Фотоперіодизм.

Одним із провідних чинників, які впливають на біологічні ритми організмів, є фотоперіод - тривалість довжини світлового періоду доби. Реакція організмів на зміну довжини фотоперіоду дістала назву фотоперіодизму. Тривалість світлового періоду доби є найстабільнішим з екологічних факторів, бо вона завжди постійна в певному місці в даний день року, тоді як інші чинники (температура, вологість, тиск тощо) можуть варіювати у значних межах щодобово. Здатність організмів реагувати на зміну довжин світлового та темного періодів доби дає їм можливість заздалегідь адаптуватись до наступних сезонних змін умов існування. Явище фотоперіодизму властиве всім групам організмів, але найчіткіше виражено у видів, які живуть в умовах різких сезонних змін довкілля.

У рослин на зміну тривалості світлового періоду реагують насамперед листки. Внаслідок цих змін у їхніх клітинах утворюються біологічно активні сполуки (фітогормони), які впливають на різноманітні процеси життєдіяльності (цвітіння, листопад, проростання насіння, бульб, цибулин та ін.). Залежно від реакції на довжину світлового дня розрізняють рослини довгого та короткого дня У рослин довгого дня (блекота, злаки, листопадні дерева тощо) збільшення тривалості світлового періоду стимулює процеси росту та розмноження, а його скорочення - гальмує, зумовлюючи перехід до стану зимового спокою. Рослини короткого дня здебільшого зростають у низьких широтах, довгого – у високих і помірних. При цьому фотоперіодизм чіткіше виражений у рослин короткого дня (тютюн, рис, соя та ін.) цвітуть, коли тривалість світлового дня починає скорочуватися.

У багатоклітинних тварин фотоперіодичні реакції регулюються нервовою та ендокринною системами. Наприклад, у період найдовших днів нервові клітини деяких комах виробляють нейрогормони, під впливом яких відкладаються яйця, що можуть тривалий час перебувати у стані спокою. Личинки з цих яєць виходять лише навесні наступного року, коли достатньо їжі та сприятливі кліматичні умови. Завдяки цьому регулюється зростання чисельності популяцій, що запобігає виснаженню кормових ресурсів.

Довжина світлового дня впливає не тільки на процеси життєдіяльності окремих особин або видів, але й на функціонування екосистем у цілому, зумовлюючи закономірні сезонні заміни одних видів іншими (наприклад, тюльпани в степах і пустелях цвітуть і дають насіння навесні, потім їхні надземні частини відмирають, а цибулини залишаються у ґрунті в неактивному стані до наступної весни). Перелітні птахи влітку входять до складу біоценозів помірних кліматичних зон, узимку - тропічних і субтропічних. У більшості рослин і холоднокровних тварин узимку значно гальмуються процеси життєдіяльності тощо.

Дослідження фотоперіодичних реакцій організмів має важливе практичне значення. Змінюючи довжину світлового періоду в умовах штучного утримання свійських тварин і культурних рослин, можливо регулювати процеси їхнього росту й розвитку, підвищувати продуктивність, стимулювати розмноження.

Шляхи пристосувань організмів до умов існування. Кожна істота пристосована до періодичних змін інтенсивності дії багатьох екологічних факторів.

Активні пристосування.

Організми регулюють власні процеси життєдіяльності залежно від змін умов довкілля. Це дає змогу підвищити стійкість до несприятливих змін умов існування (наприклад, температура тіла птахів і ссавців залишається сталою навіть за сильних морозів, а пустельні членистоногі підтримують відносно постійний вміст води в тілі за умов значної посухи).

Пасивні пристосування.

Процеси життєдіяльності організмів підпорядковуються змінам у довкіллі. Так, під час зниження температури повітря у холоднокровних тварин різко знижується рівень процесів обміну речовин, вони можуть переходити у станзаціпеніння. В деяких випадках це спостерігають і в теплокровних тварин (наприклад, зимова сплячка їжаків або бурих ведмедів). Листопадні рослини взимку припиняють фотосинтез, ріст і розвиток, зменшують інтенсивність транспірації або припиняють її взагалі. Ще одним типом пристосувань є уникнення несприятливих змін умов існування (міграції та кочівлі деяких комах, риб, птахів, ссавців тощо). При цьому найуразливіші фази розвитку завершують у сприятливі періоди, а на несприятливі періоди припадають фази спокою (наприклад, фази яйця або лялечки у комах).