Пути избегания неблагоприятных условий среды. Механизмы приспособления человека. Морфологические адаптации: примеры

Активный путь
– это путь, способствующий усилению сопротив­ляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на не­благоприятные факторы. Так, теплокровные животные – птицы и млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, под­держивают внутри себя постоянную температуру, которая оптималь­на для биохимических процессов в клетках тела. Вполне очевидно, что такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять, а также специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строе­нии организмов.

Среди приобретенных механизмов – пластичность. Поскольку пластичность является мерой количества или пропорции, при которой выражения характерных характеристик меняются с первого взгляда организмами из-за влияния изменения окружающей среды, пластичность смешивается с гибкостью, стабильностью и внутренней регуляцией, достигая к выводу, что это только гомологии. Известно, что гибкость является характеристикой, с помощью которой организм может расти и воспроизводиться в любой среде, изменяя ее форму или сохраняя постоянную форму; Стабильность указывает на состояние, при котором многие изменения не происходят; и внутреннее регулирование является тенденцией системы поддерживать ее постоянные морфологические и физиологические характеристики.

Пассивный путь
связан с подчинением жизненных функций орга­низма изменению факторов среды. Так, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня мета­болизма, что способствует экономному использованию энергетичес­ких запасов.

При резком ухудшении условий среды организмы разных видов могут приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние так называемойскрытой жизни.
Например, некоторые мелкие орга­низмы могут полностью высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Это состояние мнимой смер­ти называетсяанабиозом.
Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором практически полностью останавливается обмен веществ, существенно расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Известно, что высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдержать температуры ниже -200 С.

Пластичность – это механизм, который благоприятствует видам в гетерогенных условиях, что позволяет им положительно реагировать на естественный отбор, определяемый как сохранение полезных изменений и устранение вредных; в общих чертах это потомство с модификацией.

Одним из первых упоминаний о термине пластичности был Дарвин в своей книге «Происхождение видов». Он указывает, что в разновидностях и подмножествах картофеля и георгинов существуют минимальные различия в структуре и развитии, а это означает, что вся его организация представляет изменения в своей форме.

Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых животных, растений, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, на­зываетсядиапаузой.

Избегание неблагоприятных воздействий
– это выработка орга­низмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные по темпера­турным и другим условиям периоды года.

Это определение исключает вариацию, вызванную внутренними факторами, которые влияют на развитие личности, такие как их статус внутреннего развития, развитие органов и взаимосвязь между двумя или более переменными. Следует уточнить, что переменные среды могут быть представлены биотическими и абиотическими факторами, которые в большей или меньшей степени влияют на структуру развития, формы или функционирования организмов.

В предлагаемых определениях рассматриваются морфологические, физиологические и экологические признаки в ответ на гетерогенность окружающей среды. Примером, включающим три символа, является тот, который упоминается Шмидом, который утверждает, что растения в засушливых и полузасушливых зонах могут изменять свой метаболический путь от трикарбоновых кислот до метаболического пути С 3, когда условия окружающей среды становятся достаточно влажными, который показывает, что эти растения могут в определенный момент вторгнуться в новые среды обитания, придав им экологические преимущества, создавая тем самым возможность того, что некоторые люди эволюционируют с персонажами, отличными от характеров родителей.

Обычный для животных путь приспособления к неблагоприятным периодам – миграция. Избегание, уход от действия крайних температур или недостатка влаги свойственен организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном пути адаптации к среде. Описанные пути приспособле­ния характерны и по отношению к другим экологическим факторам среды. Наиболее часто приспособление вида к среде осуществляется определенным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.

Другие гипотезы о пластичности включают гетерозигот, предложенный Маршаллом и Джаином, которые говорят, что фенотипическая пластичность и генотипическая вариация представляют собой альтернативные способы адаптации растений к экологическим переменным и что виды с минимальной изменчивостью могут проявлять наибольшую пластичность. и наоборот. Экологическая гипотеза Шлихтинга и Левина предполагает, что виды с различной экологией могут иметь разные величины и закономерности пластичности; Эти же авторы предлагают гипотезу дальних родственников, заявляя, что дистанцирование родственных видов может иметь разные величины и образцы пластичности.

Рассмотрим примеры адаптации к тем или иным факторам среды.

Морфологические адаптации.
Это наличие таких особенностей внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. Приме­ром подобных адаптации являются растения, обитающие в пустыне, они лишены листьев, и их строение наилучшим образом при­способлено к минимальным потерям влаги.

