Како што знаете, нашата планета е дом на огромен број на различни живи организми. Секој од нив живее исклучиво во условите за живот на кои е прилагоден. Способноста на организмите да се прилагодат на новите карактеристики на нивната околина се нарекува адаптација. Таквата приспособливост е цел збир на различни карактеристики на физиолошката структура и карактеристиките на однесувањето на одреден вид, кои му даваат можност да спроведува животни активности во одредени услови на животната средина. Ајде да зборуваме за карактеристиките на адаптација на организмите на условите на животната средина малку подетално.
Адаптацијата е најважниот дел од еволутивниот процес, му помага на организмот да реши одредени еколошки проблеми што му ги поставува околината. Ваквите проблеми се решаваат со менување, подобрување, а понекогаш дури и исчезнување на поединци. Овие процеси помагаат да се постигне состојба на адаптација на организмите на еколошките ниши што ги заземаат. Според тоа, адаптацијата може да се смета како широка основа за појава или исчезнување на одредени органи, поделба на видовите на различни, формирање на нови популации и сорти, како и компликација на организацијата.
Адаптацијата е континуиран процес кој влијае на различни карактеристики на телото.
Некои нови адаптации можат да настанат само ако одредена индивидуа има наследни информации што придонесуваат за промена на структурите или функциите во посакуваната насока. Така, развојот на респираторниот систем кај цицачите и инсектите е можен само под контрола на одредени гени.
Да ги разгледаме различните видови на адаптација на живите организми подетално.
Пасивна заштита
Во текот на еволуцијата, многу живи поединци развиле одредени средства за заштита на себе и на своето потомство. Зачудувачки пример за таква адаптација се смета за заштитно обојување, како резултат на што поединците стануваат тешко да се разликуваат и да се заштитат од предатори. На пример, јајцата поставени на песок или земја се обоени во сива и кафена боја со различни дамки, и соодветно на тоа, тие тешко се наоѓаат меѓу околната почва. Во областите недостапни за предатори, јајцата се главно безбојни.
Пустинските животни исто така користат ист тип на адаптација, бидејќи нивната боја обично е претставена со различни нијанси на жолто-кафеава и песочно жолта.
Одбивното боење може да се смета и како опција за пасивна заштита, бидејќи помага да се заштити од предатори, како да предупредува за нејадливоста на одреден организам.
Покрај тоа, овој тип на адаптација може да се разгледа и во случаи кога организмот развива сличност со околината. Како примери, можеме да ги земеме бумбарите, слични на лишаите, цикадите, слични на трњето на грмушките и стапчињата инсекти, кои не се разликуваат од гранчиња.
Механизмите на пасивна заштитна адаптација, исто така, вклучуваат висока плодност на одредени поединци, како и други средства, на пример, тврдо обложување кај ракови и ракови, боцки, трње и отровни влакна кај растенијата.
Релативност и изводливост на адаптација
Промените во структурата и однесувањето на организмите се појавуваат како одговор на одредени еколошки задачи; соодветно, тие се разликуваат по релативност и целисходност. Значи, ако зборуваме за релативноста, таа се состои во ограничување на таквите адаптивни промени во зависност од условите за живеење. Така, на пример, посебната пигментирана боја на пеперутките од бреза молец, за разлика од нивните бели сорти, станува забележлива и вредна само ако ги видите на саѓи стебло. Кога условите на околината се менуваат, таквите адаптации можеби нема да донесат никаква корист за телото, па дури и да му наштетат.
На пример, активниот и постојан раст на секачите на стаорците е корисен само ако се хранат со цврста храна. Кога се префрлате на мека диета, секачите може да пораснат до прекумерна големина и да го оневозможат јадењето.
Исто така, вреди да се нагласи дека адаптивните промени не се во можност да им обезбедат на нивните сопственици 100% заштита. Посебното боење на пчелите и осите ги штити да не бидат изедени од многу птици, но има и видови птици кои не обрнуваат никакво внимание. Ежевите се способни да јадат отровни змии. А таа тврда обвивка што ги штити копнените желки од непријатели се крши кога птиците грабливки ќе ги фрлат од височина.
Адаптација на организми во човечкиот живот
Токму прилагодливите својства на различните организми го објаснуваат појавувањето на нови бактерии и други микроорганизми кои се отпорни на лекови. Овој тренд е особено јасен кога се користат антибиотици, бидејќи со текот на времето нивната употреба станува неефикасна. Микроорганизмите можат да научат да синтетизираат посебен ензим кој го уништува употребениот лек или нивните клеточни ѕидови стануваат непробојни за активните супстанции на лекот.
Појавата на резистентни соеви на микроорганизми често е вина на лекарите кои користат минимални дози на лекови за да ја намалат веројатноста за појава на несакани ефекти. Ако ја пренесеме оваа карактеристика на надворешниот свет, станува јасно како инсектите и цицачите развиваат отпорност на разни видови отрови.
Прилагодливите својства на сите организми треба да се сметаат како дел од природната селекција.
Адаптациите на организмите кон околината се нарекуваат адаптација. Адаптациите се какви било промени во структурата и функцијата на организмите кои ги зголемуваат нивните шанси за преживување.
