Adaptarea animalelor la condițiile de mediu. Tipuri de adaptare în mediu

Manualul respectă standardul educațional de stat federal pentru învățământul general secundar (complet), este recomandat de Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse și este inclus în Lista Federală a Manualelor.

Manualul se adresează elevilor de clasa a XI-a și este conceput pentru a preda materia 1 sau 2 ore pe săptămână.

Designul modern, întrebările și sarcinile pe mai multe niveluri, informațiile suplimentare și capacitatea de a lucra în paralel cu o aplicație electronică contribuie la asimilarea eficientă a materialului educațional.

Carte:

Tine minte!

Pe baza propriilor observații, dați exemple de adaptare a organismelor la condițiile de viață.

Timp de multe secole, știința naturii a fost dominată de ideea existenței scopului primordial în natură. Susținătorii creaționismului credeau că Dumnezeu a creat fiecare specie în acord absolut cu condițiile specifice de mediu. Odată cu dezvoltarea ideilor evolutive, societatea a recunoscut existența variabilității, dar mecanismele apariției acesteia erau încă neclare. J.B. Lamarck credea că dezvoltarea adaptărilor este un răspuns al organismelor la acțiunea factorilor de mediu. Și numai odată cu apariția teoriei evoluționiste a lui Charles Darwin, adaptările organismelor au început să fie luate în considerare ca rezultat al acțiunii selecției naturale în anumite condiții. Mediul extern.

Toate ființele vii sunt adaptate optim la condițiile lor de viață. Adaptabilitatea crește șansele organismelor de a supraviețui și de a lăsa urmași, adică îi ajută pe astfel de indivizi să câștige lupta pentru existență și să-și transmită genele generațiilor ulterioare. Procesul evolutiv în orice populație are loc în două etape. În primul rând, apare diversitatea genetică, manifestată în trăsături fenotipice. Apoi, în cursul selecției naturale, se păstrează acele caracteristici și proprietăți care oferă indivizilor unei anumite populații o adaptare optimă la condițiile de viață. Deoarece condițiile de viață ale organismelor sunt diverse, adaptările la acestea sunt la fel de diverse. Dispozitivele afectează extern și semne interneși proprietățile organismelor, caracteristicile reproducerii și comportamentului, adică sunt multe diferite forme adaptabilitatea organismelor la mediu inconjurator.

Adaptări morfologice. Aceste adaptări sunt asociate cu caracteristicile structurale ale corpului. Mai mult, ca toate celelalte tipuri de adaptări, adaptările morfologice din punct de vedere al semnificației evolutive sunt împărțite în sunt comune, care afectează de obicei taxoni mari (ordine, clase, phyla) și special, legate de mai multe condiţii înguste existență (specii, grupuri de specii). De exemplu, aspectul aripii la păsări este cea mai mare schimbare care a făcut posibil ca organismele vii să cucerească spațiul aerian. Ulterior, pe baza acesteia, au apărut adaptări secundare și terțiare, de exemplu, caracteristici structurale ale aripii asociate cu tipul de zbor. Comparați zborul la nivel scăzut al unui petrel și zborul manevrabil al unei păsări colibri, care permite păsării să plutească în aer la un moment dat și să se întoarcă.

Exemplul preferat de adaptare al lui Darwin a fost ciocănitoarea. În Despre originea speciilor prin selecție naturală, Darwin a scris: „Ce exemplu mai izbitor de adaptare poate fi dat decât ciocănitoarea care se cățără în trunchiurile copacilor și prinde insecte în crăpăturile scoarței?”

Un exemplu clasic de adaptări este structura piciorului de tipuri diferite păsări. Un exemplu izbitor de adaptări la tipuri diferite hrănirea este forma variată a ciocurilor păsărilor (vezi Fig. 9).

Forma corpului plat a peștilor de fund și corpul în formă de torpilă al rechinilor, blana groasă la mamiferele nordice, corpul flexibil la animalele care se îngroape sunt exemple de adaptări morfologice la animale. Forme similare de adaptare există în regnul vegetal. În regiunile muntoase înalte și în tundra, majoritatea plantelor au forme târâtoare și în formă de pernă care sunt rezistente la Vânturi puternice, iarna se acoperă ușor cu zăpadă și nu se deteriorează la înghețuri severe.

Colorare protectoare. Acest colorant servește într-un mod minunat protecție împotriva dușmanilor pentru multe specii de animale. Datorită acesteia, animalele devin mai puțin vizibile.

Păsările femele care cuibăresc pe pământ practic se contopesc cu fundal general teren. Ouăle și puii acestor specii de păsări sunt, de asemenea, invizibile și, de exemplu, ouăle de barză nu au o colorare protectoare, deoarece, de regulă, sunt inaccesibile inamicilor (Fig. 24).

Orez. 24. Colorația protectoare permite păsărilor să se integreze în peisaj: A – colorarea cocoșului mic repetă tonurile solului pădurii; B – pui de pescăruși hering în primele zile de viață

Orez. 25. Colorația albă a animalelor din nordul îndepărtat: A – vulpea arctică; B – pui de focă; B – urs polar

Multe tipuri de insecte au culori protectoare; de ​​exemplu, culoarea aripilor molilor se îmbină complet cu suprafața pe care își petrec orele în timpul zilei. Lăcustele verzi nu se pot distinge în iarbă, șopârlele galbene nisipoase în deșert și vulpile polare în zăpadă. Trebuie remarcat faptul că în regiunile din nordul îndepărtat, colorarea albă este foarte comună printre animale, făcându-le invizibile pe suprafața zăpezii ( urși polari, bufnițe, laverigă și multe altele) (Fig. 25).

Unele animale au o caracteristică culoare aprinsa, format din lumina alternanta si dungi întunecate sau pete (tigri, leoparzi, cerbi sika, pui de mistreți). Această colorare imită alternanțele luminii și umbrelor din natura înconjurătoare și face animalele mai puțin vizibile în desișurile dense (Fig. 26).

Orez. 26. Gheparzi. Un exemplu de colorare protectoare

În funcție de condițiile de iluminare, cameleonii, caracatițele și alte animale își pot schimba culoarea.