Наконец, Лорти и Аарссен представляют гипотезу специализации, которая утверждает, что пластичность многих персонажей не является продуктом отбора, а скорее продуктом специализированной адаптации к конкретным условиям окружающей среды. Это показывает, что пластичность играет важную роль в поведении растений в благоприятных или неблагоприятных условиях, что влияет на успех или исчезновение видов.

Растения имеют возможность адаптироваться к различным условиям окружающей среды, корректируя их морфологию и физиологию с помощью генетической изменчивости и пластичности в их форме. Шмид упоминает, что изменение формы у растений может или не может быть связано с генотипическими вариациями и может влиять на экологические, морфологические, физиологические, анатомические, кариологические и биохимические характеристики. Сообщалось о изменениях морфологических, физиологических и репродуктивных признаков для многих видов растений.

Морфологический тип приспособления животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаи­модействия со средой обитания, называютжизненной формой
вида.

Физиологические адаптации
проявляются, например, в особен­ностях ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемого составом пищи. Так, верблюд способен обеспечивать потребности во влаге путем биохимического окисления собственного жира.

Пластичность формы является важной частью способности растений выживать в гетерогенных условиях окружающей среды. В некоторых исследованиях сравнивается пластичность формы между дикими популяциями одного вида, что позволяет сделать вывод о том, что пластический отклик у вида обусловлен воздействием окружающей среды на организмы1.

Поскольку пластичность формы относится к тому факту, что один и тот же генотип может производить различные формы в гетерогенных средах, он играет важную роль в адаптации растений к их природной среде, что представляет собой возможность распространения вида.

Поведенческие адаптации
проявляются в самых различных фор­мах. Примерами могут служить формы приспособительного поведе­ния животных, направленные на обеспечение нормального теплооб­мена с окружающей средой: создание убежищ, передвижение с це­лью выбора оптимальных температурных условий, особенно в условиях экстремальных (очень высоких или очень низких) температур. Изве­стны суточные и сезонные кочевки млекопитающих и птиц.

Распределение ограничено, поскольку корреляция символов, измеренных в разных средах, отражает низкую пластичность и задерживает эволюцию пластических ответов, поскольку они подвержены генетическому выражению, которое может быть связано с несколькими символами, так что Интеграция в форме может поддерживаться в новой среде, тем самым ограничивая эволюцию. Большая часть проведенной работы была сосредоточена на изучении отдельно ответов в форме с учетом биотических и абиотических факторов и возможного отношения их к генетике каждого исследуемого вида.

4. АДАПТАЦИЯ ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ.

У всех живых организмов в процессе эволюции выработались специфические приспособления (адаптации) к определенным условиям среды.

Таким образом, адаптации
(от лат. “приспособление”) – это эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности живых организмов, которые обеспечивают их нормальную жизнедеятельность в изменяющихся условиях среды.

Различия в типе реакции со стороны организмов демонстрируют степень генотипической пластичности, которую они могут иметь в гетерогенных средах. Томпсон подтверждает это, говоря, что генетическая основа пластичности может быть сложной между взаимодействием разных типов генов и критикует модели Виа и Ланде, которые предложили, чтобы генетические корреляции 1 или -1 между состояниями символов они могут ограничить эволюцию пластичности. Это предложение предполагает, что пластичность является функцией дифференциальной экспрессии одного гена в разных средах, что подразумевает, что селекция стабилизируется в средах, то есть сомнительно предположить, что действие одного гена является действительным, этот эффект может происходить только в экспериментальных условиях, полагая, что тот факт, что ± 1 может играть важную роль в эволюции пластичности.

Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи – от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экосистем.

Существуют следующие формы адаптаций живых организмов к внешним условиям среды: морфологические, биохимические, физиологические и поведенческие (этологические).

С другой стороны, при резкой эволюции для переменной окружающей среды это может различаться как стоимость пластичности. Следовательно, необходимо провести дополнительные исследования и подтвердить, есть ли стоимость для пластичности. Пластичность – это механизм, который не так легко обнаруживается с генетической точки зрения, поскольку изменения в естественных популяциях происходят не так быстро, поскольку условия окружающей среды более стабильны и однородны по сравнению с агросистемами, где человек изменяет условий, и именно здесь мы можем найти морфологические и физиологические изменения растений как ответ на изменение окружающей среды.

Морфологические адаптации – это наличие таких особенностей внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях.

Растения пустыни лишены листьев, а содержат колючки для уменьшения испарения воды;

Форма рыб максимально приспособлена к быстрому плаванию в водной среде.

