21.10. Состояние покоя

21.10. Состояние покоя

В жизненном цикле многих растений и животных наблюдаются периоды, когда метаболическая активность снижается до минимума и рост прекращается. Это периоды покоя, представляющие собой физиологически детерминированные реакции и наблюдаемые у взрослых организмов на одной из стадий развития, например у куколки, или у специализированных репродуктивных структур, таких как споры. Период покоя наступает под влиянием изменений, происходящих во внешней среде; его биологическая роль состоит в том, чтобы дать возможность виду пережить время, когда снабжение энергией недостаточно для нормального роста и метаболизма.

Большинство растений тропических и умеренных поясов и все арктические растения реагируют на изменение освещенности, температуры и влажности переходом в состояние покоя. Механизмы управления периодами покоя у растений при помощи регуляторов роста описаны в разд. 15.5.

У животных известны три формы покоя, в которых участвуют физиологические адаптации, позволяющие переносить экстремальные внешние условия. Однако некоторые животные благодаря своей высокой подвижности могут избегать неблагоприятных условий среды, мигрируя в более подходящие области. Эти реакции, хотя они и координируются с помощью физиологических механизмов, носят чисто поведенческий характер и описаны в разд. 16.8.

21.10.1. Диапауза

21.10.1. Диапауза

Диапауза — это своего рода остановка развития, наблюдаемая у насекомых, но этим термином обозначают также период покоя, характерный для цист простейших и для зимующих яиц многих пресноводных организмов. Жизненные циклы насекомых организованы во времени таким образом, чтобы потомство появлялось в периоды изобилия корма для личиночных или нимфальных стадий. Диапауза создает возможность для координирования этих двух факторов. Остановка развития возможна на любой стадии жизненного цикла — на стадии яйца, личинки, куколки или имаго, а когда она происходит у данного вида — это детерминировано генетически. У некоторых насекомых (например, у саранчи Nomadacris) развитие непременно сопровождается диапаузой, которую в этом случае называют облигатной диапаузой, тогда как у других диапауза наблюдается только при возникновении неблагоприятных условий (как у саранчи Schistocerca) — это факультативная диапауза.

Главный фактор, индуцирующий диапаузу у всех видов, — длина дня (фотопериод), однако могут иметь значение также наличие пищи, температура и влажность. Для того чтобы диапауза была эффективна, действие индуцирующего фактора должно опережать наступление неблагоприятных условий. Поэтому механизм синхронизации часто воздействует на стадию, предшествующую той, на которой наступает диапауза. Например, диапауза на стадии яйца у тутового шелкопряда (Bombyx mori) — результат фотопериода, действию которого подвергалась самка во время развития яйца. Диапауза у взрослых особей индуцируется условиями освещения, имевшими место на ранних личиночных стадиях.