Tipi di adattamento: adattamento morfologico, fisiologico e comportamentale. Un esempio di adattamento di persone e animali nel mondo circostante

Gli adattamenti sono vari adattamenti all'ambiente sviluppati negli organismi durante il processo di evoluzione. .

Esistono tre modi principali in cui gli organismi si adattano alle condizioni ambientali: il percorso attivo, il percorso passivo e l’evitamento degli effetti avversi.

Il percorso attivo è il rafforzamento della resistenza, lo sviluppo di processi regolatori che consentono lo svolgimento di tutte le funzioni vitali del corpo, nonostante le deviazioni dei fattori dall'ottimale. Ad esempio, mantenendo una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli e mammiferi), ottimale per il verificarsi di processi biochimici nelle cellule.

La via passiva è la subordinazione delle funzioni vitali del corpo ai cambiamenti dei fattori ambientali. Ad esempio, la transizione in condizioni ambientali sfavorevoli allo stato di anabiosi (vita nascosta), quando il metabolismo nel corpo si ferma quasi completamente (dormienza invernale delle piante, conservazione di semi e spore nel terreno, torpore di insetti, ibernazione di vertebrati ).

Evitare gli effetti avversi: il corpo li produce cicli vitali e comportamenti che evitano effetti negativi. Ad esempio, le migrazioni stagionali degli animali.

Gli adattamenti possono essere suddivisi in tre tipologie principali: morfologici, fisiologici ed etologici.

Gli adattamenti morfologici sono cambiamenti nella struttura del corpo (ad esempio, la modifica di una foglia in una spina dorsale nei cactus per ridurre la perdita d'acqua, il colore brillante dei fiori per attirare gli impollinatori). Gli adattamenti morfologici nelle piante e negli animali portano alla formazione di alcune forme di vita.

Adattamenti fisiologici– cambiamenti nella fisiologia del corpo (ad esempio, la capacità del cammello di fornire umidità al corpo ossidando le riserve di grasso, la presenza di enzimi che degradano la cellulosa nei batteri che degradano la cellulosa).

Adattamenti etologici (comportamentali) - cambiamenti nel comportamento (ad esempio, migrazioni stagionali di mammiferi e uccelli, ibernazione in periodo invernale, giochi di accoppiamento negli uccelli e nei mammiferi durante la stagione riproduttiva).

15. Ambiente di vita acquatico e sue caratteristiche. Classificazione degli idrobionti

Hydrobionts - (dal greco hydor - acqua e bios - vita) organismi che vivono nell'ambiente acquatico.

Diversità degli organismi acquatici

Organismi pelagici (piante o animali che vivono dentro o sulla superficie dell'acqua)

Neuston è un insieme di microrganismi che vivono vicino al film superficiale dell'acqua al confine tra l'acqua e l'aria.

Plaiston - organismi vegetali o animali che vivono sulla superficie dell'acqua o semisommersi nell'acqua.

I reofili sono animali che si sono adattati a vivere in acque correnti.

Nekton è un insieme di organismi acquatici che nuotano attivamente e che possono resistere alla forza della corrente.

Il plancton è un organismo eterogeneo, per lo più di piccole dimensioni, che fluttua liberamente nella colonna d'acqua e non è in grado di resistere alla corrente.

Benthos (insieme di organismi che vivono sul suolo e nel suolo del fondo dei bacini artificiali)

L'idrosfera come ambiente di vita acquatico occupa circa il 71% dell'area e 1/800 del volume globo. La maggior parte dell'acqua, oltre il 94%, è concentrata nei mari e negli oceani. Nelle acque dolci di fiumi e laghi la quantità di acqua non supera lo 0,016% del volume totale di acqua dolce.

Nell'oceano con i mari compresi in esso si distinguono innanzitutto due: aree ambientali: la colonna d'acqua è pelagica e il fondo è bentonico. A seconda della profondità, il benthal è diviso in una zona sublitorale - un'area di dolce declino della terra fino a una profondità di 200 m, una zona batiale - un'area di ripido pendio e una zona abissale - un letto oceanico con profondità media 3-6 km. Le regioni bentoniche più profonde corrispondenti alle depressioni del fondale oceanico (6-10 km) sono dette ultraabissali. Il bordo della costa che viene allagato durante l'alta marea è chiamato zona litorale. La parte della costa al di sopra del livello della marea, inumidita dagli spruzzi della risacca, è chiamata superlitorale.

Le acque aperte dell'Oceano Mondiale sono anche divise in zone verticalmente corrispondenti alle zone bentoniche: epipeligal, batypeligal, abyssopeligal.

L'ambiente acquatico ospita circa 150.000 specie animali, pari a circa il 7% del totale, e 10.000 specie vegetali (8%).

La quota di fiumi, laghi e paludi, come notato in precedenza, è insignificante rispetto a quella dei mari e degli oceani. Tuttavia, creano la fornitura di acqua dolce necessaria per piante, animali e esseri umani.

