Codzienność
Dobowość to forma zachowania się roślin i zwierząt charakteryzująca się aktywnością w ciągu dnia , z okresem snu lub innej bezczynności w nocy . Popularnym przymiotnikiem określającym aktywność w ciągu dnia jest „dobowa” . Czas aktywności zwierzęcia zależy od różnych czynników środowiskowych, takich jak temperatura, zdolność widzenia do zbierania pożywienia, ryzyko drapieżnictwa i pora roku. Dobowość to cykl aktywności w ciągu 24 godzin; czynności cykliczne zwane rytmami okołodobowymi są endogennymi cyklami niezależnymi od zewnętrznych bodźców lub czynników środowiskowych, z wyjątkiem czasu . Zwierzęta aktywne podczas zmierzchu są zmierzchowe , zwierzęta aktywne w nocy są nocne , a zwierzęta aktywne w sporadycznych porach zarówno w nocy, jak iw dzień są katemeryczne .
Rośliny, które otwierają kwiaty w ciągu dnia, są opisywane jako dzienne, podczas gdy te, które kwitną w nocy, są nocne. Czas otwierania się kwiatów jest często związany z czasem żerowania preferowanych zapylaczy . Na przykład słoneczniki otwierają się w ciągu dnia, aby przyciągnąć pszczoły, podczas gdy cereus kwitnący nocą otwiera się w nocy, aby przyciągnąć duże ćmy sfinksowe .
u zwierząt
Wiele rodzajów zwierząt jest klasyfikowanych jako dzienne, co oznacza, że są aktywne w ciągu dnia i nieaktywne lub mają okresy odpoczynku w nocy. Powszechnie klasyfikowane zwierzęta dzienne obejmują ssaki , ptaki i gady . Większość naczelnych jest dziennych. Naukowa klasyfikacja dobowości u zwierząt może być wyzwaniem, poza oczywistym zwiększonym poziomem aktywności w ciągu dnia.
Ewolucja dobowości
Początkowo większość zwierząt była dzienna, ale adaptacje, które umożliwiły niektórym zwierzętom przejście na tryb nocny, przyczyniły się do sukcesu wielu, zwłaszcza ssaków. Ten ewolucyjny ruch w kierunku nocnego trybu życia pozwolił im lepiej unikać drapieżników i zdobywać zasoby przy mniejszej konkurencji ze strony innych zwierząt. Przyszło to wraz z pewnymi adaptacjami, z którymi żyją ssaki dzisiaj. Wzrok był jednym z najbardziej dotkniętych zmysłów podczas przełączania się z dziennego na nocny, co można zobaczyć za pomocą biologicznej i fizjologicznej analizy jąder pręcików z oczu naczelnych. Obejmuje to utratę dwóch z czterech czopków optycznych , które pomagają w widzeniu kolorów , co powoduje, że wiele ssaków staje się dichromatycznymi . Kiedy wczesne naczelne powróciły do dziennego trybu życia, lepsze widzenie, które obejmowało trójchromatyczne widzenie kolorów, stało się bardzo korzystne, czyniąc z trybu dziennego i widzenia kolorów cechy adaptacyjne małpokształtnych , w tym ludzi. Badania wykorzystujące analizę rozkładu chromatyny w jądrach pręcików z różnych małpich oczu wykazały, że przejścia między trybem dziennym a nocnym występowały kilka razy w liniach naczelnych, przy czym przejście do trybu dziennego było najczęstszym przejściem.
Nadal wydaje się, że tryb dzienny pojawia się ponownie w wielu liniach innych zwierząt, w tym małych ssaków gryzoni, takich jak szczur nilowy, wiewiórka złocista i gadów. Mówiąc dokładniej, gekony, które uważano za naturalnie nocne, wykazały wiele przejść do trybu dziennego, przy czym około 430 gatunków gekonów wykazuje obecnie aktywność dzienną. Przy tak wielu zarejestrowanych gatunkach dziennych przeprowadzono analizy porównawcze z wykorzystaniem nowszych linii gatunków gekonów w celu zbadania ewolucji dziennej. Z około 20 przejściami policzonymi dla linii gekonów, pokazuje to znaczenie dobowości. Silne wpływy środowiskowe, takie jak zmiana klimatu, ryzyko drapieżnictwa i rywalizacja o zasoby, są czynnikami przyczyniającymi się do tego. Na przykładzie gekonów uważa się, że gatunki takie jak Mediodactylus amictopholis , które żyją na wyższych wysokościach, przestawiły się na dzienny tryb życia, aby pomóc uzyskać więcej ciepła w ciągu dnia, a tym samym zaoszczędzić więcej energii, zwłaszcza gdy nadejdą niższe temperatury sezonowe.
Światło
Światło jest jednym z najbardziej definiujących czynników środowiskowych, które określają wzorzec aktywności zwierzęcia. Fotoperiod lub cykl jasnej ciemności zależy od położenia geograficznego, przy czym dzień jest kojarzony z dużą ilością światła z otoczenia, a noc z niewielką ilością światła z otoczenia. Światło jest jednym z najsilniejszych oddziaływań jądra nadskrzyżowaniowego (SCN), które jest częścią podwzgórza w mózgu i kontroluje rytm okołodobowy u większości zwierząt. To decyduje o tym, czy zwierzę jest dzienne, czy nie. SCN wykorzystuje informacje wizualne, takie jak światło, do uruchomienia kaskady hormonów, które są uwalniane i działają na wiele funkcji fizjologicznych i behawioralnych.
