Гомеостатические реакции организмов

Насекомые откладывают яйца в укромных местах или маскируют кладку с помощью специальных сооружений. Многие заботятся о пропитании личинок, либо откладывая яйца просто на питательный субстрат (например, бабочки-капустницы-на капустные листья, а наездники прямо в тело животного-хозяина, либо снабжая гнездовые камеры запасами провианта, которых хватает на первые дни жизни личинок, а то и на весь период развития до метаморфоза)

Жуки изготавливают два  вида навозных шаров: во-первых, для  еды (ими неразлучная пара лакомится в небольшой подземной камере) и, во-вторых, шар-запас для будущего потомства. Последний служит пищей на весь период развития личинки и представляет для нас особый интерес. Закопанному шару самка придает грушевидную форму, «груша» всегда стоит в гнездовой камере вертикально. В ее суженной верхней части устраивается яйцевая камера, в которую помещается яйцо, окруженное заботливо обработанной, хорошо пропускающей воздух навозной массой. Наружные слои груши более плотные это дополнительная защита от иссушения; их не может повредить и уже подросшая личинка, которая аккуратно выедает навоз изнутри, пока от груши не останется лишь тонкая оболочка. К этому моменту происходит окукливание. Стенка груши всегда остается целой, появляющиеся порой трещины личинка тут же заделывает изнутри собственными экскрементами. Размазанные по стенкам остатки экскрементов личинка тоже съедает поистине максимальное использование имеющейся в ее распоряжении пищи. Она ест навоз и выделяет его, опять ест и выделяет и так далее и растет при этом. За лето самка скарабея выкапывает от 3 до 6 подземных пещерок с навозными грушами. Столь ярко выраженная забота о потомстве позволяет обходиться на удивление малым его количеством, тогда как другие жуки для поддержания существования своего   вида   вынуждены   откладывать   тысячи   яиц.

Не все жуки-навозники заботятся о потомстве подобным образом. Некоторые скатывают шары из перьев и волос, используя в качестве источника строительного материала трупы животных. Часто шар, предназначенный для выкармливания потомства, обмазывают толстым слоем глины, впоследствии затвердевающей настолько, что молодые жуки могут выйти из-под защитного панциря лишь с наступлением периода дождей, когда твердая оболочка шара размякнет [Фройде, 1986, с. 121−125].

4.2 Изменение среды

Изменение среды  является одной из гомеостатических реакций  организма. Например одним из проявлений изменения среды является пещеры в песке, которые многие грызуны строят в пустыне. Многие животные, такие как лягушки и жабы, проводят под землей очень длительное время. При том что, казалось бы, пустыня для амфибий совсем не подходящее место обитания. Их тонкая кожа, в отличие от чешуйчатой кожи рептилий, не имеет защиты от высыхания, да и развитие их зависит от наличия воды, поскольку желеобразные яйца в сухом окружении погибают. Головастики, вылупляющиеся из этих яиц, имеют жабры и поэтому дышать могут только в воде. И тем не менее в Северной Америке и Австралии живут амфибии, которые завоевали пустыню. Их жизненный цикл приспособлен к периодичности дождей. К таким амфибиям относятся барашковый лопатоног (Scaphiopus couchii) в пустыне Сонора, плоскоголовая руколапая лягушка (Cyclorana platycephalus), крестоносная пустынница (Notaden bennetti), голубиная пустынница (Notaden nichollsi) в Австралии. Для всех этих видов характерно следующее: взрослые животные закапываются в почву на глубину 30-120 см и там в маленьких норках пережидают засушливый период. Это состояние летнего периода покоя можно сравнить с зимней спячкой в холодных областях. При заторможенном обмене веществ животные расходуют жировые резервы и могут таким образом пережидать неблагоприятные периоды до двух лет. У барашкового лопатонога поверхностные слои кожи плотные и кожистые, и секреты, выделяемые кожными железа-ми, образует пергаментовидную оболочку, которая помещает животное, будто в мешок, в котором сберегается влага [Муромец, 2004, с.14-35].