Caratteristica ambiente acquaticoè la sua mobilità, soprattutto nei corsi d'acqua e nei fiumi correnti e veloci. I mari e gli oceani sperimentano flussi e riflussi, correnti potenti e tempeste. Nei laghi l'acqua si muove sotto l'influenza della temperatura e del vento.

16. Ambiente terrestre-aria della vita, sue caratteristiche e forme di adattamento ad esso

La vita sulla terra richiedeva adattamenti che si rivelarono possibili solo in organismi viventi altamente organizzati. L'ambiente terrestre-aereo è più difficile per la vita; è caratterizzato da un alto contenuto di ossigeno, una bassa quantità di vapore acqueo, una bassa densità, ecc. Ciò ha notevolmente cambiato le condizioni di respirazione, ricambio d'acqua e movimento degli esseri viventi.

La bassa densità dell'aria determina la sua bassa forza di sollevamento e un supporto insignificante. Organismi ambiente aereo deve avere un proprio sistema di supporto che supporti il ​​corpo: piante - vari tessuti meccanici, animali - uno scheletro solido o idrostatico. Inoltre, tutti gli abitanti dell'aria sono strettamente connessi con la superficie della terra, che serve loro come attaccamento e sostegno.

La bassa densità dell'aria fornisce una bassa resistenza al movimento. Pertanto, molti animali terrestri hanno acquisito la capacità di volare. Il 75% di tutti gli animali terrestri, principalmente insetti e uccelli, si sono adattati al volo attivo.

A causa della mobilità dell'aria, i flussi verticali e orizzontali esistono negli strati inferiori dell'atmosfera masse d'ariaÈ possibile il volo passivo degli organismi. A questo proposito, molte specie hanno sviluppato anemocoria: dispersione con l'aiuto delle correnti d'aria. L'anemocoria è caratteristica di spore, semi e frutti di piante, cisti protozoarie, piccoli insetti, ragni, ecc. Gli organismi trasportati passivamente dalle correnti d'aria sono collettivamente chiamati aeroplancton.

Gli organismi terrestri esistono in modo relativamente bassa pressione, a causa della bassa densità dell'aria. Normalmente è 760 mmHg. All’aumentare dell’altitudine, la pressione diminuisce. La bassa pressione può limitare la distribuzione delle specie in montagna. Per i vertebrati il ​​limite superiore della vita è di circa 60 mm. Una diminuzione della pressione comporta una diminuzione dell'apporto di ossigeno e della disidratazione degli animali a causa di un aumento della frequenza respiratoria. Le piante più alte hanno all'incirca gli stessi limiti di avanzamento in montagna. Gli artropodi che si trovano sui ghiacciai al di sopra del limite della vegetazione sono un po’ più resistenti.

Composizione gassosa dell'aria. Tranne Proprietà fisiche ambiente aereo, le sue proprietà chimiche sono molto importanti per l'esistenza degli organismi terrestri. La composizione del gas dell'aria nello strato superficiale dell'atmosfera è abbastanza uniforme in termini di contenuto dei componenti principali (azoto - 78,1%, ossigeno - 21,0%, argon - 0,9%, anidride carbonica - 0,003% in volume).

L'alto contenuto di ossigeno ha contribuito ad un aumento del metabolismo negli organismi terrestri rispetto agli organismi acquatici primari. Fu in un ambiente terrestre, sulla base dell'elevata efficienza dei processi ossidativi nel corpo, che nacque l'omeotermia animale. L'ossigeno, per il suo contenuto costantemente elevato nell'aria, non costituisce un fattore limitante per la vita nell'ambiente terrestre.

Il contenuto di anidride carbonica può variare in alcune zone dello strato superficiale dell'aria entro limiti abbastanza significativi. Maggiore saturazione dell'aria con CO? si verifica in zone di attività vulcanica, vicino sorgenti termali e altri sbocchi sotterranei di questo gas. In alte concentrazioni, l’anidride carbonica è tossica. In natura tali concentrazioni sono rare. Il basso contenuto di CO2 inibisce il processo di fotosintesi. In condizioni di terreno chiuso, è possibile aumentare il tasso di fotosintesi aumentando la concentrazione di anidride carbonica. Questo viene utilizzato nella pratica della serra e dell'agricoltura in serra.

L'azoto atmosferico è un gas inerte per la maggior parte degli abitanti dell'ambiente terrestre, ma alcuni microrganismi (batteri nodulari, batteri dell'azoto, alghe blu-verdi, ecc.) hanno la capacità di legarlo e coinvolgerlo nel ciclo biologico delle sostanze.

La carenza di umidità è una delle caratteristiche essenziali dell'ambiente terrestre-aria della vita. L'intera evoluzione degli organismi terrestri è stata sotto il segno dell'adattamento all'ottenimento e alla conservazione dell'umidità. I regimi di umidità sulla terra sono molto diversi: dalla saturazione completa e costante dell'aria con vapore acqueo in alcune zone dei tropici alla loro quasi completa assenza nell'aria secca dei deserti. Esiste anche una significativa variabilità giornaliera e stagionale nel contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera. L'approvvigionamento idrico degli organismi terrestri dipende anche dal regime delle precipitazioni, dalla presenza di bacini idrici, dalle riserve di umidità del suolo, dalla vicinanza delle acque sotterranee, ecc.

