Поведенчески адаптации - това са особеностите на поведението, развити в процеса на еволюция, позволяващи да се адаптира и оцелее в специфичните условия на околната среда.
Типичен пример- зимен сън в мечка.
Също така примерите са 1) създаване на укрития, 2) движение с цел избор на оптични температурни условия, особено в условия на екстремни t. 3) процесът на проследяване и преследване на плячка от хищници и от плячка - в защитни реакции (например скриване).
Обикновен за животни начин за адаптиране към неблагоприятни периоди- миграция (Сайгите ежегодно заминават за зимата в южните полупустини с малко сняг, където зимните треви са по-хранителни и достъпни поради сухия климат.
Примери за: 4) поведение при търсене на храна и сексуален партньор, 5) чифтосване, 6) хранене на потомство, 7) избягване на опасност и защита на живота в случай на заплаха, 8) агресия и заплашителни пози, 9) грижа за потомството, което увеличава вероятност за оцеляване на малките, 10) групиране, 11) имитация на нараняване или смърт в случай на заплаха от нападение.
21. Жизнени форми, в резултат на приспособяването на организмите към действието на комплекс от екологични ф-дов.Класификация на жизнените форми на растенията според К. Раункиер, И. Г. Серебряков, животни според Д. Н. Кашкаров.
Терминът "форма на живот" е въведен през 80-те години от Е. Уорминг. Той разбирал под форма на живот „формата, в която вегетативното тяло на растението (индивида) е в хармония с външната среда през целия му живот, от люлката до ковчега, от семето до изсъхването“. Това е много дълбоко определение.
Формите на живот като видове адаптивни структури демонстрират: 1) разнообразие от начини за адаптиране на различни растителни видове дори към едни и същи условия,
2) възможността за сходство на тези пътища в напълно несвързани растения, принадлежащи към различни видове, родове, семейства.
-> Класификацията на формите на живот се основава на структурата на вегетативните органи и отразява II и конвергентните пътища на екологична еволюция.
Според Raunkier:прилага своята система, за да открие връзката между формите на живот на растенията и климата.
Той отдели важна особеност, адаптирането на растенията към прехвърлянето на неблагоприятни сезони - студени или сухи.
Тази особеност е позицията на обновяващите се пъпки върху растението спрямо нивото на субстрата и снежната покривка. Raunkier приписва това на защитата на бъбреците в неблагоприятни периоди от годината.
1)фанерофити- пъпките зимуват или издържат сухия период "на открито", високо над земята (дървета, храсти, дървесни лиани, епифити).
-> обикновено са защитени със специални бъбречни люспи, които имат редица приспособления за запазване на конуса на растеж и младите листни зачатъци, затворени в тях от загуба на влага.
2)хамфити- пъпките са разположени почти на нивото на почвата или не по-високо от 20-30 см над нея (храсти-джуджета, полухрасти, пълзящи растения). В студен и мъртъв климат тези пъпки много често получават допълнителна защита през зимата, в допълнение към собствените си бъбречни люспи: те зимуват под снега.
3)криптофити- 1) геофити - пъпките са в земята на определена дълбочина (те се подразделят на коренища, грудкови, луковични),
2) хидрофити - пъпките зимуват под вода.
4)хемикриптофити- обикновено тревисти растения; техните възобновяващи пъпки са разположени на нивото на почвата или са потопени много плитко, в постелята, образувана от листна постеля - още едно допълнително "покритие" за пъпките. Сред хемикриптофитите, Raunkier разграничава „ хиротогеякриптофити„С удължени издънки, ежегодно умиращи до основата, където се намират пъпките на обновяването, и розеткови хемикриптофити, при което съкратените леторасти могат да зимуват на нивото на почвата като цяло.
5)терофити- специална група; това са едногодишни, при които всички вегетативни части отмират до края на сезона и не остават зимуващи пъпки - тези растения се подновяват за следващата година от семена, които презимуват или преживяват сух период на почвата или в почвата.
Според Серебряков:
След като използва и обобщи класификациите, предложени по различно време, той предложи да се нарече форма на живот един вид хабитус - (форма на характера, появата на оргмата) на групата растения, която възниква в резултат на растеж и развитие в определението на conv-x - като адаптивност на израз към тези условия.
Основата на неговата класификация е признак за продължителността на живота на цялото растение и неговите скелетни оси.
А. Дървесни растения
1.Дърветата
2.Храсти
3.Храсти
Б. Полудървесни растения
1.Полухрасти
2.Полухрасти
Б. Смлени треви
1.Поликарпични билки (многогодишни билки, цъфтят многократно)
2.Монокарпични билки (живеят няколко години, цъфтят веднъж и умират)
D. Водни билки
1 земноводни билки
2 плаващи и подводни треви
Формата на живот на дървото се оказва адаптирана към благоприятни условия за растеж.
V тропически гори- повечето дървесни видове (до 88% в района на Амазонка в Бразилия) и в тундрата и планинитеняма истински дървета. В района на тайговите горидърветата са представени само от няколко вида. Не повече от 10-12% от общия брой видове са дървета и във флората на умерената горска зона на Европа.
