сезонным явлениям в природе?
Приспособленность животных к сезонным явлениям в природе проявляется по-разному. Например, птицы покидают свои места обитания и улетают с приходом холодов в теплые края в поисках пищи. После зимовки они вновь возвращаются в родные места. Таким образом, птицы приспособились выживать при смене температур.
В теплое время года многие животные выводят потомство, накапливают жиры в своем теле, делают запасы. Зимой некоторые впадают в спячку, либо ведут пассивный образ жизни. Например, у змей и лягушек зимой поддерживается медленный обмен веществ за счет питательных веществ, которые были накоплены в период лета и осени.
Смену дня и ночи животные проживают также по-разному – меняют свою активность в течение суток. По такому признаку их делят на дневных и ночных. Например, муравьи, многие птицы, суслики и медведи активны днем. В темное время суток они отдыхают. А вот ночью особенно активны ежи, жабы, летучие мыши. Также с наступлением темноты на охоту вылетают филины, совы. Они ночные хищники, а потому охотятся в темное время суток, а днем прячутся в укромных местах.
Свежие записи
Нуклеиновые кислоты — функции РНК и ДНК
Глицерин — применение, побочные эффекты и свойства
Приспособления растений и животных к сезонному ритму: глубокий покой, анабиоз и спячка
Смена времен года в умеренном поясе влечет значительные изменения в жизни природы, связанные, в первую очередь, с изменением температуры. Приспособления растений и животных, связанные с изменением внешних условий, имеют разную форму и проявления: у млекопитающих отрастает густой подшерсток, перелетные птицы меняют среду обитания, другие птицы покрываются пухом, являющийся плохим проводником тепла и предохраняющий животных зимой от переохлаждения.
Подготовка к зиме
В середине лета рост многих видов растений приостанавливается, уменьшается число цветущих растений, заканчивается размножение птиц. Начинается созревание плодов и семян; становится заметней подготовка к зи ме.
У растений скапливаются запасные питательные вещества в перезимовывающих органах: корнях, корневищах, луковицах, клубнях.
У насекомых в специальных органах — жировых телах — накапливается жир. В подкожной клетчатке многих млекопитающих также откладывается жир. Осенью у птиц и млекопитающих происходит линька. Опадают листья с деревьев и кустарников.
Состояние глубокого покоя
Многие виды организмов приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или очень низкую температуру, снижение влажности, отсутствие пищи и др.) в состоянии глубокого покоя. Оно характеризуется снижением физиологических процессов, замедлением газообмена, прекращением питания и неподвижностью у животных.
Температура, вызывающая такое состояние, различна для разных видов. У некоторых насекомых, рыб и земноводных глубокий покой наступает уже при падении температуры до +15°С, у других — при +10°С, у третьих — лишь при температуре, близкой к О°С.
У различных видов растений состояние зимнего покоя переживают различные органы. У луковичных растений — луковицы, у папоротника и ряда других — корневища, у душистого горошка — подземные клубни, у чертополоха — прижатые к земле розетки листьев, у большинства же растений — семена.
Беспозвоночные животные могут перезимовывать на различных стадиях развития. Так, обыкновенный малярийный комар — на стадии взрослого насекомого, родниковый — на стадии личинки, дупляной — на стадии яйца, а бабочка капустница — на стадии куколки.
На протяжении осени и зимы у растений и насекомых увеличивается привыкание к холоду, усиливается стойкость к низким температурам. Это получило название закаливания.
Анабиоз животных и растений
Особой стойкостью к неблагоприятным условиям обладают организмы в состоянии анабиоза. При анабиозе жизненные процессы временно прекращены или настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют.
У цветковых растений состояние анабиоза входит в нормальный цикл жизни. Семена в высушенном состоянии сохраняют всхожесть многие годы. У ряда беспозвоночных (простейших, низших ракообразных, коловраток) анабиоз наступает при высыхании луж и болот, в которых они обитают.
Другие беспозвоночные впадают в анабиоз при замораживании. Простейшие, некоторые членистоногие (дафнии, циклопы, насекомые) могут вмерзать в лед.
Установлено, что возвращение к активной жизнедеятельности из состояния анабиоза возможно лишь тогда, когда тканевая жидкость не образует кристаллов, а остается в переохлажденном состоянии. Это связано с тем, что в тканях образуется глицерин, препятствующий промерзанию.
Физиология спячки
Снижение интенсивности обмена веществ, встречающееся у млекопитающих, проявляется в форме спячки. Причинами наступления ее служат понижение температуры, а также отсутствие пищи как зимой, так и летом, когда растительность в степи и пустыне выгорает от зноя.
