ช่วงเวลาตามฤดูกาลเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่พบบ่อยที่สุดในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเด่นชัดในละติจูดเขตอบอุ่นและละติจูดเหนือ ขึ้นอยู่กับภายนอกที่เรียบง่ายและคุ้นเคยกับเราปรากฏการณ์ตามฤดูกาล
ในโลกของสิ่งมีชีวิตมีปฏิกิริยาการปรับตัวที่ซับซ้อนซึ่งมีลักษณะเป็นจังหวะซึ่งได้รับการอธิบายเมื่อไม่นานมานี้
สัตว์ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ภูเขาสามารถบินบนที่สูงได้ แทนที่จะเดินทางไกล พวกมันจะเคลื่อนตัวไปยังระดับความสูงที่ต่ำกว่าเมื่อหิมะถึงยอดภูเขา นกฮูกทาสีบางตัว และสัตว์ชนิดเดียวกันที่ไม่ได้อาศัยอยู่ในภูเขา มีลักษณะการอพยพที่แตกต่างกันออกไป การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของสภาพแวดล้อมหรือสภาพอากาศอาจนำไปสู่การอพยพเมื่อถูกกำจัดออก หากแหล่งที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์ไม่เหมาะสมเป็นเวลานาน เช่น เมื่อการพัฒนาของมนุษย์ทำให้พื้นที่พรุลดลงหรือทำลายป่าโดยสิ้นเชิง สัตว์เหล่านั้นจะพยายามย้ายไปยังพื้นที่อื่นและจะไม่กลับไปยังบ้านเดิม
ฤดูกาลในธรรมชาติ
ตัวอย่างเช่น ขอให้เราพิจารณาช่วงเวลาตามฤดูกาลในพื้นที่ภาคกลางของประเทศของเรา ในที่นี้ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในแต่ละปีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อพืชและสัตว์ ระยะเวลาอันเป็นมงคลแก่ชีวิตอยู่ประมาณหกเดือน สัญญาณของฤดูใบไม้ผลิจะปรากฏขึ้นทันทีที่หิมะเริ่มละลาย ต้นหลิว ออลเดอร์ และเฮเซลบางชนิดเริ่มบานก่อนที่ใบจะบานเสียด้วยซ้ำ ในพื้นที่ที่ละลายแม้ในหิมะถั่วงอกของพืชฤดูใบไม้ผลิแรกก็ทะลุผ่าน กำลังมาถึงนกอพยพ
- แมลงที่อยู่เหนือฤดูหนาวปรากฏขึ้น
สัตว์เหล่านี้ถูกขนส่งโดยมนุษย์เพื่อใช้เป็นอาหารหรือเพื่อให้เชื่องและเป็นความลับ ไปตั้งถิ่นฐานอยู่ในที่ห่างไกลจากประเทศต้นทาง ก่อให้เกิดประโยชน์และความเสียหายต่อระบบนิเวศต่างๆ สิ่งที่เรียกว่าการอพยพเป็นระยะ ๆ นำไปสู่การขยายพันธุ์สัตว์ที่เกี่ยวข้อง แต่ส่วนใหญ่มักจะจบลงด้วยความหายนะสำหรับสัตว์ที่มีส่วนร่วมในการหลบหนีครั้งนี้ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดสำหรับการอพยพเป็นกลุ่มใหญ่คือความแออัดยัดเยียดในภูมิภาคหรือการแพร่พันธุ์ของสายพันธุ์เหล่านี้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตามการอพยพดังกล่าวทำให้มีสัตว์ต่างๆชีวิต กำจัดปากที่ไร้ประโยชน์ นี่คือการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่กระทำกับคนเหล่านี้ เราอ่านเจอพวกมันจากนอร์เวย์ สัตว์ฟันแทะเหล่านี้อยู่ในช่วงกลาง มีการแพร่พันธุ์ในอัตราที่รวดเร็ว และแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมันมีประชากรมากเกินไป จากนั้นพวกเขาก็เริ่มลงเนินลาดไปยังหุบเขา วีเซิล เหยี่ยว และสุนัขจิ้งจอก ไล่ตามพวกมันไปตามเส้นทาง หลายคนตายไประหว่างทาง แต่ไม่มีเลโมสักตัวเดียวที่กลับไปยังจุดกำเนิดบนภูเขา