Според Кашкаров:
I. Плаващи форми.
1. Чисто вода: а) нектон; б) планктон; в) бентос.
2. Полуводни:
а) гмуркане; б) не се гмурка; в) само тези, които извличат храна от водата.
II. Заравящи се форми.
1.Абсолютни копачи (които прекарват целия си живот под земята).
2. Относителни земни копачи (излизащи на повърхността).
III. Наземни форми.
1. Тези, които не правят дупки: а) бегачи; б) скачане; в) пълзене.
2. Правене на дупки: а) бягане; б) скачане; в) пълзене.
3. Животни от скалите.
IV. Дървесни катерещи форми.
1. Не слизайте от дърветата.
2. Само катерене по дървета.
V. Въздушни форми.
1. Търсене на храна във въздуха.
2. Търсене на храна от въздуха.
Във външния вид на птиците в значителна степен се проявява ограничеността им към видовете местообитания и естеството на движението им при получаване на храна.
1) дървесна растителност;
2) открити площи;
3) блата и плитчини;
4) водни пространства.
Във всяка от тези групи се разграничават специфични форми:
а) добавяне на храна чрез катерене (гълъби, папагали, кълвачи, врабчета)
б) търсещи храна в полет (дългокрили, в горите - сови, кошари, над водата - тръбоноси);
в) хранене при движение по земята (на открити пространства - жерави, щрауси; гора - повечето пилета; в блата и плитчини - някои врабчета, фламинго);
г) тези, които търсят храна чрез плуване и гмуркане (луни, копеподи, гъски, пингвини).
22. Основни жизнени среди и техните характеристики: почва-въздух и вода.
Земята-въздух- повечето животни и растения живеят.
Има 7 основни абиотични фактора:
1.Ниска плътност на въздухазатруднява поддържането на формата на тялото и провокира образа на опорната система.
ПРИМЕР: 1. Водните растения нямат механични тъкани: те се появяват само в сухоземни форми. 2. Животните задължително имат скелет: хидроскелет (при кръглите червеи), или външен скелет (при насекомите), или вътрешен скелет (при бозайниците).
Ниската плътност на околната среда улеснява движението на животните. Много сухоземни видове са способни да летят(птици и насекоми, но има и бозайници, земноводни и влечуги). Полетът е свързан с търсене на плячка или преселване. Жителите на земята се разпространяват само на Земята, която им служи като опора и място за привързаност. Поради активен полет в такива организми модифицирани предни крайниции гръдните мускули са развити.
2) Подвижност на въздушните маси
* осигурява съществуването на въздушен планктон. Включва прашец, семена и плодове на растения, дребни насекоми и паякообразни, спори на гъбички, бактерии и низши растения.
Тази екологична група от организации се е адаптирала поради голямото съотношение на крила, израстъци, паяжини или поради много малки размери.
* метод на опрашване на растенията чрез вятър - анемофилия- хар-н за брези, ели, борове, коприва, зърнени храни и острици.
* утаяване с помощта на вятъра: топола, бреза, ясен, липа, глухарче и др. Семената на тези растения имат парашути (глухарчета) или крила (клен).
3) Ниско налягане, норма = 760 мм. Спадовете на налягането, средно с водните местообитания, са много малки; по този начин при h = 5800 m това е само половината от нормалната му стойност.
=> почти всички жители на земята са чувствителни към силни спадове на налягането, тоест са стенобионтивъв връзка с този фактор.
Горната граница на живот за повечето гръбначни животни е 6000 m, т.к налягането пада с височината, което означава, че разтворимостта на o в кръвта намалява. За да се поддържа постоянна концентрация на O 2 в кръвта, честотата на дишане трябва да се увеличи. Ние обаче издишваме не само CO2, но и водна пара, следователно честото дишане неизменно трябва да доведе до дехидратация на тялото. Тази проста зависимост не е характерна само за редки видове организми: птици и някои безгръбначни, кърлежи, паяци и опашки.
4) Състав на газаима високо съдържание на O 2: то е повече от 20 пъти по-високо, отколкото във водната среда. Това позволява на животните да имат много висока скорост на метаболизъм. Следователно може да има само на сушата хомеотерм- способността да се поддържа постоянно t на тялото поради вътрешна енергия. Благодарение на хомотермността, птиците и бозайниците могат да останат жизненоважни в най-суровите условия
5) Почва и релефса много важни преди всичко за растенията.За животните структурата на почвата е по-важна от нейния химичен състав.
* За копитни животни, извършващи дългосрочни миграции върху гъста почва, адаптацията е намаляване на броя на пръстите на краката и => намаляване на S на опората.
* За обитателите на насипни пясъци се наблюдава увеличение на S на опората (велоперист гекон).
* Плътността на почвата е важна и за ровещите се животни: прерийни кучета, мармоти, песчанки и други; някои от тях развиват копаещи крайници.