Avertizare colorare. La un număr de animale, în loc de o colorare protectoare, se dezvoltă o culoare de avertizare sau amenințătoare. De regulă, această colorare este caracteristică insectelor care înțeapă sau au glande otrăvitoare. Pasăre care avea un gust otrăvitor buburuză sau un bondar cu dungi strălucitoare este puțin probabil să o încerce din nou.

Deghizare. Un remediu bun protecția împotriva dușmanilor nu este doar colorarea ascunsă, ci și camuflajul - corespondența formei corpului cu obiectele vii și vii natura neînsuflețită. Asemănarea cu obiectele din mediu permite multor animale să evite atacurile prădătorilor. Aproape imposibil de distins în desișuri alge pește cu ac. Forma corpului unor insecte seamănă cu frunzele, scoarța, crenguțele sau țepii plantelor (Fig. 27).

Mimetism. Multe animale inofensive în procesul de evoluție au dobândit asemănări cu specii otrăvitoare. Acest fenomen al unei specii lipsite de apărare care imită specii neînrudite bine protejate și colorate de avertizare se numește mimetism(din grecescul mimikos - imitativ). Albinele și imitatorii lor, muștele-scrise, nu sunt atractive pentru păsările insectivore (Fig. 28). Mulți șerpi neveninoși sunt foarte asemănători cu cei otrăvitori, iar modelul de pe aripile unor fluturi seamănă cu ochii prădătorilor.

Orez. 27. Camuflajul în lumea insectelor

Adaptări biochimice. Multe animale și plante sunt capabile să se formeze diverse substanțe, care le servesc pentru a se proteja de inamici și pentru a ataca alte organisme. Printre astfel de dispozitive se numără substanțele mirositoare ale ploșnițelor, veninurile șerpilor, păianjenilor, scorpionilor și toxinelor din plante.

Adaptările biochimice includ, de asemenea, apariția unei structuri speciale de proteine ​​și lipide în organismele care trăiesc la un nivel foarte ridicat sau temperaturi scăzute. Astfel de caracteristici permit acestor organisme să existe în izvoarele termale sau, dimpotrivă, în condiții de permafrost.

Orez. 28. Hoverflies pe flori

Orez. 29. Chipmunk hibernează

Adaptări fiziologice. Aceste adaptări sunt asociate cu restructurarea metabolică. Fără ele, este imposibil să se mențină homeostazia în condiții de mediu în continuă schimbare.

O persoană nu se poate lipsi de apă proaspătă pentru o lungă perioadă de timp din cauza particularităților metabolismului său de sare, dar păsările și reptilele, care își petrec cea mai mare parte a vieții în mare și beau apa de mare, au dobândit glande speciale care le permit să scape rapid de sărurile în exces.

Multe animale din deșert acumulează multă grăsime înainte de debutul sezonului uscat: atunci când se oxidează, se formează un numar mare de apă.

Adaptări comportamentale. Un tip special de comportament în anumite condiții are o foarte mare importanță pentru a supraviețui în lupta pentru existență. Ascunderea sau comportamentul înspăimântător atunci când se apropie un inamic, păstrând mâncare perioadă nefavorabilă ani, hibernarea animalelor și migrațiile sezoniere care le permit să supraviețuiască perioadelor reci sau secetoase sunt departe lista plina diverse tipuri de comportament care apar în cursul evoluției ca adaptare la condiții specifice de existență (Fig. 29).

Orez. 30. Turneu de împerechere al antilopei masculi

Trebuie remarcat faptul că multe tipuri de adaptări se formează în paralel. De exemplu, efectul protector al colorației de protecție sau de avertizare este mult îmbunătățit atunci când este combinat cu un comportament adecvat. Animalele care au o colorație protectoare îngheață într-un moment de pericol. Colorarea de avertizare, dimpotrivă, este combinată cu un comportament demonstrativ care sperie prădătorii.

De o importanță deosebită sunt adaptări comportamentale legate de procreare. Comportamentul de împerechere, alegerea unui partener, formarea unei familii, îngrijirea urmașilor - aceste tipuri de comportament sunt înnăscute și specifice speciei, adică fiecare specie are propriul program de comportament sexual și copil-părinte (Fig. 30-32).

Natura relativă a adaptărilor. Toate organismele vii sunt adaptate optim la condițiile habitatului lor, fie că este vorba de păduri deșertice sau ecuatoriale, mări adânci sau savane. Fiecare organism are multe adaptări care s-au format ca urmare a acțiunii selecției naturale în condiții de mediu foarte specifice. Când aceste condiții se schimbă, adaptările își pot pierde valoarea de adaptare și chiar pot cauza prejudicii proprietarului lor, adică adaptările au fezabilitate relativă. Colorația albă de iarnă a iepurilor devine periculoasă în perioadele de dezgheț sau în iernile cu zăpadă mică (Fig. 33). Dacă conditii externe se vor schimba foarte brusc, noi adaptări nu vor avea timp să se formeze, ceea ce va duce la dispariție grupuri mari organisme, așa cum sa întâmplat cu mai bine de 60 de milioane de ani în urmă cu dinozaurii.

Orez. 31. Comportamentul de împerechere al gannets-ului din Cap

Orez. 32. Îngrijirea puilor la pinguini

Orez. 33. Colorarea de iarnă a unui iepure de câmp

Deci, ca urmare a acțiunii forțelor motrice ale evoluției, organismele dezvoltă și îmbunătățesc adaptările la condițiile de mediu. Consolidarea diferitelor adaptări în populații izolate poate duce în cele din urmă la formarea de noi specii.

Revizuiți întrebările și temele

1. Dați exemple de adaptare a organismelor la condițiile de viață.

2. De ce unele animale au culori strălucitoare, demascatoare, în timp ce altele, dimpotrivă, au culori protectoare?

3. Care este esența mimetismului?

4. Selecția naturală se aplică comportamentului animal? Dă exemple.

5. Care sunt mecanismele biologice pentru apariția colorației adaptive (ascunde și avertizare) la animale?

6. Sunt adaptările fiziologice factori care determină nivelul de fitness al organismului în ansamblu?

7. Care este esența relativității oricărei adaptări la condițiile de viață? Dă exemple.

Gândi! Fă-o!

