Sezonske promjene u fiziološkim funkcijama. Sezonski ljudski bioritmovi

Svaka je vrsta u procesu evolucije razvila karakterističan godišnji ciklus intenzivnog rasta i razvoja, razmnožavanja, pripreme za zimu i zimovanja. Taj se fenomen naziva biološkim ritmom. Podudarnost svakog razdoblja životnog ciklusa s odgovarajućim godišnjim dobom presudna je za postojanje vrste.

Najuočljivija je povezanost svih fizioloških pojava u tijelu sa sezonskim hodom temperature. Ali iako utječe na brzinu životni procesi, ali ne služi kao glavni regulator sezonskih pojava u prirodi. Biološki procesi pripreme za zimu počinju ljeti, kada su visoke temperature. Kukci na visokim temperaturama i dalje padaju u stanje hibernacije, ptice počinju linjati i postoji želja za letenjem. Samim time neki drugi uvjeti, a ne temperatura, utječu na sezonsko stanje organizma.

Glavni čimbenik u regulaciji sezonskih ciklusa kod većine biljaka i životinja je promjena duljine dana. Odgovor organizma na duljinu dana naziva se fotoperiodizam . Vrijednost fotoperiodizma može se vidjeti iz iskustva prikazanog na slici 35. Uz 24-satnu umjetnu rasvjetu ili duljinu dana dulju od 15 sati, sadnice breze kontinuirano rastu bez opadanja lišća. Ali pri osvjetljenju 10 ili 12 sati dnevno, rast sadnica prestaje čak i ljeti, ubrzo opada lišće i nastupa zimsko mirovanje, kao pod utjecajem kratkog jesenjeg dana. Mnoge naše listopadne vrste drveća: vrba, bagrem, hrast, grab, bukva - s dugim danom postaju zimzelene.

Slika 35. Utjecaj duljine dana na rast sadnice breze.

Duljina dana ne određuje samo početak zimskog mirovanja, već i druge sezonske pojave kod biljaka. Dakle, dugi dan potiče stvaranje cvjetova kod većine naših divljih biljaka. Takve biljke nazivamo biljkama dugog dana. Od kultiviranih to su raž, zob, većina sorti pšenice i ječma te lan. Međutim, neke biljke, uglavnom južnog podrijetla, kao što su krizanteme, dalije, trebaju kratki dan. Stoga kod nas cvjetaju tek krajem ljeta ili u jesen. Biljke ove vrste nazivaju se biljke kratkog dana.

Snažan učinak ima i utjecaj duljine dana na životinje. Kod insekata i grinja duljina dana određuje početak zimskog mirovanja. Dakle, kada se gusjenice kupusnog leptira drže pod uvjetima dug dan(više od 15 sati), leptiri ubrzo izlaze iz kukuljica i uzastopni niz generacija razvija se bez prekida. Ali ako se gusjenice drže na danu kraćem od 14 sati, tada se iu proljeće i ljeto dobivaju kukuljice koje prezimljuju, koje se ne razvijaju nekoliko mjeseci, unatoč dovoljnoj količini. visoka temperatura. Ovakva reakcija objašnjava zašto se u prirodi ljeti, dok je dan dug, kod kukaca može razviti nekoliko generacija, au jesen se razvoj uvijek zaustavlja u fazi zimovanja.

Kod većine ptica, produljenje dana u proljeće uzrokuje razvoj spolnih žlijezda i manifestaciju instinkata za gniježđenje. Jesensko skraćenje dana uzrokuje linjanje, nakupljanje rezervnih masnoća i želju za letenjem.

Duljina dana je signalni faktor koji određuje smjer bioloških procesa. Zašto su sezonske promjene u duljini dana poprimile takve veliki značaj u živim organizmima?

Promjena duljine dana uvijek je usko povezana s godišnjim hodom temperature. Stoga duljina dana služi kao točan astronomski vjesnik. sezonske promjene temperatura i drugi uvjeti. To objašnjava zašto, u raznim skupinama organizama u umjerenim geografskim širinama, pod utjecajem pokretačke snage evolucijom nastale su posebne fotoperiodičke reakcije - prilagodbe klimatskim promjenama u različito doba godine.

fotoperiodizam- ovo je uobičajena važna prilagodba koja regulira sezonske pojave kod raznih organizama.

Biološki sat

Proučavanje fotoperiodizma kod biljaka i životinja pokazalo je da se reakcija organizama na svjetlost temelji na izmjeni razdoblja svjetla i tame određenog trajanja tijekom dana. Reakcija organizama na duljinu dana i noći pokazuje da oni mogu mjeriti vrijeme, tj. biološki sat . Tu sposobnost imaju sve vrste živih bića, od jednoćelijskih do čovjeka.

Biološki sat, osim godišnjih ciklusa, upravlja i mnogim drugim biološkim pojavama čija je priroda donedavno ostala tajanstvena. Oni određuju ispravan dnevni ritam kako aktivnosti cijelih organizama tako i procesa koji se odvijaju čak i na razini stanica, posebice staničnih dioba.

Upravljanje sezonskim razvojem životinja i biljaka

Rasvjetljavanje uloge duljine dana i regulacije sezonskih pojava otvara velike mogućnosti upravljanja razvojem organizama.

U cjelogodišnjem uzgoju povrtnih kultura i ukrasnog bilja na umjetnom osvjetljenju, tijekom zime i ranog tjeranja cvjetova, koriste se različite metode suzbijanja razvoja kako bi se ubrzala proizvodnja presadnica. Predsjetvenim tretiranjem sjemena hladnoćom postiže se klasanje ozimih usjeva tijekom proljetne sjetve, kao i cvatnja i plodonošenje u prvoj godini mnogih dvogodišnjih biljaka. Povećanjem duljine dana moguće je povećati proizvodnju jaja kod ptica na farmama peradi.

Trenutna stranica: 7 (ukupna knjiga ima 43 stranice) [dostupan ulomak za čitanje: 29 stranica]

2.2.5. Sezonski (cirkanijalni) ritmovi

Biološki ritmovi s periodom od jedne godine (cirkanijalni) tradicionalno se nazivaju sezonski ritmovi. Unatoč napretku u razvoju zaštite od naglih promjena parametara okoliš, osoba ima godišnje fluktuacije u biokemijskim, fiziološkim i psiho fiziološki procesi. Sezonski bioritmovi, koji pokrivaju, u biti, sve funkcije, odražavaju se na stanje tijela u cjelini, na zdravlje i radnu sposobnost osobe.

Osnove cirkanskih ritmova. Kompleks vanjskih i unutarnji uzroci, koji uzrokuju cirkanualne ritmove, mogu se uvjetno podijeliti u tri skupine prema mehanizmu djelovanja.

1. Adaptivne promjene u funkcionalnom stanju tijela, usmjerene na kompenzaciju godišnjih kolebanja glavnih parametara okoliša i, prije svega, temperature, kao i kvalitativnog i kvantitativnog sastava hrane.