Ciò ha portato allo sviluppo dell'adattamento a vari regimi di approvvigionamento idrico negli organismi terrestri.

Temperatura. La prossima caratteristica distintiva ambiente aria-terra ci sono notevoli sbalzi di temperatura. Nella maggior parte delle aree terrestri, le escursioni termiche giornaliere e annuali sono di decine di gradi. La resistenza alle variazioni di temperatura nell'ambiente tra gli abitanti terrestri è molto diversa, a seconda dell'habitat specifico in cui si svolge la loro vita. Tuttavia, in generale, gli organismi terrestri sono molto più euritermici rispetto agli organismi acquatici.

Le condizioni di vita nell'ambiente terra-aria sono ulteriormente complicate dall'esistenza di cambiamenti meteorologici. Meteo: condizioni atmosferiche in continua evoluzione in superficie, fino ad un'altitudine di circa 20 km (il confine della troposfera). La variabilità meteorologica si manifesta in una variazione costante nella combinazione di fattori ambientali quali temperatura, umidità dell'aria, nuvolosità, precipitazioni, forza e direzione del vento, ecc. Il regime meteorologico a lungo termine caratterizza il clima della zona. Il concetto di “Clima” comprende non solo i valori medi dei fenomeni meteorologici, ma anche il loro ciclo annuale e giornaliero, la deviazione da esso e la loro frequenza. Il clima è determinato dalle condizioni geografiche della zona. I principali fattori climatici - temperatura e umidità - sono misurati dalla quantità di precipitazioni e dalla saturazione dell'aria con vapore acqueo.

Per la maggior parte degli organismi terrestri, soprattutto quelli piccoli, il clima dell'area non è così importante quanto le condizioni del loro habitat immediato. Molto spesso, gli elementi ambientali locali (rilievo, esposizione, vegetazione, ecc.) modificano il regime di temperatura, umidità, luce, movimento dell'aria in una particolare area in modo tale che differisce significativamente dalle condizioni climatiche della zona. Tali modifiche climatiche che si sviluppano nello strato superficiale dell'aria sono chiamate microclima. In ogni zona il microclima è molto vario. Si possono identificare microclimi di aree molto piccole.

Anche il regime luminoso dell'ambiente terra-aria presenta alcune peculiarità. L'intensità e la quantità di luce qui sono massime e praticamente non limitano la vita delle piante verdi, come nell'acqua o nel suolo. Sulla terra possono esistere specie estremamente amanti della luce. Per la stragrande maggioranza degli animali terrestri con attività diurna e anche notturna, la visione è uno dei principali metodi di orientamento. Gli animali terrestri hanno la visione importante Per cercare la preda, molte specie hanno anche una visione a colori. A questo proposito, le vittime sviluppano caratteristiche adattative come reazione difensiva, colorazione mimetica e di avvertimento, mimetismo, ecc. Negli abitanti acquatici tali adattamenti sono molto meno sviluppati. L'aspetto di fiori dai colori vivaci piante superioriè inoltre associato alle caratteristiche dell'apparato impollinatore e, in ultima analisi, al regime luminoso dell'ambiente.

Il terreno e le proprietà del suolo sono anche le condizioni di vita degli organismi terrestri e, prima di tutto, delle piante. Le proprietà della superficie terrestre che hanno un impatto ecologico sui suoi abitanti sono accomunate da “fattori ambientali edafici” (dal greco “edaphos” - “suolo”).

In relazione alle diverse proprietà del suolo, si possono distinguere numerosi gruppi ecologici di piante. Pertanto, in base alla reazione all'acidità del suolo, si distinguono:

specie acidofile - crescono su terreni acidi con un pH di almeno 6,7 (piante di torbiere di sfagno);

neutrofili - tendono a crescere su terreni con pH 6,7-7,0 (la maggior parte delle piante coltivate);

basophilaceae - crescono a pH superiore a 7,0 (Echinops, anemone di legno);

indifferente - può crescere su terreni con valori di pH diversi (mughetto).

Le piante differiscono anche in relazione all'umidità del suolo. Alcune specie sono confinate in substrati diversi, ad esempio i petrofiti crescono su terreni rocciosi, i pasmofiti popolano la sabbia sciolta.

Il terreno e la natura del suolo influenzano il movimento specifico degli animali: ad esempio ungulati, struzzi, otarde che vivono in spazi aperti, terreno duro, per aumentare la repulsione durante la corsa. Nelle lucertole che vivono nelle sabbie mobili, le dita dei piedi sono orlate da una frangia di scaglie cornee che aumentano il sostegno. Per gli abitanti terrestri che scavano buche, il terreno denso è sfavorevole. La natura del suolo in alcuni casi influenza la distribuzione degli animali terrestri che scavano buche o scavano tane nel terreno, o depongono uova nel terreno, ecc.