6) Значителен недостиг на водана сушата провокира развитието на разнообразни адаптации насочени за пестене на вода в тялото:
Развитие на дихателни органи, способни да абсорбират O 2 от въздушната среда на обвивката (бели дробове, трахея, белодробни торбички)
Разработване на водоустойчиви капаци
Мярката ще освободи системи и метаболитни продукти (урея и пикочна киселина)
Вътрешно торене.
Освен че осигуряват вода, валежите играят и екологична роля.
* Стойността на сняг намалява колебанията в t до дълбочина от 25 см. Дълбокият сняг предпазва пъпките на растенията. За рябите, лешниците и тундровите яребици снежните преспи са място за нощувка, тоест при 20–30 o измръзване на дълбочина 40 см остава ~ 0 ° С.
7) Температурни условияпо-летлив от водния. -> много жители на суши еврибионтикъм този f-py, тоест те са в състояние да съществуват в широк диапазон от t и да демонстрират много различни начини на терморегулация.
Много видове животни, които живеят в райони, където зимите са снежни, линеят през есента, променяйки цвета на козината или перата си на бял. Възможно е подобно сезонно линеене на птици и животни да е и адаптация - камуфлажно оцветяване, което е характерно за бял заек, невестулка, арктическа лисица, тундрова яребица и др. Не всички бели животни обаче променят цвета си сезонно, което ни напомня за несигурността и невъзможността всички свойства на организма да се разглеждат като полезни или вредни.
Вода... Водата покрива 71% от югоизточната част на Земята или 1370 m3. Основната маса на водата - в моретата и океаните - 94-98%, полярният лед съдържа около 1,2% вода и много малък дял - по-малко от 0,5%, в сладките води на реки, езера и блата.
Водната среда е дом на около 150 000 вида животни и 10 000 растения, което е само 7 и 8% от общия брой видове на Земята. Така че на сушата еволюцията е била много по-интензивна, отколкото във водата.
В моретата-океани, както и в планините, тя е изразена вертикално зониране.
Всички обитатели на водната среда могат да бъдат разделени на три групи.
1) Планктон- безброй гроздове от малки организми, които не могат да се движат самостоятелно и се пренасят от течения в основния слой морска вода.
Състои се от растителни и живи организми - копеподи, яйца и ларви на риби и главоноги, + едноклетъчни водорасли.
2) Нектон- голям брой организации, свободно плаващи в дебелината на океаните. Най-големите от тях са сините китове и гигантската акула, които се хранят с планктон. Но сред обитателите на водния стълб има и опасни хищници.
3) Бентос- обитатели на дъното. Някои дълбоководни обитатели са лишени от зрителни органи, но повечето могат да виждат при слаба светлина. Много жители водят привързан начин на живот.
Адаптиране на водните организми към висока плътност на водата:
Водата има висока плътност (800 пъти > плътност на въздуха) и вискозитет.
1) Растенията имат много малко или никакви механични тъкани- те се поддържат от самата вода. Повечето са плаващи. Хар-но активно вегетативно размножаване, развитие на хидрохория - отстраняване на дръжките над водата и разпространение на цветен прашец, семена и спори чрез повърхностни течения.
2) Тялото е опростено и намазано със слуз, което намалява триенето при движение.Разработени са адаптации за повишаване на плаваемостта: натрупване на мазнини в тъканите, плувен мехур при рибите.
При пасивно плуващи животни - израстъци, шипове, придатъци; тялото се сплесква, настъпва намаляване на скелетните органи.
Различни начини за придвижване:огъване на тялото, с помощта на флагели, реснички, реактивен начин на движение (главни мекотели).
При бентосните животни скелетът изчезва или е слабо развит, размерът на тялото се увеличава, намаляването на зрението, развитието на тактилните органи са често срещани.
Адаптиране на водните организми към подвижността на водата:
Мобилността се причинява от приливи и отливи, морски течения, бури, различни нива на надморска височина на речните канали.
1) В течащи води растенията и животните са здраво прикрепени към неподвижни подводни обекти... Долната повърхност за тях е предимно субстрат. Това са зелени и диатомеи, водни мъхове. От животни - коремоноги, раковини + се крият в пукнатини.
2) Различни форми на тялото.При рибите от водните проходи тялото е кръгло в диаметър, а при рибите, тапицирани на дъното, тялото е плоско.
Адаптиране на водните организми към солеността на водата:
Естествените резервоари се характеризират с определен химичен състав. (карбонати, сулфати, хлориди). В сладководни водоеми концентрацията на соли не е> 0,5 g /, в моретата - от 12 до 35 g / l (ppm). Със соленост над 40 ppm резервоарът се нарича g хипершалинили пресолена.
1) * В прясна вода (хипотонична среда) процесите на осморегулация са добре изразени. Водните организми са принудени непрекъснато да отстраняват проникващата в тях вода, те хомойосмотичен.
* В солена вода (изотонична среда) концентрацията на соли в телата и тъканите на водните организми е същата като концентрацията на солите, разтворени във вода - те пойкилосмотичен... -> обитателите на солените водни басейни не са развили осморегулаторни функции и не могат да населяват сладководни водоеми.