2. Odgovor na signalne čimbenike okoline - dnevno svjetlo, geografski intenzitet magnetsko polje, neke kemijske komponente hrane. Čimbenici okoliša koji igraju ulogu sezonskih "senzora vremena" sposobni su uzrokovati značajne morfološke i funkcionalne promjene u tijelu.

3. Endogeni mehanizmi sezonskih bioritmova. Djelovanje ovih mehanizama je adaptivne prirode, osiguravajući potpunu prilagodbu tijela sezonskim promjenama parametara okoliša.

Konjugacija godišnjih promjena u osvjetljenju, uvjetima temperature okoliša i sastavu hrane otežava odvajanje njihove uloge u formiranju cirkanualnih ritmova fizioloških sustava tijela. Treba istaknuti značajnu važnost društvenih čimbenika u formiranju sezonskih bioritmova kod ljudi.

Sezonske fluktuacije karaktera bihevioralni odgovori osoba.

U procesu prehrane, ukupni kalorijski sadržaj hrane povećava se u jesensko-zimskom razdoblju. Štoviše, ljeti se povećava potrošnja ugljikohidrata, a zimi - masti. Ovo posljednje dovodi do povećanja ukupnih lipida, triglicerida i slobodnih masnoća u krvi. Vitaminski sastav hrane ima značajan utjecaj na promjenu funkcionalnog stanja organizma u različitim godišnjim dobima.

Intenzitet energetskog metabolizma veći je u zimsko-proljetnom razdoblju u odnosu na ljeto, a prijenos topline s površine kože ima suprotan smjer. Ovisno o godišnjem dobu, postoji značajna razlika u termoregulacijskom odgovoru tijela na toplinski i hladni stres. Otpornost na toplinska opterećenja povećava se ljeti, a smanjuje zimi. Jasna sezonska periodičnost karakteristična je za intenzitet procesa rasta. Maksimalno povećanje tjelesne težine kod djece uočeno je u ljetnim mjesecima.

Brojni su podaci o sezonskim fluktuacijama neuroendokrinog sustava. Dakle, aktivnost parasimpatičkog odjela autonomnog živčani sustav najviše u proljetnim mjesecima. Istodobno se povećava koncentracija tropnih hormona hipofize u krvi. Aktivnost štitnjače se povećava tijekom zimskih mjeseci. Glukokortikoidna funkcija nadbubrežnih žlijezda minimalna je ljeti, a aktivnost simpatoadrenalnog sustava ima vrhunac u zimskim mjesecima.

Sezonska dinamika reproduktivne funkcije povezana je s fotoperiodizmom (fluktuacije u trajanju dnevnog svjetla i tame). S produljenjem noći dolazi do povećanja proizvodnje melatonina u epifizi, što zauzvrat dovodi do inhibicije gonadotropne funkcije hipotalamo-hipofiznog sustava.

Prema brojnim opažanjima, funkcionalna aktivnost kardiovaskularnog sustava veća je u proljetnim mjesecima. To se očituje u većoj brzini otkucaja srca, krvnom tlaku i kontraktilnoj funkciji miokarda. Sveobuhvatna istraživanja cirkulacije krvi, disanja i krvi to pokazuju sezonske fluktuacije karakteristični su za transportni sustav kisika u tijelu i određeni su, očito, fluktuacijama u intenzitetu metabolizma energije.

Sezonske fluktuacije u intenzitetu metabolizma energije i aktivnosti neuroendokrinog sustava uzrokuju redovite fluktuacije u aktivnosti različitih fizioloških sustava tijela. Promatranja stanja i ponašanja osobe otkrivaju sezonske promjene u performansama. Dakle, razina fizičke izvedbe minimalna je zimi, a maksimalna u kasno ljeto - ranu jesen.

2.2.6. Utjecaj heliogeofizičkih čimbenika na bioritam čovjeka

Pojam "heliogeofizički čimbenici" označava kompleks fizičkih čimbenika koji utječu na ljudski organizam, a povezani su sa Sunčevom aktivnošću, rotacijom Zemlje, fluktuacijama geomagnetskih polja, strukturnim značajkama i stanjem atmosfere. Heliogeofizički čimbenici određuju vremenske i klimatske prilike. Njihove fluktuacije, pojedinačno ili u kombinaciji, mogu imati dvosmislen učinak na ljudske bioritmove.

Čimbenici solarne aktivnosti važan su element u sinkronizaciji ritma biološki sustavi u rasponima mezo- i makroritmova (tablica 2.6). Ultradijanski ritmovi faza sna modulirani su sunčevom aktivnošću. Frekvencije nekih kratkoperiodičnih bioritmova koreliraju s frekvencijama regulacijskih mikropulzacija geomagnetskog polja i akustičnih oscilacija koje se javljaju tijekom magnetskih oluja. Vodeća komponenta ovih oscilacija je frekvencija od oko 8 Hz. Na primjer, ritam tremora, ritam alfa valova EEG-a, ritam EKG-a koreliraju s frekvencijama elektromagnetskih pulsacija. Ritam mitohondrija, glikolize i sinteze proteina korelira s akustičnim fenomenom (infrazvuk). Postoje dokazi o postojanju bioritmova s ​​rasponom fluktuacija solarne pulsacije (2 h 40 min). Poznatije su gotovo tjedne ili višestruke promjene u ljudskim fiziološkim parametrima. Ispostavilo se da je ovaj ritam povezan s prolaskom Zemlje u blizini granica sektora međuplanetarnog magnetskog polja.

Proučavan je i utjecaj na bioritmove vremenskih čimbenika kao što su temperatura zraka, vlažnost, atmosferski tlak i dr. Pokazalo se da su fiziološki parametri s vremenskim prilikama češće povezani jednostavnim linearnim vezama. Dakle, s povećanjem bilo kojeg vremenskog čimbenika (na primjer, temperatura zraka), dolazi do povećanja vrijednosti ljudskih fizioloških parametara (na primjer, krvnog tlaka, brzine disanja, snage mišića ruku) ili njihovog smanjenja.

U nekim slučajevima (ovisnost tjelesne temperature o vanjskoj temperaturi, ovisnost tjelesne temperature i brzine disanja o atmosferskom tlaku itd.) vremenski čimbenici izazivaju naizmjeničnu reakciju jačanja i slabljenja, tj. održavaju oscilatorno stanje funkcija.

Tablica 2.6. Razdoblja i ciklusi heliofizičkih čimbenika (prema: B. M. Vladimirsky, 1980.)

Rezultati istraživanja omogućili su razlikovanje dvije vrste utjecaja geomagnetskih i vremenskih čimbenika na promjene fizioloških parametara.

