Правило смены фаз , разработанное А.Н. Северцовым и И.И. Шмальгаузеном, гласит, что различные направления эволюционного процесса и пути достижения биологического прогресса закономерно сменяют друг друга в ходе эволюции .
Ароморфозы первоначально формируются как частные алломорфозы и катаморфозы. Например, основные ароморфозы плацентарных млекопитающих представляют собой накопление частных признаков: увеличенные полушария переднего мозга с развитой серой корой (неопаллиум), четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, молочных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости, плаценты.
Каждый из этих признаков в отдельности не обеспечивает существенного повышения уровня организации. Только вместе взятые они становятся ароморфозами, которые обеспечивают относительную независимость от климатических условий и неограниченное расширение пищевой базы. В этих условиях биологический прогресс достигается путем арогенеза.
Ароморфозы приводят к возможности освоения новых местообитаний. Это приводит к адаптивной радиации и формированию адаптивных зон с помощью алломорфозов. В этих условиях биологический прогресс достигается путем аллогенеза.
Дальнейшая конкуренция приводит к появлению частных приспособлений – теломорфозов и гиперморфозов.
В большинстве случае, специализация приводит к утрате эволюционной пластичности: прогресс сменяется стабилизацией, а при быстрых и крупномасштабных изменениях среды обитания – биологическим регрессом. Однако специализированные признаки не всегда являются теломорфными. При их накоплении они могут приобрести характер ароморфозов. Тогда эволюционный цикл начинается сначала.
Правило смены фаз можно представить следующим образом:
Нужно отметить, что регресс не всегда связан с вымиранием всей группы. Неизвестен ни один вымерший крупный таксон. В упрощенной форме: вымирание подтипа Трилобитообразных не означает вымирания типа Членистоногих, вымирание динозавров не означает вымирания рептилий. Это подчеркивает ведущую роль ароморфозов в эволюции.
Принцип цикличности . Разными эволюционистами неоднократно отмечалось, что филогенетические преобразования самых разнообразных признаков носят циклический характер.
Цикличность филогенетических преобразований можно представить следующим образом:
Эволюция онтогенеза, органов и функций
1. Сущность онтогенеза и филогенеза. Биогенетический закон
2. Эмбриональные адаптации. Модусы филэмбриогенеза. Автономизация и эмбрионизация онтогенеза
3. Филогенетические преобразования органов и функций
1. Сущность онтогенеза и филогенеза.
Биогенетический закон
Определение онтогенеза
Онтогенез – это индивидуальное развитие организма, в ходе которого происходит преобразование его морфофизиологических, физиолого-биохимических и цитогенетических признаков. Онтогенез включает две группы процессов: морфогенез и воспроизведение (репродукцию): в результате морфогенеза формируется репродуктивно зрелая особь. Онтогенез характеризуется устойчивостью – гомеорезом. Гомеорез – это стабилизированный поток событий, который представляет собой процесс реализации генетической программы строения, развития и функционирования организма.
С точки зрения эволюции рассматриваются следующие моменты онтогенеза: эмбриональные адаптации; филэмбриогенезы; автономизация онтогенеза; эмбрионизация онтогенеза.
Основные атрибуты онтогенеза
– Исходная запрограммированность процессов. Наличие уникальной неизменной генетической программы развития, сформированной вследствие мейоза и оплодотворения
– Необратимость онтогенеза. При реализации генетической программы невозможен возврат к предыдущим стадиям
– Углубление специализации: по мере развития уменьшается вероятность смены траектории онтогенеза
– Адаптивный характер: поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к различным условиям
– Неравномерность темпов: скорость процессов роста и развития изменяется.
– Целостность и преемственность отдельных этапов. Признаки, появляющиеся на более поздних стадиях, базируются на признаках, проявляющихся на ранних стадиях
– Наличие цикличности: существует цикличность старения и омоложения
– Наличие критических периодов, связанных с выбором пути в узловых точках (точках бифуркации) или с преодолением энергетических порогов.
Основные типы онтогенеза
1. Онтогенез организмов с бесполым размножением и/или при зиготном мейозе (прокариоты и некоторые эукариоты).
