Тірі организмдер — тіршілік ортасы. Организмдердің биологиялық ырғақтары
Гетеретрофты организмдердің көпшілігі бүкіл өмір бойы немесе тіршілік циклыньщ бір бөлігінде басқа организмдерді орта ретінде пайдаланады. Бір организмдердің басқа бір организмдерді тіршілік ортасы ретінде пайдалануы өте ертеден келе жатқан және табиғатта кең таралған құбылыс.
Паразитизм — кең таралған табиғи қүбылыс. Көп клеткалы организмдердің барлығында ішкі паразитизм кездеседі. Микроорганизмдер, көп клеткалы және қарапайым клеткалы организмдер арасында паразиттер кеп, ал иедері — омыртқалы жануарлар мен гүлді өсімдіктер болып табылады.
Паразиттердің өмір (уруінің бір артықшылығы — клеткалар мен ұлпалардағы, иесінің ігпегіндегі қоректің мол болуы. Бүл паразиттердің тез дамуына жағдай жасайды. Үлкен кеңістікте, мысалы, омыртқалылардың ішегіндегі паразиттердің мөлшері еркін тіршілік ететін туыстарьша қарағанда әлдеқайда улкен болуы мүмкін. Адам және пюшқа аскаридалары — нематодтар класьша жататын ірі өкілдері, ал өгіз, шошқа солитерлары — үзындығы 8-12 метрге жететін, жалпақ құрттардың ппіндегі ең үлкендері.
Иесінің ішкі ортасьшың езіндік ерешеліктеріне байланысты паразиттер бір жағьшан экологиялық артықшЫлықта, екінші жағьшан — экологиялық қиьшгпьільіқта өмір сүреді. Экологиялъщ артыкшылыққа: иесі арқылы қоректену, көбеюдің жоғары мүмкіншілігі, сыртқы ортадан қорғаныс жатады. Осы жағдайлар кептеген паразитті организмдер қүрылыстарының екінші рет езгеруіне алып келді. Мысалы, таспалы қүртгарда (Cestoidea) ас қорыту жүйесі мүлде болмайды (олар қоректі бүкіл денесімен сорады), жүйке жүйесі редукцияланған. Кептеген паразиттер қанаттарын жойған (биттер, бүргедер).
Кейбір паразитті есімдіктерде (шырмауықтар) хлорофилді мүшелері болмайды. Циссус (Cissuc) лианасының паразиті раффлезия (Rafflesia arnoldii} өсімдігінің тек гүлі ғана сақталған, ал басқа мүшелері лианаға енетін (саңырауқұлақ мицелиі сияқты) жіпше түрінде қалған.
Паразиттерде кездесетін экологияльщ циыншылыктарға: тіршілік кеңістігінің шектеулі болуы, оттегінің тапшылығы, жарықтың жоқтығы, иесі организмінің паразитке қарсы қорғаныс реакциясы жатады. Мысалы, жаңуарлардың қанында пара-зиттерді елтіретін антителалар енімдері, кейбір ағаштар зиянкестерге қарсы шайыр беліп шығарады және т.с.с.
Организмдердің биологиялық ырғақтары
Тірі табиғаттың бір қасиеті- мұнда болып жатқан көптеген процестердің циклді түрде шіруі. Жер бетіндегі бар өмір-клеткадан бастап биосфераға дейін, белгілі бір ырғақтарға бағынышты. Кезінде академик А.Богомолец (1928 ж), тіршілік процестерінің ырғақтары табиғи циклдерге сәйкес келетінін байқаған. Ол өз еңбектерінде табиғи ырғаққа сәйкес организмдегі бүкіл процестер: жүректің соғуы, тыныс алу, жүйке жүйелері және т.б. белгілі бір ырғақпен жүретінің атап керсеткен болатын. Кез-келген организм үшін табиғи ырғақтарды: ішкі (организмнің тіршілігіне байланысты) және сыртқы (қоршаған ортадағы өзгерістер) деп екі топқа бөледі.
Ішкі циклдар — ең алдымда организмнің физиологиялық ырғақтары. Организмдегі жүріп жатқан физиологиялық процестердің ешқайсысы үздіксіз жүре бермейді. Клеткадағы белок, ДНҚ жөне РНҚ синтезделуінде, ферменттер жұмысында ырғақтылық байқалады. Сондай-ақ клеткалардың бөлінуі, ішкі секреция бездерінің жұмысы, жүрек соғуы, тыныс алу, жүйке жүйесінің қозуы, яғни, организмнің бүкіл мүшелері, ұлпалары, клеткалары белгілі бір ырғақтылыққа баағытталады. Айта кетерлігі, әр жүйенің өзіндік мезгілдері бар.
