Внутренний цикл продолжительностью около суток
Циркадные часы позволяют организму заранее готовиться к регулярно меняющимся условиям: времени активности, питания или фотосинтеза. Их собственный период близок к 24 часам, но не обязан точно совпадать с ними. При постоянных условиях ритм способен продолжаться со своим периодом — это называют свободным ходом. Простая реакция на включение света исчезает вместе с воздействием и сама по себе не доказывает существование внутреннего генератора. [1]
Какие процессы подчиняются ритму
У животных меняются активность, физиологические функции и готовность к определённым действиям. У растений часы участвуют в суточной организации обмена и фотосинтеза. В опытах с арабидопсисом соответствие внутреннего периода внешнему световому циклу было связано с преимуществами роста и конкурентоспособности. [2]
Как свет согласовывает часы со средой
Чередование дня и ночи ежедневно подстраивает внутренний цикл. Сигнал, меняющий фазу часов, называют синхронизатором; у многих организмов главную роль играет свет. В зависимости от времени воздействия он может сдвигать начало активности вперёд или назад. Подстройка часов отличается от немедленного подавления поведения: животное может временно прекратить движение на свету, даже если фаза его внутреннего ритма не изменилась. [1]
Период, фаза и амплитуда
Период — время между повторяющимися состояниями, фаза — положение события внутри цикла, амплитуда — выраженность колебания. Например, одинаковый период не мешает двум видам иметь пики активности в разное время суток. Для выявления ритма нужны многократные регистрации и несколько циклов наблюдения. Единичное сравнение «утром — вечером» показывает различие показателя, но не позволяет установить его период или внутреннюю природу. [1]
Часы не равны неизменному поведению
Внутренний ритм взаимодействует с текущими условиями. Наличие суточной программы не означает, что организм будет действовать по одному расписанию независимо от пищи, опасности или температуры. Разделение генератора ритма, его подстройки и наблюдаемого поведения помогает объяснить, почему в полевом учёте не всегда видна такая же регулярность, как в контролируемом опыте. [1]
Экологические последствия рассогласования
Суточное расписание влияет на совпадение активности хищника и добычи, растений и посетителей цветков. Искусственный свет ночью способен менять сигналы, по которым организм ориентируется во времени. Последствия оценивают по виду, спектру и времени освещения, а также по физиологии и поведению. Циркадные, приливные и годовые циклы могут взаимодействовать, но относятся к разным временным масштабам. [1][3]