Хомяки, бурундуки, летучие мыши, ежи, некоторые виды сусликов впадают в зимнюю спячку. У других видов сусликов наблюдается летняя спячка, обычно в засушливую половину лета. Во время спячки снижается активная терморегуляция, температура тела падает почти до температуры окружающей среды, замедляются все функции. Частота сердцебиения у летучих мышей, например, падает с 420 до 16 в минуту.
У некоторых млекопитающих — медведей, барсуков, енотовидных собак, белок — наступает зимний сон, при котором также значительно снижается обмен веществ, но нет падения температуры тела.
Особые приспособления
Для завершения жизненного цикла некоторым растениям, насекомым и ряду других организмов необходимо охлаждение и прохождение зимних стадий покоя. В это время осуществляются определенные физиологические процессы, подготавливающие организм к новой активной жизнедеятельности.
ГДЗ биология 7 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 2 Среды обитания и сезонные изменения в жизни животных
Стр. 10. Вспомните
№ 1. Что такое среда обитания организмов?
Средой обитания организмов называют совокупность конкретных биотических и абиотических условий, в которых живет определенная особь, вид, популяция. Это часть природы, которая окружает живые организмы и оказывает на них прямое, либо косвенное влияние.
№ 2. Где обитают животные?
Животные, благодаря своей подвижности и способности эволюционно приспосабливаться к более выгодным условиям существования, а также отсутствию у них зависимости от солнечного света, расселены практически по всей земной поверхности. Выделяют четыре среды их обитания: водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная (организм как среда жизни).
Стр. 15. Вопросы после параграфа
№ 1. Назовите основные среды обитания животных.
К основным средам обитания животных относятся: наземно-воздушная, водная, почвенная и организм как среда обитания (организменная).
№ 2. Почему животные неравномерно распределены в среде обитания?
Животные в любой среде населяют наиболее благоприятные для них участки – места обитания. Климат в совокупности с другими географическими факторами привели к тому, что в определенных регионах наблюдается высокая концентрация экосистем, видов, генетических ресурсов. Например, только в тропических лесах обитает около 55% всех животных нашей планеты.
№ 3. Докажите, что форма и строение тела животных соответствуют их образу жизни и среде обитания.
Форма, строение и даже расцветка тела животных полностью соответствуют среде их обитания и образу жизни в ней. Например, у рыб, которые обитают в водной среде, форма тела обтекаемая. Само тело покрыто чешуей и слизью, что в совокупности позволяет рыбам легко преодолевать сопротивление воды и маневрировать в ее течениях. Для передвижения вверх-вниз, влево-вправо у них есть плавники (боковые, спинной, брюшной, хвостовой). А вот у пассивно плавающих животных форма тела зонтиковидная. Яркий пример – медуза.
У животных, обитающих в наземно-воздушной среде, например, у лисиц, хорошо развиты конечности, на которые они опираются при передвижении. Их тело покрыто шерстью, которая согревает и защищает нежную кожу от перегрева. У летающих животных, например, у насекомых и птиц, для передвижения есть широкие плоскости – крылья. У почвенных животных плохо развит слух, зрение, их тело обтекаемой формы, покрыто плотной и короткой щетиной (у кротов), а конечности специально приспособлены для рытья.
№ 4. Как животные влияют на среду обитания?
Влияние животных на среду обитания выражается в том, что они живут в ней, а значит, питаются растениями и другими животными, дышат кислородом и выдыхают углекислый газ, перемешаются в пространства, растут, выделяют продукты обмена и умирают. Все это сказывается на общем состоянии микроклимата и воздуха (концентрация кислорода и углекислого газа), чистоте вод и почвы.
№ 5. В чем выражается приспособленность животных к сезонным явлениям в природе?
Приспособленность животных к сезонным явлениям в природе проявляется по-разному. Например, птицы покидают свои места обитания и улетают с приходом холодов в теплые края в поисках пищи. После зимовки они вновь возвращаются в родные места. Таким образом, птицы приспособились выживать при смене температур.
В теплое время года многие животные выводят потомство, накапливают жиры в своем теле, делают запасы. Зимой некоторые впадают в спячку, либо ведут пассивный образ жизни. Например, у змей и лягушек зимой поддерживается медленный обмен веществ за счет питательных веществ, которые были накоплены в период лета и осени.
Смену дня и ночи животные проживают также по-разному – меняют свою активность в течение суток. По такому признаку их делят на дневных и ночных. Например, муравьи, многие птицы, суслики и медведи активны днем. В темное время суток они отдыхают. А вот ночью особенно активны ежи, жабы, летучие мыши. Также с наступлением темноты на охоту вылетают филины, совы. Они ночные хищники, а потому охотятся в темное время суток, а днем прячутся в укромных местах.