Постојат два вида на адаптација: генотипска и фенотипска.
Според дефиницијата на Големата медицинска енциклопедија (БМЕ): „...генотипската адаптација се јавува поради изборот на клетки со одреден генотип, што ја одредува издржливоста“. Оваа дефиниција не е совршена, бидејќи не одразува на кој тип на издржливост на оптоварување се однесува, бидејќи во повеќето случаи, додека стекнуваат некои предности, живите организми губат други. Ако, на пример, растение добро толерира топла, сува клима, тогаш најверојатно нема добро да толерира ладна и влажна клима.
Што се однесува до фенотипската адаптација, во моментов не постои строга дефиниција за овој термин.
Според дефиницијата за БМЕ, „... фенотипската адаптација се јавува како заштитна реакција на дејството на штетен фактор“.
Според дефиницијата на Ф.З. Мејерсон „Фенотипската адаптација е процес кој се развива во текот на животот на поединецот, како резултат на кој организмот стекнува претходно отсутна отпорност на одреден фактор на животната средина и на тој начин добива можност да живее во услови претходно некомпатибилни со животот...“
Способноста за прилагодување е една од главните својства на животот воопшто, бидејќи ја обезбедува самата можност за неговото постоење, способноста на организмите да преживеат и да се размножуваат. Адаптациите се манифестираат на различни нивоа: од биохемијата на клетките и однесувањето на поединечните организми до структурата и функционирањето на заедниците и еколошките системи. Адаптациите се јавуваат и се развиваат во текот на еволуцијата на видовите.
Механизми за адаптација
Основни механизми на адаптација на ниво на организам:
1) биохемиски - се манифестираат во интрацелуларни процеси, како што е, на пример, промена во работата на ензимите или промена во нивната количина;
2) физиолошки - на пример, зголемено потење со зголемување на температурата кај голем број видови;
3) морфо-анатомски - карактеристики на структурата и обликот на телото поврзани со начинот на живот;
4) однесување - на пример, животни кои бараат поволни живеалишта, создаваат јами, гнезда итн.;
5) онтогенетски - забрзување или забавување на индивидуалниот развој, промовирање на опстанокот кога се менуваат условите.
Ајде да ги разгледаме овие механизми подетално.
Биохемиски механизми. Животните кои живеат во крајбрежната (приморска) зона на морето се добро прилагодени на ефектите од негативните фактори на животната средина и, благодарение на збир на адаптации, можат да преживеат во услови на недостаток на кислород. Конкретно: имаат развиено дополнителни механизми за конзумирање на кислород од околината; тие се способни да ги одржуваат внатрешните енергетски ресурси на телото со префрлање на анаеробни метаболички патишта; тие ја намалуваат нивната вкупна метаболичка стапка како одговор на ниските концентрации на кислород во морската вода. Покрај тоа, третиот метод се смета за главен и еден од најважните механизми на адаптација на недостаток на кислород за многу видови морски мекотели. За време на периодични настани на сушење кои произлегуваат од плимните циклуси, меѓуплимните бивалвици се изложени на краткотрајна аноксија и го префрлаат нивниот метаболизам на анаеробна патека. Како резултат на тоа, тие се сметаат за типични факултативни анаеробни организми. Познато е дека стапката на метаболизам во морската Бивалвија за време на аноксија се намалува за повеќе од 18 пати. Со намалување на метаболичката стапка, хипоксија/аноксија значително влијае на растот и на многу други физиолошки карактеристики на мекотелите.
Во текот на еволуцијата, морските бивалвици развија збир на биохемиски адаптации кои им овозможуваат да ги преживеат негативните ефекти на краткотрајната аноксија. Поради нивниот приврзан начин на живот, биохемиските адаптации кај бивалвите се поразновидни и поизразени отколку кај слободните организми, кои првенствено имаат развиено бихејвиорални и физиолошки механизми за да избегнат краткорочни негативни влијанија од околината.
Опишани се неколку механизми за регулирање на метаболичките нивоа кај морските мекотели. Еден од нив е промена на стапката на гликолитички реакции. На пример, Bivalvia се карактеризира со алостерична регулација на ензимската активност во аноксични услови, при што метаболитите влијаат на специфичните ензимски локуси. Еден од важните механизми за намалување на стапката на општиот метаболизам е реверзибилна фосфорилација на протеините. Ваквите промени во структурата на протеините предизвикуваат значителни модификации во активноста на многу ензими и функционални протеини вклучени во сите животни процеси на телото. На пример, во Littorea littorea, како и кај повеќето мекотели толерантни на аноксија, реверзибилната фосфорилација на некои гликолитички ензими помага да се пренасочи протокот на јаглерод кон анаеробниот пат на ензимскиот метаболизам, како и да се потисне брзината на гликолитичкиот пат.
Иако намалувањето на метаболичката стапка е квантитативно корисен механизам кој го промовира опстанокот на морските мекотели под аноксични услови, активирањето на модифицираните метаболички патишта исто така игра важна улога во процесите на адаптација на морските мекотели на ниски концентрации на кислород во морската вода. За време на овие реакции, приносот на АТП значително се зголемува и се формираат некисели и/или испарливи крајни производи, кои пак придонесуваат за одржување на клеточната хомеостаза во аноксични услови.