Тогда можно спросить: является ли пластичность механизмом, позволяющим растениям терпеть и компенсировать ущерб в ответ на человеческие манипуляции? Способствует ли этот механизм увеличению естественного отбора и, как следствие, эволюции этого типа агросистем? Что касается первого вопроса, то терпимость может пониматься как способность растений уменьшать негативные последствия повреждения листьев, в то время как компенсация означает нейтрализацию ущерба, вызванного заменой его увеличением других структур.

Исследования, проведенные на культивируемых растениях, дают разнообразные ответы на тип повреждений, например, потеря площади листа из-за травоядных или дефолиации может привести к увеличению скорости фотосинтеза и компенсировать потери тканей. В кукурузе 25% потерь, вызванных повреждением или дефолиацией из-за травоядных, заставляет растения производить побеги. При дефолиации на 75% кукурузы растение влияет на производство зерна. Кроме того, повреждение стебля во время стадии цветения влияет на производство гибридов кукурузы. 2 В экспериментах с растениями сои происходит сокращение ассимилированного распределения корня, стебля и листьев.

Морфологический тип приспособления растения или животного к определенным условиям среды обитания и образу жизни называют жизненной формой организма (вида).

При этом разные виды могут иметь сходную жизненную форму, если ведут близкий образ жизни.

Сходную жизненную форму имеют кит (млекопитающее), пингвин (птица) и акула (рыба).

Дефолиация у этого вида изменяется в зависимости от стадии развития и количества повреждения листьев. Удаление 33% общей площади не вызывает негативных последствий при производстве новых листьев и семян. В агросистемах, где условия окружающей среды сильно изменяются применением сорняков и руководством, которое производится из растений с целью увеличения производства органа с антропоцентрическим интересом, растения представляют разные нормы реакции, и если они не представляют генетической вариации, их знания дают нам возможность изучить, как их эволюция происходит путем отбора.

Анализ разнообразных жизненных форм растений и животных дает возможность судить об особенностях их местообитаний, образе жизни того или иного вида и путях приспособления организмов к различным условиям среды.

Биохимическая адаптация происходит на клеточно-тканевом уровне и проявляется прежде всего в изменении физико-химического состояния веществ, содержащихся в клетках и тканях живых организмов.

Кроме того, пластичность может быть адаптивной, поскольку, если организмы оказывают демпфирование на неблагоприятные и благоприятные условия окружающей среды с помощью морфологических и физиологических признаков, адаптивная пластичность способствует поддержанию относительной адаптации к гетерогенным средам.

В некоторых исследованиях на растениях, выращенных в тепличных условиях, ответы были количественно оценены эффектом дефолиации, имитирующим ущерб, который насекомые могут причинить травоядным животным. В кукурузе удаление двух или трех листьев через две недели после посева влияет на производство корней и побегов, продолжительность периода цветения и общий вес растения.

Адаптация организмов к низким температурам связана с биохимическими процессами, происходящими в клетках растений или тканях животных, которые предотвращают замерзание воды в теле организма;

Обитатели пустыни способны обеспечивать потребность во влаге путем биохимического окисления жиров (верблюд);

Биохимические процессы фотосинтеза отражают способность растений создавать из неорганических веществ органические в условиях строго определенного газового состава атмосферного воздуха.

В растениях сои дефолиация на 70% уменьшает выделение корня, стебля и листьев частично из-за низкой фиксации азота, что влияет на скорость фотосинтеза. В томате до 30% удаления листьев не оказывало значительных эффектов при производстве фруктов, но с величиной дефолиации, превышающей 30%, сокращение количества биомассы во фруктах было выше в культивируемых растениях и толерантность, которая была представлена это связано с хранением корней и стволов. 8.

В травах Уоллес и др. при применении трех уровней разреза отмечены различия в устьичной проводимости, транспирации и фотосинтезе, влияющие на морфологию и площадь листа. В белых клеверных растениях с дефолиацией 60% общее количество сухого вещества и общее содержание азота значительно уменьшаются. Но удаление увеличивает сухую массу побега через семь дней после резки, компенсируя таким образом первоначальные потери травоядных и, как следствие, изменений в сухой массе побега в течение 28 дней после резки растений не происходит. что можно интерпретировать как толерантность10.

Важным приспособлением на клеточно-тканевом уровне является образование запасных питательных веществ и их своеобразное распределение в теле живых организмов,

У многих видов растений в зимний период происходит превращение крахмала в сахара и жиры, которые затем откладываются в тканях наземных органов растений;

У многих животных с понижением температуры возрастает содержание гликогена в печени, повышение содержания аскорбиновой кислоты в тканях почек;

У большинства млекопитающих зимой происходит большое скопление питательных веществ в бурой жировой ткани в непосредственной близости от жизненно важных органов (сердца и спинного мозга).

