Курсовая работа: Биологические и географические особенности миграции наземных животных
Хотя миграции составляют неотъемлемую часть жизненного цикла многих животных, тем не менее, это всего лишь один из способов избежать воздействия неблагоприятных внешних условий. Немало животных, не совершающих ни каких миграций и выработавших в процессе эволюции другие способы переживать суровое время года.
Приспособления млекопитающих к переживанию неблагоприятных в кормовом и погодном отношении периодов года более разнообразны и совершенны, чем у ниже стоящих классов.
К зиме или засушливому лету в организме накапливаются резервные энергетические вещества, помогающие пережить тяжелый сезон. Помимо накопления гликогена в печени, многие виды в той или иной степени жиреют. Например, малый суслик веной имеет массу около 100 - 150 г, а в середине лета - до 400 г. У сурка-байбака подкожный и внутренний жир в июне составляет 10 - 15 г, а в июле - 250 - 300 г, а в августе - 750 - 800 г. У некоторых особей до 25% общей массы тела составляет жир.
Следующее сезонное приспособление - это спячка, свойственная многим зверям из отрядов: однопроходных, сумчатых, насекомоядных, рукокрылых, неполнозубых, хищных, грызунов. Нет видов, впадающих в спячку, среди тех отрядов, которым в наибольшей мере свойственны сезонные миграции: китообразные, ластоногие, копытные.
Впадение в спячку может быть прямой и непосредственной реакцией на неблагоприятные внешние условия, в этом случае пробуждение наступает вскоре после того, как условия изменятся к лучшему. Но для многих животных зимняя спячка является состоянием физиологического покоя, или "диапаузой". Пребывание организма в этом состоянии находится под постоянным гормональным контролем, а пробуждение не зависит непосредственно от наступления благоприятных условий.
Диапауза связана с ходом "биологических часов", и ее наступление является реакцией на изменение продолжительности светового дня, или фотопериода. Таким образом, впадение в диапаузу может быть вызвано событиями, предшествующими наступлению неблагоприятных условий, т. е. является своего рода приспособлением к ним.
Спячка млекопитающих отличается от диапаузы тем, что она прерывается периодическими кратковременными пробуждениями. При этом животные благополучно перезимовывают без всякой пищи, расходуя минимум запасенных впрок жиров. Температура тела поддерживается на уровне одного градуса (по Цельсию) и колеблется в пределах 5-15° С. Пробуждение животного показывает, что температура вышла за эти пределы.
По степени глубины спячки различают два основных варианта:
Сезонный сон, или факультативная спячка. В этом случае температура тела, число дыхательных движений и общий уровень обменных явлений снижаются мало. При изменении обстановки или при беспокойстве сон легко может быть прерван. Характерен он для медведей, енотов, енотовидных собак, отчасти для барсуков. У белого медведя в берлогу залегают только беременные самки и неполовозрелые. Бурые медведи и барсуки в южных частях ареала в спячку не ложатся. О состоянии спящего зимой американского черного медведя представления дают такие данные. При температуре воздуха - 8°С на поверхности кожи отмечена температура + 4°, в ротовой полости + 35° (против + 38° в период бодрствования). Число дыханий сократилось до 2 - 3 в минуту (против 8 - 14 при бодрствовании). Сроки залегания в зимний сон и его длительность изменчивы не только географически, но и по годам. Известны случаи, когда при оттепелях, особенно в малокормные годы, еноты, енотовидные собаки и бурые медведи выходят из убежищ и ведут активный образ жизни.
Настоящая непрерывная сезонная спячка. Она характеризуется потерей способности к терморегуляции (состояние гетеротермии), резким сокращением числа дыхательных движений и сокращений сердечной мышцы, падением общего уровня обмена веществ. Наряду с зимней спячкой бывает и летняя спячка, вызванная также сезонным ухудшением кормовой базы. Чаще всего она наблюдается у грызунов, лишенных летом полноценного и богатого водой корма. Таковы в основном суслики. Наиболее рано впадает в спячку желтый, или песчаный, суслик Средней Азии (в июне - июле). У сусликов летняя спячка обычно без перерыва переходит в зимнюю. Летняя спячка наблюдается и у обитателей тропической зоны. Сенегальские ежи впадают летом в спячку, длящуюся три месяца.