Примером животного закапывающегося  в песок чтобы спастись от жары являются-тушканчики, мыши и остальные  грызуны, а так же ящерицы , барханные  коты , сурикаты и лисицы, особенно феники−роют  норы. На глубине 60 см влажность выше, чем на поверхности в 3-4 раза, а температура намного ниже [Кима, 1997 с.10 ].

          5 Миграции и периоды покоя

В природе все живые существа находятся там, где мы их встречаем, оттого, что они туда откуда-то переместились. Это относится даже к существам самым, казалось бы, что ни наесть сидячим, таким, как устрицы и секвойи. Перемещения организмов весьма разнообразны: от пассивного переноса, которому подвергаются семена ряда растении, до активных передвижений многих подвижных животных и их личинок. Столь же разнообразны и результаты всех этих перемещений: в одних случаях особи сбиваются в группы, в других- беспрестанно перераспределяются и перетасовываются, а в третьих -расселяются, тем самым разреживая скопления [Бигон, 1989, с. 247].

Существуют следующие  закономерности миграций :

5.1.1 Ежесуточные и приливно-отливные миграции

Популяции многих организмов в течение жизни неоднократно перемещаются из одного местообитания в другое и возвращаются назад. Продолжительность цикла миграций может измеряться часами, днями, месяцами или годами. В некоторых случаях результат этих перемещений таков, что организмы все время пребывают в однотипной среде. Так бывает у живущих возле уреза воды крабов: они то удаляются от берега вслед за отливом, то приближаются к нему вместе с приливом. Во многих других случаях миграции приводят к результату совершенно противоположному, а именно к тому, что в течение своей жизни каждая особь попеременно пребывает то в одном, то в другом из двух разнотипных местообитаний. Например: планктонные водоросли (и в море, и в пресноводных озерах) ночью погружаются на глубину, а днем всплывают к поверхности воды. Видимо, на глубине (в гиполимнионе) они запасаются фосфором (а также, возможно, другими биогенными элементами), а уж затем возвращаются в приповерхностные слои (в эпилимнион) и фотосинтезирую. Столь же регулярно, подчиняясь 24−часовому циклу чередования активной жизнедеятельности и покоя, перебираются из одного местообитания в другое и самые разнообразные подвижные животные−птицы, летучие мыши, слизни, улитки и многие другие.

5.1.2. Сезонные переселения из одного местообитания в другое

         Сезонные переселения совершают многие подвижные организмы. Участки среды обитания, в которых имеются необходимые ресурсы, с переменой времен года смещаются, и популяции переселяются из одних участков в другие, совсем иного типа. Примером могут служить вертикальные миграции населяющих горные области травоядных животных. Так, благородные и чернохвостые олени на лето откочевывают в высокогорье, а на зиму возвращаются вниз, в долины. В этих случаях в результате переселений животные обычно получают возможность всегда кормиться там, где складываются наилучшие к тому условия; со сменой времен года они перемещаются и тем самым избегают значительных колебаний погодных условий и обилия корма, с каковыми неизбежно столкнулись бы, если бы пребывали в одной и той же местности постоянно.

          Такие переселения любопытно сопоставить с «миграциями» земноводных (лягушек, жаб, тритонов) между нерестовыми водоемами, куда они собираются весной, и сушей, где они проводят всю остальную часть года. Молодь (головастики) развивается в воде, потребляя при этом пищу, не похожую на ту, что впоследствии поедают на суше взрослые животные. Для размножения они возвращаются в тот же самый водоем, на время образуя очень плотные скопления, а затем разбредаются и вне водоема живут порознь. На протяжении жизни каждая особь может возвращаться в водоем несколько раз.