Физиологические адаптации связаны с регулированием физиологических функций организма;

акклиматизация –
простейшее физиологическое приспособление организмов к изменению климатических условий существования;

теплоизоляция –
это способность организмов (многие млекопитающие и птицы) к сохранению тепла за счет линьки, развития перьевого или волосяного покровов и накопления подкожного жира;

Например, у тюленей теплоизоляционные свойства жировой прослойки настолько велики, что под лежащими на снегу животными, снег не тает, хотя температура их тела поддерживается на уровне 380С):

терморегуляция –
это способность организмов на основе физиологических процессов поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне или изменять ее в определенных пределах

Многие виды высших животных (млекопитающие и птицы) способны при высоких температурах поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне путем испарения жидкости с поверхности тела (у собак и многих птиц – учащенное дыхание, а некоторые сумчатые в жару обмазывают шкуру обильной слюной);

Для многих видов растений, низших животных, а также некоторых видов млекопитающих и птиц характерно состояние зимнего покоя, при котором все процессы метаболизма заторможены или полностью остановлены (анабиоз).

Поведенческие (этологические) адаптации, связанны с деятельностью центральной нервной системы, на уровне которой формируются определенные приспособительные формы поведения высших животных.

Поведенческие адаптации проявляются в самых разнообразных формах:

Сезонные и суточные миграции животных и перелетных птиц с целью выбора наиболее оптимальных условий;

Изменение сроков суточной активности (например, в пустынях при очень высоких температурах животные переходят к ночному образу жизни, а жаркое время суток проводят зарывшись в песок или спрятавшись в норы);

Способность многих птиц и млекопитающих к активному сооружению гнезд, нор и других убежищ с благоприятным микроклиматом;

Важное место в преодолении отрицательного воздействия низких температур занимает принятие особых поз (скручивание кольцом, укутывание хвостом), собирание в группы (стаи пингвинов в сильные морозы), а также согревание путем пробежок и прыжков.

Для человека – создание оптимальных условий достигается технологическим кондиционированием среды.

При всем многообразии приспособлений организмов к внешним условиям среды существует два пути адаптаций: по толерантному и резистентному типу.

Адаптация по толерантному типу (от лат. «терпеливость», «выносливость») – это пассивный тип адаптации, при котором происходит пассивное подчинение жизненных функций организмов неблагоприятным условиям среды.

Элементы пассивного приспособления выражаются в снижении уровня метаболизма, замедлении процессов жизнедеятельности (состояние спячки или оцепенения у высших животных) или временной, обратимой остановке всех жизненных процессов (состояние анабиоза у растений или низших животных).

Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором практически полностью останавливается обмен веществ, существенно расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях.

Некоторые мелкие организмы могут полностью высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде;

Известно, что высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки) способны выдерживать температуру ниже -2000С;

Некоторые бактерии, в т.ч. болезнетворные, многие годы могут находиться в неактивном состоянии, пока не возникнут благоприятные условия для их «пробуждения» и последующего размножения.

Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых растений и животных, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой.

Адаптация по резистентному типу (от лат. «сопротивление», «противодействие») – это активный тип приспособления, при котором специфические адаптивные механизмы позволяют организму сохранять свою структуру и физиологические свойства на фоне меняющихся внешних условий среды без нарушения нормальных жизненных функций организмов.

Например, теплокровные животные (птицы, млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, которая является оптимальной для биохимических процессов в клетках тела.

Благодаря этому типу адаптации все живые организмы находятся в состоянии динамического равновесия с окружающей средой, которое называется гомеостазом.

Гомеостаз – это состояние динамического равновесия организма со средой, при котором организм сохраняет свой свойства и способность к осуществлению жизненно важных функций на фоне меняющихся внешних условий.

Существует еще и третий путь адаптаций – избегание неблагоприятных воздействий – это выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные периоды года.

Миграции –
это обычный для животных путь приспособления к неблагоприятным периодам.

Избегание неблагоприятных воздействий свойственно организмам в той или иной мере как при активном, так и при пассивном путях адаптации к среде.

Наиболее часто приспособление вида к среде осуществляется определенным сочетанием всех трех возможных путей адаптаций.

Способность организмов к адаптации – это одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающая саму возможность ее существования, способность организмов выживать и размножаться.

Классификация экологических факторов по степени адаптации

к ним организмов (классификация А.С.Мончадского)

Эта классификация подразделяет все экологические факторы на три группы:

первичные периодические, вторичные периодические, непериодические факторы.