ในช่วงกลางฤดูร้อน แม้ว่าอุณหภูมิจะเอื้ออำนวยและมีฝนตกชุก แต่การเจริญเติบโตของพืชหลายชนิดก็ช้าลงหรือหยุดลงโดยสิ้นเชิง ปริมาณกำลังลดลง ไม้ดอก- การผสมพันธุ์นกสิ้นสุดลง ช่วงครึ่งหลังของฤดูร้อนและต้นฤดูใบไม้ร่วงเป็นช่วงที่ผลไม้และเมล็ดพืชสุกงอมในพืชส่วนใหญ่และการสะสมสารอาหารในเนื้อเยื่อ ในเวลานี้สัญญาณของการเตรียมพร้อมสำหรับฤดูหนาวปรากฏให้เห็นแล้ว การลอกคราบในฤดูใบไม้ร่วงเริ่มต้นในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และนกอพยพรวมตัวกันเป็นฝูง
แรงจูงใจหลักสำหรับการย้ายถิ่นในรูปแบบต่างๆ เหล่านี้คือสัญชาตญาณของการเอาชีวิตรอด การอพยพส่วนใหญ่อนุญาตให้มีการเพาะพันธุ์ โดยปล่อยให้พื้นที่มีอาหารไม่เพียงพอที่จะรองรับประชากร อีกทั้งยังป้องกันไม่ให้แหล่งอาหารในพื้นที่หมดไปในระยะยาว การเคลื่อนไหวเป็นระยะเหล่านี้หมายความว่าแต่ละตัวอย่างมีแนวโน้มที่จะพบอาหารเพียงพอในสถานที่เฉพาะ
แม้ว่าการอพยพของอาหารสามารถเกิดขึ้นได้เป็นประจำ แต่ก็มีตัวแปรหลายอย่างที่อาจส่งผลต่อความพร้อมของอาหาร รวมถึงสภาพภูมิอากาศและระดับประชากรของสายพันธุ์อื่น ๆ ในพื้นที่เดียวกัน ด้วยเหตุนี้ สัตว์บางชนิดจึงใช้รูปแบบการอพยพที่ไม่ปกติซึ่งเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาและปรับให้เข้ากับสภาวะใหม่ๆ มิดจ์เดินทางข้ามที่ราบแอฟริกาเพื่อค้นหาน้ำ เมื่อแหล่งน้ำตามปกติหมดลง พวกมันจะมุ่งหน้าไปยังทุ่งหญ้าสะวันนาเพื่อหาหญ้าและน้ำเพิ่ม
แม้กระทั่งก่อนที่น้ำค้างแข็งจะมาถึง ระยะเวลาของการพักตัวในฤดูหนาวก็เริ่มขึ้นในธรรมชาติ
สภาวะการพักตัวในฤดูหนาว
การพักตัวในฤดูหนาวไม่ได้เป็นเพียงการหยุดการพัฒนาที่เกิดจาก อุณหภูมิต่ำแต่เป็นการปรับตัวทางสรีรวิทยาที่ซับซ้อนมาก ในแต่ละสปีชีส์ สภาวะการพักตัวในฤดูหนาวเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงหนึ่งของการพัฒนาเท่านั้น ดังนั้นในพืช (ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์) เมล็ด ส่วนเหนือพื้นดินและใต้ดินที่มีดอกตูมอยู่เฉยๆ จะอยู่ในช่วงฤดูหนาว และในไม้ล้มลุกบางชนิดจะมีใบโคน ในระยะต่างๆ ของการพัฒนา แมลงจะพักตัวในฤดูหนาว
ยุงมาลาเรียและผีเสื้อลมพิษจะอยู่ในช่วงฤดูหนาวในระยะแมลงตัวเต็มวัย ผีเสื้อกะหล่ำปลีในระยะดักแด้ และผีเสื้อกลางคืนยิปซีในระยะไข่
การอพยพในฤดูแล้งสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยเสียงพายุฝนฟ้าคะนองและเมฆฝนที่สัตว์เห็น รูปแบบการย้ายถิ่นยังเป็นประโยชน์ต่อการผสมพันธุ์และการสืบพันธุ์ ช่วยให้สัตว์อายุน้อยเกิดในภูมิภาคที่มีแหล่งอาหารมากขึ้นหรืออยู่ห่างจากสัตว์นักล่าที่เป็นอันตราย
ต่อมาในชีวิต แม่น้ำต่างๆ ขึ้นมาอีกครั้งเพื่อผสมพันธุ์ และพวกมันจะวางไข่ในสถานที่เกิด ลูกปลาแซลมอนจะเสี่ยงต่อการเป็นนักล่าในมหาสมุทรมากเกินไป และเมื่อกลับคืนสู่แหล่งกำเนิด จะเป็นที่เก็บไข่ไว้ในพื้นที่ผสมพันธุ์ เมื่อแม่น้ำที่พวกมันผสมพันธุ์ถูกสร้างเขื่อนกั้นน้ำ ปลาแซลมอนต้องเผชิญกับปัญหาร้ายแรง และส่งผลให้จำนวนประชากรปลาแซลมอนลดลง การอพยพย้ายถิ่นบางส่วนได้รับแรงผลักดันจากทั้งความต้องการอาหารและการสืบพันธุ์
