Tilpasninger er ulike tilpasninger til miljøet utviklet i organismer under evolusjonsprosessen. .

Det er tre hovedmåter som organismer tilpasser seg til miljøforhold: den aktive banen, den passive banen og unngåelse av negative effekter.

Den aktive veien er å styrke motstanden, utvikle reguleringsprosesser som lar alle kroppens vitale funksjoner utføres, til tross for faktoravvik fra det optimale. For eksempel å opprettholde en konstant kroppstemperatur hos varmblodige dyr (fugler og pattedyr), optimal for forekomsten av biokjemiske prosesser i celler.

Den passive måten er å underordne kroppens vitale funksjoner til endringer i miljøfaktorer. For eksempel overgangen under ugunstige miljøforhold til en tilstand av anabiose (skjult liv), når metabolismen i kroppen nesten stopper helt (vinterhvile av planter, bevaring av frø og sporer i jorda, torpor av insekter, dvalemodus av virveldyr ).

Unngå uønskede effekter - kroppen utvikler slike livssykluser og atferd som gjør at den kan unngå uønskede effekter. For eksempel sesongmessige vandringer av dyr.

Tilpasninger kan deles inn i tre hovedtyper: morfologiske, fysiologiske og etologiske.

Morfologiske tilpasninger er endringer i kroppens struktur (for eksempel modifisering av et blad til en ryggrad i kaktus for å redusere vanntap, den lyse fargen på blomster for å tiltrekke seg pollinatorer). Morfologiske tilpasninger hos planter og dyr fører til dannelsen av visse livsformer.

Fysiologiske tilpasninger er endringer i kroppens fysiologi (for eksempel evnen til en kamel til å gi kroppen fuktighet ved å oksidere fettreserver, tilstedeværelsen av cellulose-nedbrytende enzymer i cellulose-nedbrytende bakterier).

Etologiske (atferdsmessige) tilpasninger – endringer i atferd (for eksempel sesongmessige migrasjoner av pattedyr og fugler, dvalemodus om vinteren, parringsvisninger hos fugler og pattedyr i hekkesesongen).

15. Vannlevende miljø og dets egenskaper. Klassifisering av hydrobioner

Hydrobionts - (fra gresk hydro - vann og bios - liv) organismer som lever i vannmiljøet.

Mangfold av vannlevende organismer

Pelagiske organismer (planter eller dyr som lever i eller på overflaten av vann)

Neuston er en samling av mikroorganismer som lever nær overflatefilmen av vann ved grensen til vann- og luftmiljøene.

Plaiston - plante- eller dyreorganismer som lever på overflaten av vann, eller halvt nedsenket i vann.

Reofile er dyr som har tilpasset seg å leve i rennende vann.

Nekton er en samling av vannlevende aktivt svømmende organismer som tåler strømmens kraft.

Plankton er heterogene, for det meste små organismer som driver fritt i vannsøylen og ikke er i stand til å motstå strømmen.

Benthos (et sett med organismer som lever på bakken og i jorda i bunnen av reservoarer)

Hydrosfæren som et vannlevende miljø opptar omtrent 71 % av arealet og 1/800 av klodens volum. Hovedmengden vann, mer enn 94 %, er konsentrert i hav og hav. I ferskvann i elver og innsjøer overstiger ikke vannmengden 0,016 % av det totale volumet av ferskvann.

I havet med hav som består av, skilles to økologiske regioner først og fremst ut: vannsøylen - pelagisk og bunnen - bentisk. Avhengig av dybden er benthalen delt inn i en sublitoral sone - et område med jevn nedgang av land til en dybde på 200 m, en bathyal sone - et område med en bratt skråning og en avgrunnssone - havbunnen med en gjennomsnittlig dybde på 3-6 km. De dypere bunnområdene som tilsvarer havbunnens fordypninger (6-10 km) kalles ultra-abyssal. Kystkanten som oversvømmes under høyvann kalles kystsonen. Den delen av kysten over tidevannet som er fuktet av sprut fra brenningene, kalles superlittoral.

Det åpne vannet i Verdenshavet er også delt inn i soner vertikalt tilsvarende de bentiske sonene: epipeligal, bathypeligal, abyssopeligal.

Vannmiljøet er hjemsted for omtrent 150 000 dyrearter, eller omtrent 7% av det totale, og 10 000 plantearter (8%).

Andelen av elver, innsjøer og sumper, som nevnt tidligere, er ubetydelig sammenlignet med hav og hav. Imidlertid skaper de tilgangen på ferskvann som er nødvendig for planter, dyr og mennesker.

Et karakteristisk trekk ved vannmiljøet er mobiliteten, spesielt i rennende, hurtigflytende bekker og elver. Havet og havene opplever flo og fjære, kraftige strømmer og stormer. I innsjøer beveger vann seg under påvirkning av temperatur og vind.

16. Livets bakke-luft-miljø, dets egenskaper og former for tilpasning til det

Livet på land krevde tilpasninger som viste seg å være mulig bare i høyt organiserte levende organismer. Det terrestriske luftmiljøet er vanskeligere for livet; det er preget av høyt oksygeninnhold, lav mengde vanndamp, lav tetthet, etc. Dette endret i stor grad forholdene for pust, vannutveksling og bevegelse av levende vesener.

Lav lufttetthet bestemmer dens lave løftekraft og ubetydelige støtte. Organismer i luftmiljøet må ha sitt eget støttesystem som støtter kroppen: planter - ulike mekaniske vev, dyr - et solid eller hydrostatisk skjelett. I tillegg er alle innbyggere i luften nært forbundet med jordens overflate, som tjener dem for feste og støtte.

Lav lufttetthet gir lav motstand mot bevegelse. Derfor fikk mange landdyr evnen til å fly. 75 % av alle landlevende dyr, hovedsakelig insekter og fugler, har tilpasset seg aktiv flukt.

Takket være mobiliteten til luft og de vertikale og horisontale strømmene av luftmasser som eksisterer i de nedre lagene av atmosfæren, er passiv flukt av organismer mulig. I denne forbindelse har mange arter utviklet anemochory - spredning ved hjelp av luftstrømmer. Anemochory er karakteristisk for sporer, frø og frukter av planter, protozoiske cyster, små insekter, edderkopper, etc. Organismer som transporteres passivt av luftstrømmer kalles samlet for flyplankton.

Terrestriske organismer eksisterer under forhold med relativt lavt trykk på grunn av lav lufttetthet. Normalt er det 760 mmHg. Når høyden øker, synker trykket. Lavtrykk kan begrense utbredelsen av arter i fjellet. For virveldyr er den øvre grensen for liv omtrent 60 mm. En reduksjon i trykk innebærer en reduksjon i oksygentilførsel og dehydrering av dyr på grunn av en økning i respirasjonshastighet. Høyere planter har omtrent de samme grensene for avansement i fjellet. Leddyr, som finnes på isbreer over vegetasjonslinjen, er noe mer hardføre.

Gasssammensetning av luft. I tillegg til de fysiske egenskapene til luften, er dens kjemiske egenskaper svært viktige for eksistensen av landlevende organismer. Gasssammensetningen av luft i atmosfærens overflatelag er ganske jevn når det gjelder innholdet av hovedkomponentene (nitrogen - 78,1%, oksygen - 21,0%, argon - 0,9%, karbondioksid - 0,003% av volum).

Det høye oksygeninnholdet bidro til en økning i metabolisme hos landlevende organismer sammenlignet med primære vannlevende organismer. Det var i et terrestrisk miljø, på grunnlag av den høye effektiviteten til oksidative prosesser i kroppen, at dyre-homeothermi oppsto. Oksygen, på grunn av det konstant høye innholdet i luften, er ikke en begrensende faktor for liv i det terrestriske miljøet.

Karbondioksidinnholdet kan variere i visse områder av overflatelaget av luft innenfor ganske betydelige grenser. Økt luftmetning med CO? forekommer i områder med vulkansk aktivitet, nær termiske kilder og andre underjordiske utløp av denne gassen. I høye konsentrasjoner er karbondioksid giftig. I naturen er slike konsentrasjoner sjeldne. Lavt CO2-innhold hemmer prosessen med fotosyntese. Under lukkede jordforhold kan du øke fotosyntesehastigheten ved å øke konsentrasjonen av karbondioksid. Dette brukes i praksis med drivhus- og drivhusdrift.

Luftnitrogen er en inert gass for de fleste innbyggerne i det terrestriske miljøet, men visse mikroorganismer (knutebakterier, nitrogenbakterier, blågrønnalger osv.) har evnen til å binde den og involvere den i stoffenes biologiske syklus.