Стр. 15. Задания
№ 1. Изучите материал параграфа. Пользуясь памяткой, приведенной выше, проведите сравнение водных и сухопутных животных, обитающих в вашей местности. Результаты сравнения представьте в виде таблицы.
Особенности | Водные животные | Сухопутные животные |
---|---|---|
Передвижение | Плавники | Крылья, лапы |
Приспособления | Перепонки, воздушный пузырь. | Водонепроницаемая кожа, почки; яйца, покрытые оболочкой. |
Форма тела | Обтекаемая | Разная |
Кожные покровы | Чешуя (у некоторых отсутствует), под кожей толстый слой жира. Кожа скользкая, мягкая и слизистая. | Шерсть, мех, перья, пух, чешуи или щитки, тонкий слой жира. Кожа твердая, колючая. |
Дыхание | Жабры или кожа, при помощи растворенного в воде кислорода. | Лёгкие или трахея, кислородом. |
Место обитания | Озера, реки, пруды, водно-болотные угодья. | Тайга, тундра, лес, поле. |
Позвоночные и беспозвоночные | Да | Да |
Представители | Окунь, лещ, карась | Рысь, собака, медведь |
№ 2. Используя интернет-источники, научно-популярную литературу, подготовьте сообщение о сезонных изменениях в жизни птиц, обитающих в вашем крае.
В течение периода гнездостроительства и насиживания яиц, а это май – июнь, самцы поют песни возле гнезд. Далее пение ослабевает. В среднем в гнездо птицы откладывают от 1 – 2 (беркут) до 26 (серая куропатка) яиц. После выведения птенцов длится период их развития, а после – подготовка к следующему периоду – зимовке.
Из-за климатических условий сезонности некоторые птицы в течение года оказываются в разных погодных условиях, а потому в зависимости от уровня своей организации, могут переносить их по-своему. Например, кочующие птицы (синицы, дятлы, снегири и галки) зимой перемещаются в соседние области в поисках пищи.
Перелетные птицы (серый журавль, дрозд, кукушка, ласточка) совершают дальние миграции. При этом дальность этих миграций и характер перелетов могут быть разными. Например, мелкие пернатые птицы летят беспорядочными группами, а крупные (гуси, журавли) – строем. Высота полетов у мелких птиц составляет до 1000 метров, у крупных – до 5000 метров.
Перелет птиц продолжается с конца лета и в течение всей осени. И только в середине ноября – начале декабря зимний аспект авифауны нашей области постепенно устанавливается.
Оседлые птицы живут на одной и той же территории весь год. Это серая куропатка, сорока, домашний воробей, которые находят себе пищу в течение всего года. Годовой цикл у них состоит только из двух периодов: гнездование (откладка яиц, насиживание, развитие птенцов) и зимовка.
Стр. 15. Подумайте
Почему животные меняют активность в течение суток?
Животные в течение суток сильно меняют свою активность. Это поясняется суточным режимом организмов, который характеризуется не только отражением смены внешних условий, но и сохранением ритмики процессов жизнедеятельности. Суточный ритм захватывает многие процессы в организме животных. Это ритм дыхания, частота сокращения сердца и секрета пищеварительных желез, кровяное давление, температура и многое другое.
Периодическая смена активности в течение суток передается по наследству и базируется на глубоких приспособительных реакциях организма, которые связаны с суточной цикликой внешней среды.
Глава 1. Одноклеточные животные
§ 8. Приспособления живых организмов к сезонным ритмам условий среды обитания
Сайт: | Профильное обучение |
Курс: | Биология. 10 класс |
Книга: | § 8. Приспособления живых организмов к сезонным ритмам условий среды обитания |
Напечатано:: | Гость |
Дата: | Среда, 29 Декабрь 2021, 03:00 |
Оглавление
Преамбула
Как вы уже знаете из § 5, у большинства животных и растений цикл развития приурочен к сезонам года. Сигналом для подготовки к изменению сезона служит изменение продолжительности светового дня — фотопериода. Все растения и животные, особенно умеренного климата, эволюционно выработали механизмы приспособления к сезонным изменениям факторов среды. Сезонные явления в природе изучает наука фенология.
*Приспособления растений к сезонным ритмам условий среды обитания
У растений процессы роста и развития определяются сезонными особенностями климатических факторов. Весной под их влиянием у растений активируются физиологические процессы, приводящие к росту и развитию, летом — к размножению, осенью — к листопаду. У покрытосеменных весной происходит цветение, а летом — плодоношение. Основным приспособлением растений к зимним условиям является их переход в состояние покоя, характеризующееся прекращением роста и замедлением биологических процессов. У некоторых растений до наступления холодов формируются подземные видоизмененные побеги, содержащие запас питательных веществ и способные переносить неблагоприятный период года. Например, у нарцисса, тюльпана, лилии образуются луковицы; у картофеля, топинамбура — клубни. С наступлением благоприятных условий они обеспечивают вегетативное размножение.