1. De ce nu există o adaptare absolută la condițiile de viață? Dați exemple care demonstrează natura relativă a oricărui dispozitiv.

2. Puii de mistret au o culoare caracteristică în dungi, care dispare odată cu vârsta. Dați exemple similare de schimbări de culoare la adulți în comparație cu descendenții. Poate acest model să fie considerat comun întregii lumi animale? Dacă nu, atunci pentru ce animale și de ce este caracteristic?

3. Adunați informații despre animalele cu culori de avertizare care locuiesc în zona dvs. Explicați de ce cunoașterea acestui material este importantă pentru toată lumea. Do stand de informare despre aceste animale. Faceți o prezentare pe această temă elevilor din clasele primare.

Lucrați cu computerul

Consultați aplicația electronică. Studiați materialul și finalizați sarcinile.

Uman

Adaptările comportamentale sunt un comportament reflex înnăscut, necondiționat. Abilitățile înnăscute există la toate animalele, inclusiv la oameni. Un nou-născut poate suge, înghiți și digera alimente, clipește și strănută, poate reacționa la lumină, sunet și durere. Acestea sunt exemple reflexe necondiţionate. Astfel de forme de comportament au apărut în procesul de evoluție ca urmare a adaptării la anumite condiții de mediu relativ constante. Fără reflexe condiționate sunt moștenite, astfel încât toate animalele se nasc cu un complex gata făcut de astfel de reflexe.

Fiecare reflex necondiționat apare ca răspuns la un stimul strict definit (întărire): unii - la mâncare, alții - la durere, alții - la apariția informație nouă etc Arcurile reflexe ale reflexelor necondiționate sunt constante și trec prin măduva spinării sau trunchiul cerebral.

Una dintre cele mai complete clasificări ale reflexelor necondiționate este clasificarea propusă de academicianul P. V. Simonov. Omul de știință a sugerat să se împartă totul reflexe necondiţionateîn trei grupuri, care diferă în caracteristicile interacțiunii indivizilor între ei și cu mediul. Reflexe vitale(din latină vita - viață) au drept scop păstrarea vieții individului. Nerespectarea acestora duce la moartea individului, iar implementarea nu necesită participarea unui alt individ din aceeași specie. Acest grup include reflexele alimentare și de băut, reflexele homeostatice (menținerea temperatura constanta corpuri, frecventa optima respirație, bătăi ale inimii etc.), defensive, care, la rândul lor, se împart în pasiv-defensiv (fuga, ascunderea) și activ-defensiv (atacarea unui obiect amenințător) și altele.

LA zoosocial, sau joc de rol reflexe include acele opțiuni comportament înnăscut, care apar atunci când interacționează cu alți indivizi din specia lor. Acestea sunt reflexe sexuale, copil-părinte, teritoriale, ierarhice.

Al treilea grup este reflexe de auto-dezvoltare. Ele nu au legătură cu adaptarea la situație specifică, dar parcă ar fi înfruntat viitorul. Acestea includ comportamentul explorator, imitativ și jucăuș.

Introducere

În cursul evoluției, acele organisme care sunt mai bine adaptate la mediul lor reușesc. Mecanismele de evoluție asigură conformitatea sistemului de viață în curs de dezvoltare cu condițiile de existență a acestuia - adaptabilitate ridicată a formelor de viață la mediul extern. Adaptabilitatea se bazează pe procesele de auto-reproducere a macromoleculelor și a organismelor vii și pe natura discretă a întregii vieți de pe Pământ. În procesul de evoluție, organismele au dezvoltat multe adaptări (adaptări) relative diferite la mediu. Adaptarea este orice caracteristică a unui individ, populație, specie sau comunitate de organisme care contribuie la succesul în competiție și oferă rezistență la factorii abiotici. Acest lucru permite organismelor să existe în anumite condiții de mediu și să lase urmași. Criteriile de adaptare sunt: ​​vitalitate, competitivitate si fertilitate.

Viabilitatea este capacitatea unui organism de a trăi și de a se dezvolta normal în condiții de mediu.

Competitivitatea este capacitatea unui organism de a atinge succesul în lupta pentru mijloacele de viață.

Fertilitatea este capacitatea organismelor de a se reproduce normal.

1. Tipuri de adaptare

Toate adaptările sunt împărțite în adaptări de acomodare și adaptări evolutive. Cazarea este un proces reversibil. Ele apar atunci când schimbare bruscă conditii de mediu. De exemplu, atunci când se mută animalele se găsesc într-un mediu nou, dar se obișnuiesc treptat cu el. De exemplu, o persoană care sa mutat din zona de mijloc la tropice sau Departe in nord, experimentează disconfort de ceva timp, dar cu timpul se obișnuiește cu noile condiții. Adaptarea evolutivă este ireversibilă, iar modificările rezultate sunt fixate genetic. Aceasta include toate adaptările care sunt afectate de selecția naturală. De exemplu, colorare protectoare sau rulare rapidă.

Adaptările sunt, de asemenea, împărțite în organism și specii. Adaptările organismelor, la rândul lor, sunt împărțite în morfologice, fiziologice, biochimice și etologice.

Adaptările morfologice se manifestă prin avantaje structurale, colorare protectoare, colorare de avertizare, mimetism, camuflaj și comportament adaptativ.

Avantajele structurii sunt proporțiile optime ale corpului, locația și densitatea părului sau a penelor etc. Aspectul unui mamifer acvatic, delfinul, este binecunoscut. Mișcările lui sunt ușoare și precise. Viteza independentă de mișcare în apă ajunge la 40 de kilometri pe oră. Densitatea apei este de 800 de ori mai mare decât densitatea aerului. Cum reușește un delfin să-l depășească? Pe lângă alte caracteristici structurale, forma corpului contribuie la adaptarea ideală a delfinului la mediul și stilul său de viață. Forma corpului în formă de torpilă evită formarea de turbulențe în apa care curge în jurul delfinului.

Forma raționalizată a corpului facilitează mișcarea rapidă a animalelor în aer. Penele de zbor și de contur care acoperă corpul păsării îi netezesc complet forma. Păsările sunt lipsite de difuzoare urechile, în zbor își retrag de obicei picioarele. Drept urmare, păsările sunt cu mult superioare tuturor celorlalte animale în viteza lor de mișcare. De exemplu, șoimul călător se scufundă la prada sa cu viteze de până la 290 de kilometri pe oră. Păsările se mișcă rapid chiar și în apă. Un pinguin cu barbie a fost observat înotând sub apă cu o viteză de aproximativ 35 de kilometri pe oră.