17. Il suolo come ambiente di vita. Classificazione degli animali del suolo, forme di adattamento

Il suolo è lo strato superficiale del terreno, costituito da una miscela di minerali ottenuti dalla disgregazione rocce, E materia organica derivanti dalla decomposizione di residui vegetali e animali da parte di microrganismi. Gli strati superficiali del suolo sono abitati da vari organismi che distruggono i resti di organismi morti (funghi, batteri, vermi, piccoli artropodi, ecc.). L'attività attiva di questi organismi contribuisce alla formazione di uno strato di terreno fertile adatto all'esistenza di numerosi esseri viventi. Il terreno è caratterizzato alta densità, leggere variazioni di temperatura, umidità moderata, ossigeno insufficiente e alte concentrazioni di anidride carbonica. La sua struttura porosa consente la penetrazione di gas e acqua, creando così condizioni favorevoli organismi del suolo, come alghe, funghi, protozoi, batteri, artropodi, molluschi e altri invertebrati.

100 rupie bonus per il primo ordine

Seleziona il tipo di lavoro Tesi di diploma Lavoro del corso Abstract Tesi di master Rapporto pratico Articolo Rapporto Revisione Test Monografia Problem solving Business plan Risposte alle domande Lavoro creativo Saggio Disegno Saggi Traduzione Presentazioni Dattilografia Altro Aumentare l'unicità del testo Tesi di dottorato Lavoro di laboratorio Aiuto in linea

Scopri il prezzo

Tutti gli adattamenti si dividono in adattamenti accomodativi e adattamenti evolutivi. L’accomodamento è un processo reversibile. Si verificano quando cambio improvviso condizioni ambientali. Ad esempio, quando si trasferiscono gli animali si ritrovano in un nuovo ambiente, ma gradualmente si abituano. Ad esempio, una persona che si è trasferita da zona centrale ai tropici o nell'estremo nord, sperimenta disagio per qualche tempo, ma col tempo si abitua alle nuove condizioni. L'adattamento evolutivo è irreversibile e i cambiamenti risultanti sono fissati geneticamente. Ciò include tutti gli adattamenti che sono influenzati dalla selezione naturale. Ad esempio, colorazione protettiva o corsa veloce.

Gli adattamenti sono anche divisi in organismi e specie. Gli adattamenti organismici, a loro volta, si dividono in morfologici, fisiologici, biochimici ed etologici.

Gli adattamenti morfologici si manifestano in vantaggi strutturali, colorazione protettiva, colorazione di avvertimento, mimetismo, mimetizzazione e comportamento adattivo.

I vantaggi della struttura sono le proporzioni ottimali del corpo, la posizione e la densità dei peli o delle piume, ecc.

Negli animali che conducono uno stile di vita riservato e nascosto, sono utili gli adattamenti che danno loro una somiglianza con gli oggetti nell'ambiente. La bizzarra forma del corpo dei pesci che vivono nei boschetti di alghe ( cavalluccio marino straccione, pesce pagliaccio, pesce ago ecc.), li aiuta a nascondersi con successo dai nemici. La somiglianza con gli oggetti nel loro ambiente è diffusa tra gli insetti. Sono conosciuti coleotteri il cui aspetto ricorda i licheni, le cicale, simili alle spine dei cespugli tra i quali vivono. Gli insetti stecco sembrano un piccolo ramoscello marrone o verde e gli insetti ortotteri imitano una foglia. I pesci che conducono uno stile di vita di fondo (ad esempio la passera) hanno un corpo piatto.

La colorazione protettiva ti consente di essere invisibile tra lo sfondo circostante. Grazie alla colorazione protettiva l'organismo diventa difficilmente distinguibile e, quindi, protetto dai predatori. Le uova degli uccelli deposte sulla sabbia o sul terreno sono grigie e marroni con macchie, simili al colore del terreno circostante. Nei casi in cui le uova sono inaccessibili ai predatori, solitamente sono incolori. I bruchi delle farfalle sono spesso verdi, il colore delle foglie, o scuri, il colore della corteccia o della terra. I pesci di fondo sono generalmente colorati per abbinarsi al colore del fondo sabbioso (razze e passere). Inoltre, la passera ha anche la capacità di cambiare colore a seconda del colore dello sfondo circostante. La capacità di cambiare colore ridistribuendo il pigmento nel tegumento del corpo è nota anche negli animali terrestri (camaleonte). Gli animali del deserto, di regola, hanno un colore giallo-marrone o giallo sabbia. Un colore protettivo monocromatico è caratteristico sia degli insetti (locuste) che delle piccole lucertole, nonché dei grandi ungulati (antilopi) e dei predatori (leone).

Se lo sfondo dell'ambiente non rimane costante a seconda della stagione dell'anno, molti animali cambiano colore. Ad esempio, gli abitanti delle medie e alte latitudini (volpe artica, lepre, ermellino, pernice bianca) hanno Colore bianco, che li rende invisibili nella neve.