Utjecaj Sunčeve aktivnosti (kromosferske baklje) i vremenskih čimbenika (koji i sami ovise o Sunčevoj aktivnosti) najčešće se očituje u obliku jednostavnih linearnih odnosa. Učinci konstantnog magnetskog polja i nasumičnih magnetskih poremećaja su nelinearni i stvaraju stalnu i "ritmičku" pozadinu, uzrokujući (ovisno o vlastitim parametrima i funkcionalnom stanju živog sustava) reakciju jačanja ili slabljenja funkcije .

...

Stoga se čini da Zemljina magnetska polja održavaju postojanje oscilatornih krugova, dok Sunčeva aktivnost i vremenski čimbenici moduliraju biološke ritmove.

Za organizam s već formiranim bioritamskim sustavom vanjski utjecaji igraju ulogu "senzora vremena", podržavaju opća razina fluktuacije (kao što se može vidjeti pod djelovanjem parametara magnetskog polja i nekih vremenskih čimbenika), prilagođavanje razdoblja (promjena ritma u različitim godišnjim dobima zbog promjena osvjetljenja i drugih čimbenika) i amplitude oscilacija (utjecaj atmosferskog tlaka, vlage , temperatura, solarne baklje ).

2.2.7. Adaptivno restrukturiranje biološki ritmovi

...

Na nagla promjena ritmovi vanjsko okruženje(geofizičke ili društvene) postoji neusklađenost endogeno uvjetovanih fluktuacija čovjekovih fizioloških funkcija. Takvo kršenje konjugacije periodičnih oscilacija funkcionalno međusobno povezanih sustava tijela naziva se desinkronoza.

Simptomi desinkronoze svode se na poremećaje spavanja, smanjen apetit, raspoloženje, psihičku i tjelesnu sposobnost te razne neurotske poremećaje. U nekim slučajevima zabilježene su organske bolesti (gastritis, peptički ulkus, itd.).

Stanje kada sustav cirkadijskih ritmova tijela ne odgovara privremenim uvjetima okoline naziva se vanjska desinkronoza. Pod utjecajem novih "senzora vremena" počinje restrukturiranje prethodno uspostavljenog sustava cirkadijskih ritmova tijela. Istodobno, fiziološke funkcije se obnavljaju različitim brzinama, fazna struktura ritmova fizioloških funkcija je poremećena - unutarnja desinhronizacija. Prati cijelo razdoblje prilagodbe tijela novim privremenim uvjetima i ponekad traje nekoliko mjeseci.

Među čimbenicima koji dovode do adaptivnog restrukturiranja bioloških ritmova su:

- promjena vremenskih zona (putovanja na znatne udaljenosti u geografskoj širini, transmeridijanski letovi);

– stabilna fazna neusklađenost s lokalnim vremenskim senzorima ritma „spavanje-budnost“ (rad u večernjoj i noćnoj smjeni);

- djelomično ili potpuno isključivanje geografskih vremenskih senzora (uvjeti Arktika, Antarktika, itd.);

– izloženost različitim stresorima, među kojima mogu biti patogeni mikrobi, bolni i fizički podražaji, psihička ili povećana mišićna napetost i dr.

Sve je više informacija o neusklađenosti bioloških ritmova osobe s ritmovima njegovog društvena aktivnost koji čine način života - način rada i odmora itd.

Restrukturiranje bioritmova također se događa pod utjecajem nepovoljni uvjeti, koji nije prvenstveno povezan s transformacijom ritmova i dovodi do razvoja desinkronoze tek sekundarno. Takav učinak ima, na primjer, umor. Stoga se u nekim slučajevima specifična sinkronoza javlja kao rezultat neuobičajenih ili pretjeranih zahtjeva za cirkadijalni sustav (na primjer, vremenski pomaci), u drugima se nespecifična desinkronoza javlja kao rezultat nepovoljnih društvenih i bioloških čimbenika koji utječu na tijelo.

Dodijeliti sljedeće vrste desinkronoze: akutne i kronične, otvorene i skrivene, djelomične i potpune, kao i asinkronoze.

Akutna desinkronoza pojavljuje se sporadično u slučaju hitne neusklađenosti senzora za vrijeme i cirkadijskih ritmova tijela (na primjer, reakcija na brzo pojedinačno kretanje u geografskoj širini), dok je kronična - s ponovljenim neusklađenostima senzora za vrijeme i cirkadijalnih ritmova tijela (za na primjer, reakcija na ponovljene pokrete u transmeridijalnom smjeru ili pri prilagodbi na rad u noćnoj smjeni).

Eksplicitna desinkronoza očituje se u subjektivnim reakcijama na neusklađenost senzora vremena s dnevnim ciklusima tijela (pritužbe na loš san, smanjen apetit, razdražljivost, pospanost u danju itd.). Objektivno, postoji smanjenje radne sposobnosti, nedosljednost u fazi fizioloških funkcija s vremenskim senzorima. Eksplicitna desinkronoza s vremenom nestaje: zdravstveno stanje se poboljšava, rad se vraća, a sinkronizacija u fazi ritmova pojedinih funkcija i senzora vremena djelomično se javlja. Međutim, od djelomičnog do potpunog restrukturiranja cirkadijurnog sustava potrebno je mnogo duže vrijeme (do nekoliko mjeseci), tijekom kojeg se utvrđuju znakovi tzv. latentne desinkronoze.

Djelomična, potpuna desinhronoza i asinkronoza uglavnom odražavaju različit stupanj desinkronizacije funkcija u tijelu, što je posljedica stupnja divergentnosti faza njihovih ritmova. U prvom slučaju, neusklađenost cirkadijskih ritmova funkcija, desinkronizacija se opaža samo u nekim vezama, u drugom slučaju, u većini veza cirkadijalnog sustava. S najtežim stupnjem - asinkronozom - pojedinačne veze cirkadijalnog sustava ispadaju potpuno isključene, desinkronizirane, što je zapravo nespojivo sa životom.

Veliko opterećenje na kronofiziološki sustav tijela stvaraju letovi s promjenom vremenskih zona. Trajanje i priroda restrukturiranja fizioloških funkcija u ovom slučaju ovise o mnogim čimbenicima, od kojih je vodeći veličina satne smjene. Jasno restrukturiranje cirkadijurnih ritmova počinje nakon leta kroz 4 ili više vremenskih zona. Sljedeći faktor je smjer kretanja. Istraživanja različitih kontingenata ljudi tijekom transmeridijalnih letova i prema zapadu i prema istoku pokazala su da kretanja u različitim smjerovima imaju svoje specifičnosti. Ne manje važnu ulogu među ostalima jednakim uvjetima igra klimatski kontrast točaka leta.

Zanimljivo je napomenuti da su tijekom transmeridijalnog leta funkcionalni pomaci u tijelu (subjektivna nelagoda, emocionalne, hemodinamske reakcije i dr.) izraženiji nego tijekom sporog prelaska zona pojasa (vlakom, na brodu), kada osoba "uklapa" u pomaknutu prostornu privremenu strukturu okoliša postupno. Ipak, kretanje vlakom prati vlastita subjektivna nelagoda, specifična za različite smjerove.