La animalele care duc un stil de viață secret, ascuns, sunt utile adaptările care le dau o asemănare cu obiectele din mediu. Forma bizară a corpului peștilor care trăiesc în desișurile de alge (caluți de mare culegători de cârpe, pești clovn, pești pipă etc.) îi ajută să se ascundă cu succes de inamici. Asemănarea cu obiectele din mediul lor este larg răspândită printre insecte. Gândacii sunt cunoscuți pentru lor aspect asemănătoare cu lichenii, cicadele, asemănătoare cu spinii tufișurilor printre care trăiesc. Insectele stick arată ca o crenguță mică maro sau verde, iar insectele ortoptere imită o frunză. Peștii care duc un stil de viață pe fund (de exemplu, lipa) au un corp plat.

Colorarea protectoare iti permite sa fii invizibila printre fundalul din jur. Datorită colorației protectoare, organismul devine greu de distins și, prin urmare, protejat de prădători. Ouăle de păsări depuse pe nisip sau pe pământ sunt gri și maro cu pete, asemănătoare cu culoarea solului din jur. În cazurile în care ouăle sunt inaccesibile prădătorilor, acestea sunt de obicei incolore. Omizile fluturi sunt adesea verzi, de culoarea frunzelor, sau închise, de culoarea scoarței sau a pământului. Peștii de fund sunt de obicei colorați pentru a se potrivi cu culoarea fundului nisipos (razele și lipa). Mai mult decât atât, căptușele au și capacitatea de a-și schimba culoarea în funcție de culoarea fundalului înconjurător. Capacitatea de a schimba culoarea prin redistribuirea pigmentului în tegumentul corpului este cunoscută și la animalele terestre (cameleon). Animalele din deșert, de regulă, au o culoare galben-maro sau galben-nisip. Culoarea protectoare monocromatică este caracteristică atât insectelor (lacuste), cât și șopârlelor mici, precum și ungulatelor mari (antilope) și prădătorilor (leu).

Dacă fundalul mediului nu rămâne constant în funcție de anotimpul anului, multe animale își schimbă culoarea. De exemplu, locuitorii din latitudinile mijlocii și înalte (vulpea arctică, iepurele, hermină, potârnichea albă) sunt albi iarna, ceea ce îi face invizibili în zăpadă.

O variantă de colorare de protecție este colorarea dezmembrării sub formă de dungi și pete deschise și închise alternante pe corp. Zebrele și un tigru sunt greu de văzut chiar și la o distanță de 40-50 de metri din cauza coincidenței dungilor de pe corp cu alternanța luminii și umbrelor din zona înconjurătoare. Dezmembrarea colorării perturbă ideile despre contururile corpului.

Colorarea de avertizare (amenințătoare) avertizează un potențial inamic asupra prezenței mecanisme de apărare(prezența unor substanțe toxice sau a unor organe speciale de protecție). Culoratul de avertizare distinge animalele și insectele otrăvitoare, usturatoare (șerpi, viespi, bondari) de mediul înconjurător cu pete sau dungi luminoase.

Eficacitatea colorării de avertizare a dat naștere unui fenomen foarte interesant - imitația (mimetismul). Mimica este asemănarea în culoare și forma corpului animalelor sigure cu animale otrăvitoare și periculoase. Anumite specii de muște care nu au o înțepătură sunt asemănătoare cu bondarii și viespii înțepătoare, iar șerpii neveninoși sunt similari cu cei otrăvitori. În toate cazurile, asemănarea este pur externă și are ca scop formarea unei anumite impresii vizuale în rândul potențialilor inamici. Acum sunt cunoscute două tipuri principale de mimetism: mimetismul batesian și mimetismul Müllerian.

În mimica batesiană, modelul este bine protejat și are de obicei culori strălucitoare, de avertizare. Cu mimetismul Müllerian, două sau mai multe specii necomestibile se dovedesc a fi similare: ca urmare a similitudinii lor, prădătorul este mai probabil să se înțărce de la prinderea unor astfel de animale. Primul tip de mimetizare poate fi comparat cu o companie mică care imită publicitatea unei companii mari bine-cunoscute. Al doilea tip este comparabil cu mai multe companii care folosesc publicitatea generală pentru a economisi bani. Un exemplu de mimica lui Bates: adesea ascunse sub masca viespilor sunt muște fără apărare a căror formă de corp și colorație galben-negru imită viespile (muștele sirfide și muștele cu cap mare). Un exemplu de mimetism Müllerian: unele specii de fluturi albi de varză sunt similare cu heliconidele necomestibile din America de Sud.

Mimetismul este rezultatul mutațiilor omoloage (identice) la diferite specii care ajută animalele neprotejate să supraviețuiască. Pentru imitarea speciilor, este important ca numărul acestora să fie mic în comparație cu modelul pe care îl imită, altfel inamicii nu vor dezvolta un reflex negativ stabil la culoarea de avertizare. Se menține un număr scăzut de specii care mimează concentrație mare genele letale din fondul genetic. Atunci când sunt homozigote, aceste gene provoacă mutații letale, ceea ce duce la un procent mare de indivizi care nu supraviețuiesc până la vârsta adultă.

Pe lângă colorarea protectoare, la animale și plante se observă și alte mijloace de protecție. Plantele dezvoltă adesea ace și țepi care le protejează de a fi consumate de ierbivore (cactusi, măceșe, păducel, cătină etc.). Același rol îl au și substanțele toxice care ard firele de păr, de exemplu în urzici. Cristalele de oxalat de calciu, care se acumulează în spinii unor plante, le protejează de a fi mâncate de omizi, melci și chiar rozătoare. Formațiuni sub formă de înveliș chitinos dur la artropode (gândaci, crabi), scoici la moluște, solzi la crocodili, scoici la armadilli și țestoase le protejează bine de mulți inamici. Penele aricilor și porcilor spini servesc aceluiași scop. Toate aceste adaptări ar putea apărea doar ca rezultat al selecției naturale, adică. supravieţuirea preferenţială a unor indivizi mai bine protejaţi.