Światło może wywoływać silne efekty maskujące rytm okołodobowy zwierzęcia, co oznacza, że może „maskować” lub wpływać na wewnętrzny zegar, zmieniając wzorce aktywności zwierzęcia, tymczasowo lub na dłuższą metę, jeśli jest wystawione na wystarczającą ilość światła przez długi okres czasu. czas. Maskowanie można określić jako maskowanie pozytywne lub maskowanie negatywne, przy czym odpowiednio zwiększa ono aktywność zwierząt dziennych lub zmniejsza aktywność zwierząt nocnych. Można to zilustrować, poddając różne rodzaje gryzoni działaniu tych samych fotoperiodów. Kiedy dzienny szczur nilowy i nocna mysz są wystawione na ten sam fotoperiod i natężenie światła, u szczura trawiastego wystąpiła zwiększona aktywność (maskowanie pozytywne) i zmniejszona aktywność u myszy (maskowanie negatywne).
Wykazano, że nawet niewielkie zmiany światła w środowisku mają wpływ na aktywność ssaków. Badanie obserwacyjne przeprowadzone na aktywności nocnych małp sów w Gran Chaco w Ameryce Południowej wykazało, że zwiększona ilość światła księżyca w nocy zwiększyła ich aktywność w nocy, co doprowadziło do zmniejszenia aktywności w ciągu dnia. Oznacza to, że w przypadku tego gatunku światło księżyca w otoczeniu jest ujemnie skorelowane z aktywnością dzienną. Jest to również związane z zachowaniami małp w zakresie żerowania, ponieważ noce z niewielkim lub zerowym światłem księżyca wpływały na zdolność małp do wydajnego żerowania, więc były zmuszone do większej aktywności w ciągu dnia w celu znalezienia pożywienia.
Inne wpływy środowiskowe
Wykazano, że dobowość jest cechą ewolucyjną u wielu gatunków zwierząt, przy czym dobowość pojawia się głównie w wielu liniach. Inne czynniki środowiskowe, takie jak temperatura otoczenia, dostępność pożywienia i ryzyko drapieżnictwa, mogą wpływać na to, czy zwierzę wyewoluuje w tryb dzienny, czy też jeśli ich efekty są wystarczająco silne, zamaskują ich rytm dobowy, zmieniając ich wzorce aktywności na dzienne. Wszystkie trzy czynniki często wiążą się ze sobą, a zwierzęta muszą być w stanie znaleźć równowagę między nimi, jeśli mają przetrwać i dobrze się rozwijać.
Wykazano, że temperatura otoczenia wpływa na zwierzęta nocne, a nawet przekształca je w dzienne, ponieważ jest to dla nich sposób na oszczędzanie energii metabolicznej. Zwierzęta nocne są często obciążone energetycznie, ponieważ są najbardziej aktywne w nocy, kiedy temperatura otoczenia jest niższa niż w ciągu dnia, dlatego tracą dużo energii w postaci ciepła ciała. Zgodnie z hipotezą okołodobowej termoenergetyki (CTE), zwierzęta, które zużywają więcej energii niż przyjmują (poprzez jedzenie i sen), będą bardziej aktywne w cyklu świetlnym, co oznacza, że będą bardziej aktywne w ciągu dnia. Zostało to wykazane w badaniach przeprowadzonych na małych nocnych myszach w warunkach laboratoryjnych. Kiedy zostali poddani połączeniu wystarczającej ilości stresu związanego z zimnem i głodem, przestawili się na dzienny tryb życia poprzez zmianę niszy czasowej, czego oczekiwano. Inne podobne badanie, w którym uczestniczyły małe ssaki wymagające energii, wykazało, że dzienny tryb życia jest najbardziej korzystny, gdy zwierzę ma osłonięte miejsce do odpoczynku, zmniejszając utratę ciepła. W obu badaniach stwierdzono, że nocne ssaki rzeczywiście zmieniają swoje wzorce aktywności na bardziej dzienne, gdy są zestresowane energetycznie (ze względu na utratę ciepła i ograniczoną dostępność pożywienia), ale tylko wtedy, gdy drapieżnictwo jest również ograniczone, co oznacza, że ryzyko drapieżnictwa jest mniejsze niż ryzyko zamarznięcia lub umierać z głodu.
W roślinach
Wiele roślin prowadzi dzienny lub nocny tryb życia, w zależności od okresu, w którym najbardziej efektywne zapylacze, czyli owady, odwiedzają roślinę. Większość roślin okrytonasiennych jest odwiedzana przez różne owady, więc kwiat dostosowuje swoją fenologię do najskuteczniejszych zapylaczy. Tak więc skuteczność względnych dziennych lub nocnych gatunków owadów wpływa na dzienny lub nocny charakter zapylanych przez nie roślin, powodując w niektórych przypadkach dostosowanie cykli otwierania i zamykania roślin. Na przykład baobab jest zapylany przez nietoperze owocożerne i zaczyna kwitnąć późnym popołudniem; kwiaty obumierają w ciągu dwudziestu czterech godzin.
W operacjach technologicznych
Usługi, które w cyklu dziennym mają naprzemiennie wysokie i niskie wykorzystanie, są określane jako dzienne. Wiele witryn ma najwięcej użytkowników w ciągu dnia i niewielkie wykorzystanie w nocy lub odwrotnie. Planiści operacji mogą wykorzystać ten cykl do zaplanowania na przykład konserwacji, którą należy wykonać, gdy w witrynie sieci Web jest mniej użytkowników.
Zobacz też
| Rytmy wewnętrzne |  |
|
|---|---|---|
| Cykle zewnętrzne | ||
| Pola | ||
| Zobacz też | ||