Основными адаптационными биоритмами на Земле являются суточный и годовой.
Из-за вращения вокруг своей оси и вокруг Солнца условия на планете периодически изменяются. Живые организмы еще на первых порах своего эволюционного развития были вынуждены приспосабливаться к этому.
В результате многие физиологические процессы, связанные с биоритмами, оказались закрепленными в генотипах и по сей день передаются по наследству.
Однако какой биоритм появился первым: суточный или годовой? Может они формировались параллельно и независимо друг от друга? Предположим, в нас "встроены" этакие тикающие биологические часы. Они дают возможность чувствовать время, его отрезки.
И если это чувство способно определять продолжительность суток, почему бы ему не уметь определять длину года? Гипотетически допустим, мозг белки запомнил, когда было обилие желудей (то есть много еды, и она жирела). Отсчитал пару месяцев и стал запускать в организме процессы, связанные со сменой цвета меха. Посчитал еще несколько месяцев и перекрасил ее обратно.
Если вы думаете, что это никакие не часы, а изменение погоды так действует на белку, то тоже нет. Погода может забыть похолодать к ноябрю-декабрю, а белка зачем-то поседеет.
На самом деле ответ на вопрос "как организмы определяют время года" кроется в явлении фотопериода и способности организмов его определять - фотопериодизме.
Фотопериод можно определить как соотношение длины дня и ночи. Или как изменение в соотношении длины дня и ночи в течение года.
Именно изменение этого соотношения улавливают организмы и реагируют на него, изменяя свои физиологические процессы.
Чем дальше от экватора и полюсов, тем сильнее меняется погода зимой и летом, и тем сильнее изменяется продолжительность дня в течение года. И тем более выраженным сезонным изменениям подвергается организм.
Но вернемся к нашему основному вопросу: независимы ли друг от друга суточный и годовой биоритмы? Если организм определяет сезон года по фотопериоду, то в процессе эволюции он сначала должен был обзавестись фотопериодизмом - реакцией на длину дня.
Прежде чем обзавестись таким свойством, у организма уже должна была быть способность различать небольшие отрезки времени. Иначе как вы уловите, что день сегодня длиннее, чем неделю назад, и пора готовиться к весне?
Представим себе первую жизнь на Земле. Она обитала скорее всего в воде:
- Температурный режимы в течение года в воде сглажен.
- Планета могла быть еще на таком этапе своего развития, когда в течение года погода сильно не менялась.
- Жизнь могла присутствовать лишь в местах без значительных сезонных колебаний (например, в области экватора).
В таких условиях нет необходимости приспосабливаться к сезонным явлениям. А к суточным уже пора. Ведь у растений фотосинтез возможен только на свету. Животным, чтобы активно ловить еду, надо ее видеть и, следовательно, адаптировать свое зрение к дневному или ночному освещению. Вместе с этим увеличивать интенсивность многих биохимических процессов в определенное время.