Значи, биохемиската адаптација често е последното средство кон кое прибегнува организмот кога нема бихејвиорални или физиолошки средства за да ги избегне негативните ефекти на околината.
Бидејќи биохемиската адаптација не е лесен пат, често е полесно за организмите да најдат соодветна средина преку миграција отколку да ја обноват хемијата на клетката. Во случај на прикачени морски крајбрежни бивалвици, миграцијата до поволни услови на животната средина е невозможна; затоа, тие имаат добро развиени механизми за регулирање на метаболизмот што им овозможуваат да се прилагодат на постојано променливата крајбрежна зона на морето, која се карактеризира со периодично сушење.
Физиолошки механизми. Термичката адаптација е предизвикана од збир на специфични физиолошки промени. Главните се зголемено потење, намалување на температурата на јадрото и обвивката на телото и намалување на отчукувањата на срцето за време на вежбањето како што се зголемува температурата (Табела 1).
Табела 1. Адаптивни физиолошки промени кај луѓето во услови на покачена температура на околината
|
Промени |
|
|
Потење |
Побрз почеток на потење (за време на работа), т.е. намалување на температурниот праг за потење. Зголемена стапка на пот |
|
Крв и циркулација |
Порамномерна распределба на потта по површината на телото. Намалена содржина на сол во потта. Намален пулс. Зголемен проток на крв на кожата. Зголемен систолен волумен. Зголемен волумен на циркулирачка крв. Намалување на степенот на работна хемоконцентрација. Побрза прераспределба на крвта (на кожата васкуларниот систем). Доближување на протокот на крв до површината на телото и поефикасно распределување на површината на телото. Намалување на падот на целијачниот и бубрежниот проток на крв (за време на работа) |
|
Терморегулација |
Намалување на температурата на јадрото и обвивката на телото во мирување и за време на работата на мускулите. Зголемена отпорност на телото на покачена телесна температура |
|
Намалување на отежнато дишење |
Морфо-анатомски механизми. Така, добро познатата верверица има добра морфофункционална приспособливост, што и овозможува да преживее во своето живеалиште. Прилагодливите надворешни карактеристики на структурата на протеините го вклучуваат следново:
Остри заоблени канџи, кои ви овозможуваат добро да се прилепите, држите и да се движите на дрво;
Силни и подолги задни нозе од предните, што и овозможуваат на верверицата да направи големи скокови;
Долга и меки опашка која делува како падобран при скокање и ја загрева во гнездото за време на студената сезона;
Остри, самоострливи заби, овозможувајќи ви да џвакате тврда храна;
Пролевање крзно, што и помага на верверицата да не замрзне во зима и да се чувствува полесна во лето, а исто така обезбедува промена на бојата на камуфлажата.
Овие адаптивни карактеристики и овозможуваат на верверицата лесно да се движи низ дрвјата во сите правци, да најде храна и да ја јаде, да избега од непријателите, да направи гнездо и да одгледува потомство и да остане седечко животно, и покрај сезонските температурни промени. Вака верверицата комуницира со својата околина.
Механизми на однесување. Покрај примерите на активност за пребарување на поволни живеалишта, учење, стратегии на однесување во услови на закана (борба, бегство, замрзнување), здружување во групи, постојана мотивација од интересите за опстанок и размножување, може да се даде уште еден впечатлив пример.
Во природни и експериментални услови на водната средина, и морски и слатководни видови риби се движат користејќи елементи на однесување. Во овој случај, се случува и просторно и временско прилагодување на различни фактори - температура, осветлување, содржина на кислород, брзина на проток итн. Доста често, рибите го покажуваат феноменот на спонтан избор на еден или друг еколошки фактор, на пример, ориентација покрај водата. температурен градиент. Механизмите на однесување на ориентацијата на рибите во однос на температурниот фактор на околината често се слични или малку различни од реакцијата на други фактори.
Онтогенетски механизми. Системите на онтогенетска адаптација се основата што обезбедува опстанок и успешна репродукција на доволен број индивидуи во услови на живеалиште познати на населението. Нивното зачувување е толку важно за опстанокот на видовите што во еволуцијата се појави цела група генетски системи кои се дизајнирани да служат како бариера за заштита на системи на онтогенетска адаптација од деструктивните ефекти на оние еволутивни фактори кои некогаш придонеле за нивното формирање.
Постојат следниве подтипови на овој тип на адаптација:
Генотипска адаптација - избор на наследно определена (промена на генотипот) зголемена приспособливост на променети услови (спонтана мутагенеза);
Фенотипска адаптација - со оваа селекција, варијабилноста е ограничена со нормата на реакцијата одредена од стабилен генотип.