Fuktighetsmangel er en av de essensielle egenskapene til livets land-luft-miljø. Hele utviklingen av landlevende organismer var under tegn på tilpasning til å skaffe og bevare fuktighet. Fuktighetsregimer på land er svært forskjellige - fra fullstendig og konstant metning av luften med vanndamp i noen områder av tropene til deres nesten fullstendige fravær i den tørre luften i ørkener. Det er også betydelige daglige og sesongmessige variasjoner i innholdet av vanndamp i atmosfæren. Vannforsyningen til landlevende organismer avhenger også av nedbørsregimet, tilstedeværelsen av reservoarer, jordfuktighetsreserver, nærheten til pundvann, etc.

Dette førte til utvikling av tilpasning til ulike vannforsyningsregimer hos terrestriske organismer.

Temperaturforhold. Et annet særtrekk ved luft-bakkemiljøet er betydelige temperatursvingninger. I de fleste landområder er daglige og årlige temperaturområder titalls grader. Motstanden mot temperaturendringer i miljøet blant innbyggere på land er svært forskjellig, avhengig av det spesifikke habitatet der livet deres finner sted. Imidlertid er landlevende organismer mye mer eurytermiske sammenlignet med vannlevende organismer.

Leveforholdene i bakke-luft-miljøet kompliseres ytterligere av eksistensen av værendringer. Vær - kontinuerlig skiftende forhold i atmosfæren ved overflaten, opp til en høyde på omtrent 20 km (grensen til troposfæren). Værvariasjoner viser seg i en konstant variasjon i kombinasjonen av miljøfaktorer som temperatur, luftfuktighet, overskyethet, nedbør, vindstyrke og vindretning, etc. Det langsiktige værregimet preger klimaet i området. Konseptet "Klima" inkluderer ikke bare gjennomsnittsverdiene av meteorologiske fenomener, men også deres årlige og daglige syklus, avvik fra det og deres frekvens. Klimaet bestemmes av de geografiske forholdene i området. De viktigste klimatiske faktorene - temperatur og fuktighet - måles ved mengden nedbør og metning av luft med vanndamp.

For de fleste landlevende organismer, spesielt små, er ikke klimaet i området så viktig som forholdene i deres umiddelbare habitat. Svært ofte endrer lokale miljøelementer (avlastning, eksponering, vegetasjon, etc.) regimet for temperaturer, fuktighet, lys, luftbevegelse i et bestemt område på en slik måte at det skiller seg betydelig fra de klimatiske forholdene i området. Slike klimaendringer som utvikles i luftens overflatelag kalles mikroklima. I hver sone er mikroklimaet veldig mangfoldig. Mikroklima på svært små områder kan identifiseres.

Lysregimet til bakke-luft-miljøet har også noen særegenheter. Intensiteten og mengden lys her er størst og begrenser praktisk talt ikke levetiden til grønne planter, som i vann eller jord. På land kan det eksistere ekstremt lyselskende arter. For de aller fleste landdyr med dag- og til og med nattaktivitet er syn en av hovedmetodene for orientering. Hos landdyr er syn viktig for å lete etter byttedyr; mange arter har til og med fargesyn. I denne forbindelse utvikler ofre slike tilpasningsegenskaper som en defensiv reaksjon, kamuflasje- og advarselsfarging, mimikk, etc. Hos akvatiske innbyggere er slike tilpasninger mye mindre utviklet. Utseendet til fargerike blomster av høyere planter er også assosiert med egenskapene til pollinatorapparatet og til slutt med lysregimet til miljøet.

Terreng- og jordegenskapene er også levevilkårene for landlevende organismer og først og fremst planter. Egenskapene til jordoverflaten som har en økologisk innvirkning på innbyggerne er forent av "edafiske miljøfaktorer" (fra gresk "edaphos" - "jord").

I forhold til ulike jordegenskaper kan det skilles ut en rekke økologiske grupper av planter. Derfor, i henhold til reaksjonen på jordsurhet, skilles de ut:

acidofile arter - vokser på sur jord med en pH på minst 6,7 (planter av sphagnummyrer);

nøytrofil - har en tendens til å vokse på jord med en pH på 6,7-7,0 (de fleste dyrkede planter);

basophilaceae - vokse ved en pH på mer enn 7,0 (Echinops, skoganemone);

likegyldig - kan vokse på jord med forskjellige pH-verdier (liljekonvall).

Planter er også forskjellige i forhold til jordfuktighet. Visse arter er begrenset til forskjellige substrater, for eksempel vokser petrofytter på steinete jord, pasmofytter befolker løs sand.

Terrenget og jordsmonnets natur påvirker den spesifikke bevegelsen til dyr: for eksempel hovdyr, strutser, bustarder som lever i åpne områder, hardt underlag, for å øke frastøtingen når du løper. Hos øgler som lever i skiftende sand, er tærne kantet med en kant av kåte skjell som øker støtten. For landbaserte innbyggere som graver hull, er tett jord ugunstig. Jordens beskaffenhet påvirker i visse tilfeller fordelingen av landdyr som graver hull eller graver seg ned i jorda, eller legger egg i jorda mv.

17. Jord som levemiljø. Klassifisering av jorddyr, form for tilpasning

Jord er overflatelaget av land, som består av en blanding av mineralske stoffer hentet fra forråtnelse av bergarter, og organiske stoffer som er et resultat av nedbrytning av plante- og dyrerester av mikroorganismer. Jordens overflatelag er bebodd av ulike organismer som ødelegger restene av døde organismer (sopp, bakterier, ormer, små leddyr, etc.). Den aktive aktiviteten til disse organismene bidrar til dannelsen av et fruktbart jordlag som er egnet for eksistensen av mange levende vesener. Jorda er preget av høy tetthet, små temperatursvingninger, moderat fuktighet, utilstrekkelig oksygeninnhold og høy konsentrasjon av karbondioksid. Dens porøse struktur tillater penetrasjon av gasser og vann, noe som skaper gunstige forhold for jordorganismer som alger, sopp, protozoer, bakterier, leddyr, bløtdyr og andre virvelløse dyr.

Tilpasninger av organismer til miljøet kalles tilpasning. Tilpasninger er enhver endring i strukturen og funksjonen til organismer som øker sjansene deres for å overleve.

Det er to typer tilpasning: genotypisk og fenotypisk.

I følge definisjonen av Great Medical Encyclopedia (BME): "... genotypisk tilpasning skjer på grunn av utvalget av celler med en viss genotype, som bestemmer utholdenhet." Denne definisjonen er ikke perfekt, siden den ikke gjenspeiler hvilken type belastningsutholdenhet refererer til, siden i de fleste tilfeller, mens de oppnår noen fordeler, mister levende organismer andre. Hvis for eksempel en plante tåler et varmt, tørt klima godt, så vil den mest sannsynlig ikke tåle et kaldt og fuktig klima godt.

Når det gjelder fenotypisk tilpasning, er det foreløpig ingen streng definisjon av dette begrepet.

I følge BME-definisjonen, "... fenotypisk tilpasning skjer som en beskyttende reaksjon på virkningen av en skadelig faktor."

I henhold til definisjonen av F.Z. Meyerson "Fenotypisk tilpasning er en prosess som utvikler seg i løpet av et individs liv, som et resultat av at organismen får tidligere fraværende motstand mot en viss miljøfaktor og dermed får muligheten til å leve under forhold som tidligere var uforenlige med livet ..."

Evnen til å tilpasse seg er en av hovedegenskapene til livet generelt, siden det gir selve muligheten for dets eksistens, organismenes evne til å overleve og reprodusere. Tilpasninger manifesterer seg på forskjellige nivåer: fra biokjemien til celler og oppførselen til individuelle organismer til strukturen og funksjonen til samfunn og økologiske systemer. Tilpasninger oppstår og utvikler seg under utviklingen av arter.

Tilpasningsmekanismer

Grunnleggende mekanismer for tilpasning på organismenivå:

1) biokjemisk - manifesterer seg i intracellulære prosesser, som for eksempel en endring i arbeidet til enzymer eller en endring i deres mengde;

2) fysiologisk - for eksempel økt svette med økende temperatur hos en rekke arter;

3) morfo-anatomisk - trekk ved strukturen og formen til kroppen assosiert med livsstil;

4) atferdsmessig - for eksempel dyr som søker etter gunstige habitater, skaper huler, reir, etc.;

5) ontogenetisk - akselerasjon eller retardasjon av individuell utvikling, fremmer overlevelse når forholdene endres.