Una variante della colorazione protettiva è la colorazione smembrata sotto forma di strisce e macchie chiare e scure alternate sul corpo. Le zebre e la tigre sono difficili da vedere anche a una distanza di 40-50 metri a causa della coincidenza delle strisce sul corpo con l'alternanza di luci e ombre nell'ambiente circostante. La colorazione smembrata sconvolge le idee sui contorni del corpo.

La colorazione di avvertimento (minacciosa) avverte un potenziale nemico della presenza meccanismi di difesa(presenza di sostanze tossiche o di particolari organi di protezione). La colorazione di avvertimento distingue gli animali e gli insetti velenosi e pungenti (serpenti, vespe, bombi) dall'ambiente con punti o strisce luminose.

L'efficacia della vernice di avvertimento ha causato molto fenomeno interessante– imitazione (mimetismo). Il mimetismo è la somiglianza nel colore e nella forma del corpo di animali sicuri con animali velenosi e pericolosi. Specie selezionate le mosche che non hanno pungiglione sono simili ai calabroni e alle vespe che pungono, serpenti non velenosi- su quelli velenosi. In tutti i casi, la somiglianza è puramente esterna e mira a formare una certa impressione visiva tra i potenziali nemici. Oggi sono conosciuti due tipi principali di mimetismo: il mimetismo batesiano e il mimetismo mulleriano.

Nel mimetismo batesiano, il modello è ben protetto e di solito ha colori vivaci e di avvertimento. Nel mimetismo mulleriano, due o più sono simili specie non commestibili: a causa della loro somiglianza, è più probabile che il predatore si svezzi dalla cattura di tali animali. Il primo tipo di mimetismo può essere paragonato a una piccola azienda che imita la pubblicità di una nota grande azienda. Il secondo tipo è paragonabile a numerose aziende che utilizzano la pubblicità generale per risparmiare denaro. Un esempio del mimetismo di Bates: spesso nascoste sotto le sembianze di vespe si nascondono mosche indifese la cui forma del corpo e colorazione giallo-nera imitano le vespe (mosche sirfidi e mosche dalla testa grossa). Un esempio di mimetismo mulleriano: alcune specie di farfalle cavolaie sono simili agli eliconidi sudamericani non commestibili.

Il mimetismo è il risultato di mutazioni omologhe (identiche) in diverse specie che aiutano gli animali non protetti a sopravvivere. Per le specie imitatrici, è importante che il loro numero sia piccolo rispetto al modello che stanno imitando, altrimenti i nemici non svilupperanno un riflesso negativo stabile alla colorazione di avvertimento. Il basso numero di specie mimetiche è supportato da un'elevata concentrazione di geni letali nel pool genetico. Quando sono omozigoti, questi geni causano mutazioni letali, risultanti alta percentuale gli individui non sopravvivono fino alla maturità sessuale.

Oltre alla colorazione protettiva, negli animali e nelle piante si osservano altri mezzi di protezione. Le piante spesso sviluppano aghi e spine che le proteggono dall'essere mangiate dagli erbivori (cactus, rosa canina, biancospino, olivello spinoso, ecc.). Lo stesso ruolo è svolto dalle sostanze tossiche che bruciano i peli, ad esempio nell'ortica. I cristalli di ossalato di calcio, che si accumulano nelle spine di alcune piante, le proteggono dall'essere mangiate da bruchi, lumache e persino roditori. Formazioni sotto forma di dura copertura chitinosa negli artropodi (coleotteri, granchi), conchiglie nei molluschi, scaglie nei coccodrilli, conchiglie negli armadilli e nelle tartarughe li proteggono bene da molti nemici. Gli aculei dei ricci e dei porcospini hanno lo stesso scopo. Tutti questi adattamenti potrebbero apparire solo come risultato della selezione naturale, cioè sopravvivenza preferenziale degli individui meglio protetti.

Il mimetismo è un dispositivo in cui la forma del corpo e il colore degli animali si fondono con gli oggetti circostanti. Ad esempio, nel foreste tropicali molti serpenti sono indistinguibili tra le viti, l'ispido cavalluccio marino sembra alghe, gli insetti sulla corteccia degli alberi sembrano licheni (coleotteri, coleotteri dalle corna lunghe, ragni, farfalle). A volte l'adattamento al colore e al disegno del substrato può essere effettuato attraverso un cambiamento fisiologico del colore del corpo (seppie, razze, passere, raganelle) o un cambiamento di colore durante la muta successiva (cavallette).