2) Водните растения са в състояние да абсорбират вода и хранителни вещества от водата - "бульон", цялата повърхност, поради което листата им са силно разчленени и проводящите тъкани и корените са слабо развити. Корените се използват за закрепване към подводния субстрат.
Типично морски и типично сладководни видове - стенохалин,не понасят значението на промените в солеността на водата. Еврихалинни видовеМалко. Разпространени са в солените води (щука, платика, кефал, крайбрежна сьомга).
Адаптиране на водните организми към състава на газовете във водата:
Във водата O 2 е най-важният фактор на околната среда. Неговият източник са атм-ра и фотосинтезиращи растения.
При разбъркване на водата и с намаляване на t съдържанието на O 2 се увеличава. * Някои риби са много чувствителни към недостиг на O 2 (пъстърва, миньон, липан) и затова предпочитат студените планински реки и потоци.
* Други риби (караси, шаран, хлебарка) са непретенциозни към съдържанието на O 2 и могат да живеят на дъното на дълбоки водоеми.
* Много водни насекоми, ларви на комари и белодробни мекотели също са толерантни към съдържанието на O 2 във водата, тъй като от време на време се издигат до главата и поглъщат чист въздух.
Във водата има достатъчно въглероден диоксид - почти 700 пъти> отколкото във въздуха. Използва се при фотосинтезата на растенията и се използва за образуване на варовикови скелетни образувания на животни (черупки на мекотели).
Живите организми са адаптирани към условията на околната среда, в които техните предци са живели дълго време. Адаптациите към условията на околната среда се наричат още адаптации. Те възникват по време на еволюцията на популацията, образувайки нов подвид, вид, род и пр. В популацията се натрупват различни генотипове, проявяващи се в различни фенотипове. Тези фенотипове, които най-добре отговарят на условията на околната среда, са по-склонни да оцелеят и да оставят потомство. Така цялата популация е „наситена” с адаптации, полезни за даденото местообитание.
Адаптациите са различни по своите форми (видове). Те могат да повлияят на структурата на тялото, поведението, външния вид, биохимията на клетките и т. н. Има следните форми на адаптации.
Адаптации на структурата на тялото (морфологични адаптации)... Те са значими (на ниво разреди, класове и др.) и малки (на ниво видове). Примери за първото са появата на вълна при бозайниците, способността за летене при птиците и белите дробове при земноводните. Пример за малки адаптации е различната структура на човката при близки видове птици, които се хранят по различни начини.
Физиологични адаптации.Това е преструктуриране на метаболизма. Всеки вид, адаптиран към условията на живот, има свои собствени характеристики на метаболизма. Така че някои видове ядат много (например птици), тъй като метаболизмът им е доста бърз (птиците се нуждаят от много енергия, за да летят). Някои видове може да не пият дълго време (камили). Морските животни могат да пият морска вода, докато сладководни и сухоземни животни не могат.
Биохимични адаптации.Това е специална структура от протеини, мазнини, които дават на организмите възможност да живеят при определени условия. Например при ниски температури. Или способността на организмите да произвеждат отрови, токсини, миризливи вещества за защита.
Защитно оцветяване.В процеса на еволюция много животни придобиват телесен цвят, който ги прави по-малко забележими на фона на трева, дървета, почва, тоест там, където живеят. Това позволява на някои да се предпазят от хищници, на други - да се промъкнат и да атакуват незабелязано. Младите бозайници и пилетата често имат защитно оцветяване. Докато възрастните може вече да нямат защитно оцветяване.
Предупредително (застрашаващо) оцветяване... Този цвят е ярък и запомнящ се. Характерно за жилещи и отровни насекоми. Например, птиците не ядат оси. След като го опитат веднъж, те ще запомнят характерния цвят на осата до края на живота си.
Мимикрия- външна прилика с отровни или жилещи видове, опасни животни. Позволява ви да избегнете изяждане от хищници, които „мислят“, че са опасен вид. Така че мухите на ветровика приличат на пчели, някои неотровни змии върху отровни, на крилете на пеперудите може да има шарки, подобни на очите на хищници.
Маскиране- сходството на формата на тялото на организъм с обект от нежива природа. Тук възниква не само покровителствено оцветяване, но и самият организъм по своята форма прилича на обект от нежива природа. Например, клон, лист. Камуфлажът е характерен предимно за насекоми.
Поведенчески адаптации... Всеки вид животно развива специален тип поведение, което му позволява да се адаптира най-добре към специфичните условия на местообитание. Това е съхранение на храна, грижа за потомството, поведение при чифтосване, хибернация, скриване преди атака, миграция и т.н.
Често различните адаптации са взаимосвързани. Например, защитно оцветяване може да се комбинира със замръзване на животно (с поведенческа адаптация) в момента на опасност. Също така много морфологични адаптации се дължат на физиологични.