Первичные периодические факторы

Адаптация организмов в первую очередь возникает к тем факторам среды, которым свойственна периодичность – суточная, сезонная или годовая, лунная, которая является прямым следствием астрономических процессов (вращение земного шара вокруг своей оси и его движение вокруг солнца или смена лунных фаз).

Регулярные циклы этих факторов существовали задолго до появления жизни на Земле, и это обстоятельство объясняет, почему адаптации организмов к первичным периодическим факторам столь древние и так прочно укрепились в их наследственной основе.

К первичным периодическим факторам относятся
температура, освещенность, приливы и отливы.

В целом адаптивные реакции организмов на влияние первичных периодических факторов сходны у всех групп организмов и не имеют специфики.

Вторичные периодические факторы

Изменения вторичных периодических факторов является следствием изменений первичных периодических факторов.

При этом чем теснее связь вторичного периодического фактора с первичным, тем с большей регулярностью проявляется его периодичность.

Влажность воздуха – это вторичный фактор, который находится в прямой зависимости от температуры (в тропиках выпадение осадков подчиняется суточной или сезонной периодичности);

Вторичным периодическим фактором может быть также растительность, служащая пищей, периодичность произрастания которой связана с вегетационным циклом;

Различные биотические внутривидовые взаимодействия также относятся к вторичным периодическим факторам, так как все взаимодействия между особями осуществляются на фоне годичных циклов.

По сравнению с первичными вторичные периодические факторы не столь древнего происхождения и организмы приспособились к ним не так давно, поэтому их адаптации не столь четко выражены и одновременно более разнообразны в различных систематических группах.

Например, относительная влажность воздуха стала для организмов экологическим фактором, когда они перешли к наземному образу жизни. Поэтому адаптации к изменению относительной влажности развиты у животных менее сильно, чем, например, адаптации к колебанию температуры – первичного периодического фактора; диапазон выносливости к изменению относительной влажности часто не столь широк, как к изменению температуры, в тоже время адаптивные реакции к нему разнообразнее.

Действие непериодических факторов проявляется внезапно, поэтому организмы обычно не успевают к ним приспособится.

В эту группу входят:

Некоторые климатические факторы (шквальные ветры, грозы, а также пожары)

Все формы антропогенной деятельности;

http://www.studfiles.ru

December 3, 2016

Грандиозные изобретения человеческого разума не перестают удивлять, фантазии нет предела. Но то, что много веков создавала природа, превосходит самые креативные идеи и замыслы. Природа создала более чем полтора миллиона видов живых особей, каждая из которых индивидуальна и неповторима в своих формах, физиологии, приспособленности к жизни. Примеры адаптации организмов к постоянно меняющимся условиям проживания на планете – это примеры мудрости создателя и постоянный источник задач для разгадывания биологам.

Адаптация означает приспособленность или привыкание. Это процесс постепенного перерождения физиологических, морфологических или психологических функций существа в условиях изменившейся среды обитания. Изменениям подвергаются как отдельные особи, так и целые популяции.

Яркий пример адаптации непосредственной и косвенной – выживание растительного и животного мира в зоне повышенной радиации вокруг Чернобыльской АЭС. Непосредственная приспособляемость свойственна тем особям, которые сумели выжить, привыкнуть и начать размножаться, некоторые не выдержали испытания и погибли (косвенная адаптация).

Так как условия существования на Земле меняются постоянно, процессы эволюции и приспособленности в живой природе также являются процессом непрерывным.

Свежий пример адаптации – изменение среды обитания колонии зеленых мексиканских попугаев аратингов. С недавних пор они изменили привычное место обитания и поселились в самом жерле вулкана Масая, в среде, постоянно пропитанной серным газом высокой концентрации. Ученые еще не дали объяснение этому феномену.

Виды адаптации

Изменение всей формы существования организма представляет собой функциональную адаптацию. Пример адаптации, когда изменение условий приводит к обоюдному приспосабливанию живых организмов друг к другу, представляет собой коррелятивное приспособление или коадаптацию.

Приспособление может быть пассивным, когда функции или строение субъекта происходят без его участия, или активным, когда он сознательно изменяет свои привычки под стать окружающей среде (примеры адаптации людей к природным условиям или социуму). Бывают случаи, когда субъект приспосабливает окружающую среду под свои потребности – это объективная адаптация.

Биологи разделяют виды адаптации по трем признакам:

• Морфологические.
• Физиологические.
• Поведенческие или психологические.

Примеры адаптации животных или растения в чистом виде редки, большинство случаев привыкания к новым условиям происходит в смешанных видах.