Stopa restrukturiranja cirkadijanskog ritma također ovisi o dobi i spolu osobe, njegovim individualnim karakteristikama i profesionalnoj pripadnosti. Dakle, normalizacija cirkadijalnog ritma kod žena se događa brže nego kod muškaraca. Anatomska i fiziološka nezrelost djetetovo tijelo a pokretljivost funkcionalnih manifestacija u adolescenata su uzrok pluća pojava desinkronoze. Istodobno, visoka plastičnost SŽS-a kod adolescenata osigurava njihovu bržu i lakšu prilagodbu na transmeridijalno kretanje. Najmanje izražene i brže su sve reakcije tijela kod dobro treniranih sportaša.

Faze procesa adaptacije. Istraživanja su pokazala da se proces prilagodbe tijela na promjenu vremenske zone odvija u fazama. Razlikuju se stadij desinkronizacije, stadij nestabilne sinkronizacije i stadij stabilne sinkronizacije, kada se normaliziraju i faze samih cirkadijskih ritmova i odnos između njih. Treba napomenuti da se proces preuređenja cirkadijskih ritmova različitih fizioloških sustava odvija relativno neovisno i različitim brzinama. Režim spavanja i budnosti, jednostavne psihomotorne reakcije najbrže se obnavljaju. Obnavljanje cirkadijalnog ritma složenih psihofizioloških funkcija događa se unutar 3-4 dana. Za restrukturiranje ritmova kardiovaskularnog, dišnog, probavnog, izlučujućeg sustava potrebno je dulje razdoblje. Najdulje vrijeme (12-14 dana) potrebno je za restrukturiranje cirkadijalnog ritma termoregulacije, hormonske aktivnosti i bazalnog metabolizma u skladu s novim standardnim vremenom.

Snažni sinkronizatori cirkadijurnih ritmova biokemijskih i fizioloških procesa su motorička aktivnost, vrijeme spavanja i obroka. Način spavanja i budnosti igra glavnu ulogu u ubrzavanju normalizacije cirkadijalnog ritma tijekom višesatnih geografskih širina.

Prilikom sastavljanja posebne dijete i dijete, uzmite u obzir sljedeće:

1) djelovanje hrane kao senzora vremena;

2) kronobiološko djelovanje teofilina u čaju i kofeina u kavi;

3) svojstvo hrane bogate bjelančevinama da pospješuje sintezu kateholamina, a hrane bogate ugljikohidratima da pospješuje sintezu serotonina.

Dokazano je da su relativno visoke razine adrenalina i norepinefrina u krvi potrebne tijekom budnosti, a serotonina tijekom sna.

Neki istraživači predlažu uspostavljanje načina života koji odgovara novom standardnom vremenu nekoliko dana prije leta. Međutim, ovo pitanje ostaje diskutabilno.

Za kraća poslovna putovanja preporuča se ne mijenjati uobičajenu dnevnu rutinu i sate spavanja, a po potrebi uzeti tabletu za spavanje ili tonik. Moguća je i kombinacija ovih sredstava. Cirkadijalni ritmovi nakon leta mnogo se brže obnavljaju pod posebnim režimima izmjeničnog svjetla i mraka.

2.3. Opća pitanja prilagodba ljudskog organizma različitim klimatskim i geografskim područjima

2.3.1. Prilagodba čovjeka uvjetima Arktika i Antarktika

okolišni čimbenici. U uvjetima Arktika i Antarktika na čovjeka utječe niz čimbenika, kao što su niske temperature, fluktuacije geomagnetskih i električnih polja, atmosferski tlak itd. Stupanj njihova utjecaja može biti različit ovisno o klimatskim i zemljopisnim uvjetima. obilježja područja. Međutim, ti faktori nisu isti za ljudsko tijelo. Povijesno gledano, primarni fokus bio je na proučavanju učinaka hladnoće na ljudsko tijelo. Tek u drugoj polovici prošlog stoljeća istraživači su obratili pozornost na djelovanje drugih čimbenika.

...

Trenutno se vjeruje da su pojave koje imaju posebno važan utjecaj na ljude svemirska priroda: kozmičke zrake i promjene u sunčevoj aktivnosti. Značajke strukture geomagnetske sfere su takve da je u području "hladnih" geografskih širina Zemlja najslabije zaštićena od kozmičkog zračenja. Režim zračenja, koji je vodeći u kompleksu klimatskih elemenata koji utječu na čovjeka, podložan je značajnim fluktuacijama.

Stalna promjena fizičkih čimbenika okoline koja prati izmjenu polarne noći i polarnog dana (prvenstveno priroda svjetlosnog režima) određuje ritmičke značajke tjelesnih reakcija. Istodobno, svi fiziološki sustavi tijela uključeni su u proces prilagodbe.

Prema V. P. Kaznacheeva, biofizičke čimbenike karakterizira utjecaj geomagnetskih i kozmičkih poremećaja na biokemijske i biofizičke procese u tijelu, praćene promjenom strukture staničnih membrana. Pomaci koje uzrokuju molekularna razina, potiču daljnje metaboličke reakcije na razini stanica, tkiva i organizma.

Faze prilagodbe čovjeka na uvjete Arktika i Antarktika.

Trajanje svake faze određeno je objektivnim i subjektivnim čimbenicima, kao što su klimatski, geografski i društveni uvjeti, individualne karakteristike organizma i dr.

Početno razdoblje prilagodbe traje do šest mjeseci. Karakterizira ga destabilizacija fizioloških funkcija.

Druga faza traje 2-3 godine. U ovom trenutku postoji određena normalizacija funkcija, koja se primjećuje i u mirovanju i tijekom vježbanja.

U trećoj fazi, koja traje 10-15 godina, stanje organizma se stabilizira. Međutim, za održavanje nove razine vitalne aktivnosti potrebna je stalna napetost regulatornih mehanizama, što može dovesti do iscrpljivanja tjelesnih rezervnih sposobnosti.

Oblici reakcija organizma na kompleks faktora visokih geografskih širina.

Postoje nespecifične i specifične reakcije.

U srži nespecifičan adaptivne reakcije su živčani i humoralni mehanizmi. Najčešća nespecifična reakcija je ekscitacija središnjeg živčanog sustava, koja je popraćena povećanjem metabolizma, aktivnosti endokrinih žlijezda i funkcija organa i sustava tijela.

U srži specifično reakcije (na primjer, sindrom polarnog i antarktičkog stresa) je kompleks funkcionalnih promjena u psihosomatskim i vegetativnim sferama na sustavnoj i tkivnoj razini. Među čimbenicima koji uzrokuju ovakvo stanje organizma prednjače psihološki, socijalni i biofizički.

