суточность
Суточная жизнь — форма поведения растений и животных, характеризующаяся активностью в дневное время и периодом сна или другого бездействия в ночное время . Обычное прилагательное, обозначающее дневную деятельность, — «дневной» . Время активности животного зависит от множества факторов окружающей среды, таких как температура, способность собирать пищу визуально, риск нападения хищников и время года. Дневность — это цикл активности в течение 24 часов; Циклическая активность, называемая циркадными ритмами, представляет собой эндогенные циклы, не зависящие от внешних сигналов или факторов окружающей среды, за исключением духа времени . Животные, активные в сумерках , - сумеречные , активные в ночное время - ночные , а животные, активные в спорадическое время как ночью, так и днем, - катемерные .
Растения, цветущие в дневное время, называются дневными, а цветущие ночью — ночными. Время раскрытия цветков часто связано со временем, когда предпочтительные опылители добывают пищу. Например, подсолнухи открываются днем, чтобы привлечь пчел, тогда как цветущий ночью цереус открывается ночью, чтобы привлечь крупных бабочек-сфинксов .
Животные
[ редактировать ]
Многие виды животных классифицируются как дневные, то есть они активны в дневное время и неактивны или имеют периоды отдыха в ночное время. [1] Обычно классифицируемые дневные животные включают млекопитающих , птиц и рептилий . [2] [3] [4] Большинство приматов ведут дневной образ жизни, включая человека . [5] Научная классификация суточного режима животных может оказаться сложной задачей, если не считать очевидного повышения уровня активности в дневное время. [6]
Эволюция суточности
[ редактировать ]
Первоначально большинство животных вели дневной образ жизни, но адаптация, которая позволила некоторым животным стать ночными, помогла добиться успеха многим, особенно млекопитающим. [7] Этот эволюционный переход к ночному образу жизни позволил им лучше избегать хищников и добывать ресурсы с меньшей конкуренцией со стороны других животных. [8] Это действительно привело к некоторым адаптациям, с которыми млекопитающие живут сегодня. Зрение оказалось одним из наиболее сильно затронутых чувств при переключении с дневного на ночной образ жизни, и это можно увидеть с помощью биологического и физиологического анализа ядер палочек из глаз приматов. [8] Это включает в себя потерю двух из четырех колбочек опсинов , которые способствуют цветовому зрению , в результате чего многие млекопитающие становятся дихроматами . [8] Когда ранние приматы снова перешли на дневной образ жизни, лучшее зрение, включающее трихроматическое цветовое зрение, стало очень выгодным, что сделало дневной режим и цветовое зрение адаптивными чертами похожих форм , в том числе и людей. [8] Исследования с использованием анализа распределения хроматина ядер палочек из разных глаз обезьян показали, что переходы между дневным и ночным образом жизни происходили несколько раз в пределах линий приматов, причем переход на дневной образ жизни был наиболее частым переходом. [8]
До сих пор суточный режим, по-видимому, вновь появляется во многих линиях других животных, включая мелких млекопитающих-грызунов, таких как нильская травяная крыса, золотая мантийная белка и рептилии. [7] [4] В частности, гекконы, которые, как считалось, по своей природе вели ночной образ жизни, продемонстрировали множество переходов к дневному образу жизни: сейчас около 430 видов гекконов демонстрируют дневную активность. [4] Поскольку зарегистрировано так много дневных видов, были проведены сравнительные анализы с использованием новых линий видов гекконов для изучения эволюции дневного образа жизни. В линиях гекконов насчитано около 20 переходов, что показывает важность суточного режима. [4] Факторами, способствующими этому, являются сильные воздействия окружающей среды, такие как изменение климата, риск хищничества и конкуренция за ресурсы. [4] На примере гекконов считается, что такие виды, как Mediodactylus amictopholis , живущие на больших высотах, перешли на дневной образ жизни, чтобы получать больше тепла в течение дня и, следовательно, сохранять больше энергии, особенно при наступлении более низких сезонных температур. [4]
Свет
[ редактировать ]Свет — один из наиболее определяющих факторов окружающей среды, определяющий характер активности животного. [5] Фотопериод или цикл света и темноты определяется географическим положением: дневное время связано с большим количеством окружающего света, а ночное время связано с небольшим количеством окружающего света. [5] Свет оказывает одно из сильнейших воздействий на супрахиазматическое ядро (SCN), которое является частью гипоталамуса головного мозга и контролирует циркадный ритм у большинства животных. Именно это определяет, ведет ли животное дневной образ жизни или нет. [9] СХЯ использует визуальную информацию, такую как свет, чтобы запустить каскад гормонов, которые высвобождаются и воздействуют на многие физиологические и поведенческие функции. [7]
