Приливные и годовые ритмы

Удары воды о берег и смена сезонов могут повлиять на эндогенные биологические ритмы. Эти приливные и годовые ритмы являются самыми короткими и самыми длинными соответственно.

Неудивительно, что многие морские животные проявляют биологические ритмы, связанные с приливами и отливами и периодически повторяющиеся каждые 12,4 часа. Приспособление к этим ритмам позволяет животным выживать в условиях местообитаний с резкими циклическими изменениями, состоящими в том, что сначала территория покрывается водой, а затем, на следующие шесть часов, открывается палящему Солнцу и хищникам, сидящим в засаде на пляже.

Зеленый краб (Carcinas maenas) хорошо прячется среди камней или в расщелинах, когда прилив отступает. Однако он твердо знает, что можно выходить из своего убежища, когда вода начинает снова покрывать берег. Он один из тех животных, которые обитают в приливно-отливной зоне морских побережий и, появляясь и прячась, ярко демонстрирует ритмическое поведение.

Некоторые приливные ритмы, безусловно, не являются эндогенными, потому что запускаются только внешними воздействиями — заметными изменениями солености, давления и температуры, когда морская вода течет над животным или откатывается от него, а также механическим воздействием, причиняемым потоком воды.

Тем не менее существует ряд проверенных и зафиксированных эндогенных приливных ритмов, для которых внешние воздействия служат в основном для синхронизации с приливами, а не для их запуска.

Даже после того как североамериканские манящие крабы (род Uca) содержались в полной темноте, без приливов на протяжении 25 дней, они все еще демонстрировали обычный, связанный с приливами ритм появления и затаивания, подтверждая, что эти их ритмы являются эндогенными. В местах обитания этих крабов на берегу моря приливы опаздывают приблизительно на 50 минут каждый день. Это запаздывание было смоделировано в экспериментальном приливном ритме, созданном для этих крабов изучавшим их в начале 1970 года доктором Ж. Палмером. В отличие от зеленых манящие крабы появляются при низком приливе для поисков партнера и демонстрации территориального поведения и прячутся под водой во время высокого прилива.

Годовые ритмы

Годовые ритмы с периодом в 365 дней служат причиной разного рода поведенческих феноменов, происходящих только один раз в году, включая миграции животных в разных уголках земного шара, зимнюю спячку и даже смену оперения и окраски меха в течение года.

Так как годовую ритмику составляют очень длительные периоды времени, их сложно смоделировать в экспериментах и соответственно выяснить, являются ли годовые ритмы, демонстрируемые животными, только запускаемыми внешними факторами или собственно эндогенными. Эксперименты, предполагают содержание животных в искусственных условиях постоянного света или темноты, или температуры в течение многих лет, для того чтобы пронаблюдать, сохраняется ли определенный ритм.

Присутствие эндогенных ритмов было выявлено у нескольких различных видов. Например, было показано, что годовой цикл линьки обоих видов — садовой славки (Sylvia borin) и славки-черноголовки (Sylvia atricapilla) является эндогенным.

Птицы обоих видов содержались в постоянных условиях при 12-часовой освещенности и следующих за ними 12 часах темноты на протяжении более чем двух лет. Этот режим исключал какие-либо сезонные изменения освещенности, и при нем годовой цикл линьки сохранялся.

В лабораторных экспериментах было доказано, что изменения в семенниках обыкновенного скворца (Sturnus vulgaris) управляются эндогенными ритмами. Таким же образом при содержании многие годы в постоянной темноте жука антренуса (Anthrenus verbasci) он сохранял свой годовой ритм появления взрослого насекомого из куколки. И пятнистый олень (Cervus nippon) продолжал сбрасывать и отращивать рога ежегодно, несмотря на световой режим, экспериментально навязанный ему.