2. Онтогенез организмов с чередованием ядерных фаз при споровом мейозе (большинство растений и грибов).
3. Онтогенез организмов с чередованием полового и бесполого размножения без смены ядерных фаз. Метагенез – чередование поколений у Кишечнополостных. Гетерогония – чередование партеногенетического и амфимиктического поколений у червей, некоторых членистоногих и низших хордовых.
4. Онтогенез с наличием личиночных и промежуточных стадий: от первично-личиночного анаморфоза до полного метаморфоза. При недостатке питательных веществ в яйце личиночные стадии позволяют завершить морфогенез, а также в ряде случаев обеспечивают расселение особей.
5. Онтогенез с выпадением отдельных стадий. Утрата личиночных стадий и/или стадий бесполого размножения: пресноводные гидры, олигохеты, большинство брюхоногих моллюсков. Утрата конечных стадий и размножение на ранних этапах онтогенеза: неотения.
Таким образом, существует множество основных типов онтогенеза и еще большее число производных типов. В теории эволюции обычно рассматривается онтогенез на примере цветковых растений и позвоночных животных.
Определение филогенеза
Термин «филогенез », или «филогения » используют для обозначения исторического развития живых организмов: как всего органического мира Земли, так и отдельных таксонов (от царств до видов). Термин «филогенез» ввел Э. Геккель в 1866 г.
Раздел биологии, изучающий филогенез и его закономерности, называется филогенетикой . Исследование филогенеза и реконструкция его необходимы для развития общей теории эволюции и построения естественной системы организмов; выводы филогенетики важны также для исторической геологии и стратиграфии.
Прилагательное «филогенетический » используется в самых различных значениях. Например, «филогенетической системой» называют систему органического мира, отражающую степень родства между таксонами. При этом «филогенетическая система должна быть синтезом наибольшего возможного числа признаков. Искусственных систем может быть сколько угодно, а филогенетическая система только одна» (Л.А. Зенкевич, 1939). Часто термин «филогенетический» используется как синоним термина «эволюционный»; однако следует иметь в виду, что филогенетика изучает не механизмы эволюции, а лишь констатирует родственные связи между таксонами.
Выражение «филогенетические преобразования» следует понимать как преобразования в ходе исторического развития группы организмов.
Геккель предложил использовать для исследования филогенеза метод тройного параллелизма – сопоставление данных палеонтологии, сравнит, анатомии и эмбриологии. Ныне в филогенетике всё шире используются данные генетики, биохимии, молекулярной биологии, этологии, биогеографии, физиологии, паразитологии. Филогенез большинства групп носит характер адаптивной радиации. Графическое изображение филогенеза – родословное (или филогенетическое) древо. Основная движущая сила, определяющая адаптивный характер филогенетических преобразований организмов, – естественный отбор. Конкретные направления филогенеза ограничиваются исторически сложившимися особенностями генетической системы, морфогенеза и фенотипа каждой конкретной группы. Любые филогенетические преобразования происходят посредством перестройки онтогенезов особей; при этом приспособит, ценность могут иметь изменения любой стадии индивидуального развития. Таким образом, филогенез представляет собой преемственный ряд онтогенезов последовательных поколений.
Филогенез различных групп организмов изучен неравномерно, что определяется разной степенью сохранности ископаемых остатков, древностью данной группы и т. д. Наиболее исследован филогенез позвоночных (особенно высших групп), из беспозвоночных – филогенез моллюсков, иглокожих, членистоногих, плеченогих. Плохо изучен филогенез прокариот и низших растений. Дискуссионной остаётся проблема происхождения различных типов организмов и взаимоотношений между ними.
Связь между онтогенезом и филогенезом
Итак, онтогенезом называется индивидуальное развитие организма, а филогенезом – историческое развитие группы организмов. Понятия онтогенеза и филогенеза неразрывно связаны между собой: с точки зрения эволюционной теории, историческое развитие живой природы представляет собой чреду онтогенезов.
Термины «онтогенез» и «филогенез» используются для описания развития , поэтому между этими различными понятиями существуют и признаки различия, и признаки сходства.