Свет может оказывать мощный маскирующий эффект на циркадный ритм животного, то есть он может «маскировать» внутренние часы или влиять на них, изменяя характер активности животного временно или в долгосрочной перспективе, если он подвергается воздействию достаточного количества света в течение длительного периода времени. время. [7] [2] Маскировку можно назвать либо положительной маскировкой, либо отрицательной маскировкой, при этом она либо увеличивает дневную активность животных, либо снижает активность ночных животных соответственно. [2] Это можно продемонстрировать, подвергая разные виды грызунов воздействию одних и тех же фотопериодов. Когда дневная нильская травяная крыса и ночная мышь подвергались воздействию одного и того же фотопериода и интенсивности света, у травяной крысы наблюдалось повышение активности (положительная маскировка), а у мыши - снижение активности (отрицательная маскировка). [2]
Было доказано, что даже небольшое изменение освещенности окружающей среды влияет на активность млекопитающих. Наблюдательное исследование активности ночных совиных обезьян в Гран-Чако в Южной Америке показало, что увеличение количества лунного света ночью увеличивает уровень их активности в ночное время, что приводит к снижению дневной активности. [5] Это означает, что для этого вида окружающий лунный свет отрицательно коррелирует с дневной активностью. [5] Это также связано с поведением обезьян в поисках пищи: когда лунные ночи были практически безлунными, это влияло на способность обезьян эффективно добывать пищу, поэтому они были вынуждены быть более активными в течение дня, чтобы найти пищу. [5]
Другие воздействия окружающей среды
[ редактировать ]Было показано, что суточный режим является эволюционной чертой у многих видов животных, при этом суточный режим в основном вновь проявляется во многих линиях. Другие факторы окружающей среды, такие как температура окружающей среды, доступность пищи и риск нападения хищников, могут влиять на то, будет ли животное развиваться и вести дневной образ жизни, или, если их воздействие будет достаточно сильным, то они замаскируют его циркадный ритм, изменив характер его активности на дневной. [5] Все три фактора часто связаны друг с другом, и животным необходимо найти баланс между ними, если они хотят выжить и процветать.
Было показано, что температура окружающей среды влияет и даже переводит ночных животных на дневной образ жизни, поскольку для них это способ сохранить метаболическую энергию. [10] [1] Ночные животные часто испытывают энергетические проблемы, поскольку они наиболее активны в ночное время, когда температура окружающей среды ниже, чем днем, и поэтому они теряют много энергии в виде тепла тела. [10] Согласно гипотезе циркадной термоэнергетики (CTE), животные, которые тратят больше энергии, чем получают (через пищу и сон), будут более активны в световом цикле, то есть они будут более активны в течение дня. [10] Это было показано в исследованиях, проведенных на маленьких ночных мышах в лабораторных условиях. Когда они подверглись сочетанию достаточного холода и стресса от голода, они перешли на дневной образ жизни посредством переключения временной ниши, что и ожидалось. [10] Другое аналогичное исследование, в котором участвовали мелкие млекопитающие, испытывающие энергетические трудности, показало, что дневной режим наиболее полезен, когда у животного есть защищенное место для отдыха, что снижает потери тепла. [1] Оба исследования пришли к выводу, что ночные млекопитающие действительно меняют свой образ жизни на более дневной при энергетическом стрессе (из-за потери тепла и ограниченной доступности пищи), но только тогда, когда хищничество также ограничено, то есть риски нападения хищников меньше, чем риск замерзания или умирают от голода. [1] [10]
Растения
[ редактировать ]Многие растения ведут дневной или ночной образ жизни в зависимости от периода времени, когда растение посещают наиболее эффективные опылители, т. е. насекомые. Большинство покрытосеменных растений посещают различные насекомые, поэтому цветок адаптирует свою фенологию к наиболее эффективным опылителям. Таким образом, эффективность соответствующих дневных или ночных видов насекомых влияет на дневной или ночной характер растений, которые они опыляют, вызывая в некоторых случаях корректировку циклов открытия и закрытия растений. [11] Например, баобаб опыляется летучими мышами и начинает цвести ближе к вечеру; цветы умирают в течение двадцати четырех часов. [12]
В технологических операциях
[ редактировать ]Услуги, которые чередуются с высокой и низкой загрузкой в ежедневном цикле, называются дневными. Многие веб-сайты имеют наибольшее количество пользователей в течение дня и низкую загрузку ночью, или наоборот. Планировщики операций могут использовать этот цикл, например, для планирования обслуживания, которое необходимо выполнить, когда на веб-сайте меньше пользователей. [13]
Примечания
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Винн, Винсент ван дер; Гортер, Йенке А.; Риде, Сяак Дж.; Хат, Рулоф А. (1 августа 2015 г.). «Суточная жизнь как стратегия энергосбережения: энергетические последствия переключения временной ниши у мелких млекопитающих» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (16): 2585–2593. дои : 10.1242/jeb.119354 . ISSN 0022-0949 . ПМИД 26290592 .