Длина светового дня, изменяющаяся в течение года, как часы, показывает растениям лучшее время для перехода к вегетации, размножению или для подготовки к неблагоприятному сезону. Важен также характер изменения длины светового дня (укорачивающийся или удлиняющийся). Например, у ряда многолетних злаков переход к цветению стимулируется удлинением светового дня весной, у других видов растений, наоборот, для этого требуется его укорачивание. Как вы уже знаете из § 5, наземные растения по типу фотопериодической реакции разделяются на короткодневные, длиннодневных и нейтральные к длине светового дня.
В зависимости от сезона лимитирующее действие на растения могут оказывать разные климатические факторы — свет, температура, влажность. Приспособления к их недостатку или избытку в среде обитания рассматривались в § 5—7.
Приспособления животных к сезонным ритмам условий среды обитания
У животных к неблагоприятным сезонным явлениям сформировались разнообразные приспособления. Для них характерны сезонные биологические циклы, в основе которых лежат сложные физиологические механизмы. Так, одни животные запасают корм, другие — накапливают массу тела, третьи — замедляют процессы жизнедеятельности, четвертые — повышают уровень теплообразования. На подготовку к зиме требуется время для физиологической перестройки организма и накопления необходимого запаса энергетических ресурсов.
В ходе эволюции животные смогли выработать три основных пути приспособления к неблагоприятным сезонным условиям среды: активный, пассивный и избегание неблагоприятных воздействий.
Активный путь приспособления организмов к сезонным колебаниям экологических факторов — это, во-первых, теплокровность — поддержание организмом постоянной температуры тела за счет высокой интенсивности обмена веществ, что позволяет противостоять низким зимним температурам. Некоторые млекопитающие и птицы сменяют наружный покров, чтобы уменьшить теплоотдачу в зимних условиях. У них происходит осенняя линька — смена летних покровов на более густые зимние.
Во-вторых, у животных появились приспособления, позволяющие переносить недостаток влаги. Например, бурые медведи, сурки, хомяки к осени способны накапливать бурый жир, который зимой расщепляется с образованием воды. Некоторые животные — змеи, черепахи, членистоногие — при наступлении засухи добывают влагу из пищи.
Пассивный путь приспособления организмов к сезонным колебаниям экологических факторов характеризуется своеобразным приспособлением к перенесению неблагоприятных условий — спячкой. Спячка — это состояние пониженной жизнедеятельности и обмена веществ, наступающее у некоторых гомойотермных животных, когда пища или вода становится малодоступной и сохранение высокого интенсивного обмена веществ невозможно. Во время спячки происходит снижение температуры тела на несколько градусов, но обычно не более чем на 10 °С, и терморегуляция не прекращается. При этом дыхание становится редким, замедляется сердцебиение, затормаживаются физиологические процессы. Различают зимнюю и летнюю спячки.
Зимняя спячка — относительно продолжительный непрерывный сон некоторых млекопитающих животных (бурые медведи, летучие мыши, сурки, барсуки, суслики, сони, ежи) в зимнее время года. Главной причиной является недостаток корма. Спячка может длиться от нескольких дней до многих месяцев в зависимости от региона и вида организмов.
Суслик спит до 6 месяцев в характерной позе — сидя на задних ногах, подогнув голову к брюшку и укрыв себя хвостом. Еж сворачивается клубком и засыпает. Летучая мышь, завернувшись в крылья, в состоянии спячки проводит до 7 месяцев (с октября по апрель), пока нет насекомых. Сони в умеренном климате спят до 8 месяцев. Сурок в состоянии замедленного обмена веществ суммарно проводит до 9 месяцев.
Животные, которые впадают в зимнюю спячку, как правило, не делают запасов пищи на зиму. Но они накапливают за теплое время года жир в своем теле, позволяющий им существовать без пищи и воды.
Подкожный слой жира у медведей ближе к холодам достигает толщины в 7—9 см. Самки набирают массу до 150 кг и больше, самцы — до 300 кг, причем всей массы приходится на жир. У барсуков старые самцы к зиме набирают до 32—34 кг массы при исходной около 24 кг.
Жаркое время года некоторые грызуны переносят в состоянии летней спячки, продолжающейся до нескольких месяцев. Она вызвана сезонным дефицитом воды.
Для пойкилотермных животных (насекомых, рыб, земноводных, пресмыкающихся) характерно оцепенение. Оцепенение — состояние резко пониженной жизнедеятельности, при котором все внутренние процессы замедляются намного сильнее, чем при спячке. Температура тела снижается до значения температуры внешней среды, сердцебиение замедляется до 2—3 ударов, а дыхание — до 3—4 вдохов в минуту.