La oss se på disse mekanismene mer detaljert.

Biokjemiske mekanismer. Dyr som lever i kystsonen (litoral) i havet er godt tilpasset effekten av ugunstige miljøfaktorer, og takket være et sett med tilpasninger, er de i stand til å overleve under forhold med oksygenmangel. Spesielt: de har utviklet ytterligere mekanismer for å konsumere oksygen fra miljøet; de er i stand til å opprettholde kroppens indre energiressurser ved å bytte til anaerobe metabolske veier; de reduserer den totale metabolske hastigheten som svar på lave oksygenkonsentrasjoner i sjøvann. Dessuten regnes den tredje metoden som den viktigste og en av de viktigste mekanismene for tilpasning til mangel på oksygen for mange arter av marine bløtdyr. Under periodiske uttørkingshendelser som følge av tidevannssykluser, eksponeres muslinger mellom tidevann for kortvarig anoksi og skifter metabolisme til en anaerob bane. Som et resultat regnes de som typiske fakultative anaerobe organismer. Det er kjent at stoffskiftet i marine bivalvia under anoksi avtar med mer enn 18 ganger. Ved å redusere stoffskiftet påvirker hypoksi/anoksi betydelig veksten og mange andre fysiologiske egenskaper til bløtdyr.

I løpet av evolusjonen har marine muslinger utviklet et sett med biokjemiske tilpasninger som lar dem overleve de negative effektene av kortvarig anoksi. På grunn av deres tilknyttede livsstil, er biokjemiske tilpasninger hos muslinger mer mangfoldige og mer uttalte enn hos frittlevende organismer, som først og fremst har utviklet atferdsmessige og fysiologiske mekanismer for å unngå kortsiktige negative miljøpåvirkninger.

Flere mekanismer for å regulere metabolske nivåer er beskrevet i marine bløtdyr. En av dem er en endring i hastigheten på glykolytiske reaksjoner. For eksempel er Bivalvia preget av allosterisk regulering av enzymaktivitet under anoksiske forhold, hvor metabolitter påvirker spesifikke enzymloci. En av de viktige mekanismene for å redusere hastigheten på generell metabolisme er reversibel fosforylering av proteiner. Slike endringer i strukturen til proteiner forårsaker betydelige endringer i aktiviteten til mange enzymer og funksjonelle proteiner involvert i alle livsprosesser i kroppen. For eksempel, i Littorea littorea, som i de fleste anoksi-tolerante bløtdyr, hjelper reversibel fosforylering av noen glykolytiske enzymer å omdirigere karbonstrømmen til den anaerobe banen for enzymatisk metabolisme, samt undertrykke hastigheten på den glykolytiske banen.

Selv om en reduksjon i metabolsk hastighet er en kvantitativt gunstig mekanisme som fremmer overlevelsen av marine bløtdyr under anoksiske forhold, spiller aktivering av modifiserte metabolske veier også en viktig rolle i prosessene for tilpasning av marine bløtdyr til lave oksygenkonsentrasjoner i sjøvann. Under disse reaksjonene øker utbyttet av ATP betydelig og det dannes ikke-sure og/eller flyktige sluttprodukter, som igjen bidrar til å opprettholde cellehomeostase under anoksiske forhold.

Så biokjemisk tilpasning er ofte en siste utvei som en organisme tyr til når den ikke har noen atferdsmessige eller fysiologiske midler for å unngå de negative effektene av miljøet.

Siden biokjemisk tilpasning ikke er en enkel vei, er det ofte lettere for organismer å finne et passende miljø gjennom migrasjon enn å gjenoppbygge kjemien i cellen. Når det gjelder festede marine kystmuslinger, er migrasjon til gunstige miljøforhold umulig; derfor har de velutviklede metabolske reguleringsmekanismer som lar dem tilpasse seg den stadig skiftende kystsonen i havet, som er preget av periodisk tørking.

Fysiologiske mekanismer. Termisk tilpasning er forårsaket av et sett med spesifikke fysiologiske endringer. De viktigste er økt svetting, en reduksjon i temperaturen i kjernen og skallet i kroppen, og en reduksjon i hjertefrekvensen under trening når temperaturen øker (tabell 1).

Tabell 1. Adaptive fysiologiske endringer hos mennesker under forhold med forhøyet omgivelsestemperatur

	Endringer
Svette	En raskere begynnelse av svette (under arbeid), dvs. en reduksjon i temperaturterskelen for svette. Økt svettehastighet
Blod og sirkulasjon	Jevnere fordeling av svette over overflaten av kroppen. Redusert saltinnhold i svette. Redusert hjertefrekvens. Økt blodgjennomstrømning i huden. Økt systolisk volum. Økt sirkulerende blodvolum. Nedgang i graden av arbeidshemokonsentrasjon. Raskere omfordeling av blod (til hudens vaskulære system). Bringe blodstrømmen nærmere overflaten av kroppen og mer effektivt distribuere den over overflaten av kroppen. Redusere fallet i cøliaki og renal blodstrøm (under arbeid)
Termoregulering	Redusere temperaturen på kjernen og skallet i kroppen i hvile og under muskelarbeid. Økt kroppsmotstand mot forhøyet kroppstemperatur
	Redusere kortpustethet

Morfo-anatomiske mekanismer. Dermed har det velkjente ekornet god morfofunksjonell tilpasningsevne, som gjør at det kan overleve i sitt habitat. De adaptive ytre egenskapene til proteinstrukturen inkluderer følgende:

Skarpe buede klør, slik at du kan klamre deg fast, holde og bevege deg godt på tre;

Sterke og lengre bakbein enn de fremre, som gjør at ekornet kan gjøre store hopp;

En lang og luftig hale som fungerer som en fallskjerm når du hopper og varmer henne i reiret i den kalde årstiden;

Skarpe, selvslipende tenner, slik at du kan tygge hard mat;

Shedding pels, som hjelper ekornet ikke fryse om vinteren og føles lettere om sommeren, og gir også en endring i kamuflasjefargen.

Disse adaptive funksjonene gjør at ekornet enkelt kan bevege seg gjennom trær i alle retninger, finne mat og spise den, flykte fra fiender, lage et rede og oppdra avkom og forbli et stillesittende dyr, til tross for sesongmessige temperaturendringer. Dette er hvordan ekornet samhandler med omgivelsene sine.

Atferdsmekanismer. I tillegg til eksempler på søkeaktivitet for gunstige habitater, læring, atferdsstrategier under trusselforhold (kamp, ​​flukt, frysing), assosiasjon i grupper, konstant motivasjon av hensynet til overlevelse og forplantning, kan et annet slående eksempel gis.

Under naturlige og eksperimentelle forhold i vannmiljøet navigerer både marine og ferskvannsfiskarter ved hjelp av atferdselementer. I dette tilfellet oppstår både romlig og tidsmessig tilpasning til ulike faktorer - temperatur, belysning, oksygeninnhold, strømningshastighet osv. Ganske ofte viser fisk fenomenet spontant valg av en eller annen miljøfaktor, for eksempel orientering langs vannet temperaturgradient. Atferdsmekanismene for fiskens orientering i forhold til temperaturfaktoren i miljøet er ofte like eller litt forskjellige fra reaksjonen til andre faktorer.

Ontogenetiske mekanismer. Systemer for ontogenetisk tilpasning er grunnlaget som sikrer overlevelse og vellykket reproduksjon av et tilstrekkelig antall individer i habitatforholdene som er kjent for befolkningen. Bevaring av dem er så viktig for arters overlevelse at det i evolusjonen oppsto en hel gruppe genetiske systemer som er designet for å tjene som en barriere som beskytter systemer for ontogenetisk tilpasning mot de destruktive effektene av de evolusjonære faktorene som en gang bidro til dannelsen deres.

Det er følgende undertyper av denne typen tilpasning:

Genotypisk tilpasning - utvalg av arvelig bestemt (endring i genotype) økt tilpasningsevne til endrede forhold (spontan mutagenese);

Fenotypisk tilpasning - med dette utvalget begrenses variabiliteten av reaksjonsnormen bestemt av en stabil genotype.