Кај диптераните, за кои, благодарение на присуството на огромни политенски хромозоми на плунковните жлезди, можно е да се идентификува фината линеарна структура на хромозомите, често се среќаваат цели комплекси на близнаци, составени од неколку, речиси морфолошки неразлични, тесно поврзани видови. За другите зоолошки видови кои немаат политенски хромозоми, таквата суптилна цитолошка дијагноза е тешка, но дури и за нив, на изолирани архипелази, цели групи на тесно сродни видови, јасно со неодамнешно потекло, во голема мера се разликуваат од заедничкиот континентален предок, често можат да се набљудува. Класични примери се хавајските цветни птици, Дарвиновите сипки на островите Галапагос, гуштери и полжави на Соломонските Острови и многу други групи ендемични видови. Сето ова укажува на можноста за повеќекратни чинови на специјација поврзани со единечни епизоди на колонизација и на широко распространето адаптивно зрачење, чиј активирачки механизам беше дестабилизација на претходно стабилен, добро интегриран геном.
се јавува во процесот на еволуција за организмот да ги реши еколошките проблеми што ги презентира неговата околина. Тие се менување, подобрување, понекогаш исчезнување на адаптација на организмите на специфични фактори на животната средина. Како резултат на развојот на адаптацијата, се постигнува состојба на адаптација (или усогласеност со морфологијата, физиологијата, однесувањето на организмите) на еколошките ниши што ги заземаат, а кои го претставуваат целиот сет на услови на животната средина и начин на живот на даден организам. Тоа. адаптацијата може да се смета за широка основа за појава или исчезнување на органи, дивергенција (дивергенција) на видовите, формирање на нови популации и видови и компликација на организацијата.
Процесот на развој на адаптација се случува постојано и во него се вклучени многу знаци на телото. [прикажи] .
Еволуцијата на птиците од влекачи вклучуваше, на пример, последователни промени во коските, мускулите, телото и екстремитетите.
Зголемувањето на градната коска, реструктуирањето на хистолошката структура на коските, што им даваше леснотија заедно со цврстината, развојот на пердуви, кои определија подобри аеродинамички својства и терморегулација и трансформацијата на еден пар екстремитети во крилја, обезбедија решение за проблемот со летот.
Некои претставници на птици последователно развија адаптации на копнениот или воден начин на живот (ној, пингвин), а секундарните адаптации исто така вклучуваа голем број карактеристики. Пингвините, на пример, ги замениле крилата со перки, а нивните капаци станале водоотпорни.
Сепак, адаптацијата се формира само ако постои тип на наследна информација во генскиот базен што промовира промени во структурите и функциите во потребната насока. Така, цицачите и инсектите користат бели дробови и трахеи за дишење, соодветно, кои се развиваат од различни примордија под контрола на различни гени.
Адаптацијата понекогаш произлегува од нова мутација, која, кога е вклучена во системот на генотипот, го менува фенотипот во насока на поефикасно решавање на еколошките проблеми. Овој пат на адаптација се нарекува комбинативен.
За да се реши еден еколошки проблем, може да се користат различни адаптации. Така, густото крзно служи како средство за топлинска изолација кај мечките и арктичките лисици, а кај китоните тоа е масниот поткожен слој.
Постојат неколку класификации на адаптација.
Со механизам на дејство алоцираат
Уреди за пасивна заштита
- заштитна боја. Благодарение на заштитното обојување, организмот станува тешко да се разликува и затоа е заштитен од предатори.
- Птичјите јајца поставени на песок или земја се сиви и кафеави со дамки, слични на бојата на околната почва. Во случаи кога јајцата се недостапни за предаторите, тие обично се безбојни.
- Гасениците на пеперутките често се зелени, бојата на лисјата или темни, бојата на кората или земјата.
- Рибите на дното обично се обоени за да одговараат на бојата на песочното дно (зраци и пробивање). Згора на тоа, фландерите имаат можност да ја менуваат бојата во зависност од бојата на околната позадина.
- Способноста да се менува бојата со прераспределување на пигментот во телото на телото е позната и кај копнените животни (камелеон).
- Пустинските животни, по правило, имаат жолто-кафеава или песочно-жолта боја.
- Монохроматска заштитна боја е карактеристична и за инсектите (скакулци) и за малите гуштери, како и за големите копитари (антилопи) и предаторите (лавот).
- Распарчувачка заштитна боја во форма на наизменични светли и темни ленти и дамки на телото. Зебрите и тигрите тешко се гледаат дури и на растојание од 50-40 m поради совпаѓањето на лентите на телото со наизменичното светло и сенка во околината. Распарчувањето на бојата ги нарушува идеите за контурите на телото.
- отвратително (предупредувачко) боење - исто така обезбедува заштита на организмите од непријателите.
Светлата боја обично е карактеристична за отровните животни и ги предупредува предаторите дека предметот на нивниот напад не може да се јаде. Ефективноста на предупредувачкото обојување доведе до многу интересен феномен на имитација - мимикрија [прикажи] .
Мимикријата е сличност на беспомошен и јадлив вид со еден или повеќе неповрзани видови кои се добро заштитени и имаат предупредувачки бои. Феноменот на мимикрија е чест кај пеперутките и другите инсекти. Многу инсекти имитираат убодни инсекти. Познато е дека бубачките, мувите и пеперутките копираат оси, пчели и бумбари.