ระยะของพืชและสัตว์ที่อยู่เหนือฤดูหนาวมีลักษณะทางสรีรวิทยาที่คล้ายคลึงกันหลายประการ อัตราการเผาผลาญลดลงอย่างเห็นได้ชัด เนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในสภาวะพักตัวในฤดูหนาวประกอบด้วยสารอาหารสำรองจำนวนมาก โดยเฉพาะไขมันและคาร์โบไฮเดรต เนื่องจากกระบวนการเผาผลาญที่ลดลงจะคงอยู่ในช่วงฤดูหนาว โดยปกติแล้วปริมาณน้ำในเนื้อเยื่อจะลดลง โดยเฉพาะในเมล็ดพืชและดอกตูมในฤดูหนาวของพืช ด้วยคุณสมบัติทั้งหมดเหล่านี้ ระยะพักจึงสามารถอยู่รอดในสภาวะฤดูหนาวที่รุนแรงได้เป็นเวลานาน
การอพยพของวาฬสีเทานั้นสูงถึงเก้าพันกิโลเมตรจากจุดเริ่มต้น บางส่วนขึ้นอยู่กับระยะเวลาของภาพ เมื่อเวลากลางวันสั้นลง สัญชาตญาณของสัตว์จะแจ้งให้ทราบว่าฤดูหนาวกำลังจะมาถึง และถึงเวลาที่ต้องมุ่งหน้าไปทางใต้ และสำหรับสัตว์ที่มองไม่เห็นแสงแดดเช่นกรณีพวกหลับในถ้ำล่ะ? สัตว์บางชนิดมีปฏิกิริยาต่ออุณหภูมิ นอกจากนี้ยังสามารถตอบสนองต่อสัญญาณภายใน เช่น ปริมาณไขมันสำรองที่มีอยู่ในร่างกาย รูปแบบการย้ายถิ่นบางอย่างมีความสมดุลที่เข้มงวด เมื่อปริมาณไขมันสำรองลดลงเนื่องจากปริมาณอาหารที่ลดลง ก็ถึงเวลาต้องหาที่พักพิงในฤดูหนาวที่มีน้ำใจมากขึ้น
สาเหตุของจังหวะทางชีวภาพ ระยะแสง
ในกระบวนการวิวัฒนาการ แต่ละสายพันธุ์ได้พัฒนาวงจรประจำปีที่มีลักษณะเฉพาะของการเจริญเติบโตและการพัฒนาอย่างเข้มข้น การสืบพันธุ์ การเตรียมพร้อมสำหรับฤดูหนาวและฤดูหนาว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าจังหวะทางชีวภาพ ความบังเอิญของแต่ละช่วงวงจรชีวิตกับช่วงเวลาของปีเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการดำรงอยู่ของสายพันธุ์
แต่สัตว์จะต้องกักเก็บไขมันไว้จำนวนหนึ่งจึงจะมีพลังงานในการเดินทาง วิวัฒนาการได้จัดกระบวนการเหล่านี้ในลักษณะที่สัญชาตญาณที่จำเป็นทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ ยกเว้นการแทรกแซงจากภายนอก ในกรณีที่ไม่มีสิ่งเร้าจากภายนอก สัตว์หลายชนิดยังคงรู้ว่าเมื่อใดควรอพยพและเมื่อใดควรกลับบ้าน จังหวะเซอร์คาเดียนและจังหวะประจำปีเป็นปฏิทินภายในที่เป็นส่วนหนึ่งของ ระบบประสาทสัตว์. เราไม่เข้าใจจังหวะเหล่านี้อย่างถ่องแท้ แต่เกี่ยวข้องกับรูปแบบของการทำงานของสมองที่แตกต่างกันไปตามช่วงเวลาของวัน ช่วงแสง และฤดูกาล
ความเชื่อมโยงที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดของปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยาทั้งหมดในร่างกายคือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามฤดูกาล แต่ถึงแม้ว่ามันจะมีอิทธิพลต่อความเร็วของกระบวนการชีวิต แต่ก็ยังไม่ได้ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมหลักของปรากฏการณ์ตามฤดูกาลในธรรมชาติ กระบวนการทางชีวภาพในการเตรียมการสำหรับฤดูหนาวจะเริ่มขึ้นในฤดูร้อนซึ่งเป็นช่วงที่อุณหภูมิสูง