L'effetto protettivo della colorazione protettiva o della forma del corpo aumenta se combinato con un comportamento appropriato. Il comportamento adattivo è l'adozione di determinate pose di riposo (i bruchi di alcuni insetti in uno stato immobile sono molto simili al nodo di un albero; la farfalla callima con le ali piegate ricorda sorprendentemente una foglia secca di un albero) o, al contrario, un comportamento dimostrativo che spaventa i predatori. Oltre al comportamento nascosto o dimostrativo e spaventoso quando un nemico si avvicina, ci sono molte altre opzioni di comportamento adattivo che garantiscono la sopravvivenza di adulti o giovani. Ciò include la conservazione degli alimenti per la stagione sfavorevole dell'anno. Ciò è particolarmente vero per i roditori. Ad esempio, l'arvicola, comune nella zona della taiga, raccoglie cereali, erba secca, radici - fino a 10 chilogrammi in totale. I roditori scavatori (ratti talpa, ecc.) Accumulano pezzi di radici di quercia, ghiande, patate, piselli delle steppe - fino a 14 chilogrammi. Grande gerbillo che vive nei deserti Asia centrale, all'inizio dell'estate, taglia l'erba e la trascina nelle buche o la lascia in superficie sotto forma di mucchi. Questo alimento viene utilizzato nella seconda metà dell'estate, autunno e inverno. Il castoro di fiume raccoglie ritagli di alberi, rami, ecc., che mette nell'acqua vicino a casa sua. Tali magazzini possono raggiungere un volume di 20 metri cubi. Anche gli animali predatori immagazzinano il cibo. I visoni e alcuni furetti conservano rane, serpenti, piccoli animali, ecc. Un esempio di comportamento adattivo è il momento di maggiore attività. Nei deserti molti animali vanno a caccia di notte quando il caldo si attenua.

Gli adattamenti fisiologici sono l'acquisizione di caratteristiche metaboliche specifiche in diverse condizioni ambientali. Forniscono benefici funzionali all’organismo. Sono convenzionalmente suddivisi in statici (parametri fisiologici costanti - temperatura, equilibrio salino, concentrazione di zucchero, ecc.) e dinamici (adattamento alle fluttuazioni nell'azione di un fattore - cambiamenti di temperatura, umidità, luce, campo magnetico, ecc. ).

La forma e la colorazione appropriate del corpo, il comportamento appropriato assicurano il successo nella lotta per l'esistenza solo quando queste caratteristiche sono combinate con l'adattabilità dei processi vitali alle condizioni di vita, ad es. con adattamento fisiologico. Senza tale adattamento, è impossibile mantenere un metabolismo stabile nel corpo in condizioni ambientali costantemente fluttuanti. Diamo alcuni esempi.

Le piante che vivono in aree semidesertiche e desertiche presentano numerosi e vari adattamenti. Ciò include una radice che penetra nella terra per decine di metri, estraendo acqua, e una forte diminuzione dell’evaporazione dell’acqua grazie a struttura speciale cuticole sulle foglie e completa perdita delle foglie. Nei cactus, questa trasformazione è particolarmente sorprendente: la trasformazione dello stelo non solo in un organo che svolge funzioni di sostegno e conduzione, ma anche in una struttura che immagazzina acqua e garantisce la fotosintesi. Grandi esemplari di cactus accumulano fino a 2000 litri d'acqua. Si consuma lentamente, poiché la linfa cellulare contiene, oltre agli acidi organici e agli zuccheri, anche sostanze mucose che hanno proprietà di ritenzione idrica. Anche dopo tre mesi di siccità, i gambi del fico d’india contenevano quasi l’81% di acqua. L'evaporazione dell'acqua è notevolmente ridotta grazie alla struttura a coste degli steli del cactus, che distribuisce uniformemente luce e ombra. Ciò è facilitato anche dall'ispessimento delle pareti dell'epidermide, solitamente ricoperte da uno strato di cera, dalla presenza di numerose spine e peli, e molto altro.

Negli anfibi terrestri un gran numero di l'acqua viene persa attraverso la pelle. Tuttavia, molte delle loro specie penetrano anche nei deserti e nei semideserti. La sopravvivenza degli anfibi in condizioni di mancanza di umidità in questi habitat è assicurata da una serie di adattamenti. Il loro schema di attività cambia: coincide con periodi di elevata umidità. IN zona temperata rospi e rane sono attivi di notte e dopo le piogge. Nei deserti, le rane cacciano solo di notte, quando l'umidità si condensa sul suolo e sulla vegetazione, e durante il giorno si nascondono nelle tane dei roditori. Nelle specie di anfibi del deserto che si riproducono in bacini temporanei, le larve si sviluppano molto rapidamente e subiscono la metamorfosi in breve tempo.

Uccelli e mammiferi hanno sviluppato vari meccanismi di adattamento fisiologico a condizioni sfavorevoli. Molti animali del deserto accumulano molto grasso prima dell'inizio della stagione secca: quando si ossida si forma una grande quantità di acqua. Uccelli e mammiferi sono in grado di regolare la perdita d'acqua dalla superficie vie respiratorie. Ad esempio, un cammello, privato dell'acqua, riduce drasticamente l'evaporazione sia dalle vie respiratorie che attraverso le ghiandole sudoripare.

Il metabolismo del sale in una persona è scarsamente regolato e quindi non può fare a meno dell'acqua dolce per molto tempo. Ma i rettili e gli uccelli che conducono maggior parte la vita in mare e il bere acqua di mare, hanno acquisito ghiandole speciali che consentono loro di eliminare rapidamente i sali in eccesso.