Зимнее оцепенение наступает при недостатке тепла, влаги и пищи в среде обитания. Позвоночные животные находят себе укромные места (в норах, под корягами), насекомые прячутся в землю, в дупла, под кору деревьев, забиваются в трещины пней и впадают в оцепенение до наступления весны.
Летнее оцепенение у обитателей жарких регионов наступает при выгорании растительности и недостатке влаги. Например, степные черепахи при летнем оцепенении «высыхают» — теряют много воды.
Особым приспособлением к неблагоприятным сезонным условиям является анабиоз — временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедлены до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни. Анабиоз характерен в основном для спор, сухих семян, протистов, лишайников, круглых червей. В таком состоянии они способны длительно выдерживать очень низкие и высокие температуры, переносить отсутствие воды. Например, высушенные семена растений, споры, а также цисты протистов способны выдерживать температуры ниже –200 °С.
Избегание неблагоприятных воздействий — еще один путь приспособления организмов к сезонным колебаниям экологических факторов. Основным примером являются миграции. Миграции — это регулярные, повторяющиеся из года в год сезонные перемещения большого числа птиц или других животных из одного местообитания в другое. Наиболее хорошо известны миграции птиц умеренных широт (журавлей, аистов, лебедей, гусей). Миграции совершают и многие млекопитающие (северные олени, гну, киты), некоторые пресмыкающиеся (морские черепахи), насекомые (бабочка-монарх).
Птицы способны совершать очень дальние перелеты. Белые аисты гнездятся в Европе, в том числе и в Беларуси, а зимуют в Южной Африке. Эти птицы дважды в год преодолевают расстояние в 10—15 тыс. км. Самые дальние перелеты совершают полярные крачки. Эти птицы проводят лето в тундре, где выводят птенцов, а зимуют в южном полушарии. Таким образом, крачки два раза в год пролетают более 17 тыс. км. Северные олени с наступлением зимы мигрируют из тундры в лесотундру и северную тайгу, преодолевая расстояния до 500 км.
Повторим главное. У растений адаптация к смене сезонов проявляется переходом к следующей стадии жизненного цикла. Весной у них активно протекают процессы роста и развития, у большинства покрытосеменных наступает цветение, летом — плодоношение, осенью — листопад. Основным приспособлением растений к зиме является их переход в состояние покоя. Путями приспособления животных к неблагоприятным сезонным условиям среды являются: активный путь (теплокровность, способность накапливать жир); пассивный путь (спячка, оцепенение, анабиоз); избегание неблагоприятных воздействий (миграции).
Проверим знания
1. Назовите причину наступления листопада у древесных двудольных растений.
2. Какие пути приспособления к сезонным изменениям условий среды выработали животные?
3. Из приведенного перечня животных выберите впадающих: 1 — в спячку; 2 — в оцепенение. Барсук, сурок, лягушка, змея, медведь бурый, черепаха, еж, ящерица, тритон, мышь летучая, соня, бурундук, амур белый. Чем отличаются эти состояния?
*1. Объясните, почему одни животные впадают в спячку зимой, а другие — летом. Приведите их примеры.
2. Как вы думаете, почему медведь бурый впадает в зимнюю спячку, а медведь белый зимой активен?
* Индивидуальное домашнее задание. В качестве объекта наблюдения выберите типичное для ваших мест древесное растение и проследите за его сезонными изменениями. Составьте дневник фенологических наблюдений. Установите типы адаптаций данного растения к разным сезонам.
Сезонные ритмы в жизни животных
Если среда, в которой обитает животное, подвержена небольшим колебаниям, то приспособления организмов к ней носят до известной степени характер статический.
Так, шерсть тропических животных редкая, короткая, жёсткая, у полярных густая, длинная, мягкая. Белые медведи не меняют своей окраски, так как всю жизнь проводят среди льдов. Животные пустыни — лев, верблюд, антилопы, змеи — окрашены под цвет песка, в тропических лесах преобладает зелёная окраска животных, многие морские организмы прозрачны и т. п.
Но если аспект ландшафта меняется по сезонам, то приспособления к ландшафту приобретают динамический характер, изменяясь периодически. И эта смена ярче, чем что-нибудь другое, доказывает безусловную зависимость организмов от окружающей обстановки. Впрочем, эта зависимость не менее отчётлива и в тех случаях, когда смены не бывает: у пещерных животных нет сезонной периодичности в жизненных циклах, и это вполне закономерно, так как в пещерах нет деления года на сезоны.
Приспособления животных к сезонным изменениям природы весьма разнообразны. Они выражаются в запасании корма на зиму (пчёлы, некоторые грызуны), в устройстве тёплых зимних жилищ, нор и гнёзд, в приобретении новых физиологических свойств, в перемене места обитания, в явлениях спячки и пр.