Сравнительная характеристика онтогенеза и филогенеза
|
Критерии для сравнения |
Онтогенез |
Филогенез |
|
Признаки различия |
||
|
Исходная запрограммированность процессов |
Наличие уникальной неизменной генетической программы развития, сформированной вследствие мейоза и оплодотворения |
Генофонд эволюционирующей группы непрерывно изменяется, ряд изменений генофонда связан с адаптациогенезом |
|
Продолжительность и периодизация |
Протекает в сжатые сроки (часы, месяцы, годы), существует начало и окончание |
Протекает в исторически длительные сроки (многие тысячи и миллионы лет); принципиально не ограничен |
|
Признаки сходства |
||
|
Обратимость или необратимость |
Необратим: невозможен возврат к предыдущим стадиям |
Необратим: исчезнувший признак не может вновь появиться в прежнем виде |
|
Углубление специализации |
Специализация углубляется: по мере развития уменьшается вероятность смены траектории онтогенеза |
Прогрессирующая специализация: группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации |
|
Наличие адаптивной радиации |
Поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к различным условиям |
Существует правило адаптивной радиации: группа, у которой появляется безусловно прогрессивный признак или совокупность таких признаков, дает начало множеству новых групп, формирующих множество новых экологических ниш и даже выходящих в иные среды обитания |
|
Равномерность или неравномерность процессов |
Скорость процессов роста и развития изменяется |
Темпы эволюционных преобразований различны: типа эволюции: брадителлическая (медленные темпы), горотеллическая (средние темпы) и тахителлическая (быстрые темпы) |
|
Целостность и преемственность отдельных этапов |
Признаки, появляющиеся на более поздних стадиях, базируются на признаках, проявляющихся на ранних стадиях |
Существует правило интеграции биологических систем: новые, эволюционно молодые группы организмов вбирают в себя все эволюционные достижения предковых групп . |
|
Наличие цикличности |
Существует цикличность старения и омоложения |
Существует цикличность, отраженная в виде правила смены фаз: различные механизмы эволюции закономерно сменяют друг друга |
Впервые взаимосвязь онтогенеза и филогенеза была выявлена в начале XIX века (К. Кильмейер, И. Меккель, К. Бэр). Ч. Дарвин сформулировал закон зародышевого сходства : на ранних стадиях эмбриогенеза зародыши разных видов сходны между собой. Ф. Мюллер (1986) сформулировал принцип рекапитуляции : признаки взрослых предков, так или иначе, повторяются в эмбриогенезе их потомков. Э. Геккель (1866) сформулировал биогенетический закон : онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза . Геккель считал, что филогенез усложняется за счет удлинения онтогенеза путем добавления новых стадий: уже имеющиеся стадии развития не изменяются, а лишь сокращаются по длительности. В ХХ веке вопросы эволюции онтогенеза разрабатывали: А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен, А. Сэджвик, Г. де Бер и другие. Было введено понятие репетиции – повторения предковых признаков не для целых стадий онтогенеза, а лишь для отдельных органов. В настоящее время принята следующая формулировка биогенетического закона: в онтогенезе возможна частичная репетиция отдельных признаков и процессов, существовавших в онтогенезе предковых форм .
Вероятно, первое из астрономических явлений, на которое обратил внимание первобытный человек, была смена фаз Луны. Она-то и позволяла ему учиться вести счет суткам. И не случайно, по-видимому, во многих языках слово «месяц» имеет общий корень, созвучный с корнями слов «мерить» и «Луна», например, латинское mensis - месяц и mensuга - мера, греческое «мэнэ» - Луна и «мэн» - месяц, английское moon - Луна и month - месяц. Да и русское общенародное название Луны - месяц! В украинском языке эти названия тождественны: „мкяць».
Сидерический месяц. Наблюдая за положением Луны на небе на протяжении нескольких вечеров, легко убедиться в том, что она передвигается среди звезд с запада на восток со средней скоростью 13°,2 в сутки. Угловой диаметр Луны (так же, как и Солнца) равен примерно 0°,5. Можно сказать поэтому, что за каждые сутки Луна сдвигается к востоку на 26 своих поперечников, а за один час - более чем на величину своего диаметра. Сделав полный круг на небесной сфере, Луна спустя 27,321661 суток возвращается к той же звезде. Этот промежуток времени называется сидерическим (т. е. звездным: sidus - звезда по-латыни) месяцем.