5.1.3. Миграции на большие расстояния

Наиболее замечательны миграции, связанные с преодолением огромных расстояний. Коль скоро речь заходит о наземных животных Северного полушария, то переселения такие чаще всего состоят в весеннем перемещении на север, где обилия пищи можно ожидать лишь в теплое летнее время, и в осеннем перемещении на юг, в саванны, изобилующие кормом лишь по окончании сезона дождей. По-видимому, дальние миграции−это почти всегда перекочевки между двумя областями, в каждой из которых пищи бывает вдоволь, но изобилие это держится недолго. Сезоны относительного изобилия в этих областях чередуются с сезонами бескормицы, и круглогодичное пребывание там многочисленных оседлых популяций невозможно. Так, например, ласточки, ежегодно прилетающие в Южную Африку, намного многочисленнее своих оседлых сородичей. В течение всего года там в состоянии прокормиться лишь весьма немногочисленная оседлая популяция, но в кормный сезон пищи бывает гораздо больше, чем могут съесть оседлые птицы. Из всех животных, размножающихся в палеарктической области (в умеренном поясе Европы и Азии), а на зиму откочевывающих, 98% (по числу видов) зимуют в Африке−в тропическом редколесье и в саванне (т. е. среди листопадной растительности), и прибытие их совпадает обычно с созреванием богатейшего урожая семян доминирующих травянистых растений. Прибытие таких переселенцев порой резко повышает разнообразие местного животного мира. Моро  подсчитал, что из 589 видов птиц, размножающихся в палеарктике (морские птицы в расчет не принимались), 40% зимуют за ее пределами [Бигон, 1989, с. 249].

Конечно, на преодоление  расстояния между такими географически удаленными областями расходуется метаболическая энергия, но приходится допустить, что все эти расходы окупаются выгодами, проистекающими от повышенной обеспеченности пищей. Гнездящиеся на Аляске каменки по два раза в год покрывают расстояние примерно в 11 тыс. км, отделяющее Аляску от Африки. Полярные крачки ежегодно переселяются от своих арктических гнездовий в многолетние антарктические льды и возвращаются обратно, а это примерно 16 тыс. км в один конец (впрочем, в отличие от многих других перелетных птиц крачки могут в пути подкормиться). Крачки, гнездящиеся на востоке Канады, по пути на юг дважды пересекают Атлантический океан.

Бывает и так, что в  разных местах птицы одного и того же вида ведут себя по-разному. Из Швеции и Финляндии все зарянки (Erithacus rubecula) на зиму улетают, а на Канарских островах такие же зарянки живут круглый год. Зарянки большей части «промежуточных» областей частью перелетны, а частью оседлы.

То известно о дальних миграциях, относится прежде всего к перелетам птиц. Дело в том, что окольцевать птицу сравнительно легко, да и наблюдателей-орнитологов великое множество. Однако миграции широко распространены и в других группах животных. Живущие в Южном полушарии гладкие киты летом перемещаются к югу и нагуливают жир в изобилующих кормом антарктических водах. Зимой они уходят на север, в тропические и субтропические воды, и там размножаются (а едят при этом мало). Северные олени каждый год проделывают путь в несколько сотен миль, перебираясь из северной части лесной зоны в тундру и обратно. Синие тунцы нерестятся в апреле, мае в Средиземном море, а затем мигрируют в северную часть Северного моря. Во всех приведенных примерах каждая особь «мигрирующего вида» может в течение своей жизни несколько раз переселиться в оба конца. Не исключено, стало быть (по крайней мере теоретически), что она запоминает маршрут и ориентируется по наземным приметам, а также по геомагнитному полю и (или) по положению Солнца и звезд .