Camuflajul este un dispozitiv în care forma corpului și culoarea animalelor se îmbină cu obiectele din jur. De exemplu, în pădurile tropicale, mulți șerpi nu se pot distinge printre viță de vie, un căluț de mare umplut arată ca algele, insectele de pe scoarța copacului arată ca licheni (gândaci, gândaci cu coarne lungi, păianjeni, fluturi). Uneori, adaptarea la culoarea și modelul substratului poate fi realizată prin schimbare fiziologică colorarea corpului (sepie, razele, lipa, broaște de copac) sau o schimbare de culoare în timpul următoarei naparliri (lăcuste).

Efectul protector al colorării protectoare sau al formei corpului crește atunci când este combinat cu un comportament adecvat. Comportamentul adaptativ este adoptarea anumitor poziții de odihnă (omizile unor insecte în stare nemișcată sunt foarte asemănătoare cu un nod de copac; fluturele callima cu aripile îndoite seamănă surprinzător cu o frunză uscată a unui copac) sau, dimpotrivă, comportament demonstrativ, respingând prădătorii. Pe lângă comportamentul ascuns sau demonstrativ, înfricoșător atunci când se apropie un inamic, există multe alte opțiuni pentru comportamentul adaptativ care asigură supraviețuirea adulților sau a minorilor. Aceasta include depozitarea alimentelor pentru sezonul nefavorabil al anului. Acest lucru este valabil mai ales pentru rozătoare. De exemplu, voleul rădăcină, comun în zona taiga, colectează boabe de cereale, iarbă uscată, rădăcini - până la 10 kilograme în total. Rozătoarele de vizuini (șobolani cârtiță etc.) acumulează bucăți de rădăcini de stejar, ghinde, cartofi, mazăre de stepă - până la 14 kilograme. Gerbilul mare, care trăiește în deșerturile Asiei Centrale, taie iarba la începutul verii și o târăște în găuri sau o lasă la suprafață sub formă de stive. Acest aliment este folosit în a doua jumătate a verii, toamna și iarna. Castorul de râu adună tăieri de copaci, ramuri etc., pe care îi pune în apă din apropierea locuinței sale. Aceste depozite pot atinge un volum de 20 de metri cubi. Animalele de pradă depozitează și hrana. Nurca și unii dihori depozitează broaște, șerpi, animale mici etc. Un exemplu de comportament adaptativ este timpul cel mai activ. În deșerturi, multe animale merg la vânătoare noaptea, când căldura scade.

Adaptări fiziologice – achiziţie caracteristici specifice metabolismul în conditii diferite mediu inconjurator. Ele oferă beneficii funcționale organismului. Ele sunt împărțite în mod convențional în statice (permanente) parametrii fiziologici- temperatura, echilibrul apa-sare, concentratia zaharului etc.) si dinamica (adaptarea la fluctuatiile actiunii unui factor - modificari de temperatura, umiditate, lumina, camp magnetic etc.).

Forma și colorarea corespunzătoare a corpului, comportamentul adecvat asigură succesul în lupta pentru existență numai atunci când aceste caracteristici sunt combinate cu adaptabilitatea proceselor de viață la condițiile de viață, adică. cu adaptare fiziologică. Fără o astfel de adaptare, este imposibil să se mențină un metabolism stabil în organism în condiții de mediu fluctuante constant. Să dăm câteva exemple.

Plantele care trăiesc în zone semi-desertice și deșertice au numeroase și variate adaptări. Aceasta este o rădăcină care pătrunde la zeci de metri adâncime în pământ, extragând apă și o scădere bruscă a evaporării apei datorită structurii speciale a cuticulei de pe frunze și pierdere totală frunze. La cactusi, aceasta transformare este deosebit de surprinzatoare: transformarea tulpinii nu doar intr-un organ care indeplineste functii de sustinere si conducere, ci si intr-o structura care stocheaza apa si asigura fotosinteza. Exemplarele mari de cactusi acumulează până la 2000 de litri de apă. Se consumă lent, deoarece seva celulară conține și, alături de acizi organici și zaharuri, substanțe mucoase care au proprietăți de reținere a apei. Chiar și după o secetă de trei luni, tulpinile de pere de fibră au conținut aproape 81% apă. Evaporarea apei este redusă semnificativ datorită structurii nervurate a tulpinilor de cactus, care distribuie uniform lumina și umbra. Acest lucru este facilitat și de îngroșarea pereților epidermei, acoperiți de obicei cu un strat de ceară, prezența a numeroase țepi și fire de păr și multe altele.

La amfibienii terestre, cantități mari de apă se pierd prin piele. Cu toate acestea, multe dintre speciile lor pătrund chiar și în deșerturi și semi-deșerturi. Supraviețuirea amfibienilor în condiții de lipsă de umiditate în aceste habitate este asigurată de o serie de adaptări. Modelul lor de activitate se schimbă: coincide cu perioadele de umiditate ridicată. În zona temperată, broaștele și broaștele sunt active noaptea și după precipitații. În deșerturi, broaștele vânează doar noaptea, când umiditatea se condensează pe sol și vegetație, iar ziua se ascund în vizuini pentru rozătoare. La speciile de amfibieni din deșert care se înmulțesc în rezervoare temporare, larvele se dezvoltă foarte repede și suferă metamorfoză într-un timp scurt.

Păsările și mamiferele au dezvoltat diverse mecanisme de adaptare fiziologică la condiții nefavorabile. Multe animale din deșert acumulează multă grăsime înainte de debutul sezonului uscat: atunci când se oxidează, se formează o cantitate mare de apă. Păsările și mamiferele sunt capabile să regleze pierderile de apă de la suprafață tractului respirator. De exemplu, o cămilă, atunci când este lipsită de apă, reduce brusc evaporarea atât din tractul respirator, cât și prin glandele sudoripare.

Metabolismul sării al unei persoane este slab reglat și, prin urmare, nu se poate descurca mult timp fără apă proaspătă. Dar reptilele și păsările, care își petrec cea mai mare parte a vieții în mare și beau apă de mare, au dobândit glande speciale care le permit să scape rapid de excesul de săruri.

