Екологічне значення ендогенного ритму

У природі ритм комахи, як правило, складається з двох компонентів: ендогенного ритму і безпосередніх реакцій на зміни середовища (екзогенного ритму). Співвідношення цих компонентів різна в залежності від виду комахи і спостережуваного поведінки. Найлегше виявити ендогенний ритм у такої комахи, активність якого пов'язана з необхідністю зміни місця існування: виходом з укриттів, грунту, з води в повітряне середовище, з шару мулу у водне середовище і т.д. Якщо комаха не змінює середу протягом певного тривалого періоду, його ендогенний ритм слабо виражений або взагалі не проявляється. Крім того, ендогенні ритми більш типові для комах тропічного і субтропічного походження, ніж для комах помірної зони, а, тим більше, арктичної, де комаха змушене ловити кожен момент сприятливих для активності умов.

Наведемо деякі приклади. Ендогенні ритми чітко виражені у багатьох тарганів і турунів, в період спокою використовують укриття, і майже не проявляються у довгоносиків, весь час знаходяться в кронах дерев. Лише в рідкісних випадках ендогенні ритми виявляються у личинок, що постійно живуть в харчовій середовищі, наприклад у личинок мух і личинок жуків-кожеедов, а також у гусениць, що постійно живуть на рослинах. З іншого боку, ендогенний ритм легко виявляється в поведінці гусениць підгризаючих совок, що йдуть днем ​​в грунт або ж у деяких гусениць, вдень ховаються в дуплах дерев.

Як правило, строго ритмічний і явно підпорядковується ендогенного ритму виліт імаго мурах з мурашника, поведінка ж робочих особин, мабуть, визначається тільки зовнішніми умовами. Ритм виходу комах з лялечок майже завжди зберігається в постійних умовах, а отже, є в своїй основі ендогенних. Лялечки завжди знаходяться в більш-менш захищених місцях і вихід з них комах можна розглядати як зміну місця існування.

Отже, в тих випадках, коли зовнішні сигнали часу важко сприймати, комахи користуються ендогенних ритмом як годинами, щоб приурочити свою активність до найбільш сприятливому часу доби. Ендогенний ритм, керуючи чутливістю рецепторів і готуючи комах до виходу лише в певний час доби, перешкоджає їх реакції на несвоєчасне і "провокаційне" зміна умов.

Часто вважається, що ритм допомагає виходити з укриттів при найбільш сприятливому для даного комахи вологості повітря. Дійсно, існує пряма кореляція між здатністю зберігати вологу і часом активності комах. Нездатність зберігати вологу повинна приводити до сутінкового і нічного способу життя. Однак у вологих субтропіках ритми активності всіх комах принципово не відрізняються від таких в інших районах, хоча вологість тут тримається на високому рівні цілодобово.

Можна припустити, що ендогенний ритм дозволяє комахою "передбачити" зміни всього комплексу умов, як абіотичних, так і біотичних, і оптимально їх використовувати. Сприяючи активності різних видів в різний час, він створює екологічні розмежування видів у часі.

Інший важливий пристосувальний момент - синхронізація вильоту комах різної статі. Це особливо чітко проявляється на прикладі поведінки афагія, таких як поденки і метелики-тонкопряди. Очевидно, що синхронний вихід дозволяє цим комахам зустрітися і залишити потомство з найменшою втратою особин. Років деяких видів поденок триває протягом усього 20-30 хв. Цікаво, що виліт поденщин, що розмножуються партеногенетически, значно більше розтягнуто в часі, ніж тих видів, у яких відомі і самці, і самки. Ту ж роль відіграє ендогенне управління ритмом виділення статевого феромону у самок метеликів.

Ендогенний ритм має велике значення і в просторової орієнтації комах. Про здатність комах вносити регулярну тимчасову поправку на рух небесного орієнтиру по небосхилу - астротаксісе - говорилося вище. Ендогенний ритм тут як би перемикає в певному порядку омматідіі, здатні фіксувати небесний орієнтир, наприклад Сонце.

Крім просторової орієнтації, бджоли використовують ендогенний ритм, пристосовуючись до часу виділення нектару різними квітками. Бджоли здатні запам'ятати час, коли вони можуть отримати корм, і прилітають за ним в певний час доби. Така поведінка називають рефлексом на час.

Нарешті, ендогенний ритм має велике значення в сезонному фотоперіодизму, про який мова піде в наступних розділах. Один з можливих способів визначення довжини фотоперіоду заснований на зіставленні ендогенного ритмічного процесу зі світловим циклом (В.П.Тищенко, 1977).

Схожі статті