Мимикријата се јавува и кај 'рбетниците - змиите. Во сите случаи, сличноста е чисто надворешна и е насочена кон формирање на одреден визуелен впечаток кај потенцијалните непријатели.
За имитација на видови, важно е нивниот број да биде мал во споредба со моделот што го имитираат, инаку непријателите нема да развијат стабилен негативен рефлекс на предупредувачката боја. Малото изобилство на имитирачки видови е поддржано од високата концентрација на смртоносни гени во генскиот базен.
- сличност на обликот на телото со околината - познати се бубачки кои личат на лишаи, цикади, слични на трње на грмушките меѓу кои живеат. Инсектите со стап изгледаат како мало кафено или зелено гранче.
Заштитниот ефект на заштитната боја или обликот на телото се зголемува кога се комбинира со соодветно однесување. На пример, гасеници од молци во заштитна положба личат на растителна гранка. Селекцијата ги уништува поединците чие однесување ги открива.
- висока плодност
- други средства за пасивна заштита
- Развојот на боцки и игли во растенијата ги штити од јадење од тревопасни животни
- Истата улога ја играат и токсичните материи кои ги палат влакната (копривата).
- Кристалите на калциум оксалат формирани во клетките на некои растенија ги штитат од јадење од гасеници, полжави, па дури и глодари.
- Формациите во форма на тврда хитинозна покривка кај членконогите (бубачки, ракови), школки кај мекотели, лушпи кај крокодили, школки кај армадили и желки добро ги штитат од многу непријатели. Истата цел ја служат и пердувите на ежите и свињите.
Уреди за активна заштита, движење,
потрага по храна или партнер за размножување
- подобрување на апаратот за движење, нервниот систем, сетилните органи, развој на средства за напад кај грабливи животни
Хемиските сетилни органи на инсектите се неверојатно чувствителни. Машките цигански молци ги привлекува мирисот на женската миризлива жлезда на растојание од 3 km. Кај некои пеперутки, чувствителноста на рецепторите за вкус е 1000 пати поголема од чувствителноста на рецепторите на човечкиот јазик. Ноќните предатори, како што се бувовите, имаат одличен вид во мракот. Некои змии имаат добро развиени способности за термолокација. Тие разликуваат предмети на растојание ако нивната температурна разлика е само 0,2 °C.
Адаптации на социјален начин на живот - поделба на „трудот“ меѓу пчелите.
Во зависност од природата на промената
- адаптација со зголемена морфофизиолошка организација
- појавата на риби со лобуси на копно во Девон, што им овозможило да создадат копнени 'рбетници
За рибите со перки, екстремитетите се користеле за лазење по дното на резервоарите. Голтањето воздух и користењето кислород со испакнување на цревниот ѕид - примитивните бели дробови - дадоа можност да се компензира недостатокот на кислород во тогашните резервоари. Овие структури дозволија некои риби да ги напуштат резервоарите некое време. Првично, таквите излегувања очигледно се случуваа во дождливи денови или влажни ноќи. Токму тоа моментално го прави американскиот сом (Ictalurus nebulosis). Овие структури последователно се развиле во белите дробови и екстремитетите на копнените животни. Последователно, целата организација на рибите претрпе длабоки промени во процесот на адаптација на животот на копно.
Ваквите промени за време на развојот на ново живеалиште, проширување на опсегот на функции врз основа на структури кои претходно извршувале други функции, но се промениле во таква насока и до тој степен што можеле да преземат нови функции - се нарекуваат предадаптација. .
Феноменот на предадаптација уште еднаш ја нагласува адаптивната природа на еволуцијата, врз основа на изборот на корисни наследни промени и прогресивни трансформации на постојните структури во процесот на совладување на новите услови на животната средина.
Според размерот на уредот
- специјализирани адаптации . Со помош на специјализирани адаптации, организмот решава специфични проблеми во тесните локални услови за живот на видот. На пример, структурните карактеристики на јазикот на мравојадот обезбедуваат храна за мравките.
- општи адаптации - ви овозможува да решите многу проблеми во широк опсег на услови на животната средина. Тука спаѓаат внатрешниот скелет на 'рбетниците и надворешниот скелет на членконогите, хемоглобинот како носител на кислород итн. Ваквите прилагодувања придонесуваат за развој на различни еколошки ниши, обезбедуваат значителна еколошка и еволутивна пластичност и се наоѓаат кај претставници на големи таксони на организми. Така, примарната роговидна покривка на предците форми на влекачи во процесот на историскиот развој ги родила кориците на модерните влекачи, птици и цицачи. Скалата на адаптација се открива за време на еволуцијата на групата организми во кои првпат се појавила.
Така, структурата на живите организми е многу фино прилагодена на условите на постоење. Секоја карактеристика или својство на видот е приспособлива по природа и е соодветна во дадена средина, во дадени услови за живот.
Релативност и целисходност на кондицијата на организмите
Адаптациите се јавуваат како одговор на специфичен еколошки проблем, така што тие се секогаш релативни и целисходни. Релативноста на адаптацијата лежи во ограничувањето на нивното адаптивно значење на одредени животни услови. Така, адаптивната вредност на пигментацијата на пеперутките од бреза молец во споредба со светлите форми е очигледна само на пушените стебла.