Физиологические механизмы спячки последнее время интенсивно исследуются. Диапауза, являясь генетически предопределенным состоянием заторможенного развития и индуцируемая продолжительностью светового дня, представляют собой важный приспособительный механизм, позволяющий животным переживать не только периоды неблагоприятных климатических условий, но и периоды отсутствия или скудности пищевых запасов. Действительно, одна из основных особенностей сезонных изменений образа жизни - их связь с обеспеченностью пищей: жизненный цикл животных синхронизирован с ритмикой их естественных источников питания. Значение реакции на изменение продолжительности светового дня состоит в том, что соответствующие приспособления к смене времен года могут произойти до того, как наступление морозов, засухи или бескормицы приведет к полному прекращению всякой активности. Состояние диапаузы обычно характеризуется временным прекращением роста и размножения, понижением уровня основного обмена веществ и часто повышением способности противостоять таким климатическим воздействиям, как жара, мороз или засуха, а также другими морфологическими, физиологическими и поведенческими особенностями. Это явление широко распространено среди различных живых существ.
Пусковым механизмом миграции видов, которым она свойственна, служит изменение продолжительности светового дня. Существенную роль в связанных с размножением сезонных миграций животных играют не только сигналы, получаемые с помощью зрения и обоняния, но и гравитация, используемая для ориентировки в районах с резко меняющимся рельефом, где размножение происходит на дне ущелий или в долинах. Существует бесчисленное множество примеров, свидетельствующих о том, что миграция у огромного числа видов млекопитающих в зонах умеренного пояса в основном контролируются длиной светового дня, которая является более надежным показателем сезонных изменений на протяжении всего года, чем любые другие климатические факторы.
Другое (новое, сравнительно с предшествующими классами) основное приспособление, обеспечивающее переживание неблагоприятных сезонных условий жизни, - собирание запасов корма. Оно в разной мере свойственно разным систематическим группам млекопитающих. Не запасают корм классические кочевники - номады: китообразные, ластоногие, копытные и млекопитающие, впадающие в спячку. Более распространено захоронение излишней добычи у хищных животных. Ласки и горностаи собирают по 20 - 30 полевок и мышей, черные хори складывают подо льдом по несколько десятков лягушек, норки - по несколько килограммов рыбы. Более крупные хищники (куницы, росомахи, кошки, медведи) прячут остатки добычи в укромных местах, под упавшими деревьями, под камнями. Леопарды нередко укрывают часть добычи в ветвях деревьев. Характерной особенностью запасания корма хищниками служит то, что для его захоронения не сооружается специальных кладовых, запасом пользуется только одна особь, соорудившая его. В целом запасы служат лишь малым подспорьем для переживания малокормного периода, и они не могут предотвратить вдруг наступившую бескормицу. Характерными особенностями запасания служат множественность запасов, обеспечивающих зверей кормом в голодный период, устройство специальных хранилищ для запасенного корма и коллективное, чаще семейное его употребление. Корм запасают и немногие виды зверей, впадающих на зиму в спячку. Таковы бурундуки и сибирские длиннохвостые суслики. Собранный в местах спячки корм используется этими видами весной, когда пробудившиеся зверьки еще не обеспечены вновь появившейся пищей.
Очевидно, миграция должна рассматриваться как одна из форм стратегии, посредством которых различные животные реагируют на сезонные или нерегулярные изменения условий своего существования, оказывающие влияние на их жизненное пространство, размножение и потребность в пище. Как бы то ни было, инстинкт, побуждающий к миграции, заложен у многих животных. В то же время процесс эволюции приводит к многочисленным компромиссам и миграция наряду с преимуществами имеет и оборотную сторону. В частности, мигрирующие животные, находясь вдали от сравнительно безопасных мест, где они проводят большую часть года, оказывается более уязвимым для своих врагов, в особенности человека. Скапливаясь на миграционных маршрутах, животные становятся объектами варварского уничтожения. Дикие животные не признают границ между государствами. Проблема состоит не только в том, чтобы ограничить активность охотников-профессионалов и любителей. Тонко сбалансированный процесс миграций может быть нарушен и в тех случаях, когда в результате развития сельского хозяйства, лесной или горной промышленности видоизменяются местообитания животных. Особенно уязвимы мигрирующие животные африканской саванны. Так, например, слоны находятся в относительной безопасности лишь на территории национальных парков, где их охраняют от браконьеров, но за границами заповедника всё оказывается против них. И дело тут не столько в том, что они наносят огромный вред фермам и плантациям, сколько в том, что они являются источником ценного мыса и слоновой кости. А блокируя пути миграции слонов, поселения человека жестко ограничивают их распространение национальными парками, где зачастую происходит чрезмерное выедание слонами растительности и последующая эрозия почвы.
В целом еще раз следует учесть , что приспособление млекопитающих к переживанию сезонных неблагоприятных условий жизни более разнообразны и совершенны, чем у других позвоночных. Особого внимания заслуживает собирание запасов корма.
В последнее время выяснено, что миграции свойственны также и отдельные популя