В процеса на еволюция, в резултат на естествения подбор и борбата за съществуване, възникват адаптации (адаптации) на организмите към определени условия на живот. Самата еволюция е по същество непрекъснат процес на формиране на адаптации, протичащ по следната схема: интензивност на възпроизвеждане -> борба за съществуване -> селективна смърт -> естествен подбор -> годност.
Адаптациите засягат различни аспекти от жизнените процеси на организмите и следователно могат да бъдат няколко вида.
Морфологични адаптации
Те са свързани с промени в структурата на тялото. Например появата на мембрани между пръстите на краката при водолюбиви птици (земноводни, птици и др.), гъста козина при северните бозайници, дълги крака и дълъг врат при блатни птици, гъвкаво тяло при ровещи се хищници (например при невестулка) и др. При топлокръвните животни при движение на север се забелязва увеличаване на средния размер на тялото (правилото на Бергман), което намалява относителната повърхност и топлопреминаването. При бентосните риби се образува плоско тяло (лъчи, писия и др.). Растенията в северните географски ширини и районите с голяма надморска височина често имат пълзящи и подобни на възглавници форми, които са по-малко повредени от силни ветрове и се затоплят по-добре от слънцето в подпочвения слой.
Защитно оцветяване
Защитното оцветяване е много важно за животински видове, които нямат ефективни средства за защита от хищници. Благодарение на нея животните стават по-малко видими на земята. Например женските птици, които люпят яйца, са почти неразличими от фона на района. Яйцата на птиците също са оцветени в цвета на терена. Дънните риби, повечето насекоми и много други видове животни имат защитно оцветяване. На север е по-често срещано бяло или светло оцветяване, което помага за камуфлажиране в снега (полярни мечки, снежни сови, арктически лисици, бебета перконоги - тюлени и др.). Редица животни развиват оцветяване, образувано от редуващи се светли и тъмни ивици или петна, което ги прави по-малко забележими в храсти и гъсти гъсталаци (тигри, млади диви свине, зебри, елени и др.). Някои животни са способни много бързо да променят цвета си в зависимост от условията (хамелеони, октоподи, писия и др.).
Маскиране
Същността на камуфлажа е, че формата на тялото и неговият цвят правят животните да изглеждат като листа, клонки, клони, кора или тръни на растения. Често се среща при насекоми, които живеят върху растения.
Предупреждаващо или застрашаващо оцветяване
Някои видове насекоми с отровни или миризливи жлези имат ярък предупредителен цвят. Следователно хищниците, след като се сблъскат с тях, помнят този цвят за дълго време и вече не атакуват такива насекоми (например оси, земни пчели, калинки, колорадски бръмбари и редица други).
Мимикрия
Мимикрия е цветът и формата на тялото при безобидни животни, имитиращи техните отровни събратя. Например някои неотровни змии са подобни на отровните. Цикадите и щурците приличат на големи мравки. Някои пеперуди имат големи петна по крилата си, които наподобяват очите на хищници.
Физиологични адаптации
Този тип адаптация е свързана с преструктуриране на метаболизма в организмите. Например появата на топлокръвност и терморегулация при птици и бозайници. В по-простите случаи това е адаптация към определени форми на храна, солния състав на околната среда, високи или ниски температури, влага или сухота на почвата и въздуха и др.
Биохимични адаптации
Поведенчески адаптации
Този тип адаптация е свързана с промяна в поведението при определени условия. Например грижата за потомството води до по-добро оцеляване на младите животни и повишава устойчивостта на техните популации. В периодите на чифтосване много животни образуват отделни семейства, а през зимата се обединяват в стада, което улеснява храненето или защитата им (вълци, много видове птици).
Адаптиране към периодични фактори на околната среда
Това са адаптации към факторите на околната среда, които имат определена периодичност в проявата си. Този тип включва ежедневни редувания на периоди на активност и почивка, състояния на частична или пълна хибернация (опадане на листата, зимна или лятна диапауза на животните и др.), миграции на животни, причинени от сезонни промени и др.
Адаптиране към екстремни условия на живот
Растенията и животните, живеещи в пустини и полярни региони, също придобиват редица специфични адаптации. При кактусите листата са се превърнали в тръни (намаляване на изпарението и защита от изяждане от животни), а стъблото се е превърнало във фотосинтетичен орган и резервоар. Пустинните растения имат дълга коренова система, която им позволява да извличат вода от големи дълбочини. Пустинните гущери могат да се справят без вода, ядат насекоми и получават вода чрез хидролизиране на мазнините си. Освен дебелата козина, северните животни имат и голям запас от подкожна мазнина, която намалява охлаждането на тялото.
Относителният характер на адаптациите
Всички адаптации са целесъобразни само при определени условия, в които са били разработени. Когато тези условия се променят, адаптациите могат да загубят своята стойност или дори да навредят на организмите, които ги имат. Белият цвят на зайците, който ги предпазва добре в снега, става опасен през зимата с малко сняг или силно размразяване.
Относителният характер на адаптациите е добре доказан и от данните на палеонтологията, които показват изчезването на големи групи животни и растения, които не са преживели промяната в условията на живот.