Морфологические адаптации: примеры

Морфологические изменения – это произошедшие в процессе эволюции изменения формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма.

Ниже приведены морфологические адаптации, примеры из животного и растительного мира, которые мы рассматриваем как само собой разумеющееся явление:

• Перерождение листьев в колючки у кактусов и других растений засушливых регионов.
• Панцирь черепахи.
• Обтекаемые формы тела жителей водоемов.

Физиологические адаптации: примеры

Приспособление физиологическое – это изменение ряда химических процессов, происходящих внутри организма.

• Выделение цветами сильного запаха для привлечения насекомых способствует запылению.
• Состояние анабиоза, в которое способны входить простейшие организмы, позволяет им сохранять жизнедеятельность через многие годы. Старейшая способная к размножению бактерия имеет возраст 250 лет.
• Накопление подкожного жира, который преобразуется в воду, у верблюдов.

Поведенческие (психологические) адаптации

С психологическим фактором больше связаны примеры адаптации человека. Поведенческие характеристики свойственны флоре и фауне. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц – улетать на юг, чтобы возвратиться весной, деревья – сбрасывать листву и замедлять движение соков. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период. Некоторые северные лягушки и черепахи полностью замерзают на зиму и оттаивают, оживают с наступлением тепла.

Факторы, вызывающие потребность в переменах

Любые процессы адаптации – это ответная реакция на факторы экологии, которые ведут к изменению окружающей среды. Такие факторы подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.

Биотические факторы – это влияние живых организмов друг на друга, когда, к примеру, исчезает один вид, который служит пищей другому.

Абиотические факторы – это изменения в окружающей неживой природе, когда меняется климат, состав почвы, обеспеченность водой, циклы солнечной активности. Физиологические адаптации, примеры влияния абиотических факторов – экваториальные рыбы, которые могут дышать и в воде, и на суше. Они хорошо приспособились к условиям, когда пересыхание рек – частое явление.

Антропогенные факторы – влияние человеческой деятельности, которое изменяет окружающую среду.

Приспособления к среде обитания

• Освещенность
  . У растений – это отдельные группы, которые отличаются потребностью в солнечном освещении. На открытых пространствах хорошо живут светолюбивые гелиофиты. В противоположность им – сциофиты: растения лесных чащ, хорошо себя чувствуют в затененных местах. Среди животных также есть особи, чья физиологическая адаптация рассчитана на активный образ жизни в ночное время или под землей.
• Температура воздуха.
  В среднем для всего живого, в том числе и человека, оптимальной температурной средой считается диапазон от 0 до 50 о С. Однако жизнь есть практически во всех климатических регионах Земли.

Противоположные примеры адаптации к аномальным температурам описаны ниже.

Арктические рыбы не замерзают благодаря выработке в крови уникального антифризного белка, который не дает крови заледенеть.

Простейшие микроорганизмы обнаружены в гидротермальных источниках, температура воды в которых превышает градус кипения.

Растения-гидрофиты, то есть те, что живут в воде или около нее, погибают даже при незначительной потере влаги. Ксерофиты, наоборот, приспособлены жить в засушливых регионах, и погибают при большой влажности. Среди животных природа также поработала над адаптацией к водному и безводному окружению.

Адаптация человека

Способности человека к приспособлению поистине грандиозны. Секреты человеческого мышления раскрыты далеко не полностью, и тайны адаптивной способности людей еще долго будут загадочной темой для ученых. Превосходство Гомо сапиенса перед другими живыми существами – в способности сознательно менять свое поведение под требование окружающей среды или, наоборот, окружающий мир под свои потребности.

Гибкость поведения человека проявляется ежедневно. Если дать задание: «приведите примеры адаптации людей», большинство начинает вспоминать исключительные случаи выживания в экстремальных условиях. Это редкие случаи, а социальная адаптация в новых для себя обстоятельствах свойственна человеку ежедневно. Мы примеряем на себя новую обстановку в момент рождения на свет, в детском саду, школе, в коллективе, при переезде в другую страну. Именно это состояние принятия новых ощущений организмом называют стрессом. Стресс является психологическим фактором, но тем не менее под его воздействием меняются многие физиологические функции. В случае, когда человек принимает новую среду как положительную для себя, новое состояние становится привычным, а иначе стресс грозит стать затяжным и привести к ряду серьезных заболеваний.