Кога условите на околината се менуваат, адаптациите може да испаднат како бескорисни, па дури и штетни за телото. Постојаниот раст на секачите на глодарите е многу важна карактеристика, но само кога се хранат со цврста храна. Ако стаорец се чува на мека храна, секачите, без да се истрошат, растат до таква големина што хранењето станува невозможно.
Ниту една од адаптивните карактеристики не обезбедува апсолутна безбедност за нивните сопственици. Благодарение на мимикријата, повеќето птици ги оставаат осите и пчелите сами, но има видови кои ги јадат и осите и пчелите и нивните имитатори. Ежето и птицата секретарка без штета јадат отровни змии. Школката на копнените желки сигурно ги штити од непријателите, но птиците грабливки ги креваат во воздухот и ги скршуваат на земја.
Биолошката целисходност на организацијата на живите суштества се манифестира во хармонијата помеѓу морфологијата, физиологијата, однесувањето на организмите од различни видови и нивното живеалиште. Исто така, лежи во неверојатната конзистентност на структурата и функциите на поединечните делови и системи на самото тело. Поддржувачите на теолошкото објаснување за потеклото на животот видоа во биолошката целесообразност манифестација на мудроста на творецот на природата. Телеолошкото објаснување на биолошката целесообразност се заснова на принципот на „крајната цел“, според кој животот се развива насочено поради вродената желба за позната цел. Од времето на Ј.Б. Ламарк, постојат хипотези кои ја поврзуваат биолошката целисходност со принципот на адекватен одговор на организмите на промените во надворешните услови и наследувањето на таквите „стекнати карактеристики“. Убедлив аргумент во корист на целисходноста на промените под влијание на животната средина одамна е препознаен како фактот дека микроорганизмите се „навикнуваат“ на лекови, сулфонамиди, антибиотици. Искуството на В. и Е. Ледерберг покажа дека тоа не е така.
Во петриевата чинија на површината на цврста хранлива средина, микробот формира колонии (1). Со помош на специјален печат (2), отпечатокот на сите колонии беше пренесен на медиум со смртоносна доза на антибиотик (3). Ако барем една колонија растела под овие услови, тогаш таа доаѓа од колонија на микроби кои исто така биле отпорни на оваа дрога. За разлика од другите колонии на првата петриева чинија (4), таа растела во епрувета со антибиотик (5). Ако бројот на почетните колонии бил голем, тогаш, по правило, меѓу нив имало и стабилна. Така, не зборуваме за насочена адаптација на микробот, туку за состојба на предадаптација, која е предизвикана од присуството во геномот на микроорганизмот на алел кој го блокира дејството на антибиотикот. Во некои случаи, „отпорните“ микроби синтетизираат ензим што го уништува лекот; во други, клеточниот ѕид станува непробоен за лекот.
Појавата на соеви на микроорганизми отпорни на лекови е олеснета со неточната тактика на лекарите кои, сакајќи да избегнат несакани ефекти, препишуваат ниски, сублетални дози на лекови. Исто така, можно е да се објасни појавата на форми отпорни на отрови кај инсектите и цицачите - меѓу мутантните организми постои отпорна форма која е предмет на позитивна селекција под влијание на токсична супстанција. На пример, отпорноста на стаорците на варфарин, што се користи за нивно убивање, зависи од присуството на одреден доминантен алел во генотипот.
Можноста за „директна адаптација“ на организмите кон нивната околина, „преправање на природата преку асимилација на условите“ беше наметната од некои биолози уште во 40-50-тите години на тековниот век. Ставовите дадени погоре кореспондираат со идеалистички гледишта и не можат да ја објаснат биолошката целисходност без да ја вклучат идејата, ако не за Бога, тогаш за посебна цел или програма за развој на животот што постоела уште пред неговото појавување.
Биолошката целисходност на структурата и функциите на организмите се развива во процесот на развој на животот. Претставува историска категорија. За тоа сведочи и промената на типовите на организации кои заземаат доминантна позиција во органскиот свет на планетата. Така, доминацијата на водоземците речиси 75 милиони години беше заменета со доминација на влекачи, која траеше 150 милиони години. За време на периоди на доминација на која било група, постојат неколку бранови на исчезнување кои го менуваат релативниот состав на видовите на соодветниот голем таксон.
Појавата на каква било адаптација и биолошка експедитивност воопшто се објаснува со работата во природата за повеќе од 3,5 милијарди години природна селекција. Од различни случајни отстапувања, ги зачувува и акумулира наследни промени кои имаат адаптивна вредност. Ова објаснување овозможува да се разбере зошто биолошката целисходност, кога се разгледува во просторот и времето, е релативна сопственост на живите суштества и зошто, во специфични животни услови, индивидуалните адаптации го постигнуваат само оној степен на развој што е доволен за опстанок во споредба со адаптации на конкурентите.
Адаптациите на организмите кон нивната околина се нарекуваат адаптација. Адаптациите се какви било промени во структурата и функцијата на организмите кои ги зголемуваат нивните шанси за преживување.