ที่อุณหภูมิสูง แมลงยังคงตกอยู่ในสภาวะจำศีล นกเริ่มลอกคราบและความปรารถนาที่จะอพยพปรากฏขึ้น ด้วยเหตุนี้ เงื่อนไขอื่นๆ บางอย่าง (ไม่ใช่อุณหภูมิ) จึงมีอิทธิพลต่อสภาวะตามฤดูกาลของร่างกาย มนุษย์ก็มีพวกมันเช่นกัน แม้ว่าพวกมันจะไม่ได้ใช้เพื่อการอพยพก็ตาม สัญชาตญาณการย้ายถิ่นพัฒนาขึ้นในด้วยเหตุผลหลายประการ แต่ส่วนใหญ่มักตอบสนองต่อแรงกดดันด้านประชากร การอพยพส่วนใหญ่เป็นไปตามรูปแบบของ "การออกจากจุดเย็นไปยังจุดร้อนแล้วกลับมาในฤดูร้อน" แล้วเหตุใดสัตว์เหล่านี้จึงอาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีอากาศหนาวเกินไปสำหรับช่วงปีหนึ่ง? สมมติฐานแรกคือสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีอากาศร้อนตลอดทั้งปีจึงไม่จำเป็นต้องอพยพ
เมื่อประชากรเพิ่มมากขึ้น ทรัพยากรก็ขาดแคลน ในช่วงเดือนที่อากาศอบอุ่น ละติจูดทางตอนเหนือค่อนข้างมีอัธยาศัยดี ดังนั้นสมาชิกบางสายพันธุ์จึงขยายขอบเขตการอาศัยอยู่ในพื้นที่เหล่านี้ เมื่อฤดูหนาวมาถึง อาหารเริ่มขาดแคลนและความหนาวเย็นก็รุนแรงเกินไป สัตว์ต่างๆ จึงย้ายไปอยู่ที่ละติจูดที่อุ่นขึ้นชั่วคราว สมมติฐานที่สองคือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ สัตว์ที่อาศัยอยู่ทางภาคเหนืออาจอาศัยอยู่ในบริเวณนี้มาตลอดเมื่ออากาศอุ่นขึ้น
ปัจจัยหลักในการควบคุมวัฏจักรตามฤดูกาลในพืชและสัตว์ส่วนใหญ่คือการเปลี่ยนแปลงความยาววัน การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อความยาววันเรียกว่าช่วงแสง ความสำคัญของช่วงแสงสามารถเห็นได้จากการทดลองที่แสดงในรูปที่ 3
ภายใต้แสงไฟประดิษฐ์ตลอด 24 ชั่วโมงหรือระยะเวลาหนึ่งวันนานกว่า 15 ชั่วโมง ต้นกล้าเบิร์ชจะเติบโตอย่างต่อเนื่องโดยไม่ทำให้ใบร่วง แต่เมื่อส่องสว่างเป็นเวลา 10 หรือ 12 ชั่วโมงต่อวันการเจริญเติบโตของต้นกล้าจะหยุดลงแม้ในฤดูร้อนในไม่ช้าใบไม้ก็ร่วงหล่นและการพักตัวในฤดูหนาวก็เข้ามาราวกับว่าอยู่ภายใต้อิทธิพลของระยะสั้น วันฤดูใบไม้ร่วง- ต้นไม้ผลัดใบหลายชนิดของเรา: วิลโลว์ อะคาเซียสีขาว โอ๊ค ฮอร์บีม บีช - กลายเป็นสีเขียวไม่ผลัดใบและมีอายุยืนยาว
ตลอดระยะเวลานับหมื่นปี สภาพอากาศค่อยๆ เปลี่ยนแปลง ฤดูหนาวเริ่มหนาวเกินไป และสัตว์ต่างๆ ถูกบังคับให้ต้องเดินทางไปทางใต้ทุกปี ความจริงเกี่ยวกับการย้ายถิ่นอาจเกี่ยวข้องกับสมมติฐานสองข้อรวมกัน และมีแนวโน้มว่าจะแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีแรกมีแนวโน้มมากกว่า - ความกดดันด้านประชากรเป็นพลังที่ขับเคลื่อนการอพยพส่วนใหญ่และแท้จริงแล้วคือวิวัฒนาการส่วนใหญ่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจมีอิทธิพลต่อการก่อตัวหรือกระบวนการของรูปแบบการอพยพ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ได้แสดงถึงพลังหลัก