Hos dipteraner, som det, takket være tilstedeværelsen av gigantiske polytenkromosomer i spyttkjertlene, er mulig å identifisere den fine lineære strukturen til kromosomer, finnes ofte hele komplekser av tvillingarter, bestående av flere, nesten morfologisk utskillelige, nært beslektede arter. For andre zoologiske arter som ikke har polytenkromosomer, er en slik subtil cytologisk diagnose vanskelig, men selv for dem, på isolerte øygrupper, kan ofte hele grupper av nært beslektede arter, tydelig av nyere opprinnelse, sterkt divergert fra en felles kontinental stamfar. bli observert. Klassiske eksempler er hawaiiske blomsterfugler, Darwins finker på Galapagosøyene, øgler og snegler på Salomonøyene og mange andre grupper av endemiske arter. Alt dette peker på muligheten for flere arter knyttet til enkeltepisoder av kolonisering, og på utbredt adaptiv stråling, hvis utløsende mekanisme var destabiliseringen av et tidligere stabilt, godt integrert genom.

Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor

Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.

postet på http:// www. alt best. ru/

Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen

Federal State Budgetary Educational Institute of Higher Education

"Bashkir State University"

Birsk gren

Fakultet for biologi og kjemi

Institutt for biologi og økologi

Eksamen på disiplinen

"Morfo-funksjonelle grunnlag for menneskelig tilpasning"

om temaet: "Tilpasning av kroppen til ulike miljøforhold"

Fullført:

masterstudent 2 år Tazeeva Lyubov Eduardovna

deltidsutdanning

Retning av trening

06.04.01 Biologi

Masterprogram Økologi

• 1. Tilpasning til lav temperatur
• 2. Tilpasning til høy temperatur
• 3. Tilpasning til det fysiske aktivitetsregimet
• 3.1 Økt aktivitet
• 3.2 Redusert aktivitet
• 4. Tilpasning til hypoksi
• 5. Tilpasning til vektløshet
• Bibliografi

1. Tilpasning til lav temperatur

Menneskets kroppstemperatur, som for enhver homeotermisk organisme, er preget av konstanthet og svinger innenfor ekstremt trange grenser. Disse grensene varierer fra 36,4 C til 37,5 C.

Forholdene som kroppen må tilpasse seg kulde under kan være forskjellige og er ikke begrenset til å oppholde seg i en region med kaldt klima.

I dette tilfellet virker kulden ikke døgnet rundt, men veksler med det normale temperaturregimet for en gitt person. Tilpasningsfasene i slike tilfeller er vanligvis uskarpe. I de første dagene, som svar på lave temperaturer, øker varmeproduksjonen uøkonomisk, overdrevent, varmeoverføringen er fortsatt ikke tilstrekkelig begrenset. Etter å ha etablert en stabil tilpasningsfase, blir prosessene for varmeproduksjon mer intense, og varmeoverføringen avtar og blir til slutt balansert på en slik måte at den mest perfekt opprettholder en stabil kroppstemperatur under nye forhold. Det skal bemerkes at aktiv tilpasning i dette tilfellet er forbundet med mekanismer som sikrer tilpasning av reseptorer til kulde, det vil si en økning i terskelen for stimulering av disse reseptorene. Denne mekanismen for å blokkere effekten av kulde reduserer behovet for aktive adaptive reaksjoner.

Tilpasning til livet på nordlige breddegrader går annerledes. Her er effektene på kroppen alltid komplekse; En gang i forholdene i Nord blir en person ikke bare utsatt for lav temperatur, men også for endrede lysforhold og strålingsnivåer. For tiden, når behovet for å utvikle det fjerne nord blir mer og mer presserende, studeres mekanismene for tilpasning til nord, det vil si akklimatisering, grundig.

Det er konstatert at den første akutte tilpasningen ved ankomst Nord er preget av en ubalansert kombinasjon av varmeproduksjon og varmeoverføring. Under påvirkning av relativt raskt etablerte reguleringsmekanismer utvikles vedvarende endringer i varmeproduksjonen, som er adaptive for overlevelse under nye forhold. Det har vist seg at etter "nød"-stadiet oppnås stabil tilpasning på grunn av endringer, spesielt i enzymatiske antioksidantsystemer. Vi snakker om å forbedre lipidmetabolismen, som er gunstig for kroppen for å intensivere energiprosesser. Folk som bor i nord har økte nivåer av fettsyrer i blodet, mens blodsukkernivået er redusert. På grunn av økningen i "dyp" blodstrøm med innsnevring av perifere kar, vaskes fettsyrer mer aktivt ut av fettvevet. Mitokondrier i cellene til mennesker tilpasset livet i nord inkluderer også fettsyrer. Dette fører til en endring i naturen til oksidative reaksjoner, til separasjon av fosforylering og fri oksidasjon. Av disse to prosessene blir fri oksidasjon dominerende. Det er relativt mange frie radikaler i vevet til nordboere.

Dannelsen av spesifikke endringer i vevsprosesser som er karakteristiske for tilpasning, lettes av nervøse og humorale mekanismer. Spesielt under kalde forhold er manifestasjoner av økt aktivitet i skjoldbruskkjertelen (tyroksin sikrer en økning i varmeproduksjonen) og binyrene (katekolaminer gir en katabolsk effekt) blitt godt studert. Disse hormonene stimulerer også lipolytiske reaksjoner. Det antas at under forholdene i nord produseres ACTH og binyrehormoner spesielt aktivt, noe som forårsaker mobilisering av tilpasningsmekanismer og øker følsomheten til vev for tyroksin.

Dannelsen av tilpasning og dens bølgelignende forløp er assosiert med symptomer som labilitet av mentale og emosjonelle reaksjoner, tretthet, kortpustethet og andre hypoksiske fenomener. Generelt tilsvarer disse symptomene "polar spennings"-syndromet. Det antas at kosmisk stråling spiller en viktig rolle i utviklingen av denne tilstanden. Hos noen mennesker, med uregelmessig stress under forholdene i nord, kan forsvarsmekanismene og adaptiv omstrukturering av kroppen forårsake sammenbrudd - disadaptation. I dette tilfellet vises en rekke patologiske fenomener kalt "polar sykdom".

2. Tilpasning til høy temperatur

Høy temperatur kan påvirke menneskekroppen i forskjellige situasjoner. Tilpasningsmekanismer er rettet mot å øke varmeoverføringen og redusere varmeproduksjonen. Som et resultat forblir kroppstemperaturen (selv om den stiger) innenfor den øvre grensen for normalområdet. Manifestasjonene av hypertermi bestemmes i stor grad av omgivelsestemperaturen.

Når den ytre temperaturen stiger til +30-31C, utvider hudarteriene seg og blodstrømmen i den øker, og temperaturen i overflatevevet øker. Disse endringene er rettet mot at kroppen skal frigjøre overflødig varme gjennom konveksjon, varmeledning og stråling, men når omgivelsestemperaturen øker, reduseres effektiviteten til disse varmeoverføringsmekanismene.

Ved en ytre temperatur på +32-33C og over stopper konveksjon og stråling. Varmeoverføring gjennom svetting og fordampning av fuktighet fra overflaten av kroppen og luftveiene får ledende betydning. Så med 1 ml svette går omtrent 0,6 kcal varme tapt.

Under hypertermi oppstår karakteristiske endringer i organer og funksjonelle systemer. Svettekjertler skiller ut kallikrein. Dette fører til dannelse av kallidin, bradykinin og andre kininer i blodet. Kininer gir i sin tur doble effekter: utvidelse av arterioler i huden og subkutant vev; potensering av svette. Disse effektene av kininer øker varmeoverføringen av kroppen betydelig.

På grunn av aktiveringen av det sympathoadrenale systemet øker hjertefrekvensen og hjertevolum.

Det er en omfordeling av blodstrømmen med utviklingen av sentraliseringen.

Det er en tendens til å øke blodtrykket.

Ytterligere tilpasning skjer på grunn av en reduksjon i varmeproduksjonen og dannelsen av en stabil omfordeling av blodtilførselen til karene. Overdreven svette blir til tilstrekkelig svette ved høye temperaturer. Tap av vann og salter gjennom svette kan kompenseres ved å drikke saltvann.

3. Tilpasning til det fysiske aktivitetsregimet

Ofte, under påvirkning av miljøkrav, endres nivået av fysisk aktivitet mot økning eller reduksjon.

3.1 Økt aktivitet

Motorisk aktivitet er hovedegenskapen til dyr og mennesker, en integrert del av livet og utviklingen til hver organisme. I løpet av livet, ofte under påvirkning av eventuelle krav til det ytre miljøet, endres nivået av fysisk aktivitet i retning av økning eller reduksjon.

Hvis en person endrer livsstilen slik at hans fysiske aktivitet blir høy, må kroppen hans tilpasse seg den nye tilstanden. I disse tilfellene utvikles en spesifikk tilpasning, som koker ned til restrukturering av muskelvev, eller rettere sagt dets masse, i samsvar med den økte funksjonen.