Adaptările care se dezvoltă la animalele de scufundări sunt foarte interesante. Multe dintre ele pot supraviețui o perioadă relativ lungă de timp fără acces la oxigen. De exemplu, focile se scufundă la o adâncime de 100-200 și chiar 600 de metri și rămân sub apă timp de 40-60 de minute. Ce le permite pinipedelor să se scufunde atât de adânc? termen lung? Aceasta este, în primul rând, o cantitate mare de pigment special găsit în mușchi - mioglobina. Mioglobina este capabilă să lege de 10 ori mai mult oxigen decât hemoglobina. În plus, în apă, o serie de dispozitive asigură un consum mult mai economic de oxigen decât atunci când se respiră la suprafață.

Prin selecția naturală, apar și se îmbunătățesc adaptări care fac mai ușor să găsești hrană sau un partener pentru reproducere. Organele chimice de simț ale insectelor sunt uimitor de sensibile. Moliile țigănești de sex masculin sunt atrași de mirosul glandei mirositoare a unei femele de la o distanță de 3 kilometri. La unii fluturi, sensibilitatea receptorilor gustativi este de 1000 de ori mai mare decât sensibilitatea receptorilor limbii umane. Prădătorii nocturni, cum ar fi bufnițele, au o vedere excelentă în condiții de lumină scăzută. Unii șerpi au abilități bine dezvoltate de termolocare. Ei disting obiectele la distanță dacă diferența lor de temperatură este de numai 0,2 °C. Multe animale sunt perfect orientate în spațiu folosind ecolocația ( liliecii, bufnițe, delfini).

Adaptările biochimice asigură cursul optim al reacțiilor biochimice în celulă, de exemplu, ordonarea catalizei enzimatice, legarea specifică a gazelor de către pigmenții respiratori, sinteza substanțelor necesare în anumite condiții etc.

Adaptările etologice reprezintă toate răspunsurile comportamentale care vizează supraviețuirea indivizilor și, prin urmare, a speciei în ansamblu. Astfel de reacții sunt:

Comportament în căutarea hranei și a unui partener sexual,

Împerechere,

Hrănirea urmașilor

Evitarea pericolului și protejarea vieții în cazul unei amenințări,

Posturi agresive și amenințătoare,

Bunătate și multe altele.

Unele reacții comportamentale sunt moștenite (instincte), altele sunt dobândite pe parcursul vieții (reflexe condiționate). U diverse organisme raportul dintre comportamentul reflex instinctiv și cel condiționat nu este același. De exemplu, la nevertebrate și cordate inferioare predomină comportamentul instinctiv, iar în mamifere superioare(primate, carnivore) - reflex condiționat. Cel mai inalt nivel adaptabilitate comportamentală, bazată pe mecanismele superioare activitate nervoasa, disponibil la om.

Deosebit de importante sunt adaptările care protejează descendenții de inamici.

Grija pentru urmași se poate manifesta în forme diferite. Mulți pești păzesc ouăle depuse între pietre, alungând activ și mușcând potențialii inamici care se apropie. Gobii Azov și Caspic depun ouă în gropi săpate în fund și apoi le păzesc pe tot parcursul dezvoltării lor. Spiriculul mascul își construiește un cuib cu o ieșire și o intrare. Unii somn americani își lipesc ouăle de burtă și le poartă pe ei pe tot parcursul dezvoltării lor. Mulți pești cloc ouă în gură sau chiar în stomac. În acest timp, părintele nu mănâncă nimic. Alevinii eclozati stau aproape de femela (sau mascul, in functie de specie) o vreme si, cand sunt in pericol, se ascund in gura parintelui. Există specii de broaște în care ouăle se dezvoltă într-o pungă specială pentru puiet pe spate sau în sacii vocali ai masculului.

Cea mai mare siguranță a puilor se realizează, evident, în acele cazuri când embrionii se dezvoltă în corpul mamei. Fecunditatea în aceste cazuri scade, dar aceasta este compensată de o creștere a ratei de supraviețuire a tinerilor.

La artropode și vertebrate inferioare, larvele rezultate duc un stil de viață independent și nu depind de părinții lor. Dar, în unele cazuri, îngrijirea părintească pentru urmașii lor se manifestă sub forma de a le oferi hrană. Celebrul naturalist francez J.A. Fabre a fost primul care a descris acest comportament la viespi solitare. Viespii atacă gândacii, păianjenii, greierii, mantisele și omizile diverșilor fluturi, îi imobilizează prin înțepătura lor direct în nodurile nervoase și depun ouă pe ele. Larvele de viespi care eclozează sunt furnizate cu hrană: se hrănesc cu țesuturile unei victime vii, cresc și apoi se pupă.

Exemplele descrise de îngrijire pentru descendenți la artropode și vertebrate inferioare apar la un număr foarte mic de specii. În cele mai multe cazuri, ouăle fertilizate sunt abandonate soartei lor. Aceasta explică fertilitatea foarte mare a nevertebratelor și a vertebratelor inferioare. Un număr mare de descendenți în condiții de exterminare ridicată a puietului servește ca mijloc de luptă pentru existența speciei.

Forme mult mai complexe și mai diverse de îngrijire a descendenților sunt observate la vertebratele superioare. Instincte complexe și capacitatea de a antrenament individual le permită în mod semnificativ mare succes creste urmasi. Astfel, păsările depun ouă fertilizate în structuri speciale - cuiburi, și nu doar în mediul extern, așa cum fac toate speciile din clasele inferioare. Ouăle se dezvoltă sub influența căldurii transmise de corpul părinților și nu depind de accidentele vremii. Părinții protejează cuibul de dușmani într-un fel sau altul. Puii eclozați nu sunt lăsați să se descurce singuri, dar perioadă lungă de timp hrăniți-i și protejați-i. Toate acestea măresc dramatic eficiența reproducerii la păsări.

De cel mai înalt grad dezvoltarea ajunge la forme de comportament la mamifere. Acest lucru se manifestă și în raport cu puii. Animalele nu numai că își hrănesc urmașii, ci îi învață și cum să prindă prada. Chiar și Charles Darwin a remarcat că animalele de pradă își învață puii să evite pericolele, inclusiv vânătorii.