Механизмы приспособления человека

Существуют три типа адаптации человека:

• Физиологическая
  . Самые простые примеры – акклиматизации и приспособленность к смене часовых поясов или суточного режима работы. В процессе эволюции сформировались различные типы людей, в зависимости от территориального места проживания. Арктический, высокогорный, континентальный, пустынный, экваториальный типы значительно разнятся физиологическими показателями.
• Психологическая адаптация.
  Это способность человека находить моменты понимания с людьми разных психотипов, в стране с иным уровнем менталитета. Человеку разумному свойственно менять свои устоявшиеся стереотипы под влиянием новой информации, особых случаев, стресса.
• Социальная адаптация.
  Тип привыкания, который свойственен только человеку.

Все адаптивные типы тесно связаны между собой, как привило, любая смена привычного существования вызывает в человеке потребность в социальной и психологической адаптации. Под их воздействием приходят в действие механизмы физиологических изменений, которые тоже подстраиваются под новые условия.

Такая мобилизация всех реакция организма названа адаптационным синдромом. Новые реакции организма появляются в ответ на резкие изменения обстановки. На первой стадии – тревоги – наблюдается изменение физиологических функций, изменения в работе обмена веществ и систем. Далее подключаются защитные функции и органы (в том числе мозг), начинают включать свои защитные функции и скрытые возможности. Третья стадия адаптации зависит от индивидуальных особенностей: человек или включается в новую жизнь и входит в обычное русло (в медицине в этот период наступает выздоровление), или же организм не принимает стресса, и последствия принимают уже негативную форму.

Феномены человеческого организма

В человеке заложен природой огромный запас прочности, который используется в повседневной жизни только в незначительном объеме. Проявляется он в экстремальных ситуациях и воспринимается как чудо. На самом же деле чудо заложено в нас самих. Пример адаптации: способность людей адаптироваться к нормальной жизни после удаления значительной части внутренних органов.

Природный врожденный иммунитет на протяжении жизни может укрепляться рядом факторов или же, наоборот, ослабевать при неправильном образе жизни. К сожалению, увлечение вредными привычками – это тоже отличие человека от других живых организмов.

http://fb.ru

Адаптация – это приспособление организма к условиям среды за счет комплекса морфологических, физиологических, и поведенческих признаков.

Разные организмы приспосабливаются к различным условиям среды, и в результате появляются влаголюбы-гидрофиты и «сухотерпцы»-ксерофиты (рис. 6); растения засоленных почв – галофиты; растения, устойчивые к затенению (сциофиты), и требующие для нормального развития полного солнечного света (гелиофиты); животные, которые обитают в пустынях, степях, лесах или на болотах, ведут ночной или дневной образ жизни. Группы видов со сходным отношением к условиям среды (то есть живущих в одних и тех же экотопах) называются экологическими группами.

Способности адаптироваться к неблагоприятным условиям у растений и животных различаются. В силу того, что животные подвижны, их адаптации более разнообразны, чем у растений. Животные могут:

– избегать неблагоприятных условий (птицы от зимней бескормицы и холода улетают в теплые края, олени и другие копытные кочуют в поисках корма и т.д.);

– впадать в анабиоз – временное состояние, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что почти полностью отсутствуют их видимые проявления (оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и др.);

– приспосабливаться к жизни в неблагоприятных условиях (от мороза их спасают шерстный покров и подкожный жир, у пустынных животных есть приспособления для экономного расходования воды и охлаждения и т.д.). (Рис. 7).

Растения малоподвижны и ведут прикрепленный образ жизни. Поэтому у них возможны лишь два последних варианта адаптаций. Так, для растений характерно снижение интенсивности процессов жизнедеятельности в неблагоприятные периоды: они сбрасывают листья, зимуют в виде погребенных в почву покоящихся органов – луковиц, корневищ, клубней, сохраняются в состоянии семян и спор в почве. У моховидных способностью к анабиозу обладает все растение, которое в сухом состоянии может сохраняться несколько лет.

Устойчивость растений к неблагоприятным факторам повышается за счет специальных физиологических механизмов: изменение осмотического давления в клетках, регулирование интенсивности испарения с помощью устьиц, использование мембран-«фильтров» для избирательного поглощения веществ и др.

Адаптации у разных организмов вырабатываются с разной скоростью. Наиболее быстро они возникают у насекомых, которые за 10–20 поколений могут приспособиться к действию нового инсектицида, чем объясняются неудачи химического контроля плотностипопуляций насекомых-вредителей. Процесс выработки адаптаций у растений или птиц происходит медленно, в течение столетий.

Наблюдаемые изменения в поведении организмов обычно связаны со скрытыми признаками, которые были у них как бы «про запас», но под действием новых факторов проявились и повысили устойчивость видов. Такими скрытыми признаками объясняется устойчивость некоторых видов деревьев к действию промышленного загрязнения (тополь, лиственница, ива) и некоторых сорных видов к действию гербицидов.