Морфологичните адаптации включват промени във формата или структурата на тялото. Пример за такава адаптация е твърдата черупка, която осигурява защита от хищни животни. Физиологичните адаптации са свързани с химичните процеси в организма. Така че миризмата на цвете може да служи за привличане на насекоми и по този начин да допринесе за опрашването на растението. Поведенческата адаптация е свързана с определен аспект от живота на животното. Типичен пример е зимният сън на мечката. Повечето адаптации са комбинация от тези типове. Например, кръвосмученето при комарите се осигурява от сложна комбинация от такива адаптации като развитието на специализирани части на устния апарат, приспособени за смучене, формиране на поведение при търсене за намиране на животно жертва, както и производството на специални секрети от слюнчените жлези, които предотвратяват коагулацията на изсмуканата кръв.
Всички растения и животни постоянно се адаптират към околната среда. За да се разбере как се случва това, е необходимо да се разгледа не само животното или растението като цяло, но и генетичната основа на адаптацията.
Генетична основа.
Във всеки вид програмата за развитие на черти е заложена в генетичния материал. Материалът и програмата, кодирана в него, се предават от едно поколение на следващо, като остават относително непроменени, поради което представителите на един или друг вид изглеждат и се държат почти еднакво. Въпреки това, в популация от организми от всеки вид винаги има малки промени в генетичния материал и следователно вариации в чертите на отделните индивиди. Именно от тези разнообразни генетични вариации процесът на адаптация избира тези черти или благоприятства развитието на тези черти, които в най-голяма степен увеличават шансовете за оцеляване и по този начин за запазване на генетичния материал. Следователно адаптацията може да се разглежда като процес, чрез който генетичният материал увеличава шансовете си за оцеляване в бъдещите поколения. От тази гледна точка всеки вид представлява успешен начин за запазване на определен генетичен материал.
За да прехвърли генетичен материал, индивид от всеки вид трябва да може да се храни, да оцелее до размножителния сезон, да остави потомство и след това да го разпространи върху възможно най-голямата територия.
Хранене.
Всички растения и животни трябва да получават енергия и различни вещества от околната среда, предимно кислород, вода и неорганични съединения. Почти всички растения използват енергията на Слънцето, трансформирайки я в процеса на фотосинтеза. Животните получават енергията си, като се хранят с растения или други животни.
Всеки вид е приспособен по определен начин да си осигурява храна. Ястребите имат остри нокти за хващане на плячка, а положението на очите им пред главата им позволява да преценят дълбочината на пространството, което е необходимо за лов при летене с висока скорост. Други птици, като чапли, са развили дълги шии и крака. Те получават храна, като внимателно се скитат в плитки води и улавят зеенето на водни животни. Чинките на Дарвин, група от тясно свързани видове птици от островите Галапагос, са класически пример за високоспециализирано адаптиране към различни модели на хранене. Поради някои адаптивни морфологични промени, предимно в структурата на човката, някои видове стават зърноядни, други насекомоядни.
Говорейки за риба, хищници като акули и баракуди имат остри зъби за улавяне на плячка. Други, като малки аншоа и херинга, получават малки хранителни частици чрез филтриране на морска вода през гребеновидни хрилни тичинки.
При бозайниците отличен пример за адаптация към вида на храненето са особеностите на структурата на зъбите. Кучетата и кътниците на леопарди и други котки са изключително остри, което позволява на тези животни да държат и разкъсват тялото на жертвата. При елените, конете, антилопите и други пасищни животни големите кътници имат широки оребрени повърхности, пригодени за дъвчене на трева и други растителни храни.
Различни методи за получаване на хранителни вещества могат да се наблюдават не само при животните, но и в растенията. Много от тях, предимно бобови растения – грах, детелина и други – са развили симбиотично, т.е. взаимноизгодна връзка с бактериите: бактериите превръщат атмосферния азот в химическа форма, достъпна за растенията, а растенията осигуряват енергия на бактериите. Насекомоядни растения като карацения и росичка получават азот от телата на насекомите, уловени чрез улавяне на листата.
Защита.
Околната среда се състои от живи и неживи компоненти. Средата на живот на всеки вид включва животни, които се хранят с индивиди от този вид. Адаптациите на хищните видове имат за цел ефективно хранене; видове плячка се адаптират, за да не станат жертва на хищници.
Много видове - потенциална плячка - имат защитно или камуфлажно оцветяване, което ги крие от хищници. Така при някои видове елени петната кожа на младите е невидима на фона на редуващи се петна от светлина и сянка, а белите зайци трудно се различават на фона на снежната покривка. Дългите, тънки тела на пръчковидни насекоми също са трудни за виждане, защото приличат на клонки или клонки от храсти и дървета.
Елени, зайци, кенгурута и много други животни са развили дълги крака, които им позволяват да избягат от хищници. Някои животни, като опосуми и змии със свинско лице, дори са развили особен начин на поведение - имитация на смърт, което увеличава шансовете им за оцеляване, тъй като много хищници не ядат мърша.