Конфигурации и фазы Луны. Как известно, Луна, диаметр которой почти в 4, а масса - в 81 раз меньше, чем у Земли, обращается вокруг нашей планеты на среднем расстоянии в 384 000 км. Поверхность Луны холодна и светится она отраженным солнечным светом. При обращении Луны вокруг Земли или, как принято говорить, при смене конфигураций Луны (от латинского configuro - придаю правильную форму) - ее положений относительно Земли и Солнца та часть ее поверхности, которую видно с нашей планеты, освещается Солнцем неодинаково. Следствием этого является периодическое изменение фаз Луны (рис.).
Рис. Конфигурация (1 - конъюнкция, 3 и 7 - квадратура, 5 - противостояние) и фазы Луны (1 - новолуние, 3-первая четверть, 5 - полнолуние, 7-последняя, или третья четверть; 2, 4, 6, 8 - промежуточные фазы)
Когда Луна при своем движении оказывается между Солнцем и Землей (это положение называется конъюнкцией - соединением), к Земле она обращена неосвещенной стороной, и тогда ее вообще не видно. Это - новолуние.
Появившись затем на вечернем небе сначала в виде узкого серпа, Луна приблизительно через 7 суток уже видна в форме полукруга. Эта фаза называется первой четвертью. Еще примерно через 8 дней Луна занимает положение прямо противоположное Солнцу и ее обращенная к Земле сторона полностью освещается им. Наступает полнолуние, в это время Луна восходит при заходе Солнца и видна на небе всю ночь. Через 7 суток после полнолуния наступает последняя четверть, когда Луна снова видна в форме полукруга, обращенного выпуклостью уже в другую сторону, и восходит после полуночи. Напомним, что если в момент новолуния тень Луны падает на Землю (чаще она проскальзывает «выше» или «ниже» нашей планеты), происходит солнечное затмение. Если же Луна в полнолунии погружается в тень Земли, наблюдается лунное затмение.
Синодический месяц. Промежуток времени, спустя который фазы Луны снова повторяются в том же порядке, называется синодическим месяцем. Он равен 29,53058812 суток. Двенадцать же синодических месяцев составляют 354,36706 суток. Таким образом, синодический месяц несоизмерим ни с сутками, ни с тропическим годом: он не состоит из целого числа суток и не укладывается без остатка в тропическом году.
Указанная продолжительность синодического месяца является его средним значением, которое получают так: подсчитывают, сколько времени протекло между двумя далеко отстоящими друг от друга затмениями, сколько раз за это время Луна сменила свои фазы, и делят первую величину на вторую (причем выбирают несколько пар и находят среднее значение). Так как Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите, то линейная и наблюдаемая угловая скорости ее движения в различных точках орбиты различны. В частности, эта последняя изменяется в пределах примерно от 11° до 15° в сутки. Очень усложняется движение Луны и силой притяжения, действующей на нее со стороны Солнца, ведь величина этой силы непрерывно меняется как по ее численному значению, так и по направлению она имеет наибольшее значение в новолунии и наименьшее - в полнолунии.
Рис. Отклонение продолжительности синодических месяцев в 1967-1986 гг. от среднего значения
Неомения. В среднем промежуток времени от исчезновения Луны в лучах восходящего Солнца и ее появления вечером после захода Солнца, составляет 2-3 дня. За эти дни Луна переходит (по отношению к Солнцу) с западной стороны неба в восточную, превращаясь тем самым из утреннего светила в вечернее. Первое появление Луны на вечернем небе («рождение новой Луны») древнегреческие астрономы назвали неоменией («новая Луна»). От неомении и было удобным начинать счет времени в месяце.