Gli adattamenti che si sviluppano negli animali subacquei sono molto interessanti. Molti di loro possono sopravvivere per un periodo relativamente lungo senza accesso all’ossigeno. Ad esempio, le foche si immergono a una profondità di 100-200 e anche a 600 metri e rimangono sott'acqua per 40-60 minuti. Cosa permette ai pinnipedi di immergersi così in profondità? lungo termine? Si tratta, prima di tutto, di una grande quantità di un pigmento speciale presente nei muscoli: la mioglobina. La mioglobina è in grado di legare 10 volte più ossigeno dell'emoglobina. Inoltre, in acqua, numerosi dispositivi garantiscono un consumo di ossigeno molto più economico rispetto alla respirazione in superficie.

Attraverso la selezione naturale sorgono e migliorano adattamenti che rendono più facile trovare cibo o un partner per la riproduzione. Gli organi di senso chimici degli insetti sono sorprendentemente sensibili. Le falene zingare maschi sono attratte dall'odore della ghiandola odorosa di una femmina da una distanza di 3 chilometri. In alcune farfalle, la sensibilità dei recettori del gusto è 1000 volte maggiore della sensibilità dei recettori linguaggio umano. I predatori notturni come i gufi hanno una visione eccellente in condizioni di scarsa illuminazione. Alcuni serpenti hanno capacità di termolocalizzazione ben sviluppate. Distinguono gli oggetti a distanza se la loro differenza di temperatura è solo di 0,2 °C. Molti animali navigano perfettamente nello spazio usando l'ecolocalizzazione (pipistrelli, gufi, delfini).

Gli adattamenti biochimici assicurano il corso ottimale delle reazioni biochimiche nella cellula, ad esempio l'ordinamento della catalisi enzimatica, il legame specifico dei gas da parte dei pigmenti respiratori, la sintesi delle sostanze necessarie in determinate condizioni, ecc.

Gli adattamenti etologici rappresentano tutte le risposte comportamentali finalizzate alla sopravvivenza degli individui e, quindi, della specie nel suo insieme. Tali reazioni sono:

Comportamento durante la ricerca del cibo e di un partner sessuale,

Accoppiamento,

Nutrire la prole

Evitare il pericolo e proteggere la vita in caso di minaccia,

Aggressività e posture minacciose,

Gentilezza e molti altri.

Alcune reazioni comportamentali sono ereditate (istinti), altre vengono acquisite nel corso della vita ( riflessi condizionati). In diversi organismi il rapporto tra comportamento riflesso istintivo e condizionato non è lo stesso. Ad esempio, negli invertebrati e nei cordati inferiori predomina il comportamento istintivo e nei mammiferi superiori (primati, carnivori) predomina il comportamento riflesso condizionato. Gli esseri umani hanno il più alto livello di adattabilità comportamentale, basato sui meccanismi di attività nervosa superiore.

Particolarmente importanti sono gli adattamenti che proteggono la prole dai nemici.

La cura della prole può manifestarsi in forme diverse. Molti pesci custodiscono le uova deposte tra le pietre, allontanandosi attivamente e mordendo potenziali nemici in avvicinamento. I ghiozzi dell'Azov e del Caspio depongono le uova in buche scavate sul fondo e poi le custodiscono durante tutto il loro sviluppo. Lo spinarello maschio costruisce un nido con un'uscita e un'entrata. Alcuni pesci gatto americani attaccano le uova alla pancia e le portano con sé durante tutto il loro sviluppo. Molti pesci covano le uova in bocca o addirittura nello stomaco. Durante questo periodo, il genitore non mangia nulla. Gli avannotti nati rimangono per qualche tempo vicino alla femmina (o al maschio, a seconda della specie) e, quando sono in pericolo, si nascondono nella bocca del genitore. Esistono specie di rane in cui le uova si sviluppano in una speciale sacca di covata sul dorso o nelle sacche vocali del maschio.

La massima sicurezza della prole si ottiene, ovviamente, nei casi in cui gli embrioni si sviluppano nel corpo della madre. La fecondità in questi casi diminuisce, ma ciò è compensato da un aumento del tasso di sopravvivenza dei piccoli.

Negli artropodi e nei vertebrati inferiori, le larve risultanti conducono uno stile di vita indipendente e non dipendono dai genitori. Ma in alcuni casi, la cura dei genitori per la prole si manifesta sotto forma di fornitura di cibo. Il famoso naturalista francese J.A Fabre fu il primo a descrivere questo comportamento nelle vespe solitarie. Le vespe attaccano scarafaggi, ragni, grilli, mantidi religiose e bruchi di varie farfalle, li immobilizzano affondando la loro puntura direttamente nei nodi nervosi e depongono le uova su di essi. Le larve di vespa da cova ricevono cibo: si nutrono dei tessuti di una vittima vivente, crescono e poi si impupano.

Gli esempi descritti di cura della prole negli artropodi e nei vertebrati inferiori si verificano in un numero molto limitato di specie. Nella maggior parte dei casi, gli ovuli fecondati vengono abbandonati al loro destino. Ciò spiega l'altissima fertilità degli invertebrati e dei vertebrati inferiori. Grande numero i discendenti in condizioni di alto sterminio dei giovani servono come mezzo di lotta per l'esistenza della specie.