В связи с изменением температуры и приобретением ландшафтом нового аспекта у животных меняются характер покровов и их окраска. Чем резче выражена смена сезонов в ландшафте, тем резче проявляется и сбрасывание наружных покровов, и замена их новыми (линька). В тропиках смена шерсти и перьев протекает постепенно в течение всего года, в холодных странах она приурочена к определённым сезонам. К зиме мех становится гуще, пушистее, длиннее, под кожей происходит образование жирового слоя. Меняется и окраска животного: заяц беляк зимой белый, весной пегий, летом темнобурый; каштанового цвета ласки зимой становятся снежнобелыми; то же происходит с песцами, горностаями и т. п., меняющими свои тёмные летние одеяния на покровительственно окрашенную мантию, позволяющую животному совершенно слиться с белым фоном зимнего ландшафта.
Широко распространённым сезонным приспособлением следует считать миграции или кочёвки животных. Некоторые миграции, правда, не имеют характера строго периодических, но зато приуроченность других к сезонам не подлежит ни малейшему сомнению.
Животные нередко совершают кочёвки в поисках пищи. Например, лемминги, когда они сильно размножаются, а растительного корма в данной местности мало, потому что он съеден самими леммингами, гусём-гумёнником или стал недоступным из-за ожеледи, начинают огромными массами переселяться в другие места. Движение кочующих леммингов совершается с исключительной неудержимостью: они переправляются через реки, массами гибнут от истощения и хищников.
Антилопы кочуют стадами из высохших и выгоревших травянистых просторов туда, где есть вода и свежая зелень. При недороде кедровых орехов сибирские белки переселяются в другие леса. Северный олень весной с южной окраины тундры кочует на север; одной из причин этого служит стремление избавиться от гнуса.
Миграции животных, обусловленные недостатком пищи или перенаселением, хотя и не укладываются вполне строго в рамки сезонных явлений, тем не менее довольно часто бывают так или иначе связаны с сезонными переменами ландшафта.
Классическими примерами типично сезонных миграций являются уход осенью червей глубоко в почву (туда, где она не промерзает), миграции рыб, перелёты птиц и др.
Миграции рыб связаны чаще всего с нерестом, т. е. процессом икрометания. Инстинкт собирает рыб в огромные стаи и заставляет их совершать огромные передвижения. Есть рыбы, нерестящиеся ежегодно или через год, через два года, но есть такие, которые мечут икру только один раз в жизни: угорь, кета, горбуша, красная, многие роды бычков, громадное большинство особей сёмги и т. п.
Особенно ярко явление миграции наблюдается у проходных рыб, т. е. таких, которые живут в море, но для метания икры поднимаются в реки на сотни километров. Лосось, или сёмга, ежегодно заходит из моря в наши северные реки для метания икры. Молодь проводит в реках два-три года, затем переходит в море, где живёт от одного года до пяти лет, а потом идёт для нереста в реки.
Сёмга после нереста обычно погибает, но бывают случаи, когда отдельные особи нерестятся в жизни по два-три раза и даже, как редчайшее исключение, до пяти раз.
Особенно интересны миграции речного европейского угря (Anguilla vulgaris). Угорь этот живёт в реках и озёрах Европы. Достигнув половой зрелости (на это нужно несколько лет), он выходит в море (обычно осенью), затем в Атлантический океан и направляется к той его части, которая называется Саргассовым морем. Здесь на глубинах и происходит икрометание. Из оплодотворённой икры развиваются личинки — маленькие, прозрачные, рыбообразные, но настолько не похожие на угрей, что их долгое время считали особым животным — Leptocephalus brevirostris. Эти лептоцефалы, претерпевая метаморфоз и увеличиваясь в размерах, в течение трёх лет странствуют из Саргассова моря к Европе. Только в конце третьего года происходит их превращение в маленьких угрей, после чего они уже проникают в реки.
Большинство птиц умеренных стран улетает на зиму в тёплые края, а весной возвращается обратно. Улетают гуси, лебеди, трясогузки, утки, жаворонки, кукушки, журавли и т. п. Остаются лишь некоторые хищные, а также некоторые зерноядные — воробьи, овсянки, тетерева.
Перед отлётом птицы собираются в стаи, и эти стаи в местах зимовья уже не распадаются.
Естественный порядок осеннего отлёта состоит в том, что раньше всего улетают насекомоядные птицы, потом зерноядные, т. е. птицы улетают в порядке исчезновения соответствующего корма. Отлёт птиц данного вида занимает много времени: он продолжается неделями. Птицы часто летят определённым «строем»: утки рядом, гуси друг за другом, журавли клином и т. п. Некоторые виды совершают перелёт в дневное время, но подавляющее большинство летит ночью, оставляя день для отдыха на суше.