Denne mekanismen er basert på aktivering av muskelproteinsyntese. En økning i deres funksjon per enhet vevsmasse forårsaker en endring i aktiviteten til det genetiske apparatet, noe som fører til en økning i antall ribosomer og polysomer der proteinsyntese oppstår. Til syvende og sist vokser cellulære proteiner i volum og mengde, massen av muskelvev øker, med andre ord oppstår hypertrofi. Samtidig øker bruken av pyruvat i mitokondriene til muskelcellene, noe som hindrer økning av laktat i blodet og sikrer mobilisering og bruk av fettsyrer, og dette fører igjen til økt ytelse. Som et resultat kommer volumet av funksjonen i tråd med volumet av organstrukturen, og kroppen som helhet blir tilpasset belastningen av denne størrelsesorden. Hvis en person utfører intensiv trening i et volum som betydelig overstiger fysiologisk, gjennomgår strukturen til musklene spesielt uttalte endringer. Volumet av muskelfibre øker i en slik grad at blodtilførselen ikke takler oppgaven med å gi en så høy tilførsel til musklene. Dette fører til motsatt resultat: energien til muskelsammentrekninger svekkes. Dette fenomenet kan betraktes som mistilpasning.

Generelt bidrar godt doserte muskelbelastninger til å øke uspesifikk motstand mot virkningen av en rekke faktorer. Noen ganger blir mennesker og dyr tvunget til å tilpasse seg redusert motorisk aktivitet - hypokinesi.

3.2 Redusert aktivitet

Restriksjoner på den motoriske aktiviteten til en levende organisme kalles hypokinesi (et synonym for begrepet "hypodynami").

Graden av hypokinesi under naturlige forhold og i erfaring kan være forskjellig - fra en liten begrensning av mobilitet til nesten fullstendig opphør. Fullstendig hypokinesi kan bare oppnås ved bruk av farmakologiske stoffer som myorelaxin.

Vi kan snakke om ulike typer hypokinesi. Disse inkluderer: ikke behov for bevegelse; manglende evne til å bevege seg på grunn av de spesifikke ytre forholdene; forbud mot bevegelser under hvilemodus på grunn av sykdom; manglende evne til å bevege seg på grunn av sykdom.

Et eksempel på hypokinesi, assosiert med mangel på behov for fysisk aktivitet, er rutinen i vårt daglige liv. Selvfølgelig snakker vi om mennesker som er engasjert i mentalt arbeid, som fører en såkalt "stillesittende livsstil." Imidlertid fører moderne høyt utviklet teknologi som brukes i produksjonen til det faktum at arbeidere og bønder i arbeid gjør mindre og mindre fysisk anstrengelse, ettersom menneskelig arbeidskraft gradvis erstattes av arbeidet til forskjellige maskiner. Dermed fører den vitenskapelige og teknologiske revolusjonen med seg hypokinesi, som er et negativt punkt for mennesker som biologisk system.

Nødfasen av tilpasning til hypokinesi er preget av den første mobiliseringen av reaksjoner som kompenserer for mangelen på motoriske funksjoner.

Kroppens reaksjon på hypokinesi involverer først og fremst nervesystemet med dets refleksmekanismer. Ved å samhandle med humorale mekanismer organiserer nervesystemet beskyttende tilpasningsreaksjoner til effektene av hypokinesi.

Forskning har vist at slike beskyttende reaksjoner inkluderer eksitasjon av sympathoadrenal-systemet, hovedsakelig assosiert med følelsesmessig stress under hypokinesi. For det andre inkluderer beskyttende reaksjoner tilpasningshormoner.

Det sympathoadrenale systemet forårsaker midlertidig delvis kompensasjon av sirkulasjonsforstyrrelser i form av økt hjerteaktivitet, økt vaskulær tonus og følgelig blodtrykk, økt respirasjon (økt ventilasjon av lungene). Frigjøring av adrenalin og stimulering av det sympatiske systemet bidrar til en økning i nivået av katabolisme i vev. Disse reaksjonene er imidlertid kortvarige og forsvinner raskt med fortsatt hypokinesi.

Den videre utviklingen av hypokinesi kan forestille seg som følger. Immobilitet bidrar først og fremst til å redusere katabolske prosesser. Frigjøringen av energi avtar, og intensiteten av oksidative reaksjoner blir ubetydelig. Siden innholdet av karbondioksid, melkesyre og andre stoffskifteprodukter i blodet som normalt stimulerer respirasjon og blodsirkulasjon (puls, blodstrømshastighet og blodtrykk) synker, reduseres også disse indikatorene. Hos mennesker i en tilstand av hypokinesi reduseres ventilasjonen av lungene, hjertefrekvensen faller og blodtrykket blir lavere.

Hvis ernæringen forblir den samme som under kraftig aktivitet, observeres en positiv balanse, akkumulering av fett og karbohydrater i kroppen. Med fortsatt hypokinesi fører en slik overflødig assimilering ganske snart til fedme.

Det kardiovaskulære systemet gjennomgår karakteristiske endringer. Konstant underbelastning av hjertet på grunn av en reduksjon i venøs retur til høyre atrium forårsaker underekspansjon av hjertet med blod, en reduksjon i hjertevolum. Hjertemuskelen begynner å jobbe svekket. I fibrene i hjertemuskelen avtar intensiteten av oksidative reaksjoner, og dette fører til en endring som atrofi (ordet "atrofi" betyr mangel på ernæring). Muskelmassen reduseres, energipotensialet reduseres, og til slutt oppstår destruktive endringer.

I forsøk på kaniner utsatt for hypokinesi over lengre tid, ble det funnet at hjertet til forsøkskaninen sank i volum med 25 % sammenlignet med hjertet til en kanin fra kontrollgruppen. Lignende resultater ble oppnådd av N.A. Agadzhanyan (1962) i forsøkspersoner etter et 60-dagers opphold i lukkede kammer med lite volum.

Det skjer også endringer i det vaskulære systemet. Under forhold med hypokinesi, når utstøtingen av blod fra hjertet avtar og mengden sirkulerende blod avtar på grunn av dets avsetning og stagnasjon i kapillærene, svekkes hjertets tone gradvis. Dette senker blodtrykket, som igjen fører til dårlig oksygentilførsel til vev og et fall i intensiteten av metabolske reaksjoner i dem (ond sirkel).

Stagnasjon av blod i kapillærene og den kapasitive delen av den vaskulære sengen - små vener - bidrar til en økning i permeabiliteten til vaskulærveggen for vann og elektrolytter og deres svette inn i vevet. Som et resultat oppstår hevelse i ulike deler av kroppen. Svekkelse av hjertet forårsaker en økning i trykket i vena cava-systemet, som igjen fører til stagnasjon i leveren. Sistnevnte bidrar til å redusere dens metabolske, barriere og andre funksjoner som er svært viktige for kroppens tilstand. I tillegg forårsaker dårlig blodsirkulasjon i leveren stagnasjon av blod i portvenen. Dette resulterer i en trykkøkning i tarmveggens kapillærer og en reduksjon i opptaket av stoffer fra tarmen.

Forverring av blodsirkulasjonen i fordøyelsessystemet reduserer intensiteten av juicesekresjonen, noe som resulterer i fordøyelsessykdommer. En reduksjon i blodtrykk og sirkulerende blodvolum forårsaker en reduksjon i urinproduksjonen i nyrene. Dette øker innholdet av restnitrogen i kroppen, som ikke skilles ut i urinen.

4. Tilpasning til hypoksi

Når oksygen sult oppstår, våkner en beskyttende mekanisme i kroppen, som arbeider mot å eliminere eller redusere alvorlighetsgraden av hypoksi.

Disse prosessene vises allerede på det tidligste stadiet av hypoksi. Slike tilpasningsmekanismer kalles nødstilfelle. Hvis sykdommen blir kronisk, blir prosessen med organtilpasning til hypoksi mer kompleks og langvarig.

Nødtilpasning består i å transportere oksygen og metabolske substrater og slå på vevsmetabolismen.

Langsiktig tilpasning skjer langsommere og inkluderer justeringer i funksjonene til lungealveolene, pulmonal ventilasjonsblodstrøm, kompensatorisk myokardforstørrelse, benmargshyperplasi og hemoglobinakkumulering.

Klassifisering av hypoksi.

Basert på varigheten og intensiteten av kurset, skilles funksjonell, destruktiv og metabolsk hypoksi.

Destruktiv hypoksi er en alvorlig form og fører til irreversible endringer i kroppen.