Но, как только что было сказано, продолжительность синодического месяца может быть более чем на шесть часов короче или длиннее его среднего значения. Поэтому неомения может наступить как днем раньше, так и днем позже относительно средней ожидаемой даты появления новой Луны (рис.). Отклонение дат новолуний от рассчитанных по средней продолжительности синодического месяца и показано на рис.
Рис. Отклонение моментов новолуний в 1967-1986 гг. от рассчитанных по средней длительности синодического месяца
Луна «высокая» и «низкая». Условия видимости на вечернем небе узкого серпа «новой» Луны в немалой степени определяются и особенностями ее движения вокруг Земли. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики под углом i = 5°9. Следовательно, Луна то «поднимается» над эклиптикой («приближается» к северному полюсу мира) на десять своих видимых угловых диаметров, то «опускается» под эклиптику на столько же. Дважды на протяжении периода в 27,2122 суток (этот промежуток времени называется драконическим месяцем) путь Луны на небе пересекается с эклиптикой в точках, которые называются узлами лунной орбиты.
Узел, переходя через который Луна приближается к северному полюсу мира, называется восходящим узлом, противоположный -нисходящим. Линия, проходящая через центр Земли и соединяющая узлы лунной орбиты, называется линией узлов. Как нетрудно убедиться путем наблюдения за Луной и сопоставления ее положений среди звезд на карте звездного неба, лунные узлы непрерывно перемещаются навстречу Луне, т. е. к западу, совершая полный оборот за 18,61 года. Ежегодно расстояние восходящего узла от. точки весеннего равноденствия уменьшается примерно на 20°, а за один драконический месяц -на 1°,5.
Посмотрим теперь, как же эффект наклона плоскости лунной орбиты влияет на высоту Луны в верхней кульминации. Если восходящий узел совпадает («почти совпадает») с точкой весеннего равноденствия (а это повторяется каждые 18,61 года), то угол наклонения плоскости лунной орбиты к небесному экватору равен ε + i (28°,5). В этот период времени склонение Луны на протяжении 27,2 суток изменяется от +28°,5 до -28°,5 (рис.).
Рис. Пределы изменения склонения Луны на протяжении 18,61 года
Спустя 14 суток склонение Луны уже равно своему наименьшему значению -28°,5, а ее высота в верхней кульминации для той же широты 50° составляет всего 11°,5. Таким будет положение «низкой» Луны: она даже в верхней кульминации едва видна над горизонтом...
Легко сообразить, что весной этого высшего положения на небе Луна достигает в момент первой четверти вечером, а самого низкого - в последней четверти утром. И наоборот, осенью, когда Солнце находится вблизи точки осеннего равноденствия, дуга эклиптики на вечернем небе находится ниже небесного экватора, а орбита Луны еще ниже. Поэтому и Луна достигает указанного наиболее низкого положения в первой четверти, тогда как в последней четверти утром она стоит наиболее высоко.
Благодаря непрерывному перемещению узлов лунной орбиты через 9,3 года вблизи точки весеннего равноденствия будет уже находиться нисходящий узел. Угол наклона плоскости лунной орбиты к небесному экватору составит уже ε - i (18°,5). На широте 50° высота Луны в верхней кульминации при наибольшем 18°,5 равна уже 58°,5 (весной -в первой четверти, осенью -в последней), наименьшая, 14 суток спустя - 21°,5 (весной - в последней четверти, осенью - в первой). В промежуточные годы узлы лунной орбиты проходят дуги эклиптики, на которых расположены точки солнцестояний. При этом склонение Луны на протяжении месяца колеблется примерно от +23°,5 до -23°,5, как показано на рис. Соответственно изменяются и высоты Луны в верхней кульминации.
В целом условия видимости Луны на вечернем небе в первую очередь определяются все же положением эклиптики относительно горизонта: весной Луна всегда гораздо выше, чем осенью (рис.).
Рис. Положение молодой Луны на вечернем небе: а) весной, б) осенью при одинаковом угловом расстоянии от Солнца, 1 - положение «верхней» Луны, 2- положение «нижней» Луны
Этот эффект, однако, существенно усиливается благоприятной ориентацией плоскости лунной орбиты: высота Луны в момент верхней кульминации на весеннем вечернем небе при φ= 50° равна от 58°,5 до 68°,5, тогда как осенью - от 11°,5 до 21°,5.