Организм өзінің физиолоиялық қызметін ырғақты түрде жүргізе отырып уақытты санайтын сияқты. Ішкі және сыртқы ырғақтар үшін келесі фазаның басталуы уақытқа байланысты. Уақыт маңызды экологиялық фактор ролін атқаратыңдықтан, тірі организмдер табиғаттың сыртқы өзгерістерін сезіне отырьш соған бейімделуі керек.
Биологиялық процестер ми құбылыстардың сипаты мен белсенділігінің мезгілді тербелісн биологиялық ырғақ деп, ол оны зерттейтін ғылымды хронобиология деп атайды.
Жердің Күнге қатысты және Айдың Жерге қатысты айналуына байланысты сыртқы циклдарға геофизикалық табиғат құбылыстары тән. Осы айналымдардың әсерінен заңдылықты түрде біздің планетамыздағы көптеген факторлар — жарық, температура, қысым және ауа ылғалдылығы, атмосферадағы электромагниттік өpic, мұхиттардағы су деңгейінің көтерілуі мен судың қайтымы және т.б. өзгеріп отырады. Мұнан басқа тірі табиғатқа уақытымен өзгеріп тұратын күн белсенділігі сияқты космостық ырғақтар әсер етеді. Ал Күн радиациясының өзгеруі планетадағы климатқа едәуір әсер етеді.
Организмдер тіршілігіндегі көптеген өзгерістер мезгілі бойынша сыртқы геофизикалық циклдарға сәйкес келеді. Бұл адаптациялық биологиялық — тәуліктік, айға байланысты су денгейінің көтерілуі мен судың қайтымы және жылдық ырғақтар. Осы ырғақтардың арқасында организмдегі маңызды биологиялық процестер — қоректену, өсу, көбею тәуліктің немесе жылдың қолайлы кезеңдерінде жүреді.
Адаптациялық биологиялық ырғақтар тіршілік иелерінің үнемі өзгеріп отыратын қоршаған ортаға бейімделуі ретінде пайда болды.
Тәуліктік ырғақтар бір клеткалы организмдерден бастап адамға дейінгі барлық организмдерге тән. Тәулігінде адамда болатын 100-ден аса физиологиялық қызметтер: ұйықтау және ояу жүру, дене температурасының өзгеруі, жүрек соғуының ырғағы, тыныс алудың тереңдігі мен жиілігі, несептің химиялық құрамы мен мөлшері, тердің бөлінуі және т.б. бар екені белгілі. Мысалы, амебаларда клеткалардың бөлінуі тәулік бойында өзгеріп отырады. Кейбір өсімдіктердің гүлінің ашылуы және жабылуы, жапырақтарының төмендеуі немесе жоғарылауы, тамыр ұшындағы колеоптиленің өсуі тәуліктің белгілі бір уақыттарында белсенді жүреді.
Жануарлардың ұйықтап және ояу жүруіне байланысты күндізгі және түнгі жануарлар деп екіге бөледі. Күндіз белсенді тіршілік ететін жануарларға үй құстары, көптеген торғайлар, сарышұнақтар, инеліктер, құмырсқалар және т.б. жатады. Ал түнгі жануарларға — кірпі, жарқанат, жапалақ, көптеген мысық тәрізділер, тарақандар және т.б. жатады. Кейбір түрлер күндіз де, түнде де бірқалыпты белсенді тіршілік жасайды. Олардағы мұндай ырғақты полифазалы деп атайды (көртышқандар, кейбір жыртқыштар).
Кейбір түрлердің белсенділігі тәуліктің тек бір мезгілінде жүрсе, басқа біреулерінде түрдің белсенділігі тәулік ішінде қалыптасқан жағдайға байланысты ауытқуы мүмкін. Мысалы, бәйшешек гүлінің ашылуы температураға байланысты болса, бақбақтың гүлі жарыққа байланысты, күн ашық кезде ашылып, бұлтты кезде жабылады.
Эндогенді тәуліктік ырғақтарды сыртқы орта қалдыратын экзогенді ырғақтардан ажыратуды тәжірибе жүзінде байқауға болады. Көптеген түрлерде сыртқы орта жағдайлары (температура, ылғалдылық, жарық т.б.) өзгермеген, тұрақты жағдайда тәуліктік мезгілге жақын циклдар ұзақ уақыт бойы сақталып қалады. Мысалы, дрозофиллдерде мұндай эндогенді ырғақ ондаған ұрпаққа дейін жалғасады. Сөйтіп тәуліктік цикл түрдің туыла бітетін генетикалық қасиетіне ауысады. Мұндай эндогенді ырғақтарды циркадты деп атайды.