Птицы летят не особенно торопливо, с остановками, кормятся по пути и отдыхают. Одни из них пролетают в день всего километров 30, другие около 200 км. Остановки в пути продолжаются иногда по нескольку дней. Таким образом, перелёт от начального пункта до конечного занимает довольно большое время. Вместе с тем быстрота полёта бывает иногда весьма значительна, а продолжительность перелёта в отдельных случаях исключительно мала. Скворцы летят со скоростью 60—80 км в час, ржанки 65—80 км, гуси 70—90, стрижи до 110 км. Птицы могут лететь по многу часов без отдыха, и, например, одна стая чибисов в 1927 г. перелетела из Англии в Ньюфаундленд (правда, при сильном попутном ветре) за одни сутки, проделав путь в 3500 км.
Излюбленными местами зимовок евразийских птиц служат Индия и Египет. Но птицы из северной Азии летят в Аравию, Иран, Индию, Китай, даже в Австралию, из Европы в Африку, Малую Азию. Грачи, аисты зимуют на Ниле, соловьи, малиновки, ласточки, кукушки в центральной Африке, орлы в Египте, розовый скворец и сибирская пеночка в Индии, краснозобая казарка из северо-западной Сибири — в южной части Каспийского моря и т. п.
Важно отметить, что птицы к местам зимовья перелетают не беспорядочно, а придерживаются определённых путей, которые для данного вида остаются из года в год одними и теми же. Пути пролёта нескольких видов птиц могут на том или ином расстоянии совпадать. Одни птицы летят вдоль морских берегов, другие вдоль рек, над озёрами и болотами, путь третьих проходит над сушей и с водными пространствами не связан. Во всех этих случаях птицы стремятся по тому пути, характер которого ближе всего к характеру их коренного местообитания или на котором они легче всего найдут привычную для себя пищу. Так, птицы, населяющие морские побережья, при перелёте тоже придерживаются морских побережий. Поскольку выбор пути в значительной степени определяется характером корма, неудивительно, что некоторые птицы весной и осенью летят разными дорогами: домой они возвращаются иным путём, чем уходят из дома. Это изменение связано с изменением корма.
В местах зимовок птицы гнёзд не делают и птенцов не выводят. Если осенний отлёт птиц данного вида растягивается на несколько недель, то прилёт обратно в родные места заканчивается обычно в несколько (не свыше десяти) дней. Может быть, это оттого, что отлёт зависит от погоды, а прилёт не зависит. Возвращение птиц домой в более или менее определённые сроки нельзя объяснить просто «перелётным инстинктом». Это явление более сложное и вырабатывалось оно, вероятно, очень длительно. Птицы часто возвращаются в плохие условия, когда у них на родине ещё лежит снег. Снег в разные годы сходит в разное время, а прилёт совершается ежегодно примерно в одни и те же сроки, и это расхождение вызывает нередко гибель вернувшихся птиц. Внешним толчком для отлёта осенью служит уменьшение корма, обусловленное ухудшением тепловых условий. Понижение температуры воздуха и является для птиц предвестником надвигающегося недостатка пищи. Главной же побудительной причиной обратного весеннего перелёта к родным местам является инстинкт размножения.
Сущность такого приспособления к среде, как миграция (периодическая или непериодическая), сводится к тому, что животное избегает неблагоприятных условий, перемещая себя в другой ландшафт. Это есть как бы приспособление по линии наименьшего сопротивления. Совсем иной характер носит другое сезонное приспособление, а именно — спячка животных, или состояние оцепенения, в котором животное проводит неблагоприятный для жизни период в пределах своего местообитания.
Приспособление это возникло в процессе эволюции у самых различных форм и в самых различных частях света. Оно, как и миграции животных, стимулируется недостатком пищи, а предвестником этого надвигающегося недостатка, служащим своего рода сигналом, побуждающим непосредственно организм к спячке, является в наших широтах понижение внешней температуры, а в тропиках засуха, высыхание водоёмов, уменьшение содержания воды в пище. В соответствии с этим различают зимнюю спячку, когда животное впадает в оцепенение на период преобладания низких температур, и летнюю спячку, которая приурочена к засушливому сезону.
Экология животных, впадающих в спячку, характеризуется прежде всего ограниченностью периода активной жизни. Размножаются они реже, чем животные, не впадающие в спячку (млекопитающие не чаще одного раза в лето, тогда как близкие к ним формы, не впадающие в спячку, приносят по два-три поколения в год), но зато общее их число подвергается меньшим колебаниям, чем общее число животных, хотя и более продуктивных, но не подверженных спячке: спячка предохраняет от неблагоприятных условий и заразных заболеваний.