Funksjonell hypoksi oppstår når hemodynamikken er svekket, dvs. som følge av nedsatt blodstrøm av ulike årsaker, for eksempel hypotermi, skader, brannskader, etc.

Metabolsk hypoksi utvikler seg som et resultat av nedsatt oksygentilførsel til vev. Samtidig skjer en endring i metabolske prosesser i dem.

Både funksjonell og metabolsk hypoksi er reversible. Dette betyr at etter nødvendig behandling eller endringer i faktorene som forårsaker hypoksi, gjenopprettes alle prosesser i kroppen.

Basert på årsakene til forekomsten er hypoksi delt inn i:

Eksogen hypoksi, avhengig av partialtrykket av oksygen. Denne typen inkluderer hypoksi i høye høyder, som utvikles ved lavt atmosfærisk trykk, for eksempel i fjellet. Hypoksi i stor høyde kan oppstå i et trangt rom - en mine, en heis, en ubåt, etc. Årsakene til hypoksi i høye høyder er en reduksjon i innholdet av oksygen og karbondioksid CO2 i blodet, noe som fører til en økning i hyppigheten og dybden av pusten.

- respiratorisk hypoksi som oppstår på bakgrunn av respirasjonssvikt.

- histotoksisk hypoksi forårsaket av feil bruk av oksygen i vev.

- hemisk, som oppstår med anemi og undertrykkelse av hemoglobin av karbonmonoksid eller oksidasjonsmidler.

- sirkulasjonshypoksi, som utvikler seg med sirkulasjonssvikt ledsaget av arteriovenøs oksygenmangel.

- overbelastning, utviklingen av som er forårsaket av angrep av epilepsi, stress fra hardt arbeid, etc. lignende årsaker.

Teknogen hypoksi oppstår når en person konstant oppholder seg i et miljømessig utilfredsstillende miljø.

Hjernehypoksi og neonatal hypoksi opptrer ofte i medisinsk praksis.

Hjernehypoksi forstyrrer aktiviteten til hele kroppen og først og fremst sentralnervesystemet.

Hypoksi hos nyfødte forekommer ganske ofte i obstetrisk og gynekologisk praksis og har alvorlige konsekvenser. Hovedårsakene til kronisk føtal hypoksi er mors sykdommer som diabetes mellitus, anemi, yrkesmessig rus, hjertefeil og andre sykdommer.

Årsakene til kronisk føtal hypoksi inkluderer komplisert graviditet forårsaket av en forstyrrelse i uteroplacental sirkulasjon. I tillegg kan patologisk utvikling av fosteret i form av underernæring, Rh-konflikt, infeksjon av fosteret når beskyttelsesbarrierer brytes, og flere fødsler også være årsaker til kronisk fosterhypoksi.

Tegn på hypoksi.

Symptomer på oksygensult uttrykkes ved konstant tretthet og depresjon, ledsaget av søvnløshet.

Det er forverring av hørsel og syn, hodepine og brystsmerter. Elektrokardiogrammet avslører sinusarytmi. Pasienter opplever kortpustethet, kvalme og romlig desorientering. Pusten kan være tung og dyp.

I den innledende fasen av utviklingen av cerebral hypoksi uttrykkes tegnene av høy energi, og blir til eufori. Selvkontroll over motorisk aktivitet går tapt. Tegn på cerebral hypoksi kan omfatte en ustø gangart, hjertebank, blekhet som grenser til cyanose, eller omvendt, huden blir mørkerød.

I tillegg til de som er felles for alle, uttrykkes tegn på cerebral hypoksi, ettersom sykdommen utvikler seg, ved besvimelse, hjerneødem og mangel på hudfølsomhet. Ofte ender denne tilstanden i koma med et dødelig utfall.

Enhver form for hypoksi krever umiddelbar behandling basert på å eliminere årsaken.

temperaturtilpasning hypoksi vektløshet

5. Tilpasning til vektløshet

Forholdene med vektløshet er de mest utilstrekkelige for kroppen.

En person blir født, vokser og utvikler seg bare under påvirkning av tyngdekreftene. Tyngdekraften danner topografien til funksjonene til skjelettmuskulaturen, og gravitasjonsreflekser, samt koordinert muskelarbeid.

Autonom støtte av muskelaktivitet avhenger også i stor grad av tyngdekraften. Spesielt er blodsirkulasjonen basert på tyngdekraften. Tyngdekraften fremmer strømmen av blod gjennom arteriene, men hindrer strømmen av blod gjennom venene, og derfor utvikler kroppen mekanismer som fremmer venøs blodstrøm.

Når tyngdekraften endres, observeres forskjellige endringer i kroppen, bestemt av eliminering av hydrostatisk trykk og omfordeling av kroppsvæsker, eliminering av gravitasjonsavhengig deformasjon og mekanisk belastning av kroppsstrukturer, samt en reduksjon i funksjonell belastning på kroppen. muskel- og skjelettsystemet, eliminering av støtte og endringer i biomekanikken til bevegelser.

Når en person befinner seg i forhold med vektløshet under romflukt, forstyrrer dette dramatisk både somatisk aktivitet og funksjonen til indre organer. Ekstero- og interoreseptorer begynner å signalisere en uvanlig tilstand av skjelettmuskulatur og alle indre organer.

Under påvirkning av slike uvanlige impulser, under den akutte tilpasningsfasen, noteres en høy grad av uorganisering av motorisk aktivitet og funksjonen til indre organer.

Desorganiseringen av funksjoner er dyp og har en tendens til å utvikle seg. Det er preget av en endring i den regionale statusen til det vaskulære systemet. Som et resultat, i løpet av den akutte tilpasningsperioden, er det et rush av blod til hodet. En rekke vestibulære lidelser, endringer i metabolisme, som manifesterer seg i en reduksjon i nivået av energimetabolisme.

Under alvorlige forhold er det et brudd på mineral, inkludert kalsium, metabolisme, som avhenger av motorisk aktivitet under forhold med underbelastning av skjelettsystemet til ekstremitetene, spesielt de nedre. Tilsynelatende kan den negative balansen av Ca2+ ioner under romfartsforhold også være assosiert med endokrine skift. Ikke bare koordineringen av bevegelser endres, men til og med håndskriften. Eksperimentene avslørte forstyrrelser i strukturen til de fremre hornene til den grå substansen i ryggmargen, og viste også en reduksjon i stabiliteten til fysiologiske systemer under fysisk aktivitet. Tilpasning under disse forholdene er bare mulig med en radikal omstrukturering av kontrollmekanismene til sentralnervesystemet, dannelsen av funksjonelle systemer med obligatorisk bruk av et sett med tekniske og treningsbeskyttende tiltak. Det er nødvendig å bruke forskjellige kunstige metoder for livsstøtte i en så uvanlig og utilstrekkelig situasjon for kroppen.

Som et resultat dannes hypogravitasjonsmotorsyndrom, som inkluderer endringer i 1) sensoriske systemer, 2) motorisk kontroll, 3) muskelfunksjon, 4) hemodynamikk.

1) Endringer i driften av sensoriske systemer:

- reduksjon i nivået av støttende afferentasjon;

- redusert nivå av proprioseptiv aktivitet;

- endring i funksjonen til det vestibulære apparatet;

- endring i afferent støtte av motoriske reaksjoner;

- forstyrrelse av alle former for visuell sporing;

- funksjonelle endringer i aktiviteten til det otolitiske apparatet når posisjonen til hodet endres og virkningen av lineære akselerasjoner.

2) Endring i motorstyring:

- sensorisk og motorisk ataksi;

- spinal hyperrefleksi;

- endring i bevegelseskontrollstrategi;

- øke tonen i bøyemusklene.

3) Endring i muskelfunksjon:

- reduksjon i hastighet og styrkeegenskaper;

- atoni;

- atrofi, endringer i sammensetningen av muskelfibre.

4) Hemodynamiske lidelser:

- økt hjertevolum;

- redusert sekresjon av vasopressin og renin;

- økt sekresjon av natriuretisk faktor;

- økt nyreblodstrøm;

- reduksjon i blodplasmavolum.

Muligheten for ekte tilpasning til vektløshet, der en restrukturering av reguleringssystemet skjer, tilstrekkelig til å eksistere på jorden, er hypotetisk og krever vitenskapelig bekreftelse.

Bibliografi

2. Grigoriev A.I. Menneskelig økologi. - M.: GEOTAR-Media, 2008. - 240 s.

3. Agadzhanyan N.A., Tel L.Z., Tsirkin V.I., Chesnokova S.A. Menneskets fysiologi. - M,: Medisinsk bok, 2009. - 526 s.

4. N.A. Agadzhanyan, A.I. Volozhin, E.V. Evstafieva. Menneskelig økologi og overlevelseskonsept. - M.: GOU VUNMC Helsedepartementet i Den russiske føderasjonen, 2001. - 240 s.