Някои растителни видове са покрити с тръни или тръни, които плашат животните. Много растения имат отвратителен вкус за животните.
Факторите на околната среда, особено климатичните, често поставят живите организми в трудни условия. Например, животните и растенията често трябва да се адаптират към екстремни температури. Животните избягват студа, като използват изолираща козина или пера, мигрират към по-топъл климат или зимуват. Повечето растения преживяват студа, преминавайки в латентно състояние, еквивалентно на хибернация при животните.
При горещо време охлаждането на животното се получава поради изпотяване или учестено дишане, което увеличава изпарението. Някои животни, особено влечуги и земноводни, са способни на зимен сън през лятото, което по същество е подобно на зимния хибернация, но причинено от топлина, а не от студ. Други просто търсят готино място.
Растенията могат да поддържат температурата си до известна степен чрез регулиране на скоростта на изпарение, което има същия охлаждащ ефект като изпотяването при животните.
Размножаване.
Възпроизвеждането е критична стъпка за осигуряване на приемственост на живота – процесът, по време на който генетичният материал се предава на следващото поколение. Размножаването има два важни аспекта: срещата на индивиди от противоположния пол за обмен на генетичен материал и отглеждането на потомство.
Звучната комуникация е една от адаптациите, които осигуряват срещата на индивиди от различен пол. При някои видове обонянието играе важна роля в този смисъл. Например котките са силно привлечени от миризмата на котка по време на еструс. Много насекоми отделят т.нар. атрактантите са химикали, които привличат индивиди от противоположния пол. Цветните миризми са ефективни адаптации на растенията за привличане на опрашващи насекоми. Някои цветя миришат сладко и привличат пчели, които ядат нектар; други миришат отвратително, привличайки мухи, които се хранят с мърша.
Зрението е много важно и за среща с хора от различен пол. При птиците брачното поведение на мъжкия, неговите буйни пера и ярък цвят привличат женската и я подготвят за съвкупление. Цветът на цветето в растенията често показва кое животно е необходимо за опрашване на това растение. Например, цветята, опрашени от колибри, са оцветени в червено, което привлича тези птици.
Много животни са разработили начини за защита на потомството си през началния период от живота. Повечето от тези адаптации са поведенчески и включват действия на единия или двамата родители, които увеличават шансовете за оцеляване на малките. Повечето птици изграждат гнезда, специфични за всеки вид. Въпреки това, някои видове, като волските птици, снасят яйцата си в гнездата на други видове птици и поверяват малките на родителските грижи на вида гостоприемник. Много птици и бозайници, както и някои риби, имат период, когато единият от родителите поема големи рискове, поемайки функцията за защита на потомството. Въпреки че това поведение понякога заплашва смъртта на родителя, то гарантира безопасността на потомството и запазването на генетичния материал.
Редица животински и растителни видове използват различна стратегия за размножаване: раждат огромен брой потомци и ги оставят незащитени. В този случай ниските шансове за оцеляване на отделен растящ индивид се балансират от големия брой потомци.
Презаселване.
Повечето видове са разработили механизми за отстраняване на потомството от местата, където са родени. Този процес, наречен разпръскване, увеличава вероятността потомството да израсне в зона, която все още не е заета.
Повечето животни просто избягват места, където конкуренцията е твърде силна. Въпреки това има натрупващи се доказателства, че разпръскването се дължи на генетични механизми.
Много растения са се приспособили да разпространяват семена с помощта на животни. И така, сложните плодове на кокалчетата имат кукички на повърхността, с които се придържат към вълната на преминаващите животни. Други растения произвеждат вкусни, месести плодове, като плодове, които се ядат от животни; семената преминават през храносмилателния тракт и се „засяват“ непокътнати другаде. Вятърът се използва и за разпространение на растенията. Например, "витлата" на кленовите семена се носят от вятъра, както и семената на памучната вата, които имат кичур от фини косми. Степните растения от типа тръстика, които придобиват сферична форма към момента на узряване на семената, се задвижват от вятъра на дълги разстояния, разпръсквайки семената по пътя.
По-горе бяха дадени само някои от най-ярките примери за адаптации. Въпреки това, почти всяка черта от всякакъв вид е резултат от адаптацията. Всички тези знаци съставляват хармонична комбинация, която позволява на тялото успешно да води собствен специален начин на живот. Човек във всичките му характеристики, от структурата на мозъка до формата на палеца на крака, е резултат от адаптация. Адаптивните черти улесняват оцеляването и възпроизвеждането на неговите предци, които са имали същите черти. Като цяло концепцията за адаптация е от голямо значение за всички области на биологията.
За оцеляване при неблагоприятни климатични условия растенията, животните и птиците имат някои характеристики. Тези характеристики се наричат "физиологични адаптации", примери за които могат да се видят при почти всеки вид бозайници, включително и хората.
Защо е необходима физиологична адаптация?