Способноста за прилагодување е една од главните својства на животот воопшто, бидејќи ја обезбедува самата можност за неговото постоење, способноста на организмите да преживеат и да се размножуваат. Адаптациите се манифестираат на различни нивоа: од биохемијата на клетките и однесувањето на поединечните организми до структурата и функционирањето на заедниците и еколошките системи. Адаптациите се јавуваат и се развиваат во текот на еволуцијата на видовите.
Основни механизми за адаптација на ниво на организам: 1) биохемиски– се манифестираат во интрацелуларни процеси, како што е промена во работата на ензимите или промена на нивната количина; 2) физиолошки– на пример, зголемено потење со зголемување на температурата кај повеќе видови; 3) морфо-анатомски– карактеристики на структурата и обликот на телото поврзани со начинот на живот; 4) однесувањето– на пример, животни кои бараат поволни живеалишта, создаваат јами, гнезда итн.; 5) онтогенетски– забрзување или забавување на индивидуалниот развој, промовирање на опстанокот кога се менуваат условите.
Еколошките фактори на животната средина имаат различни ефекти врз живите организми, односно можат да влијаат и на двете надразнувачи,предизвикување адаптивни промени во физиолошките и биохемиските функции; Како ограничувачи,предизвикување на неможност за постоење во овие услови; Како модификатори,предизвикување морфолошки и анатомски промени кај организмите; Како сигнали,што укажува на промени во други фактори на животната средина.
Општи закони за дејство на факторите на животната средина врз организмите
И покрај широката разновидност на фактори на животната средина, може да се идентификуваат голем број општи обрасци во природата на нивното влијание врз организмите и во реакциите на живите суштества.
Закон за оптимално.
Секој фактор има одредени граници на позитивно влијание врз организмите (сл. 1). Резултатот од променлив фактор зависи првенствено од јачината на неговата манифестација. И недоволното и прекумерното дејство на факторот негативно влијае на животната активност на поединците. Корисната сила на влијание се нарекува зона на оптимален еколошки фактор или едноставно оптимална за организми од овој вид. Колку е поголемо отстапувањето од оптимумот, толку е поизразен инхибиторниот ефект на овој фактор врз организмите. (pesimum зона). Максималните и минималните преносливи вредности на факторот се критични точки, зад себенадвор од кое постоењето повеќе не е можно, настанува смрт. Границите на издржливост помеѓу критичните точки се нарекуваат еколошка валентност живите суштества во однос на специфичен фактор на животната средина.
Ориз. 1.Шема на дејство на факторите на животната средина врз живите организми
Претставниците на различни видови во голема мера се разликуваат едни од други и во положбата на оптималната и во еколошката валентност. На пример, арктичките лисици во тундра можат да толерираат флуктуации на температурата на воздухот во опсег од повеќе од 80 °C (од +30 до -55 °C), додека топловодните ракови Copilia mirabilis можат да издржат промени во температурата на водата во опсегот не повеќе од 6 °C (од +23 до +29 °C). Истата сила на манифестирање на фактор може да биде оптимална за еден вид, песимална за друг и да ги надмине границите на издржливост за трет (сл. 2).
Широката еколошка валентност на еден вид во однос на абиотските фактори на животната средина е означена со додавање на префиксот „eury“ на името на факторот. Еуритермичнивидови кои толерираат значителни температурни флуктуации, еурибати- широк опсег на притисок, еурихалин– различни степени на соленост на животната средина.
Ориз. 2.Позиција на оптимални кривини на температурната скала за различни видови:
1, 2 - стенотермични видови, криофили;
3–7 – еуритермални видови;
8, 9 - стенотермични видови, термофили
Неможноста да се толерираат значителни флуктуации на фактор, или тесна валентност на животната средина, се карактеризира со префиксот „стено“ - стенотермички, стенобат, стенохалинвидови и сл.. Во поширока смисла се нарекуваат видовите чие постоење бара строго дефинирани услови на животната средина стенобионтички, и оние кои се способни да се прилагодат на различни услови на животната средина - еурибионт.
Се нарекуваат услови кои се приближуваат до критичните точки поради еден или повеќе фактори одеднаш екстремен.
Позицијата на оптималните и критичните точки на градиентот на факторот може да се помести во одредени граници со дејство на условите на околината. Ова се случува редовно кај многу видови како што се менуваат годишните времиња. Во зима, на пример, врапчињата издржуваат тешки мразови, а во лето умираат од ладење на температури малку под нулата. Феноменот на поместување на оптимумот во однос на кој било фактор се нарекува аклиматизација. Во однос на температурата, ова е добро познат процес на термичко стврднување на телото. Температурната аклиматизација бара значителен временски период. Механизмот е промена на ензимите во клетките кои катализираат исти реакции, но на различни температури (т.н. изозими).Секој ензим е кодиран од свој ген, затоа, неопходно е да се исклучат некои гени и да се активираат други, транскрипција, превод, составување на доволна количина на нов протеин итн. Целокупниот процес трае во просек околу две недели и се стимулира со промени во околината. Аклиматизацијата, или стврднувањето, е важна адаптација на организмите што се јавува при постепено приближување на неповолни услови или при навлегување на територии со различна клима. Во овие случаи, тоа е составен дел од општиот процес на аклиматизација.