5. L.I. Tsvetkova, M.I. Alekseev og andre; Ed. L.I. Tsvetkovoy Økologi: Lærebok for tekniske universiteter. - M.: Forlag ASV; St. Petersburg: Khimizdat, 1999. - 488 s.

6. Kormilitsyn V.I., Tsitskishvili M.S., Yalamov Yu.I. Grunnleggende om økologi: Lærebok / - M.: MPU, 1997. 1 - 368 s.

7. Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sivoglazov V.I. "Biologi: generelle mønstre": Lærebok for klasse 10 - 11. generelle utdanningsinstitusjoner. - M.: Shkola-Press, 1996. - 625 s.

Skrevet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

Mennesket som en homeoterm organisme. Konseptet med poikilotermiske og homeotermiske organismer. Menneskelig kroppstemperatur. Generelle egenskaper ved kroppens termoreguleringsmekanisme. Menneskelige temperaturreseptorer. Essensen av temperaturtilpasning av menneskekroppen.

sammendrag, lagt til 19.12.2011


"Stress" og uspesifikke reaksjoner av kroppen på miljøpåvirkninger. Grunnleggende bestemmelser i Selye-Meyerson-tilpasningsteorien. Grunnleggende bestemmelser i den moderne teorien om tilpasning. Teori om funksjonelle systemer av P.K. Anokhin. Fysiologisk grunnlag for fitness.

kursarbeid, lagt til 03/03/2002


Identifisering av dynamikken til indikatorer på tilstanden til det kardiovaskulære systemet og mental ytelse til skolebarn i femte klasse i løpet av skoleåret. Tilpasning som hovedforutsetningen for vellykket interaksjon mellom studentens kropp og omgivelsene.

avhandling, lagt til 02.02.2018


Vurdering av tilstanden til naturlige adaptive og beskyttende mekanismer som utgjør den biologiske arven til mennesker, dens betydning i prosessen med menneskelig økologisk tilpasning. Klassifisering av romfluktfaktorer og dens innvirkning på menneskekroppen.

sammendrag, lagt til 19.03.2012


Grunnleggende om tilpasningsteori og idrettstrening, fysiologiske endringer i kroppen under påvirkning av fysisk aktivitet. Fysiologiske endringer i det kardiovaskulære systemet. Fysiologiske endringer i nervesystemet.

kursarbeid, lagt til 14.04.2003


Bioøkonomisk tilnærming til å studere problemet med ekstreme forhold i menneskekroppen. Et klinisk eksempel på ubalanse, forstyrrelse av energikrevende metabolske prosesser som gir en funksjonell "bølge" av presserende tilpasningsmekanismer.

sammendrag, lagt til 09.03.2009


Kompensatorisk-adaptive reaksjoner og tilpasning. Resultatet av tilpasning er overføring av funksjonelle responssystemer til det optimale organisasjonsnivået. Forklaring av begrepene "spenning" og "tretthet". Faktorer som påvirker utviklingstrenden av pre-sykdom.

test, lagt til 16.10.2011


Generelle funksjonsmønstre for celler, organer, systemer og hele organismen (fysiologisk hvile, eksitasjon, hemming og regulering). Homeostase og tilpasning. Forskningsmetoder i fysiologi. Prinsipper for vurdering av menneskelig livsaktivitet.

presentasjon, lagt til 06.07.2015


Funksjoner av mekanismene for tilpasning av et nyfødt barn til forholdene for liv utenom livmor. Prinsipper for en sykepleiers arbeid med å identifisere grensetilstander for et nyfødt barn. Sentrale punkter i å gi bistand til nyfødte med tilpasningsforstyrrelser.

presentasjon, lagt til 04.09.2014


Konsept, klassifiseringer, egenskaper ved hypoksi. Adaptive reaksjoner og mekanismer for langsiktig tilpasning til hypoksi. Metabolske forstyrrelser, funksjoner til organer og vev under hypoksi. Forebygging og behandling av hypoksi. Giftige effekter av overflødig oksygen.

Tilpasning– dette er tilpasningen av organismen til miljøforhold på grunn av et kompleks av morfologiske, fysiologiske og atferdsmessige egenskaper.

Ulike organismer tilpasser seg ulike miljøforhold, og som et resultat fuktelskende hydrofytter og "tørrbærere" - xerofytter(fig. 6); planter av saltholdig jord – halofytter; skyggetolerante planter ( sciofytter), og krever fullt sollys for normal utvikling ( heliofytter); dyr som lever i ørkener, stepper, skoger eller sumper er natt- eller dagaktive. Grupper av arter med lignende forhold til miljøforhold (det vil si at de lever i samme økotoper) kalles miljøgrupper.

Planters og dyrs evne til å tilpasse seg ugunstige forhold er forskjellig. På grunn av det faktum at dyr er mobile, er deres tilpasninger mer forskjellige enn planter. Dyr kan:

– unngå ugunstige forhold (fugler flyr til varmere strøk på grunn av mangel på mat og kulde om vinteren, hjort og andre hovdyr vandrer på jakt etter mat osv.);

– falle inn i suspendert animasjon – en midlertidig tilstand der livsprosesser er så langsomme at deres synlige manifestasjoner nesten er helt fraværende (nummenhet av insekter, dvalemodus hos virveldyr, etc.);

– tilpasse seg livet under ugunstige forhold (de reddes fra frost av pels og underhudsfett, ørkendyr har tilpasninger for økonomisk bruk av vann og kjøling, etc.). (Fig. 7).

Planter er inaktive og fører en knyttet livsstil. Derfor er bare de to siste tilpasningsalternativene mulige for dem. Således er planter preget av en reduksjon i intensiteten av vitale prosesser i ugunstige perioder: de kaster bladene, overvintrer i form av sovende organer begravet i jorden - løker, jordstengler, knoller og forblir i tilstanden av frø og sporer i jorda. Hos bryofytter har hele planten evnen til å gjennomgå anabiose, som kan overleve i flere år i tørr tilstand.

Plantes motstand mot ugunstige faktorer øker på grunn av spesielle fysiologiske mekanismer: endringer i osmotisk trykk i celler, regulering av intensiteten av fordampning ved bruk av stomata, bruk av "filter" membraner for selektiv absorpsjon av stoffer, etc.

Tilpasninger utvikler seg med ulik hastighet i forskjellige organismer. De oppstår raskest i insekter, som i løpet av 10–20 generasjoner kan tilpasse seg virkningen av et nytt insektmiddel, noe som forklarer svikt i kjemisk kontroll av tettheten av skadedyrpopulasjoner. Prosessen med å utvikle tilpasninger hos planter eller fugler skjer sakte, over århundrer.

Observerte endringer i atferden til organismer er vanligvis assosiert med skjulte egenskaper som de så å si hadde "i reserve", men under påvirkning av nye faktorer dukket de opp og økte artens stabilitet. Slike skjulte egenskaper forklarer motstanden til noen treslag mot industriell forurensning (poppel, lerk, selje) og noen ugrasarter mot ugressmidler.

Den samme økologiske gruppen inkluderer ofte organismer som ikke ligner hverandre. Dette skyldes at ulike typer organismer kan tilpasse seg forskjellig til samme miljøfaktor.

For eksempel opplever de kulden annerledes varmblodig(de kalles endotermisk, fra de greske ordene endon - inne og terme - varme) og kaldblodige (ektotermisk, fra det greske ektos - utenfor) organismer. (Fig. 8.)

Kroppstemperaturen til endoterme organismer er ikke avhengig av omgivelsestemperaturen og er alltid mer eller mindre konstant, svingningene overstiger ikke 2–4 o selv i de mest alvorlige frostene og ekstrem varme. Disse dyrene (fugler og pattedyr) opprettholder kroppstemperaturen ved intern varmeutvikling basert på intensiv metabolisme. De holder på kroppsvarmen gjennom varme "frakker" laget av fjær, ull osv.

Fysiologiske og morfologiske tilpasninger blir supplert med adaptiv atferd (velge skjermede steder å overnatte, bygge huler og reir, gruppeovernatting med gnagere, tette grupper av pingviner som holder hverandre varme osv.). Hvis omgivelsestemperaturen er veldig høy, blir endoterme organismer avkjølt på grunn av spesielle enheter, for eksempel ved fordampning av fuktighet fra overflaten av slimhinnene i munnhulen og øvre luftveier. (Av denne grunn, i varmt vær, blir hundens pust raskere og han stikker ut tungen.)