Mnogi autori primjećuju sezonsku prirodu promjena u reakcijama tijela u uvjetima Arktika i Antarktika. Dakle, tijekom polarne noći kod gostujuće populacije dominiraju inhibitorni procesi u središnjem živčanom sustavu. Kapacitet analizatorskih sustava se smanjuje, smanjuje se pouzdanost izvedbe integrativnih funkcija mozga. Objektivne promjene u višim živčana aktivnost, u pravilu, praćeni su pritužbama opće slabosti, umora, pospanosti, umor, glavobolje, prolazni bolovi u predjelu srca. U porastu su razne vrste neurasteničnih poremećaja, duševne depresije i neuravnoteženog ponašanja. Ugnjetavanje mentalne sfere popraćeno je kršenjem autoregulacijskih funkcija mozga. Primijećena je značajna inhibicija vaskularnih i respiratornih refleksa. Tijekom polarne noći migranti najjasnije manifestiraju polarnu otežano disanje, sve do kršenja normalnog ritma disanja. Smanjena stopa bazalnog metabolizma. Sezonska varijabilnost svojstvena je mehanizmima fizičke i kemijske termoregulacije.

Poznato je da se najveći broj bolesti javlja usred polarne noći. To je zbog smanjenja imunološke reaktivnosti tijela. Polarni istraživači otkrili su pad broja eritrocita i hemoglobina, što se objašnjava dugom odsutnošću sunčeva svjetlost zimi.

Polarni dan, sa svojom prekomjernom pozadinom ultraljubičastog zračenja, pak, može imati subekstremne učinke na tijelo. U ovom slučaju razbijaju se stereotipne reakcije razvijene tijekom polarne noći. Prvo, polarni dan proizvodi uzbudljiv učinak, ali zatim se razvijaju fenomeni pretjeranog uzbuđenja i prekomjernog rada. To je olakšano naglim povećanjem intenziteta prirodnog svjetla, što dovodi do povećanja tonusa vizualnog korteksa i, kroz optičko-vegetativni trakt, temeljnih subkortikalnih centara. Uzbuđenje vidnog korteksa zrači u druga područja.

Razdoblje polarnog dana karakterizira prevlast tonusa simpatičkog odjela autonomnog živčanog sustava, povećanje razine adrenalina i kortikosteroida u krvi. U to vrijeme se povećava električna vodljivost i temperatura kože, povećava se broj otkucaja srca, krvni tlak, brzina disanja i iskorištenje kisika. Međutim, dugotrajna i kontinuirana svjetlosna stimulacija dovodi do prijelaza ekscitacije u stanje zaštitne inhibicije.

Podaci o trendu pomaka koji se javljaju u fiziološkim sustavima tijela u uvjetima Arktika i Antarktika vrlo su kontradiktorni. Mnogo je razloga za to. To može uključivati ​​razlike u prirodnim i društvenim uvjetima mjesta na kojima su istraživanja provedena (gradovi i mjesta, istraživačke postaje, brodovi), heterogenost sastava ispitanika prema dobi, spolu, profesionalnoj pripadnosti, neusklađenost između metode i vrijeme anketiranja itd.

Stupanj uključenosti pojedinih tjelesnih sustava u proces prilagodbe na uvjete Arktika i Antarktika određen je modalitetom ekstremnih čimbenika i individualnom reaktivnošću organizma. Na primjer, psihoemocionalni i društveni faktori pretežno moduliraju funkcionalno stanje mozga, geofizički čimbenici - tkivni metabolizam strome i parenhima; hladni mehanizmi fizikalne i kemijske termoregulacije.

Živčani sustav

Reakcije tijela usmjerene na održavanje homeostaze u ekstremnim i subekstremnim uvjetima postojanja na Arktiku i Antarktiku primarno regulira središnji živčani sustav. Djelovanje specifičnog kompleksa podražaja uzrokuje funkcionalno preustroj korteksa hemisfere i subkortikalni vegetativni centri. Humoralne komponente regulacije uključene su u reakcije tijela kroz subkortikalne centre i hipotalamus: hormoni, metaboliti, adrenergički i kolinergički medijatori, vitamini itd. Sve to dovodi do restrukturiranja aktivnosti strukturnih elemenata tijela na različitim razinama (organizmička, sistemska, organska, tkivna, molekularna) i to određenim slijedom ovisno o fazama prilagodbe.

Kod ljudi koji se prvi put nađu u uvjetima Arktika i Antarktika javlja se skup simptoma koji se naziva sindrom psihoemocionalnog stresa. Njegov izgled ukazuje na naprezanje adaptivnih mehanizama. Glavni klinička manifestacija sindrom psihoemocionalne napetosti je tjeskoba različitim stupnjevima ozbiljnosti, od stanja psihološke nelagode do neurotične razine tjeskobe. Anksioznost se može kombinirati s određenim poboljšanjem raspoloženja, euforijom i povećanom psihomotornom aktivnošću. Motorički nemir u strukturi sindroma psihoemocionalnog stresa ima karakter svrhovite aktivnosti. Izražava se u pojačanoj želji za radom, razne forme društvena aktivnost. To omekšava osjećaj psihičke nelagode, smiruje na neko vrijeme.

Proces prilagodbe na uvjete Arktika i Antarktika prati promjena psihofizioloških pokazatelja, poput snage i pokretljivosti. živčani procesi. Pažnja, diferencirana inhibicija, asocijativne funkcije pamćenja se ne mijenjaju. Sindrom psihoemocionalnog stresa karakteriziraju brojne fiziološke abnormalnosti. Kod osoba s izraženim emocionalni stres postoji jasan trend rasta krvnog tlaka. Značajno se mijenjaju uvjetovani i bezuvjetni vaskularni i respiratorni refleksi.

Kod nekih ljudi, kada su poremećeni procesi prilagodbe uvjetima Arktika i Antarktika, često dolazi do patoloških promjena u tijelu. Izrazi koji se koriste za označavanje takve reakcije su "disadaptivna neuroza" ili "sindrom disadaptacije".

Učinkovitost psihološka adaptacija na uvjete Arktika i Antarktika uvelike određuje motivacija. To je uvelike olakšano kod ljudi socijalno raspoloženih, zainteresiranih za materijalne i osobito moralne poticaje.

Endokrilni sustav

Hladna klima visokih geografskih širina jedan je od najnepovoljnijih čimbenika koji utječu na ljude na ovim prostorima. Stalno povećanje tonusa simpatoadrenalnog sustava, visoka aktivnostštitnjače su među najkarakterističnijim promjenama u endokrinoj regulaciji kod ljudi koji se prilagođavaju polarnim uvjetima. Pokazana je važna uloga kateholamina i hormona štitnjače u regulaciji kalorijske ravnoteže organizma.