5.1.4. Миграции по схеме «один раз туда-один раз обратно»

Многие мигрирующие животные за всю свою жизнь проделывают путь «туда и обратно» всего лишь один раз. Рождаются они в одном местообитании, растут по преимуществу в другом, а затем возвращаются туда, где появились на свет, чтобы оставить потомство и умереть. Классические примеры-угорь и проходные лососи. Считается, что европейский речной угорь, покидая реки, озера и водохранилища Европы, пересекает Атлантику и добирается до Саргассова моря, где он нерестится и погибает (хотя на самом-то деле ни нерестовые особи, ни икринки там никому и никогда не попадались). Похожее путешествие (предпринимают и американские угри, скатывающиеся в море из рек и озер обширнейшей области−от «трех Гвиан» на юге до юго-западной Гренландии на севере. Потом отродившаяся в море молодь возвращаетсяв пресноводные водоемы; там рыбы растут и достигают половой зрелости, а уж половозрелые особи опять плывут в Саргассово море. Таков же примерно и миграционный цикл лососей; разница в том, что зародыши и молодь лососей развиваются в пресных водах, а созревают они в море. Достигнув зрелости, лососи возвращаются на свои пресноводные нерестилища и выметывают половые продукты. Тихоокеанские лососи, отнерестившись, в море уже не возвращаются, а все до одного погибают. Погибают после нереста и многие атлантические (благородные) лососи, но некоторые выживают, опять скатываются в море и впоследствии опять поднимаются в реки на нерест.

Прежним объяснением уже  так просто не отделаешься: миграции такого типа едва ли сводятся просто к передвижениям между двумя местообитаниями, каждое из которых в определенное время года изобилует каким-то ресурсом. Нелегко в подобных случаях допустить и то, что животные могут обладать ка- кой-либо сложившейся на основе обучения способностью угадывать направление движения. Тем не менее хорошо известно, что многие лососи возвращаются на нерест именно в те реки, где они родились. Сходен с описанным и миграционный цикл бабочки-данаиды. На лето популяции этих бабочек переселяются на север Соединенных Штатов и в Канаду, где происходит размножение, а на зиму откочевывают на юг-во Флориду и Калифорнию. Во время зимовки бабочки не размножаются. Те же самые особи, что прилетели на зимовку, весной могут вернуться на север, но, судя по всему, каждая отдельная особь пускается в обратный путь не более одного раза. Примерно такие же (правда, не столь дальние) путешествия «с одноразовым билетом туда и обратно» можно обнаружить и при изучении жизненных циклов ряда других насекомых: чешуекрылых, ручейников и веснянок. Первую половину жизни, насекомое проводит в одном местообитании (личинка бабочки-на кормовом растении, личинка ручейника-на дне водоема), а превратившись в половозрелую взрослую особь, переселяется; в другое; туда же, где прошла его молодость, оно возвращается лишь затем, чтобы отложить яйца.

          5.1.5. Переселения в «один конец»

У многих мигрирующих животных переселение для каждой отдельной  особи всегда оказывается «поездкой  в один конец». В Европе некоторые бабочки− шафранная желтушка (Cotias croceus), адмирал (Vanessa atalanta) и репейница (Vanessa cardui) −размножаются в обоих «концах». Бабочки, прилетающие летом на Британские острова, размножаются, а их потомство−осенью улетает на юг и размножается в Средиземноморье, откуда новое поколение следующим летом опять перебирается на север.

Рисунок − 14 Линии, соединяющие места выпуска меченых даиаид (Danaus plexippus) с местами их повторного отлова; эти линии дают представление о расстояниях, преодолеваемых данаидами в восточной части Северной Америки при их ежегодных миграциях с севера на юг [по: Бигон, 1989, с. 249].

5.2 Период покоя

Покой семян − явление, чрезвычайно широко распространенное среди цветковых растений. Будучи еще прикрепленным к родительскому растению и едва начав свое развитие, зародыш его прекращает и вступает в фазу приостановленной жизнедеятельности. При этом он обычно теряет значительную часть влаги и погружается в покой в иссушенном состоянии. У некоторых высших растений, например у отдельных мангров, периода покоя не бывает; это, однако, редчайшее исключение: почти у всех растений семена, осыпаясь с родительского растения, пребывают в состоянии покоя, а для того чтобы они возвратились в состояние активной жизнедеятельности (т. е. проросли), необходимо воздействие особых стимулов.