วิธีการนำทางของเขาบางอย่างแปลกมากจนเราไม่สามารถเข้าใจได้ ดวงอาทิตย์ - ดูเหมือนง่ายมาก โดยทั่วไป เราสามารถกำหนดได้ว่าดวงอาทิตย์จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดโดยพิจารณาจากตำแหน่งของดวงอาทิตย์ แต่ถ้าเราพิจารณาประเด็นต่างๆ เช่น เวลาในการสังเกตการณ์ ช่วงเวลาของปี และความเป็นไปได้ที่จะมีเมฆ การถูกดวงอาทิตย์ขับเคลื่อนถือเป็นปัญหาที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม มดและนกกิ้งโครงได้รับคำแนะนำจากดวงอาทิตย์ นกบางชนิดสามารถถูกนำทางโดยดวงอาทิตย์ในตอนกลางคืนได้ ทฤษฎีแนะนำว่าพวกมันจะ "อ่าน" ตำแหน่งที่ดวงอาทิตย์ตกและใช้ตำแหน่งนั้นเพื่อกำหนดทิศทางของมัน
ความยาวของวันไม่เพียงแต่กำหนดการเริ่มต้นของการพักตัวในฤดูหนาวเท่านั้น แต่ยังกำหนดปรากฏการณ์ตามฤดูกาลอื่นๆ ในพืชด้วย ดังนั้น วันที่ยาวนานจึงส่งเสริมให้เกิดดอกไม้ในพืชป่าส่วนใหญ่ของเรา พืชชนิดนี้เรียกว่าพืชยืนยาว ในบรรดาพืชที่ได้รับการเพาะปลูก ได้แก่ ข้าวไรย์ ข้าวโอ๊ต ข้าวสาลีและข้าวบาร์เลย์ส่วนใหญ่ และผ้าลินิน อย่างไรก็ตาม พืชบางชนิดซึ่งส่วนใหญ่มีถิ่นกำเนิดทางตอนใต้ เช่น ดอกเบญจมาศ ดอกรักเร่ ล้วนต้องการ วันสั้นๆ- ดังนั้นพวกเขาจะบานที่นี่เฉพาะช่วงปลายฤดูร้อนหรือฤดูใบไม้ร่วงเท่านั้น พืชประเภทนี้เรียกว่าพืชวันสั้น
คนอื่นๆ เชื่อว่าโพลาไรเซชันของแสงแดดเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการนี้ กรอบภาพเป็นอีกหนึ่งระบบนำทางแบบดั้งเดิม บินไปทางภูเขาเหล่านี้ เลี้ยวซ้ายเล็กน้อยเมื่อเห็นต้นไม้ต้นแรกและต้นใหม่ เห็นมหาสมุทรและรัง วาฬที่เดินทางในมหาสมุทรแปซิฟิกจากชายฝั่งตะวันตกของทวีปอเมริกาเหนือใช้วิธีนี้ จุดสังเกตในการเดินเรือที่พวกมันใช้นั้นยากที่จะพลาดเพราะทั้งทวีปมีจุดประสงค์นี้ พวกเขาให้แผ่นดินใหญ่ไปทางซ้ายขณะแล่นไปทางใต้และไปทางขวาขณะแล่นไปทางเหนือ
อิทธิพลของความยาวของ DNR ก็มีผลกระทบอย่างมากต่อสัตว์เช่นกัน ในแมลงและไร ระยะเวลาของวันจะเป็นตัวกำหนดการเริ่มต้นของการพักตัวในฤดูหนาว ดังนั้นเมื่อรักษาหนอนผีเสื้อกะหล่ำปลีภายใต้เงื่อนไข มีวันที่ยาวนานในไม่ช้าผีเสื้อ (มากกว่า 15 ชั่วโมง) ก็โผล่ออกมาจากดักแด้ และรุ่นต่อๆ ไปก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง แต่ถ้าตัวหนอนถูกเก็บไว้หนึ่งวันน้อยกว่า 14 ชั่วโมงแม้ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนก็จะได้ดักแด้ที่อยู่เหนือฤดูหนาวซึ่งไม่พัฒนาเป็นเวลาหลายเดือนแม้จะมีอุณหภูมิค่อนข้างสูงก็ตาม ปฏิกิริยาประเภทนี้อธิบายว่าทำไมในธรรมชาติ ในฤดูร้อน แม้ว่ากลางวันจะยาวนาน แมลงสามารถพัฒนาได้หลายชั่วอายุคน และในฤดูใบไม้ร่วง การพัฒนามักจะหยุดที่ระยะฤดูหนาว
ดวงจันทร์และดวงดาว - การทดลองท้องฟ้าจำลองแสดงให้เห็นว่านกจำนวนมากอาศัยเบาะแสดวงดาวเพื่อค้นหาทิศทางการอพยพของพวกมัน คุณสามารถบอกได้ว่าพวกเขาใช้ดาวดวงไหนในการวางแนว Faro - เมื่อสัตว์มาถึงบริเวณปลายทางทั่วไป มันจะสามารถค้นหาจุดสัญญาณเฉพาะได้ ประภาคารจะไม่นำทางสัตว์ในรัฐซัสแคตเชวันไปยังเม็กซิโก แต่อาจช่วยให้ปลาแซลมอนพบจุดวางไข่ที่ดี เป็นต้น และกลิ่นของฝนสามารถกำหนดชะตากรรมของการอพยพของวิลเดอบีสต์ได้