Угловое расстояние восходящего узла лунной орбиты от точки весеннего равноденствия на 1 января 1900 г. было равным 259°,18. Пользуясь формулой W = 259°,18-19°,34t, где t - время в годах, нетрудно рассчитать моменты совпадения этих точек; 1913,4, 1932,0, 1950,6, 1969,2 и 1987,8. Таким образом, последняя «высокая Луна» наблюдалась в начале 1969 г. Обычно, как это видно и из рис. вблизи этих моментов склонение Луны от месяца к месяцу изменяется очень медленно. Поэтому Луна бывает «высокой» около трех лет, в данном случае - в 1968-1970 гг. Такое событие повторится снова в 1986-1988 гг. «Низкая» Луна наблюдалась вблизи средних моментов 1904,1, 1922,7, 1941,3, 1959,9, 1978,5 , 1997,1 и т.д.
Из всего здесь сказанного следует, что весной наблюдатель может заметить узкий серп Луны после новолуния на сутки раньше, чем осенью. Этот эффект к тому же еще зависит и от географических координат наблюдателя. В частности, на широте 32°,5 (это широта Древнего Вавилона) промежуток времени между конъюнкцией и неоменией меняется в пределах от 16 ч 30 мин в марте до 42 ч в сентябре. На широте 38° (широта Афин)-от 23 до 69 ч. Опытный польский астроном, составитель первой карты видимой стороны Луны Ян Гевелий (1611-1687), наблюдая Луну в Гданьске, никогда не видел ее ни позже чем за 27 часов до конъюнкции, ни раньше чем через 40 часов после нее.
Таким образом, использовать для построения календаря такое, казалось бы, легко заметное явление, как смена фаз Луны,- все же дело довольно трудное...
Смена лунных фаз целиком зависит от того, какое положение относительно Земли и Солнца занимает Луна. Луна собственного света не имеет. Ее освещает Солнце. Мы и видим с Земли только те части лунной поверхности, которые обращены к нам и освещены Солнцем.
Очевидно, что в тот момент, когда Луна находится между Землей и Солнцем, Солнце освещает ту сторону Луны, которую мы с Земли видеть не можем. К Земле же обращена темная, не освещаемая Солнцем сторона Луны. Значит, Луна в это время находится в той же стороне, где и Солнце, и ее темный диск нельзя различить через ярко освещенную Солнцем земную атмосферу.
В это именно время и имеет место та фаза Луны, которая называется новолунием.
Через 14-15 дней после этого Луна окажется по другую сторону от Земли и Солнца. В это время (см. 12) все обращенное к Земле полушарие Луны будет освещено Солнцем. По одну от нас сторону будет находиться Солнце, по другую-Луна, восхо
дящая на смену Солнцу. Освещенное Солнцем полушарие Луны будет казаться нам полным блестящим диском. В это время Луна всю ночь ярко светит и заходит с наступлением утра.
Это - полнолуние.
Дней через семь после полнолуния Луна будет занимать положение, показанное на 13. Как и во всяком другом положении, Солнце освещает в это время половину лунного шара. Но из этой половины с Земли можно увидеть опять-таки только ту часть, которая обращена в этот момент к Земле. Нетрудно сообразить, что к Земле обращена в это время ровно половина освещенного Солнцем полушария Луны, то есть четверть всего ее шара. Другая же обращенная к Земле четверть лунного шара - темная.
Значит, в это время Луна будет иметь вид половинки круга, с выпуклостью, обращенной влево, к востоку, к Солнцу, как бы идущему вслед за Луной при вращении Земли. Эта фаза носит название последней четверти. Название это говорит о том, что до полного завершения одного цикла лунных фаз, до очередного новолуния осталось ровно четверть периода и что мы видим в это время четверть лунного шара.
При прямо противоположном последней четверти положении Луны на орбите мы также видим четверть лунного шара: Луна в это время вновь имеет вид половинки круга. В этом случае Солнце для нас будет оказываться справа от Луны, в западной стороне. В своем суточном движении Солнце будет предшествовать Луне, Луна же будет подвигаться вслед за Солнцем. Выпуклая сторона Луны в это время будет обращена вправо, к западу.