Kroppstemperaturen og mobiliteten til ektotermiske dyr avhenger av omgivelsestemperaturen. I kjølig vær blir insekter og øgler sløve og inaktive. Mange dyrearter har muligheten til å velge et sted med gunstige forhold for temperatur, fuktighet og sollys (øgler soler seg på opplyste fjellheller).

Imidlertid observeres absolutt ektotermisme bare i svært små organismer. De fleste kaldblodige organismer er fortsatt i stand til svak regulering av kroppstemperaturen. For eksempel, i aktivt flygende insekter - sommerfugler, humler, holdes kroppstemperaturen på 36–40 o C selv ved lufttemperaturer under 10 o C.

På samme måte er arter av en økologisk gruppe i planter forskjellige i utseende. De kan også tilpasse seg de samme miljøforholdene på forskjellige måter. Dermed sparer forskjellige typer xerofytter vann på forskjellige måter: noen har tykke cellemembraner, andre har pubescens eller et voksaktig belegg på bladene. Noen xerofytter (for eksempel fra familien Lamiaceae) avgir damp av eteriske oljer som omslutter dem som et "teppe", noe som reduserer fordampning. Rotsystemet til noen xerofytter er kraftig, går ned i jorden til flere meters dybde og når grunnvannsnivået (kameltorn), mens andre har en overfladisk, men svært forgrenet, som lar dem samle nedbørsvann.

Blant xerofyttene er det busker med svært små harde blader som kan kastes i den tørreste tiden av året (caraganabusk i steppen, ørkenbusker), torvgress med smale blader (fjærgress, svingel), sukkulenter(fra latin succulentus - sukkulent). Sukkulenter har saftige blader eller stilker som lagrer vann, og tåler lett høye lufttemperaturer. Sukkulenter inkluderer amerikanske kaktuser og saxaul, som vokser i sentralasiatiske ørkener. De har en spesiell type fotosyntese: stomata åpner kort og bare om natten; i disse kjølige timene lagrer planter karbondioksid, og om dagen bruker de det til fotosyntese med stomata lukket. (Fig. 9.)

En rekke tilpasninger for å overleve ugunstige forhold på saltholdig jord er også observert hos halofytter. Blant dem er det planter som er i stand til å akkumulere salter i kroppen (salt, kålrot, sarsazan), skille ut overflødig salter på overflaten av bladene med spesielle kjertler (kermek, tamarix), "ikke tillate" salter inn i vevet på grunn av "rotbarrieren" ugjennomtrengelig for salter "(malurt). I sistnevnte tilfelle må plantene nøye seg med en liten mengde vann og de ser ut som xerofytter.

Av denne grunn bør man ikke bli overrasket over at det under de samme forholdene er planter og dyr som er ulikt hverandre, som har tilpasset seg disse forholdene på forskjellige måter.

Kontrollspørsmål

1. Hva er tilpasning?

2. Hvordan kan dyr og planter tilpasse seg ugunstige miljøforhold?

2. Gi eksempler på økologiske grupper av planter og dyr.

3. Fortell oss om organismenes ulike tilpasninger til å overleve de samme ugunstige miljøforholdene.

4. Hva er forskjellen mellom tilpasninger til lave temperaturer hos endoterme og ektoterme dyr?

Tilpasninger – ulike tilpasninger til miljøet utviklet i organismer i løpet av evolusjonsprosessen. Tilpasninger manifesterer seg på ulike nivåer av organisering av levende materie: fra molekylær til biokenotisk. Evnen til å tilpasse seg er en av hovedegenskapene til levende materie, og sikrer muligheten for dens eksistens. Tilpasninger utvikles under påvirkning av tre hovedfaktorer: arv, variasjon og naturlig (så vel som kunstig) seleksjon.

Det er tre hovedmåter som organismer tilpasser seg til miljøforhold: den aktive banen, den passive banen og unngåelse av negative effekter.

Aktiv vei – styrking av motstand, utvikling av regulatoriske prosesser som gjør at alle vitale funksjoner i kroppen kan utføres, til tross for faktoravvik fra det optimale. For eksempel å opprettholde en konstant kroppstemperatur hos varmblodige dyr (fugler og pattedyr), optimal for forekomsten av biokjemiske prosesser i celler.

Unngå uønskede effekter – utvikling i kroppen av slike livssykluser og atferd som lar en unngå uønskede effekter. For eksempel sesongmessige vandringer av dyr.

Passiv måte – underordning av kroppens vitale funksjoner til endringer i miljøfaktorer Hvile kan variere i dybde og varighet, mange funksjoner i kroppen svekkes eller ikke utføres i det hele tatt, siden stoffskiftet faller under påvirkning av ytre og indre faktorer. Med dyp undertrykkelse av stoffskiftet kan det hende at organismer ikke viser synlige tegn på liv i det hele tatt. Den fullstendige midlertidige livsstans kalles suspendert animasjon . I en tilstand av suspendert animasjon blir organismer motstandsdyktige mot ulike påvirkninger. I tørr tilstand, når ikke mer enn 2 % av vannet forble i cellene i en kjemisk bundet form, tålte organismer som hjuldyr, tardigrader, små nematoder, frø og sporer av planter, sporer av bakterier og sopp eksponering for flytende oksygen ( -218,4 °C), flytende hydrogen (-259,4 °C), flytende helium (-269,0 °C). All metabolisme stoppes. Anabiose er et ganske sjeldent fenomen og er en ekstrem hviletilstand i levende natur; tilstanden med suspendert animasjon er bare mulig med nesten fullstendig dehydrering av organismer. Andre former for dvale assosiert med en tilstand av redusert vital aktivitet som følge av delvis hemming av metabolismen er mye mer utbredt i naturen. Former for hvile i en tilstand av redusert vital aktivitet er delt inn i hypobiose (tvungen fred) Og kryptobiose(fysiologisk hvile) . På hypobiose inhibering av aktivitet, eller torpor, oppstår under direkte trykk av ugunstige forhold (mangel på varme, vann, oksygen, etc.) og stopper nesten umiddelbart etter at disse forholdene er normalisert (noen frostbestandige arter av leddyr (collembolas, en rekke av fluer, jordbiller, etc.) overvintrer i en tilstand av torpor, tiner raskt og går over til aktivitet under solens stråler, og mister deretter bevegeligheten igjen når temperaturen synker). Kryptobiose- en fundamentalt annen type hvile, den er assosiert med et kompleks av fysiologiske endringer som skjer på forhånd, før utbruddet av ugunstige sesongmessige endringer, og organismer er klare for dem. Kryptobiose er utbredt i levende natur (karakteristisk for for eksempel plantefrø, cyster og sporer av ulike mikroorganismer, sopp, alger, pattedyrdvale, dyp plantedvale). Tilstandene hypobiose, kryptobiose og anabiose sikrer overlevelse av arter under naturlige forhold på forskjellige breddegrader, ofte ekstreme, tillater bevaring av organismer i lange ugunstige perioder, slår seg ned i verdensrommet og på mange måter skyver grensene for muligheten og distribusjonen av liv generelt.

Vanligvis utføres tilpasning av en art til miljøet ved en eller annen kombinasjon av alle tre mulige tilpasningsveier.

Grunnleggende mekanismer for tilpasning på organismenivå:

Biokjemiske tilpasninger- endringer i intracellulære prosesser (for eksempel en endring i enzymarbeidet eller en endring i deres mengde).

Morfo-anatomiske tilpasninger – endringer i kroppens struktur (for eksempel modifisering av et blad til en ryggrad i kaktus for å redusere vanntap, lys farge på blomster for å tiltrekke pollinatorer, etc.). Morfologiske tilpasninger hos planter og dyr fører til dannelsen av visse livsformer.

Fysiologiske tilpasninger – endringer i kroppens fysiologi (for eksempel evnen til en kamel til å gi kroppen fuktighet ved å oksidere fettreserver, tilstedeværelsen av cellulose-nedbrytende enzymer i cellulose-nedbrytende bakterier, etc.).

Etologiske (atferdsmessige) tilpasninger – endringer i atferd (for eksempel sesongmessige trekk av pattedyr og fugler, dvale om vinteren, parringsvisninger hos fugler og pattedyr i hekkesesongen osv.). Etologiske tilpasninger er karakteristiske for dyr.

Ontogenetiske tilpasninger– akselerasjon eller retardasjon av individuell utvikling, fremmer overlevelse når forholdene endres.