สภาพภูมิอากาศ - สภาพลมมีมากมาย นกมักใช้เป็นเครื่องช่วยในการเดินเรือ เมื่อขาดสัญญาณอื่นๆ เช่น ดวงอาทิตย์หรือดวงดาว นกจะชอบบินไปในทิศทางลม ในกรณีที่มองเห็นดวงอาทิตย์และดวงดาวก็จะบินไปในทิศทางที่ถูกต้องไม่ว่าลมจะพัดมาอย่างไรก็ตาม
ในนกส่วนใหญ่ วันที่ยาวนานของฤดูใบไม้ผลิทำให้เกิดการพัฒนาของอวัยวะสืบพันธุ์และการแสดงออกของสัญชาตญาณในการทำรัง จำนวนวันในฤดูใบไม้ร่วงที่สั้นลงทำให้เกิดการลอกคราบ การสะสมของไขมันสำรอง และความปรารถนาที่จะอพยพ
ความยาววันเป็นปัจจัยส่งสัญญาณที่กำหนดทิศทางของกระบวนการทางชีววิทยา เหตุใดการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในความยาววันจึงมีความสำคัญต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิต?
สนามแม่เหล็ก - โลกมีสนามแม่เหล็กที่ปกติแล้วคนไม่มีเข็มทิศจะตรวจจับไม่ได้ อย่างไรก็ตาม สัตว์บางชนิดสามารถตรวจจับพื้นที่นี้และใช้ในการอพยพได้ ค้างคาวและเต่าทะเลใช้ข้อมูลแม่เหล็กในการหาทาง แบคทีเรียบางชนิดอาจอาศัยเพียงสนามแม่เหล็กในการวางแนวเท่านั้น เราไม่แน่ใจ 100% ว่าสัตว์ตรวจจับสนามแม่เหล็กได้อย่างไร แต่อนุภาคขนาดเล็กของแร่แม่เหล็กที่เรียกว่าแมกนีไทต์นั้นอยู่ในสมองของสัตว์บางชนิด
การเปลี่ยนแปลงความยาววันจะสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแปรผันของอุณหภูมิในแต่ละปีเสมอ ความยาววันจึงทำหน้าที่เป็นตัวพยากรณ์ทางดาราศาสตร์ที่แม่นยำถึงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของอุณหภูมิและเงื่อนไขอื่นๆ สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมส่วนใหญ่กลุ่มต่างๆ
อนุภาคเหล่านี้สามารถตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กและกระตุ้นเส้นประสาทเพื่อส่งข้อมูลเป้าหมายไปยังสมองของสัตว์ได้ เต่าทะเล: ลูกเต่าทะเลสามารถหาทางไปตามเส้นทางอพยพระยะทางเกือบ 13,000 กิโลเมตรในครั้งแรกที่พวกมันเดิน นักวิทยาศาสตร์ได้เปลี่ยนเส้นทางเต่าบางส่วนออกจากเส้นทางของพวกมัน แต่พวกมันก็สามารถเดินทางกลับได้โดยไม่ยากลำบากมากนัก ด้วยความสงสัยว่ามีการใช้อคติแม่เหล็กบางอย่าง การทดลองครั้งต่อไปจึงทำให้สัตว์เหล่านี้สัมผัสกับสนามแม่เหล็กต่างๆ ที่แตกต่างจากสนามธรรมชาติของโลก
ช่วงแสงเป็นการปรับตัวที่สำคัญโดยทั่วไปซึ่งควบคุมปรากฏการณ์ตามฤดูกาลในสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด
นาฬิกาชีวภาพ
การศึกษาช่วงแสงในพืชและสัตว์แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อแสงนั้นขึ้นอยู่กับช่วงแสงและความมืดสลับกันในช่วงระยะเวลาหนึ่งในระหว่างวัน ปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อความยาวของกลางวันและกลางคืนแสดงให้เห็นว่าพวกมันสามารถวัดเวลาได้นั่นคือพวกมันมีบางอย่าง " นาฬิกาชีวภาพ“สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความสามารถนี้ ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไปจนถึงมนุษย์