Эта фаза также носит название четверти, но четверти п е р в о й, что означает: прошла одна четверть лунного периода (от новолуния).
Итак, периодическая и постоянная смена лунных фаз объясняется тем, что Луна не имеет собственного света: ее освещает Солнце. Только те части освещенной Солнцем ее поверхности, которые обращены к нам, мы видим с Земли. А так как Луна имеет форму шара, то и видимая форма освещенных Солнцем частей Луны всегда имеет округлые очертания. При этом Луна движется вокруг Земли, то есть меняет свои места относительно Земли и Солнца. Меняется ее положение на фоне звезд относительно земного наблюдателя, меняется и ее вид (фазы).
Чтобы еще яснее в целом представить себе цикл лунных фаз, надо вникнуть в рисунок 15, где показаны положения Луны на ее орбите и последовательно вид Луны в течение целого лунного месяца.
Скажем теперь, почему разнятся по длительности периоды смены лунных фаз и полного оборота Луны вокруг Земли.
Полный оборот Луны вокруг Земли происходит именно за 271/3 суток . За этот промежуток времени Луна один раз обернется вокруг Земли и вернется в исходное положение на своей орбите,
А как это заметить? Сигнальными вехами для нас в этом случае будут звезды, находящиеся дальше Луны. Когда Луна в своем движении вокруг Земли обойдет все небо, то есть пройдет весь свой путь, она окажется в точности в том же положении относительно определенных звезд, в каком мы ее заметили, начав наблюдения.
Промежуток времени, в течение которого Луна сделает ровно один оборот вокруг Земли и вернется в то же место неба, носит название сидерического (от латинского слова «сидус» - звезда), то есть звездного месяца.
Длительность же синодического месяца, то есть промежуток времени, в течение которого сменятся все лунные фазы и Луна вновь вернется в то же самое положение относительно
Земли и Солнца, с какого мы начали счет месяца, несколько превышает длительность сидерического месяца. За месяц Земля успевает значительно продвинуться на своем пути относительно Солнца, (почти на одну двенадцатую длины земной орбиты). Значит, Луна как бы несколько отстанет за это время и ей придется затратить еще около двух суток на то, чтобы оказаться в исходном положении относительно Солнца и Земли.
Рисунок 16 поясняет наглядно это обстоятельство. Буквой С обозначено Солнце, 3 - Земля, JI - Луна. Стрелки показывают направление движений Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли. Цифры г и 2 при ЗиЛ отмечают два последовательных положения, занимаемых Землей и Луной в течение месяца. В Ла Луна уже завершила полный оборот, но ту же фазу, что и в Я^ она будет иметь, только придя в Л3.
Фазы Луны — периодически меняющиеся состояния освещения Луны Солнцем.
Смена фаз происходит из-за периодического изменения условий освещенности небесных тел по отношению к наблюдателю. Смена фазы Луны обусловлена изменением взаимного положения Земли, Луны и Солнца, а также тем, что Луна светит отраженным от него светом.
Когда Луна находится между Солнцем и Землей на прямой, соединяющей их, к Земле обращена неосвещенная часть лунной поверхности, поэтому мы ее не видим. Эта новолуние. Через 1— 2 суток Луна отходит от этой прямой, и с Земли виден узкий лунный серп.
Через неделю наступает фаза — первая четверть: освещенная часть Луны составляет половину диска. Затем наступает полнолуние — Луна находится опять на линии, соединяющей Солнце и Землю, но по другую сторону Земли. Виден освещенный полный диск Луны.
Затем начинается убывание видимой части и наступает последняя четверть, т. е. опять можно наблюдать освещенным половину диска. Полный период смены фаз Луны называется синодическим месяцем.
Поделитесь статьей с друзьями
С помощью лунного календаря вы сможете выстроить график активности в течение месяца, используя благоприятные моменты для начала важных дел. Лунный календарь дает направление - подсказывает, как и когда лучше действовать, для того чтобы начинания были успешными.