Условията на живот в някои кътчета на планетата не са напълно удобни, въпреки това има различни представители на дивата природа. Има няколко причини, поради които тези животни не са напуснали неблагоприятната среда.
На първо място, климатичните условия могат да се променят, когато даден вид вече съществува в дадена област. Някои животни не са приспособени към миграции. Възможно е също така териториалните особености да не позволяват миграция (острови, планински плата и др.). За определен вид промененото местообитание все още остава по-подходящо, отколкото на всяко друго място. А физиологичната адаптация е най-доброто решение на проблема.
Какво се разбира под адаптация?
Физиологичната адаптация е хармонията на организмите със специфично местообитание. Например комфортният престой на обитателите му в пустинята се дължи на приспособяването им към високи температури и липсата на достъп до вода. Адаптирането е появата на определени признаци в организмите, които им позволяват да се разбират с всякакви елементи на околната среда. Те възникват в хода на определени мутации в тялото. Физиологичните адаптации, примери за които са общоизвестни в света, са например способността за ехолокация при някои животни (прилепи, делфини, сови). Тази способност им помага да се ориентират в пространство с ограничено осветление (на тъмно, във вода).
Физиологичната адаптация е съвкупност от реакции на организма към определени патогенни фактори в околната среда. Той осигурява на организмите голяма вероятност за оцеляване и е един от методите за естествен подбор на силни и устойчиви организми в популацията.
Видове физиологична адаптация
Адаптирането на организма се разграничава генотипно и фенотипно. Генотипът се основава на условията на естествения подбор и мутациите, довели до промени в организмите на цял вид или популация. Именно в процеса на този тип адаптация се формират съвременни видове животни, птици и хора. Генотипната форма на адаптация е наследствена.
Фенотипната форма на адаптация се дължи на индивидуални промени в конкретен организъм за комфортен престой при определени климатични условия. Може да се развие и в резултат на постоянно излагане на агресивна среда. В резултат на това тялото придобива устойчивост към неговите условия.
Комплексни и кръстосани адаптации
Сложните адаптации се проявяват при определени климатични условия. Например, тялото свиква с ниски температури по време на дълъг престой в северните райони. Тази форма на адаптация се развива във всеки човек при преместване в друга климатична зона. В зависимост от характеристиките на конкретен организъм и неговото здраве, тази форма на адаптация протича по различни начини.
Кръстосаната адаптация е форма на привикване на организма, при която развитието на резистентност към един фактор повишава устойчивостта към всички фактори от тази група. Физиологичната адаптация на човек към стрес повишава неговата устойчивост към някои други фактори, например към студ.
На базата на положителни кръстосани адаптации е разработен набор от мерки за укрепване на сърдечния мускул и предотвратяване на инфарктни състояния. При естествени условия тези хора, които по-често в живота са се сблъсквали със стресови ситуации, са по-малко податливи на последиците от инфаркт на миокарда, отколкото тези, които са водили спокоен начин на живот.
Видове адаптивни реакции
Има два вида адаптивни реакции на тялото. Първият тип се нарича "пасивни адаптации". Тези реакции протичат на клетъчно ниво. Те характеризират формирането на степента на устойчивост на организма към влиянието на негативен фактор на околната среда. Например промяна в атмосферното налягане. Пасивната адаптация ви позволява да поддържате нормалната функционалност на тялото с малки колебания в атмосферното налягане.
Най-известните физиологични адаптации при животни от пасивен тип са защитните реакции на живия организъм към въздействието на студа. Хибернацията, при която жизнените процеси се забавят, е присъща на някои видове растения и животни.
Вторият тип адаптивни реакции се наричат активни и предполагат защитни мерки на организма при излагане на патогенни фактори. В този случай вътрешната среда на тялото остава постоянна. Този тип адаптация е присъща на високоразвитите бозайници и човека.
Примери за физиологични адаптации
Физиологичната адаптация на човек се проявява във всички ситуации, които са нестандартни за неговата среда и начин на живот. Аклиматизацията е най-известният пример за адаптация. При различните организми този процес протича с различна скорост. За някои са необходими няколко дни, за да свикнат с новите условия, за мнозина ще отнеме месеци. Освен това степента на привикване зависи от степента на разлика с обичайното местообитание.
В агресивните местообитания много бозайници и птици имат характерен набор от реакции на тялото, които съставляват тяхната физиологична адаптация. Примери (при животни) могат да се наблюдават в почти всяка климатична зона. Например, жителите на пустините натрупват запаси от подкожна мазнина, която се окислява и образува вода. Този процес се наблюдава преди началото на периода на засушаване.
Провежда се и физиологична адаптация в растенията. Но е пасивно. Пример за такова приспособяване е падането на листа от дърветата през студения сезон. Местата на пъпките са покрити с люспи, които ги предпазват от вредното въздействие на ниските температури и снега от вятъра. Метаболитните процеси в растенията се забавят.
В комбинация с морфологична адаптация, физиологичните реакции на организма му осигуряват високо ниво на оцеляване при неблагоприятни условия и при резки промени в околната среда.
Зареждане...