В состав одной экологической группы часто входят организмы, которые не похожи друг на друга. Это связано с тем, что к одному и тому же фактору среды разные виды организмов могут адаптироваться по-разному.

Например, по-разному переживают холод теплокровные (их называют эндотермными. от греческих слов эндон – внутри и терме – тепло) и холоднокровные (эктотермные. от греческого эктос – снаружи) организмы. (Рис. 8.)

Температура тела эндотермных организмов не зависит от температуры окружающей среды и всегда более или менее постоянна, ее колебания не превышают 2–4 о даже при самых сильных морозах и самой сильной жаре. Эти животные (птицы и млекопитающие) поддерживают температуру тела внутренним теплообразованием на основе интенсивного обмена веществ. Тепло своего тела они сохраняют за счет теплых «шуб» из перьев, шерсти и др.

Физиологические и морфологические адаптации дополняются приспособительным поведением (выбор защищенных от ветра мест для ночлега, строительство нор и гнезд, групповые ночевки у грызунов, тесные группы пингвинов, согревающих друг друга, и т.д.). Если температура окружающей среды очень высокая, то эндотермные организмы охлаждаются за счет специальных приспособлений, например испарением влаги с поверхности слизистых оболочек ротовой полости и верхних дыхательных путей. (По этой причине в жару у собаки учащается дыхание и она высовывает язык.)

Температура тела и подвижность эктотермных животных зависит от температуры окружающей среды. Насекомые и ящерицы при прохладной погоде становятся вялыми, малоподвижными. Многие виды животных при этом обладают способностью к выбору места с благоприятными условиями температуры, влажности и освещения солнечным светом (ящерицы греются на освещенных плитах горных пород).

Впрочем, абсолютная эктотермность наблюдается только у очень маленьких организмов. Большинство холоднокровных организмов все-таки способно к слабой регуляции температуры тела. Например у активно летающих насекомых – бабочек, шмелей температура тела поддерживается на уровне 36–40 о С даже при температуре воздуха ниже 10 о С.

Аналогично различаются по своему облику виды одной экологической группы у растений. Они также могут приспосабливаться к одним и тем же условиям среды разными способами. Так, разные виды ксерофитов по-разному экономят воду: у одних – имеются толстые оболочки клеток, у других – опушение или восковой налет на листьях. Некоторые ксерофиты (например, из семейства губоцветные) выделяют пары эфирных масел, которые окутывают их как «одеялом», что снижает испарение. Корневая система у одни ксерофитов мощная, уходит в почву на глубину нескольких метров и достигает уровня грунтовых вод (верблюжья колючка), у других – поверхностная, но сильно разветвленная, что позволяет собирать воду осадков.

Среди ксерофитов есть кустарники с очень небольшими жесткими листьями, которые могут сбрасываться в самое сухое время года (карагана кустарниковая в степи, пустынные кустарники), дерновинные злаки с узкими листьями (ковыли, типчак), суккуленты (от латинского суккулентус – сочный). Суккуленты имеют сочные листья или стебли в которых накапливается запас воды, и легко переносят высокие температуры воздуха. К суккулентам относятся американские кактусы и растущий в среднеазиатских пустынях саксаул. Они обладают особым типом фотосинтеза: устьица открываются ненадолго и только в ночное время, в эти прохладные часы растения запасают углекислый газ, а днем используют его для фотосинтеза при закрытых устьицах. (Рис. 9.)

Разнообразие приспособлений к переживанию неблагоприятных условий на засоленных почвах наблюдается и у галофитов. Среди них есть растения, которые способны накапливать соли в своем теле (солерос, шведка, сарсазан), выделять избыток солей на поверхность листьев специальными железками (кермек, тамариксы), «не пускать» соли в свои ткани за счет непроницаемого для солей «корневого барьера» (полыни). В последнем случае растениям приходится довольствоваться малым количеством воды и они имеют облик ксерофитов.

По этой причине не следует удивляться тому, что в одних и тех же условиях встречаются непохожие друг на друга растения и животные, которые приспособились к этим условиям разыми способами.

1. Что такое адаптация?

2. За счет чего животные и растения могут приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды?

2. Приведите примеры экологических групп растений и животных.

3. Расскажите о разных приспособлениях организмов к переживанию одних и тех же неблагоприятных условий среды.

4. В чем различие приспособлений к низким температурам у эндотермных и эктотермных животных?

http://studopedia.ru