- ^ Jump up to: а б с д Шубони, Дорела Д.; Крамм, Шеннон Л.; Ян, Лиля; Раманатан, Чидамбарам; Кавано, Бреянна Л.; Нуньес, Антонио А.; Смейл, Лаура (2014). «Острое воздействие света на мозг и поведение дневных Arvicanthis niloticus и ночных Mus musculus» . Физиология и поведение . 138 : 75–86. дои : 10.1016/j.physbeh.2014.09.006 . ПМЦ 4312475 . ПМИД 25447482 .
- ^ Уорд, Майкл П.; Алесси, Марк; Бенсон, Томас Дж.; Кьяваччи, Скотт Дж. (2014). «Активная ночная жизнь дневных птиц: экстерриториальные набеги и особенности ночной активности». Поведение животных . 88 : 175–184. дои : 10.1016/j.anbehav.2013.11.024 . S2CID 53175677 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Гэмбл, Тони; Гринбаум, Эли; Джекман, Тодд Р.; Бауэр, Аарон М. (1 августа 2015 г.). «На свет: суточный режим жизни у гекконов развивался несколько раз» . Биологический журнал Линнеевского общества . 115 (4): 896–910. дои : 10.1111/bij.12536 . ISSN 0024-4066 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Фернандес-Дюке, Эдуардо (1 сентября 2003 г.). «Влияние лунного света, температуры окружающей среды и наличия пищи на дневную и ночную активность совиных обезьян (Aotus azarai)». Поведенческая экология и социобиология . 54 (5): 431–440. дои : 10.1007/s00265-003-0637-9 . hdl : 11336/50695 . ISSN 0340-5443 . S2CID 32421271 .
- ^ Рефинетти, Р. (1 июля 2006 г.). «Изменчивость суточного режима у лабораторных грызунов». Журнал сравнительной физиологии А. 192 (7): 701–714. дои : 10.1007/s00359-006-0093-x . ISSN 0340-7594 . ПМИД 16421752 . S2CID 4450067 .
- ^ Jump up to: а б с д Смейл, Ли, Нуньес (2003). «Суточная жизнь млекопитающих: некоторые факты и пробелы». Журнал биологических ритмов . 18 (5): 356–366. дои : 10.1177/0748730403256651 . ПМИД 14582852 . S2CID 23670047 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б с д и Иоффе, Борис; Пейхл, Лео; Хендриксон, Анита; Леонхардт, Генрих; Соловей, Ирина (1 марта 2014 г.). «Суточная и ночная жизнь у приматов: анализ с точки зрения ядер фоторецепторов палочек». Эволюционная биология . 41 (1): 1–11. дои : 10.1007/s11692-013-9240-9 . ISSN 0071-3260 . S2CID 15356355 .
- ^ Шалле, Этьен (1 декабря 2007 г.). «Мини-обзор: Вовлечение супрахиазматического часового механизма у дневных и ночных млекопитающих» . Эндокринология . 148 (12): 5648–5655. дои : 10.1210/en.2007-0804 . ISSN 0013-7227 . ПМИД 17901231 .
- ^ Jump up to: а б с д и ван дер Винн, Винсент; Риде, Сяак Дж.; Гортер, Йенке А.; Эйер, Виллем Г.; Селликс, Майкл Т.; Менакер, Майкл; Даан, Серж; Пилорз, Виолетта; Хат, Рулоф А. (21 октября 2014 г.). «Холод и голод вызывают у ночного млекопитающего дневной образ жизни» . Труды Национальной академии наук . 111 (42): 15256–15260. Бибкод : 2014PNAS..11115256V . дои : 10.1073/pnas.1413135111 . ПМК 4210334 . ПМИД 25288753 .
- ^ «Статья о дневном и ночном опылении». дои : 10.1002/(ISSN)1537-2197 .
{{cite web}}: Отсутствует или пусто|url=( помощь ) - ^ Хэнки, Эндрю (февраль 2004 г.). «Адансония цифрата А Л.» PlantZAfrica.com . Архивировано из оригинала 10 января 2016 года . Проверено 14 января 2016 г.
- ^ Томас А. Лимончелли; Страта Р. Чалуп; Кристина Дж. Хоган (30 марта 2014 г.). Практика администрирования облачных систем: проектирование и эксплуатация больших распределенных систем . Эддисон Уэсли Профессионал. стр. 4–. ISBN 978-0-321-94318-7 .
| Внутренние ритмы |  | |
|---|---|---|
| Внешние циклы | ||
| Поля | ||
| См. также | ||