Жизнь на Земле развивалась в условиях регу­лярной смены дня и ночи и чередования вре­мен года из-за вращения планеты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Рит­мика внешней среды создает периодичность, т. е. повторяемость усло­вий в жизни большинства видов. Регулярно повторяются как критиче­ские, трудные для выживания периоды, так и благоприятные.

Приспособленность к периодическим изменениям внешней сред выражается у живых существ не только непосредственной реакцией изменяющиеся факторы, но и в наследственно закрепленных внутренних ритмах.

Суточные ритмы.

Суточные ритмы приспосабливают организм к смене дня и ночи. У растений интенсивный рост, распускание цветков приурочены к определенному времени суток.

 Подсолнух

Животные в течении суток сильно меняют активность. По этому признаку различают дневные и ночные виды.

 Сова - ночной хищник

 Крапчатый суслик - активен в утренние и вечерние часы

Суточный ритм организмов — это не только отражение смены внешних условий. Если поместить человека, или животных, или растений в постоянную, стабильную обстановку без смены дня и ночи, то сохраняется   ритмика   процессов   жизнедеятельности,   близкая   к   суточной". Организм как бы живет по своим внутренним часам, отсчиты­вая время.

Суточный ритм может захватывать многие процессы в организме. У человека около 100 физиологических характеристик подчиняются су­точному циклу: частота сокращения сердца, ритм дыхания, выделение гормонов, секрета пищеварительных желез, кровяное давление, темпе­ратура тела и многие другие. Поэтому, когда человек бодрствует вместо сна, организм все равно настроен на ночное состояние и бессонные ночи плохо отражаются на здоровье.

Однако суточные ритмы проявляются не у всех видов, а только у тех, в жизни которых смена дня и ночи играет важную экологическую роль. Обитатели пещер или глубоких вод, где такой смены нет, живут по другим ритмам.

 Летучие мыши - обитатели пещер

Да и среди наземных жителей суточная периодичность является не у всех.  Например, крохотные землеройки сменяют 3 явность и отдых каждые 15—20 минут, невзирая на день или ночь, и за высокой скорости обмена веществ они вынуждены питаться круг­лосуточно.

В опытах при строго постоянных условиях плодовые мушки-дрозофилы сохраняют суточный ритм в течение десятков поколений. Эта периодичность передается у них по наследству, как и у многих других видов. Так глубоки приспособительные реакции, связанные с суточной цикликой внешней среды.

Нарушения суточной ритмики организма в условиях ночной рабо­ты, космических полетов, подводного плавания и т. п. представляют серьезную медицинскую проблему.

Годовые ритмы.

Годовые ритмы приспосабливают организмы к се­зонной смене условий. В жизни видов периоды роста, размно­жения, линек, миграций, глубокого покоя закономерно чередуются и повторяются таким образом, что критическое время года организмы встречают в наиболее устойчивом состоянии. Самый же уязвимый процесс — размножение и выращивание молодняка — приходится на наиболее благоприятный сезон. Эта периодичность смены физиологиче­ского состояния в течение года во многом врожденная, т. е. проявляется как внутренний годовой ритм. Если, например, австралийских страусов или дикую собаку динго поместить в зоопарк Северного полушария, период размножения у них наступит осенью, когда в Австралии весна. Перестройка внутренних годовых ритмов происходит с большим трудом, через ряд поколений.

Подготовка к размножению или к перезимовке — длительный про­цесс, который начинается в организмах задолго до наступления крити­ческих периодов.

Резкие кратковременные изменения погоды (летние заморозки, зим­ние оттепели) обычно не нарушают годовых ритмов растений и живот­ных. Главный экологический фактор, на который реагируют организмы в своих годовых циклах, — не случайные изменения погоды, а фото­период — изменения в соотношении дня и ночи.

Длина светового дня закономерно изменяется в течение года, и имен­но эти изменения служат точным сигналом приближения весны, лета, осени или зимы.

Способность организмов реагировать на изменение длины дня получила название фотопериодизм.

Если день сокращается, виды начинают готовиться к зиме, если удлиняется — к активному росту и размножению. В этом случае для жизни организмов важен не сам фактор изменения длины дня и ночи, а его сигнальное значение, свидетельствующее о предстоящих глубоких изменениях в природе.

Как известно, длина дня сильно зависит от географической широты. В северном полушарии на юге летний день значительно короче, чем на севере. Поэтому южные и северные виды по-разному реагируют на одну и ту же величину изменения дня: южные приступают к размножению при более коротком дне, чем северные.