Proces adaptacije na temperaturu podijeljen je u nekoliko faza. U početku se povećanje otpornosti na hladnoću, kao i kod svakog stresnog učinka, postiže nespecifičnom mobilizacijom endokrinog sustava. U budućnosti se povećava uloga specifičnih komponenti. Među ostalim mehanizmima specifične adaptacije na hladnoću, veliko mjesto zauzima povećanje kalorijskog učinka norepinefrina.

U uvjetima Arktika za osobu, stanje koje nije ravnodušno je vrsta svjetlosne periodičnosti. Pokazan je strogi odnos između trofičkih živčanih i hormonalnih mehanizama u tijelu i prirode fotoperiodizma. Ritmičke fluktuacije u lučenju tropskih hormona hipofize, koje se javljaju pod utjecajem promjene svjetla i tame, uzrok su periodičnosti fizioloških procesa. U čovjeka svijetlo razdoblje odgovara prevladavanju tonusa simpatičkog dijela autonomnog živčanog sustava i povišenoj razini adrenalina i kortikosteroida, tamno razdoblje odgovara prevladavanju parasimpatičkog tonusa i povišenoj razini melanotropnog hormona.

...

Studije provedene pomoću korelacijske analize pokazale su da veliki broj klimatskih i geofizičkih parametara koji karakteriziraju uvjete Arktika i Antarktika (atmosferski tlak, temperatura, brzina vjetra, vlažnost itd.), promjena Zemljinog magnetskog polja bila je posebno značajna za mobilizaciju endokrinih funkcija. Visoka ionizacija atmosfere Arktika, blizina magnetski polčine ovo područje najnepovoljnijim u pogledu promjena intenziteta i frekvencije oscilacija magnetskog polja. Otkriveno bliska veza djelovanje ovih čimbenika s razinom izlučivanja neutralnih ketosteroida i adrenalina.

Osim prirodnih čimbenika, psiho-emocionalno stanje osobe ima važan utjecaj na dinamiku endokrinih promjena. Stupanj promjene endokrine homeostaze ovisi o vremenu provedenom na Sjeveru.

Krvni sustav

Informacije o stanju crvene krvi u posjetiteljskoj populaciji Arktika i Antarktika krajnje su kontradiktorne. Na Antarktici, u visinskim uvjetima, kod polarnih istraživača u pravilu dolazi do aktivacije eritropoeze uzrokovane povećanjem razine eritropoetina u krvi pod utjecajem visinske hipoksije. Kod pridošlica na Arktik, pod utjecajem čimbenika kao što su hladnoća, višemjesečna odsutnost sunčeve svjetlosti, relativna tjelesna neaktivnost, nedostatak vitamina, dolazi do smanjenja broja crvenih krvnih stanica i hemoglobina. Karakterizira ih značajna leukopenija, smanjen broj ubodnih i segmentiranih neutrofila, monocita. Sadržaj eozinofila je povećan, ponekad se javlja eozinopenija.

Zgrušavanje krvi ovisi o vremenu prilagodbe. U početku se povećava vrijeme zgrušavanja i rekalcifikacije krvi, a smanjuje se tolerancija plazme na heparin. Povećava broj trombocita i njihovu aktivnost. U budućnosti, proces koagulacije krvi značajno se skraćuje. Sa smanjenjem tolerancije plazme na heparin, povećava se njegova fibrinolitička aktivnost i ubrzava se vrijeme stvaranja tromba. Nakon nekoliko godina na sjeveru, ove brojke su normalizirane.

U procesu prilagodbe na arktičke uvjete kod ljudi se smanjuje ukupna imunološka reaktivnost, a smanjuje se i fagocitna aktivnost krvi. To je zbog supresije stvaranja protutijela, pomaka u formuli leukocita. Zbog toga ljudi češće obolijevaju.

Kardiovaskularni sustav

Prilagodba kardiovaskularnog sustava ljudi na kompleks prirodnih čimbenika karakterističnih za visoke geografske širine ima fazni karakter. Kratki boravak u uvjetima Arktika (2-2,5 godine) dovodi do mobilizacije adaptivnih reakcija krvožilnog sustava, što je popraćeno ubrzanim otkucajima srca, povišenim krvnim tlakom i perifernim vaskularnim otporom.

Daljnji boravak na sjeveru (3-6 godina) karakteriziraju takve promjene u kardiovaskularnom sustavu kao što su postupno smanjenje brzine otkucaja srca, umjereno smanjenje sistoličkog i minutnog volumena krvi.

Dugotrajnim boravkom na Arktiku (10 ili više godina) dolazi do daljnjeg restrukturiranja funkcioniranja krvožilnog sustava. Karakterizira ga sklonost bradikardiji, izraženo smanjenje sistoličkog i minutnog volumena krvi, kompenzacijski porast krvnog tlaka i periferni vaskularni otpor. Vjeruje se da je to uzrokovano iscrpljivanjem regulatornih mehanizama, pojačanom parasimpatičkom kontrolom, praćeno razvojem negativnih kronotropnih i inotropnih učinaka, razvojem fenomena desinkronoze u razdoblju krvnog tlaka. U isto vrijeme raste učestalost hipertenzije, infarkta miokarda.

Nije tajna da zima i hladnoća utječu na naše tijelo. I prilično snažno: počevši od raspoloženja i završavajući čestim prehladama, pospanošću i tako dalje. Podijelit ću glavne točke o tome kako udobno preživjeti zimu. Vjerojatno vam neću reći ništa novo, jer spavanje, sport i Svježi zrak i dalje ostaju glavni izvori snage i zdravlja za osobu. Ali u zimsko vrijeme godine, sve ima svoje nijanse:

1. Ako zimi provodite puno vremena na otvorenom, potrebno vam je više kalorija u dnevnoj prehrani u odnosu na topla godišnja doba. Žene 1500 kcal dnevno. Muškarci 1800 kcal dnevno. Oni neće postati "suvišni", jer će se potrošiti na zagrijavanje tijela. Kako biste izbjegli žudnju za nezdravom brzom hranom, svjesno dodajte zdrave masti u svoju prehranu u obliku biljna ulja, orasi ili masna riba. Imunitetu je zimi potrebna pojačana podrška, stoga vodite računa o dovoljnoj količini vitamina i minerala u prehrani. Birajte prirodne sezonske proizvode. I ovdje će biti vrlo korisno prisjetiti se nacionalne ruske kuhinje. Kiseli kupus, češnjak, brusnice obiluju vitaminom C, a cikla sadrži mnogo glutamina - esencijalne aminokiseline, koja je svojevrsno "gorivo" za imunološki sustav. Također ga ima u izobilju u mesu i mliječnim proizvodima.
2. Kratki dnevni sati imaju depresivan učinak na raspoloženje. Zbog nedostatka ultraljubičastog zračenja u tijelu, proizvodnja serotonina se smanjuje. To može dovesti do pospanosti, lijenosti pa čak i depresije. Pokušajte biti vani dnevnih sati dan, na primjer, prošećite u vrijeme ručka. Osim toga, slijedite režim: nemojte dopustiti da ostanete budni dokasno kako se ne biste probudili u mraku i dobili maksimalnu količinu dnevnog svjetla. Zdravo i poticajno. Oni samo aktiviraju proizvodnju serotonina i endorfina.
3. Obavezno spavajte dovoljno. Zimi je to važan uvjet za prevenciju prehlade.
4. Kao i ljeti, ne zaboravite puno piti, jer umjetni izvori grijanja isušuju zrak, a time i našu kožu i sluznicu. No, ako ljeti tijelo samo traži vodu, zimi treba piti, bez obzira na to jeste li žedni ili ne.