Astfel, indivizii cu forme mai avansate de îngrijire a urmașilor supraviețuiesc în număr mai mare și transmit aceste trăsături mai departe prin moștenire.

Adaptările speciilor sunt descoperite la analiza unui grup de indivizi din aceeași specie; ele sunt foarte diverse în manifestarea lor. Principalele sunt diverse congruențe, nivelul de mutabilitate, polimorfismul intraspecific, nivelul abundenței și densitatea optimă a populației.

Congruenţele reprezintă toate morfofiziologice şi caracteristici comportamentale, care contribuie la existența speciei ca sistem integral. Congruențele reproductive asigură reproducerea. Unele dintre ele sunt direct legate de reproducere (corespondența organelor genitale, adaptări la hrănire etc.), în timp ce altele sunt doar indirecte (diverse Semnele indicative: vizual - tinuta de nunta, comportament ritual; sunet - cântecul păsărilor, vuietul unui cerb mascul în timpul rutei etc.; chimice - diverși atractanți, de exemplu, feromoni de insecte, secreții de la artiodactili, pisici, câini etc.).

Congruențele includ toate formele de cooperare intraspecifică - constituțională, trofică și reproductivă. Cooperarea constituțională se exprimă în acțiunile coordonate ale organismelor în condiții nefavorabile, care cresc șansele de supraviețuire. Iarna, albinele se adună într-o minge, iar căldura pe care o generează este cheltuită pentru încălzirea articulațiilor. În același timp, cel mai mult căldură vor fi în centrul mingii și indivizii de la periferie (unde este mai frig) se vor strădui în mod constant acolo. Astfel, există o mișcare constantă a insectelor și a acestora cu efort comun va supraviețui iarna în siguranță. De asemenea, pinguinii se grupează într-un grup apropiat în timpul incubației, oile pe vreme rece etc.

Cooperarea trofică constă în unirea organismelor în scopul obținerii de hrană. Activitate de cooperareîn această direcţie face procesul mai productiv. De exemplu, o haită de lupi vânează mult mai eficient decât un individ. În același timp, la multe specii există o împărțire a responsabilităților - unii indivizi separă victima aleasă de turma principală și o conduc în ambuscadă, unde se ascund rudele lor etc. La plante, o astfel de cooperare este exprimată prin umbrirea comună a solul, care ajută la reținerea umidității în el.

Cooperarea reproductivă crește succesul reproductiv și promovează supraviețuirea descendenților. La multe păsări, indivizii se adună pe terenuri de lekking, iar în astfel de condiții este mai ușor să găsești un potențial partener. Același lucru se întâmplă și în zonele de depunere a icrelor, coloniile de pinipede etc. Probabilitatea de polenizare a plantelor crește atunci când cresc în grupuri, iar distanța dintre indivizi este mică.

Mutabilitatea – reprezintă frecvența mutațiilor pe unitatea de timp (număr de generații) și pe genă. Fiecare tip are propria sa frecvență, care este determinată de nivelul de stabilitate material genetic si rezistenta la mutageni. Mutațiile fac populațiile heteromorfe și oferă material pentru selecție. Atât mutabilitatea excesiv de ridicată, cât și cea insuficientă sunt periculoase pentru specie. În primul caz, există o amenințare la adresa integrității speciei, iar în al doilea, selecția este imposibilă.

Polimorfismul intraspecific determină combinația unică de alele la diferiți indivizi. Cauza polimorfismului este reproducerea sexuală, care oferă variabilitate combinativă și mutații care schimbă substratul eredității. Menținerea polimorfismului intraspecific asigură stabilitatea speciei și garantează existența acesteia în conditii diferite mediu inconjurator.

Nivelul populației determină valorile extreme ale numărului de indivizi ai unei specii. O scădere a numărului sub un nivel de prag duce la moartea speciei. Acest lucru se datorează imposibilității întâlnirii cu parteneri, perturbării adaptării intraspecifice etc. O creștere excesivă a numărului este, de asemenea, dăunătoare, deoarece subminează baza alimentara, contribuie la acumularea de indivizi bolnavi și slăbiți în populație, la unii acest lucru duce la dezvoltarea stresului.

Densitatea optimă a populației arată caracteristicile specifice ale coexistenței indivizilor pentru fiecare specie. Multe organisme preferă o singură imagine viață și se întâlnesc doar pentru a se împerechea. Așa se comportă, de exemplu, tigrii, leoparzii, elefanții masculi etc.. Alții au un instinct puternic de colectivitate, așa că au nevoie de un număr mare. De exemplu, cele mai numeroase grupuri dintre vertebrate au fost formate din porumbei pasageri americani, ale căror stoluri numărau miliarde (!) de indivizi. După ce numărul lor a fost subminat de oameni, porumbeii pasageri au încetat să se mai reproducă și specia a dispărut.

Utilitatea relativă a dispozitivelor (adaptări)

Prezența diverselor adaptări la condițiile de viață, adesea extreme, este baza care permite speciilor să ocupe habitatele cele mai greu accesibile și neașteptate. Viața este omniprezentă, de la latitudinile înalte ale Arcticii, unde trăiesc urșii polari, până la circuitele de răcire ale reactoarelor nucleare, unde trăiesc anumite tipuri de microorganisme; de la vârfurile muntoase unde se găsesc lichenii, până la adâncurile oceanului unde trăiesc peștii și alte animale. Fiecare organism are multe adaptări diferite, dar reprezintă totuși un singur întreg. În consecință, reprezentanții oricărei specii coordonează și interacționează adaptările astfel încât fitnessul organismelor să fie maximă.

Nicio adaptare nu este absolut perfectă. Unii dintre ei își ating limita, de exemplu, ochiul uman este capabil să perceapă fotonii individuali (dacă sunt îndeplinite toate condițiile, puteți vedea o flacără de lumânare la o distanță de doi km!), dar în viață obișnuită această posibilitate nu poate fi realizată, deoarece praful atmosferic și alte surse de lumină interferează, iar o persoană nu are o astfel de nevoie. În consecință, astfel de adaptări (se numesc absolute) nu sunt utilizate pe deplin. Cu toate acestea, majoritatea adaptărilor nu ating valoarea lor limită (adaptări relative).