เต่าที่เกี่ยวข้องหลงทาง การสัมผัสกับแม่เหล็กที่เลียนแบบสนามแม่เหล็กของโลกทำให้พวกเขากลับมาอยู่บนถนนอีกครั้ง ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ว่าเต่าสามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กของโลกและใช้เพื่อนำทางได้ จนถึงจุดหนึ่ง มีตัวอย่างนกเหลืออยู่ไม่ถึง 20 ตัว ประชากร Krana ทั้งหมดในภาคตะวันออกของประเทศหายไป นกกระเรียนตะวันตกฟื้นตัวได้ในระดับหนึ่งแล้ว แต่นักชีววิทยาต้องการที่จะฟื้นฟูนกกระเรียนชนิดนี้ในภาคตะวันออกของสหรัฐอเมริกา สิ่งนี้สร้างปัญหาใหญ่กว่าการเคลื่อนย้ายตระกูลเครนบางตระกูล
“นาฬิกาชีวภาพ” นอกเหนือจากวัฏจักรตามฤดูกาลแล้ว ยังควบคุมปรากฏการณ์ทางชีววิทยาอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งธรรมชาติของนาฬิกายังคงเป็นปริศนาจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ โดยจะกำหนดจังหวะประจำวันที่ถูกต้องของทั้งกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดและกระบวนการที่เกิดขึ้นแม้ในระดับเซลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการแบ่งเซลล์
การจัดการพัฒนาการตามฤดูกาลของสัตว์และพืช
การชี้แจงบทบาทของความยาววันและการควบคุมปรากฏการณ์ตามฤดูกาลทำให้เกิดโอกาสที่ดีในการควบคุมการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต
เทคนิคการควบคุมการพัฒนาต่างๆ ถูกนำมาใช้สำหรับการเพาะปลูกพืชผักและไม้ประดับตลอดทั้งปีโดยใช้แสงประดิษฐ์ สำหรับฤดูหนาวและต้นบังคับดอกไม้ และเพื่อเร่งการผลิตต้นกล้า
การหว่านเมล็ดด้วยความเย็นก่อนการหว่านจะช่วยให้สามารถปลูกพืชฤดูหนาวได้ในระหว่างการหว่านในฤดูใบไม้ผลิ รวมถึงการออกดอกและติดผลในปีแรกของพืชล้มลุกหลายชนิด การเพิ่มความยาวของวันจะช่วยเพิ่มการผลิตไข่ของนกในฟาร์มสัตว์ปีกได้
สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในธรรมชาติเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นระยะซึ่งเกิดขึ้นซ้ำทุกปีในลำดับเดียวกัน ฤดูกาลมีลักษณะเฉพาะด้วยสภาพแสงและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการชีวิตของพืชและสัตว์ แต่ละช่วงเวลาของฤดูกาลจะถูกกำหนดโดยที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และสภาพภูมิอากาศ การเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลเกิดขึ้นเนื่องจากการปฏิวัติของโลกรอบดวงอาทิตย์เป็นประจำทุกปี ในขณะที่ความเอียงของแกนโลกกับระนาบวงโคจรยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ตำแหน่งของโลกในวงโคจรเป็นตัวกำหนดการเริ่มต้นของฤดูกาลทางดาราศาสตร์ ความสว่างและระยะเวลาของการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ในแต่ละวันในช่วงเวลาต่างๆ ของปี ส่งผลต่ออุณหภูมิของอากาศและดิน ความชื้น ซึ่งนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงในชีวิตของพืชและสัตว์ แต่เนื่องจากความไม่แน่นอนของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศเป็นระยะ จุดเริ่มต้นทางดาราศาสตร์ของฤดูกาลจึงไม่ตรงกับช่วงเวลาของการเกิดปรากฏการณ์เป็นระยะในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น ฤดูใบไม้ผลิทางดาราศาสตร์เริ่มต้นในวันวสันตวิษุวัต (21 มีนาคม) นักธรรมชาติวิทยาถือว่าวันที่ 19 มีนาคมเป็นจุดเริ่มต้นของฤดูใบไม้ผลิ―ระยะเฉลี่ย
การมาถึงของโกง
ช่วงเวลาของการเกิดปรากฏการณ์ตามฤดูกาลและระยะเวลานั้นสัมพันธ์กัน เช่น วันที่มาถึงของเรือประมงจะแตกต่างกันไประหว่างวันที่ 7 มีนาคมถึง 31 มีนาคม
ศึกษาตามฤดูกาล
ปรากฏการณ์ ศาสตร์แห่งปรากฏการณ์วิทยาศึกษารูปแบบของการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในชีวิตของพืชและสัตว์ การสังเกตการเกิดปรากฏการณ์เหล่านี้เรียกว่าปรากฏการณ์วิทยา สาระสำคัญของการสังเกตเหล่านี้คือการติดตามความคืบหน้าของปรากฏการณ์ตามฤดูกาลและบันทึกวันที่เริ่มปรากฏ และในบางกรณีก็สิ้นสุด จากการสังเกตปรากฏการณ์ทางฟีโนโลยีในระยะยาว องค์กรประวัติศาสตร์ท้องถิ่นได้รวบรวมปฏิทินธรรมชาติที่สะท้อนเวลาที่เกิดปรากฏการณ์ตามฤดูกาลในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง
ด้วยการกำหนดวันที่เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลทุกปีและเปรียบเทียบกับช่วงเวลาของงานเกษตรกรรม จึงเป็นไปได้ที่จะกำหนดเวลาที่ดีที่สุดในการเพาะปลูกดินและหว่านเมล็ด ซึ่งจะเป็นการเพิ่มผลผลิต ตัวอย่างเช่นตามสถานีทางการเกษตรที่ตั้งชื่อตาม K. A. Timiryazev แตงกวาจะเก็บเกี่ยวได้มากที่สุดเมื่อหว่านในช่วงออกดอกของม่วงม่วงและอะคาเซียสีเหลือง เวลาที่ดีที่สุดในการหว่านหัวผักกาดคือเมื่อดอกแอสเพนบาน
การสังเกตการพัฒนาของพืชและแมลงที่กินพืชเหล่านี้พร้อมกันช่วยให้กำหนดเวลาในการควบคุมศัตรูพืชของพืชที่ปลูกได้ง่ายขึ้น
การสังเกตทางฟีโนโลยีให้ข้อมูลข้อเท็จจริงมากมายที่ทำหน้าที่เป็นข้อพิสูจน์หลักคำสอนเรื่องการคัดเลือกโดยธรรมชาติของชาร์ลส์ ดาร์วิน และช่วยให้เข้าใจสาระสำคัญของกฎพื้นฐานของชีววิทยา - ความสามัคคีของสิ่งมีชีวิตและสภาพความเป็นอยู่ที่จำเป็น การสังเกตขยายขอบเขตอันไกลโพ้นของบุคคล เพิ่มความสนใจและความรักต่อธรรมชาติ ในขณะเดียวกันก็ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและทุกคนสามารถเข้าถึงได้
ปฏิทินธรรมชาติ
อาจารย์ทุกๆท่าน โรงเรียนอนุบาลต้องเรียนรู้ที่จะดำเนินการสังเกตปรากฏการณ์และรวบรวมปฏิทินธรรมชาติ ในกรณีนี้เท่านั้นที่เขาจะสามารถกำหนดเวลาของการสังเกตให้กับเด็กได้อย่างถูกต้องและสอนให้พวกเขาเห็นและได้ยินสิ่งที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ
ปฏิทินธรรมชาติและเกษตรกรรมของโซนกลางของส่วนยุโรปของรัสเซียสามารถให้บริการได้ คำแนะนำสั้น ๆเมื่อจัดให้มีการสังเกตปรากฏการณ์ทางฟีโนโลยีเกือบทั่วประเทศ ยกเว้นสถานที่ที่มีพืชพรรณต่างกัน