Mnogi istraživači primjećuju da je sezonska varijabilnost fizioloških procesa slična njihovoj dnevnoj periodičnosti. Odnosno, stanje tijela ljeti i zimi podsjeća na stanje dana i noći. U usporedbi s ljetom, zimi se smanjuje sadržaj šećera u krvi (sličan se fenomen opaža noću), povećava se količina ATP-a (on je univerzalni izvor energije za sve biokemijske procese koji se odvijaju u živim sustavima) i kolesterola.

Treba napomenuti da povećanje tjelesne težine zimi može biti povezano ne samo s povećanjem razine kolesterola, već i s nizom drugih čimbenika, uključujući:

1. Štitnjača, čiji hormoni utječu na metabolizam, ponaša se manje aktivno i time usporava metabolizam.

2. Dužina dnevnog svjetla zimi je znatno kraća nego u drugim razdobljima godine. Avitaminoza.

3. Zimi većinu vremena provodimo u zatvorenom prostoru.

Osim promjena u fizičko stanje, javljaju se i brojne psiho-emocionalne transformacije (čitaj: depresija). Postoji čak i izraz - "zimska depresija" - poremećaj kod kojeg se u zimskom razdoblju javljaju sljedeći simptomi:

1. Slaba koncentracija pozornosti, smanjena intelektualna aktivnost.

2. Razni poremećaji spavanja. San postaje duži, ali nije oporavljajući. Povećana potreba za dnevnim snom, poteškoće ili rano buđenje iz sna.

Fotografija 1 od 1

Biti zamisao Sunčev sustav(a posebno Zemlje), ljudsko tijelo prirodno doživljava učinke promjene godišnjih doba u svom životu. Štoviše, glavni uzrok promjena u ljudskom tijelu povezan je s unosom solarna energija do zemlje. Osim promjene sunčevog toka koji prima Zemljina površina, mijenjaju se i drugi parametri koji o njemu ovise: vlažnost, ionizacija zraka, parcijalna gustoća kisika, debljina ozonskog omotača. Utvrđeno je da se maksimum zračnih iona promatra od kolovoza do listopada, a minimum - od veljače do ožujka. Dakle, vrijeme aktivnosti za pluća je jesensko razdoblje. Najveća parcijalna gustoća kisika značajno utječe na rad bubrega, oni su najaktivniji zimi.

Razmotrite utjecaj godišnjih doba na opće stanje ljudskog tijela.

Zima. S padom vanjske temperature voda se kristalizira, sve se suši od vjetra i hladnoće, sve biljni svijet zaustavlja. Ljudsko tijelo nalazi se u najnepovoljnijim vanjskim uvjetima: najjača kompresija sunčeve gravitacije (Zemlja je u to vrijeme blizu Sunca) i vanjske hladnoće dovodi do raznih grčeva u tijelu - moždanih udara, srčanih udara, ukočenosti zglobova. Neke bolesti popraćene su akutnim napadima, visokom temperaturom.

Ljeto. Povećanje temperature dovodi do značajnog isparavanja vode. Sve to dovodi do intenziviranja prirodnih procesa. Snažna apsorpcija sunčeve energije kondenziranom vodom dovodi do energetske eksplozije. U ljudskom tijelu to se manifestira u obliku zimice, praćene sunčanicom, crijevnim infekcijama i trovanjem hranom. Gravitacija Sunca je najmanja, što dovodi do slabljenja vlastite gravitacije.

Proljeće i jesen spojeni u jednu "fiziološku sezonu" zbog oštre promjene temperature, vlage, hladnoće. U ovo doba dolazi do porasta prehlada. Gravitacija Sunca je povoljna za sve manifestacije života.

Kako bi se spriječili štetni učinci godišnjih doba na ljudsko tijelo, narodna mudrost propisuje pridržavanje sustava preventivne mjere:

- čišćenje organizma (na primjer, post);

- održavanje određenog načina života u svakom godišnjem dobu. Na primjer, u jesen i proljeće, kada je vlažno i svježe, živite u toploj i suhoj prostoriji, potaknite se na aktivan način života, nosite odjeću od svile i pamuka. Zimi, kada je suho i hladno, potrebno je grijati se uz otvorenu vatru, posjetiti vlažnu parnu kupelj, mazati tijelo uljima kako tijelo ne bi dehidriralo i ugrijati se, nositi vunenu odjeću. Ljeti, na vrućini, trebali biste, ako je moguće, biti u hladnoj, prozračenoj prostoriji, prskati aromatične tvari, nemojte se fizički gnjaviti; nositi odjeću od lana, tankog pamuka;

- Konzumiranje određene hrane. Na primjer, u proljeće i jesen - suha, topla hrana, aromatizirana toplim začinima. Ljeti je poželjna hladna, vodenasta hrana kiselkastog okusa koja pomaže u zadržavanju vlage i sprječava pregrijavanje organizma. Zimi je potrebna vruća, masna hrana, začinjena toplim začinima. Primjer je bogati boršč, meso sa senfom. Međutim, treba napomenuti da obilnu hranu treba izmjenjivati ​​s postom.

Na temelju materijala s http://homosapiens.ru.

Pretplatite se na naš telegram i budite svjesni svih najzanimljivijih i najrelevantnijih vijesti!

Reakcija organizama na sezonske promjene duljine dana naziva se fotoperiodizam. Njegovo očitovanje ne ovisi o intenzitetu osvjetljenja, već samo o ritmu izmjene tamnih i svijetlih razdoblja dana.

Fotoperiodična reakcija živih organizama je od velike adaptivne važnosti, jer je potrebno dosta vremena da se pripreme za doživljavanje nepovoljnih uvjeta ili, obrnuto, za najintenzivniju životnu aktivnost. Sposobnost reagiranja na promjene u duljini dana omogućuje rane fiziološke prilagodbe i prilagodbu ciklusa sezonske promjene Uvjeti. Ritam dana i noći djeluje kao signal nadolazećih promjena klimatski faktori koji imaju snažan neposredni učinak na živi organizam (temperatura, vlaga i dr.). Za razliku od drugih okolišni čimbenici ritam osvjetljenja utječe samo na one značajke fiziologije, morfologije i ponašanja organizama koje su sezonske prilagodbe u njihovom životnom ciklusu. Slikovito rečeno, fotoperiodizam je reakcija tijela na budućnost.