Во время спячки животное проводит много месяцев без пищи. Это, разумеется, возможно только при крайнем замедлении жизненных функций. Жизненные процессы сведены к минимуму, и организм питается запасами, отложенными в нём самом. Бодрствующий сурок делает в час 1500 вдыханий, а во время спячки только 14, т. е. в сто раз меньше. Следовательно, во время спячки окисление, а значит, и разрушение тканей сильно замедлено, поэтому для восстановления их требуется меньше пищи. В результате замедления дыхания и почти полного отсутствия мышечной работы, т. е. вследствие устранения источников животной теплоты, температура тела спящего животного сильно понижается.
Длительность спячки самая разнообразная. Бурундуки, сони, белки спят два-три месяца, ежи четыре-пять месяцев, летучие мыши и сурки шесть месяцев, а горные сурки семь-восемь месяцев.
Млекопитающие проводят зимнюю спячку в норах, берлогах, дуплах и других укрытиях. Они впадают в неподвижность и глубокое оцепенение. Температура их тела снижается почти до температуры окружающего их воздуха, превышая последнюю всего на несколько градусов. Дыхание становится не только замедленным в пять-десять и более раз, но и нерегулярным: после пяти-восьми дыханий наступает пауза в несколько минут. Резко уменьшаются потребление кислорода и выделение CO2, сердце бьётся в 10—30 раз реже, чем у животного в активном состоянии. Изменяется состав крови за счёт увеличения содержания CO2 и уменьшения содержания сахара. Так как организм потребляет накопленные до спячки запасы жира, животное постепенно теряет в весе, и рост его прекращается: если остричь шерсть или когти, то они во время спячки не растут и начинают отрастать лишь после пробуждения животного. В состоянии оцепенения организм не подвержен инфекционным болезням даже в том случае, если он был заражён ещё до спячки.
Ящерицы и змеи проводят спячку во мху, в расщелинах, в норах, причём змеи зимуют по многу экземпляров вместе. Карпы, караси и сомы зарываются в тину на дне и лежат там неподвижно. В таком же оцепенении проводят зиму осётр, стерлядь, белуга.
Для беспозвоночных животных зимняя спячка лучше всего изучена на примере насекомых. Многие дневные бабочки (крапивница, траурница) проводят спячку в виде взрослого насекомого под корой и в дуплах деревьев, другие бабочки зимуют в стадиях яйца, личинки, куколки. Божьи коровки спят пять-семь месяцев под опавшими листьями, корой, камнями, самки ос и шмелей в своих норках и гнездах, муравьи в подземной части своих муравейников и т. д. Тело оцепеневшего насекомого принимает температуру окружающего воздуха, а содержание воды в теле уменьшается.
Основным источником, поддерживающим жизнь (крайне замедленную) насекомого в спячке, является запас жира. Если этого запаса мало, насекомое неминуемо погибнет. Потому, например, пчела, у которой запасов жира нет вовсе, может прожцть в спячке всего пять-девять дней. Вообще говоря, смертность насекомых в спячке весьма высока, и зиму в состоянии оцепенения переживают сравнительно немногие.
В наших широтах число видов животных, впадающих в зимнюю спячку, во много раз больше числа видов, остающихся на зиму в бодрствующем состоянии. Из беспозвоночных оцепеневают на зиму моллюски, ракообразные, паукообразные, насекомые; из позвоночных рыбы (хотя и не все виды), земноводные (лягушки, жабы, тритоны), пресмыкающиеся (ящерицы, змеи, черепахи), некоторые млекопитающие, например почти все виды летучих мышей, ежи, многие грызуны (сони, тушканчики, суслики, сурки), барсук, бурый медведь и т. п. Птицы в спячку не впадают вовсе.
Летняя спячка характерна для животных тропических областей с резко выраженным засушливым периодом. Но это явление выражено и в умеренных широтах. Многие виды сусликов в Северной Америке впадают в летнюю спячку в связи с высыханием их растительной пищи. В Европе коловратки, живущие во мху, при высыхании мха сами высыхают и оцепеневают. Но, как только выпадет дождь или сядет роса, они вновь оживают. Таким образом, спячка может неоднократно прерываться и возобновляться.
В тропиках в летнюю спячку погружаются танреки, двоякодышащие рыбы и некоторые другие животные.
Несомненно, что явление спячки весьма близко стоит к явлению анабиоза. Под анабиозом разумели состояние скрытой жизни или даже полный перерыв жизненных функций, после которого организм может вновь вернуться к жизни. Но теперь установлено, что в этом втором смысле (т. е. в смысле полной остановки жизненных процессов) анабиоза в природе вовсе не существует, а существуют лишь различные формы спячки, т. е. различные формы ослабления и замедления жизненных процессов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.