Көптеген түрлерде циркадты ырғақ қайта өзгеріп, бұрынғы қалпына келуі мүмкін. Әдетте мұндай өзгерістер бірден жүрмей, организмдегі физиологиялық өзгерістерге алып келеді. Мысалы, адамдар ұшақпен басқа алыс жаққа ұшып келгенде олардың физиологиялық ырғақтарында өзгерістер жүреді. Алғашында организм бұрынғыша жұмыс істейді, сосын біртіндеп жергілікті жердің астрономиялық уақытына бейімделе бастайды. Мұндай кезде адам науқастанып, шаршап, түнде ұйқтай алмай күндіз ұйқысы келіп жүреді. Сөйтіп бейімделу мезгілі бірнеше күннен екі аптаға дейін созылады.
Циркадты және тәуліктік ырғақтар уақытты сезінетін организмнің қабілеттілігінің негізінде жатыр. Организмдердің мұндай қабілетін «биологиялық сағат» деп атайды.
Су деңгейінің көтерілуі және судың қайтымы ырғақтары. Теңіздің жағасында тіршілік ететін түрлер қоршаған ортаның өте күрделі жағдайында өмір сүреді. Өйткені олардың тіршілігіне жарықтың 24 сағат бойындағы өзгеруінен басқа су деңгейінің көтерілуі мен судың қайтымы қосыла әсер етеді. Тәулік ішінде (24 сағат 50 минут) фазалары күніне шамамен 50 минутқа ауысып отыратын 2 рет су денгейінің көтерілуі және 2 рет судың қайтымы болып отырады. Су деңгейі көтерілуінің күші де заңдылықты түрде айына (29,5 күн тәулігі) өзгеріп тұрады. Айына екі рет (жаңа ай туған кезде және ай толған кезде) су деңгейінің көтерілуі ең жоғарғы дәрежеде болады.
Жағалауда өмір сүретін организмдердің тіршілігі осындай күрделі ырғаққа бейімделген. Мысалы, Калифорния жағалауларында кездесетін атерина балығы өз тіршілік циклында судың ең жоғарғы дәрежеге көтерілуін пайдаланады. Осындай кезде аналықтары уылдырығын судың жағасына салады да, су қайтқан соң уылдырықтар ылғалды құмда қалып қояды. Бір айдан соң пайда болған майда шабақтар су деңгейінің көтерілуі барынша жоғары болуы қайталанған кезде сумен бірге теңізге қайтады.
Табиғаттағы ерекше құбылыстардың бірі — жылдық ырғақтар. Жыл бойындағы физикалық жағдайлардың заңдылықты түрде өзгеріп отыруына көптеген түрлер эволюциялық бейімделген. Олардың маңыздылары — көбеюге, миграцияға және жылдың қолайсыз кездерін өткізуіне байланысты. Қоршаған ортаның маусымдық өзгерістері күшті болған сайын организмдердің тіршіліктеріндегі жылдық ырғақтар қатты байқалады. Күзде жапырақтардың түсуі, ұйқыға кету, жануарлардың түлеуі, миграция климаты қоңыржай және салқын аймақтарда жақсы, ал тропикада тіршілік ететін организмдердің өмірінде маусымдық өзгерістер нашар байқалады.
Көптеген түрлердің жылдық ырғақтары эндогенді. Мұндай ырғақтарды цирканды (латынша annus — жыл) деп атайды. Әсіресе бұл көбею циклында жақсы байқалады. Солтүстік жарты шарлардың хайуанаттар паркінде тіршілік ететін оңтүстік жарты шардың жануарлары көбіне қыста немесе көктемде көбейеді, өйткені бұл уақытта олардың отанында жаз болып тұрады.
Ортаның ұдайы және дәл өзгеріп тұратын факторларының бірі күннің ұзақтығы, тәуліктің жарық және қараңғы кезеңдері алмасуының ырғағы. Жыл уақытын бағдарлауда көптеген организмдер үшін осы фактор шешуші болып есептеледі. Организмнің күн ұзақтығының маусымдық өзгеруіне реакциясын фотопериодизм деп атайды. Бұл жарықтың белсенділігіне емес, тек тәуліктің қараңғы және жарық мезгілдерінің ауысу ырғағына байланысты. Бір сөзбен айтқанда, түн және күн ырғағы организмге қатты әсері бар климаттық өзгерістердің (температура, ылғал және т.б.) болатыны туралы белгі береді.