Iako se fotoperiodizam javlja u svim većim taksonomskim skupinama, nipošto nije karakterističan za sve vrste. Postoje mnoge vrste s neutralnim fotoperiodskim odgovorom, kod kojih fiziološke promjene u razvojnom ciklusu ne ovise o duljini dana. Takve su vrste ili razvile druge načine regulacije životnog ciklusa (na primjer, zimovanje u biljkama) ili im nije potrebna njegova precizna regulacija. Na primjer, tamo gdje nema izraženih sezonskih promjena, većina vrsta ne pokazuje fotoperiodizam. Cvjetanje, plodonošenje i odumiranje lišća kod mnogih tropskih stabala vremenski su produženi, a na stablu se istovremeno nalaze cvjetovi i plodovi. U umjerenoj klimi, vrste koje imaju vremena da brzo završe svoj životni ciklus i praktički ih nema aktivno stanje u nepovoljnim godišnjim dobima također ne pokazuju fotoperiodičke reakcije, na primjer, mnoge efemerne biljke.

Postoje dvije vrste fotoperiodične reakcije: kratkodnevna i dugodnevna. Poznato je da duljina dnevnog svjetla, osim o godišnjem dobu, ovisi o geografska lokacija teren. Vrste kratkog dana žive i rastu uglavnom u niskim geografskim širinama, dok vrste dugog dana žive i rastu u umjerenim i visokim geografskim širinama. U vrstama s velikim rasponima, sjeverni pojedinci mogu se razlikovati po vrsti fotoperiodizma od južnih. Dakle, tip fotoperiodizma je ekološka, ​​a ne sustavna značajka vrste.

Kod dugodnevnih biljaka i životinja sve veći proljetni i ranoljetni dani potiču procese rasta i pripreme za razmnožavanje. Skraćivanje dana u drugoj polovici ljeta i jeseni uzrokuje inhibiciju rasta i pripremu za zimu. Dakle, otpornost na mraz djeteline i lucerne mnogo je veća kada se biljke uzgajaju na kratkom danu nego na dugom. Drveće koje raste u gradovima u blizini uličnih svjetiljki ima duži jesenski dan, kao rezultat toga, njihovo lišće pada kasni i veća je vjerojatnost da će dobiti ozebline.

Kao što su studije pokazale, biljke kratkog dana posebno su osjetljive na fotoperiod, budući da se duljina dana u njihovoj domovini malo mijenja tijekom godine, a sezonski klimatske promjene može biti vrlo značajan. Fotoperiodične vrste pripremaju tropske vrste za suhe i kišne sezone. Neke sorte riže na Šri Lanki, gdje ukupna godišnja promjena duljine dana nije veća od jednog sata, hvataju čak i najmanju razliku u svjetlosnom ritmu, koji određuje vrijeme njihovog cvjetanja.

Fotoperiodizam insekata može biti ne samo izravan, već i neizravan. Na primjer, kod kupusne muhe zimska dijapauza nastaje pod utjecajem kvalitete hrane koja varira ovisno o fiziološkom stanju biljke.

Duljina dnevnog svjetla, koja osigurava prijelaz u sljedeću fazu razvoja, naziva se kritična duljina dana za ovu fazu. Dok se dižete geografska širina duljina kritičnog dana se povećava. Na primjer, prijelaz u dijapauzu jabučnog lišćara na geografskoj širini od 32° događa se kada je dnevna svjetlost 14 sati, 44°-16 sati, 52°-18 sati.Kritična duljina dana često služi kao prepreka geografskoj širini. kretanje biljaka i životinja, za njihovu .

Fotoperiodizam biljaka i životinja nasljedno je utvrđeno, genetski određeno svojstvo. Međutim, fotoperiodična reakcija se manifestira samo pod određenim utjecajem drugih čimbenika okoliša, na primjer, u određenom temperaturnom rasponu. Pod određenom kombinacijom ekoloških uvjeta moguće je prirodno raspršivanje vrsta na geografske širine neuobičajene za njih, unatoč vrsti fotoperiodizma. Dakle, u visokoplaninskim tropskim regijama ima mnogo biljaka dugog dana, domorodaca umjerene klime.

U praktične svrhe, duljina dnevnog svjetla mijenja se pri uzgoju usjeva u zatvorenom tlu, kontroliranju trajanja osvjetljenja, povećanju proizvodnje jaja kod pilića i reguliranju reprodukcije krznenih životinja.

Prosječna dugoročna razdoblja razvoja organizama određena su prvenstveno klimom lokaliteta; njima su prilagođene reakcije fotoperiodizma. Odstupanja od ovih datuma ovise o vremenskim uvjetima. Kad se promijeni vremenski uvjeti vrijeme prolaska pojedinih faza može varirati unutar određenih granica. To je posebno izraženo kod biljaka i poikilotermnih životinja.’ Dakle, biljke koje nisu postigle traženi zbroj efektivnih temperatura ne mogu cvjetati ni u uvjetima fotoperioda koji stimuliraju prijelaz u generativno stanje. Na primjer, u moskovskoj regiji breza cvjeta u prosjeku 8. svibnja s akumulacijom zbroja efektivnih temperatura od 75 ° C. Međutim, u godišnjim odstupanjima, vrijeme njegovog cvjetanja varira od 19. travnja do 28. svibnja. Homeotermne životinje reagiraju na vremenske prilike promjenom ponašanja, vremena gniježđenja i migracija.

Proučavanje zakonitosti sezonskog razvoja prirode provodi poseban primijenjena industrija ekologija - fenologija (doslovni prijevod s grčkog - znanost o pojavama).

Prema Hopkinsovom bioklimatskom zakonu, koji je on izveo u odnosu na uvjete Sjeverna Amerika, vrijeme početka raznih sezonskih pojava (fenodat) razlikuje se u prosjeku za 4 dana za svaki stupanj geografske širine, za svakih 5 stupnjeva dužine i 120 m nadmorske visine, tj. sjevernije, istočnije i više područje, kasnije početkom proljeća i ranije u jesen. Osim toga, fenološki datumi ovise o lokalnim uvjetima (reljef, ekspozicija, udaljenost od mora i dr.). Na području Europe vrijeme početka sezonskih događaja mijenja se za svaki stupanj geografske širine ne za 4, već za 3 dana. Spajanjem točaka na karti s istim fenodatom dobivamo izolinije koje odražavaju prednju stranu nastupa proljeća i nastupa sljedećih sezonskih pojava. To je od velike važnosti za planiranje mnogih gospodarskih djelatnosti, a posebice poljoprivrednih radova.