Adaptările nu sunt universale - fiecare dintre ele facilitează îndeplinirea doar a unei anumite funcții. De exemplu, aripile lungi ale vitezului, care îi permit să zboare rapid, fac dificilă decolarea de pe o suprafață plană. Există păsări care mănâncă viespi și albine, precum și muște care le imită. Creștere constantă Incisivii rozătoarelor fac posibilă roadarea obiectelor foarte dure, dar dacă nu sunt măcinate, cresc astfel încât animalul să nu-și închidă gura. Prin urmare, orice trăsătură adaptativă se dovedește a fi adecvată doar într-un anumit mediu. Odată cu o schimbare bruscă a condițiilor de viață, trăsăturile prea dezvoltate se pot dovedi a fi nepotrivite și pot provoca daune organismului. Prin urmare, după dezastrele globale de mediu, speciile foarte specializate mor predominant (de exemplu, dinozaurii din perioada Cretacică a erei paleozoice). Același lucru se întâmplă sub influența negativă a factorilor biotici, de exemplu, un cerb de turbă uriaș a fost complet distrus de prădători din cauza coarnelor sale uriașe, ceea ce a făcut-o inactiv.

Trebuie amintit că toate adaptările, oricât de perfecte ar fi, sunt relative. Faptul este că selecția naturală este rezultatul experienței și al unei reproduceri mai eficiente în acest loc si in timp dat. Aceasta înseamnă că selecția naturală este specifică, adică asigură dezvoltarea adaptărilor la cele existente și nu la toate. conditii posibile mediu inconjurator. Este clar că dezvoltarea capacității de a zbura nu se combină foarte bine cu capacitatea de a alerga rapid. Prin urmare, păsările cu cele mai bune abilități la zbor, alergători răi. Dimpotrivă, struții, care nu pot zbura, aleargă perfect. Adaptarea la anumite condiții poate fi inutilă sau chiar dăunătoare atunci când apar condiții noi. Cu toate acestea, condițiile de viață se schimbă constant și uneori foarte dramatic. În aceste cazuri, adaptările acumulate anterior pot îngreuna formarea altora noi, ceea ce poate duce la dispariția unor grupuri mari de organisme, așa cum s-a întâmplat cu mai bine de 60-70 de milioane de ani în urmă cu dinozaurii cândva foarte numeroși și diverși.

În timp ce admirăm adaptarea speciilor la condițiile de viață, ajungem adesea la concluzia incorectă că fiecare caracteristică a structurii și funcționării unui organism are o semnificație adaptativă semnificativă. În realitate nu este cazul. Unul dintre motivele pentru aceasta este integritatea organismului și acțiunea pleiotropă a genelor. Lăsați organismele cu un sistem enzimatic care asigură detoxifierea substanțelor toxice din mediu să câștige un avantaj în aceste condiții prin transformarea lor într-un pigment insolubil. Adaptabilitatea organismelor la condițiile de mediu va crește, dar schimbarea culorii poate să nu aibă nimic de-a face cu asta. Deși în alte condiții, așa cum se vede în exemplul melanismului industrial, culoarea fluturilor este de o importanță fundamentală pentru supraviețuirea speciei.

Luați în considerare un alt exemplu: rinocerii din Asia de Sud-Est au un corn, în timp ce rudele lor africane au două. Nu există niciun motiv să credem că această diferență morfologică la rinoceri este de o importanță fundamentală pentru adaptarea unora în Asia și a altora în Africa. Cel mai probabil, acesta este un „produs secundar” rezultat al selecției naturale a două sisteme genetice inițial diferite. Se pune întrebarea: înseamnă asta că în evoluția ulterioară este ușor pentru o specie să se „despartă” de o trăsătură care nu are o semnificație adaptivă directă? În mod ciudat, acest lucru pare a fi dificil de făcut. Putem folosi o analogie. Culoarea unei cărămizi de la bază contează mult pentru o clădire? Se pare că nu, dar îndepărtarea unei astfel de cărămizi nu este ușoară. Să ne întoarcem la experimentul cu Drosophila - de-a lungul mai multor generații, a fost efectuată selecția pentru a schimba numărul de peri de pe suprafața ventrală a celui de-al patrulea și al cincilea segment. În linia inițială, numărul de peri a fost în medie de 36. Încercările de a selecta muște cu mai puțini peri nu au avut succes - astfel de indivizi au murit sau s-au dovedit a fi sterili. Selecția pentru creșterea numărului de peri s-a dovedit a fi mai de succes - în 20 de generații a fost posibil să crească numărul de peri la 56, cu toate acestea, ca urmare a unei astfel de selecții, sterilitatea a început să se manifeste puternic și după ce selecția a încetat, numărul de peri în 1-2 generații a devenit aproape egal cu originalul - 39. Una dintre concluziile importante, care ar trebui făcută este că există multe trăsături care nu au o semnificație adaptativă prea mare, aspectul lor este în mare măsură aleatoriu, dar ele sunt strâns legate de, sistem unificat fenotipul organismului.

Până la 4–5 ani - în funcție de caracteristicile vizitatorilor și migranților și de caracteristicile culturii proprii și străine. 3. Factorii care influențează procesul de adaptare la un nou mediu cultural Gradul de severitate a șocului cultural și durata adaptării interculturale sunt determinate de mulți factori, care pot fi împărțiți în individual și grup. Factorii de primul tip includ: 1. ...

... „are nu mai puțin de un nivel mediu de competențe, ceea ce face ca poziția sa în rândul colegilor săi să fie stabilă. 2. Abordări ale studiului adaptării profesionale Utilizare abordări diferite la studiul adaptării – interdisciplinar, structural, procesual – ne permite să evidențiem principalele proprietăți ale acestei probleme. Abordarea procesuala. Managementul adaptării muncii la o întreprindere poate fi reprezentat...

... (relaxare) iar bătăile inimii sunt normalizate. Râsul este atât de puternic în semnificația sa funcțională, încât Fry l-a numit chiar „jogging staționar”. 2. Stresul ca factor de adaptare a organismului la mediu. Adaptarea este un proces dinamic datorită căruia sistemele mobile ale organismelor vii, în ciuda variabilității condițiilor, mențin stabilitatea necesară existenței, ...