Адаптации – различни адаптации на животната средина развиени кај организмите во текот на процесот на еволуција. Адаптациите се манифестираат на различни нивоа на организација на живата материја: од молекуларна до биоценотска. Способноста за прилагодување е едно од главните својства на живата материја, обезбедувајќи можност за нејзино постоење. Адаптациите се развиваат под влијание на три главни фактори: наследност, варијабилност и природна (како и вештачка) селекција.
Постојат три главни начини на кои организмите се прилагодуваат на условите на животната средина: активен пат, пасивен пат и избегнување на негативни ефекти.
Активна патека – зајакнување на отпорот, развој на регулаторни процеси кои овозможуваат извршување на сите витални функции на телото, и покрај отстапувањата на факторите од оптимумот. На пример, одржување на константна телесна температура кај топлокрвните животни (птици и цицачи), оптимално за појава на биохемиски процеси во клетките.
Избегнување на негативни ефекти – развој од страна на телото на такви животни циклуси и однесување што овозможуваат да се избегнат негативните ефекти. На пример, сезонски миграции на животни.
Пасивен начин – подреденост на виталните функции на телото на промените на факторите на животната средина.Одморот може да варира во длабочина и времетраење; многу функции на телото слабеат или воопшто не се извршуваат, бидејќи нивото на метаболизмот паѓа под влијание на надворешни и внатрешни фактори. Со длабоко потиснување на метаболизмот, организмите може воопшто да не покажуваат видливи знаци на живот. Целосниот привремен прекин на животот се нарекува суспендирана анимација . Во состојба на суспендирана анимација, организмите стануваат отпорни на различни влијанија. Во сува состојба, кога не повеќе од 2% од водата остана во клетките во хемиски врзана форма, организмите како ротифери, тардигради, мали нематоди, семиња и спори на растенија, спори на бактерии и габи издржаа изложеност на течен кислород ( -218,4 °C), течен водород (-259,4 °C), течен хелиум (-269,0 °C). Целиот метаболизам е запрен. Анабиозата е прилично редок феномен и е екстремна состојба на одмор во жива природа; состојбата на суспендирана анимација е можна само со речиси целосна дехидрација на организмите. Други форми на мирување поврзани со состојба на намалена витална активност како резултат на делумна инхибиција на метаболизмот се многу пораспространети во природата. Формите на одмор во состојба на намалена витална активност се поделени на хипобиоза (принуден мир) И криптобиоза (физиолошки одмор) . На хипобиозаинхибиција на активноста, или торпор, се јавува под директен притисок на неповолни услови (недостаток на топлина, вода, кислород, итн.) и престанува речиси веднаш откако овие состојби ќе се вратат во нормала (некои видови членконоги отпорни на мраз (collembolas, голем број од муви, мелени бубачки итн.) презимуваат во состојба на труење, брзо се одмрзнуваат и се префрлаат на активност под сончевите зраци, а потоа повторно ја губат подвижноста кога температурата паѓа). Криптобиоза- фундаментално различен тип на одмор, тој е поврзан со комплекс на физиолошки промени кои се случуваат однапред, пред почетокот на неповолните сезонски промени, а организмите се подготвени за нив. Криптобиозата е широко распространета во живата природа (карактеристична, на пример, за растителни семиња, цисти и спори на разни микроорганизми, габи, алги, хибернација на цицачи, длабоко мирување на растенијата). Состојбите на хипобиоза, криптобиоза и анабиоза обезбедуваат опстанок на видовите во природни услови на различни географски широчини, често екстремни, овозможуваат зачувување на организмите во долги неповолни периоди, се населуваат во вселената и на многу начини ги поместуваат границите на можноста и дистрибуцијата на живот. генерално.
Вообичаено, адаптацијата на еден вид кон неговата околина се врши со една или друга комбинација од сите три можни патеки за адаптација.
Основни механизми на адаптација на ниво на организам:
Биохемиски адаптации - промени во интрацелуларните процеси (на пример, промена во работата на ензимите или промена во нивната количина).
Морфо-анатомски адаптации – промени во структурата на телото (на пример, модификација на лист во 'рбет кај кактуси за да се намали загубата на вода, светло боење на цвеќето за привлекување на опрашувачи итн.). Морфолошките прилагодувања кај растенијата и животните доведуваат до формирање на одредени форми на живот.
Физиолошки адаптации - промени во физиологијата на телото (на пример, способноста на камилата да му обезбеди на телото влага преку оксидирање на резервите на маснотии, присуство на ензими што ја разградуваат целулозата во бактериите што ја разградуваат целулозата итн.).
Етолошки (бихејвиорални) адаптации – промени во однесувањето (на пример, сезонски миграции на цицачи и птици, хибернација во зима, прикази на парење кај птиците и цицачите за време на сезоната на размножување итн.). Етолошките адаптации се карактеристични за животните.
Се вчитува...