Forme molto più complesse e diversificate di cura della prole si osservano nei vertebrati superiori. Gli istinti complessi e la capacità di apprendere individualmente consentono loro di allevare la prole con molto maggiore successo. Pertanto, gli uccelli depongono le uova fecondate in strutture speciali: i nidi, e non solo nell'ambiente esterno, come fanno tutte le specie delle classi inferiori. Le uova si sviluppano sotto l'influenza del calore impartito loro dal corpo dei genitori e non dipendono dagli eventi atmosferici. I genitori proteggono il nido dai nemici in un modo o nell'altro. I pulcini nati non vengono lasciati a se stessi, ma vengono nutriti e protetti per lungo tempo. Tutto ciò aumenta notevolmente l'efficienza della riproduzione negli uccelli.

Le forme di comportamento nei mammiferi raggiungono il più alto grado di sviluppo. Ciò si manifesta anche in relazione ai cuccioli. Gli animali non solo nutrono la loro prole, ma insegnano loro anche a catturare le prede. Anche Charles Darwin lo notò bestie da preda insegnare ai loro cuccioli a evitare i pericoli, compresi i cacciatori.

Pertanto, sopravvivono individui con forme più avanzate di cura della prole Di più e trasmettere ulteriormente questi tratti per eredità.

Gli adattamenti delle specie vengono scoperti analizzando un gruppo di individui della stessa specie; sono molto diversi nella loro manifestazione; I principali sono varie congruenze, il livello di mutabilità, il polimorfismo intraspecifico, il livello di abbondanza e la densità di popolazione ottimale.

Le congruenze rappresentano tutte le caratteristiche morfofisiologiche e comportamentali che contribuiscono all'esistenza di una specie intero sistema. Le congruenze riproduttive assicurano la riproduzione. Alcuni di essi sono direttamente correlati alla riproduzione (corrispondenza degli organi genitali, adattamenti all'alimentazione, ecc.), mentre altri sono solo indiretti (vari segnali di segnale: aspetto visivo - abbigliamento da accoppiamento, comportamento rituale; suono - canto degli uccelli, ruggito di un cervo maschio durante la carreggiata e altri; prodotti chimici - vari attrattivi, ad esempio feromoni di insetti, secrezioni di artiodattili, gatti, cani, ecc.).

Le congruenze includono tutte le forme di cooperazione intraspecifica: costituzionale, trofica e riproduttiva. La cooperazione costituzionale si esprime nelle azioni coordinate di organismi in condizioni sfavorevoli, che aumentano le possibilità di sopravvivenza. In inverno, le api si riuniscono in una palla e il calore che generano viene speso per il riscaldamento delle articolazioni. In questo caso, la temperatura più alta sarà al centro della palla e gli individui della periferia (dove fa più freddo) si sforzeranno costantemente lì. In questo modo gli insetti si muovono costantemente e, grazie a sforzi congiunti, sopravvivono sani e salvi all'inverno. Anche i pinguini si raggruppano in gruppi stretti durante l'incubazione, le pecore durante la stagione fredda, ecc.

La cooperazione trofica consiste nell'unione di organismi allo scopo di ottenere cibo. L'attività congiunta in questa direzione rende il processo più produttivo. Ad esempio, un branco di lupi caccia in modo molto più efficiente di un individuo. Allo stesso tempo, in molte specie esiste una divisione delle responsabilità: alcuni individui separano la vittima prescelta dalla mandria principale e la portano in un'imboscata, dove si nascondono i loro parenti, ecc. Nelle piante, tale cooperazione si esprime nell'ombreggiatura congiunta di il terreno, che aiuta a trattenere l'umidità al suo interno.

La cooperazione riproduttiva aumenta il successo riproduttivo e promuove la sopravvivenza della prole. In molti uccelli, gli individui si riuniscono sui terreni di lekking e in tali condizioni è più facile trovare un potenziale partner. La stessa cosa accade nei luoghi di deposizione delle uova, nelle colonie di pinnipedi, ecc. La probabilità di impollinazione nelle piante aumenta quando crescono in gruppi e la distanza tra i singoli individui è piccola.

Mutabilità: rappresenta la frequenza delle mutazioni per unità di tempo (numero di generazioni) e per gene. Ogni specie ha la propria frequenza, determinata dal livello di stabilità del materiale genetico e dalla resistenza agli agenti mutageni. Le mutazioni rendono le popolazioni eteromorfe e forniscono materiale per la selezione. Sia la mutabilità eccessivamente elevata che quella insufficiente sono pericolose per la specie. Nel primo caso esiste una minaccia per l'integrità della specie e nel secondo la selezione è impossibile.

Il polimorfismo intraspecifico determina la combinazione unica di alleli in individui diversi. La causa del polimorfismo è la riproduzione sessuale, che fornisce variabilità combinatoria e mutazioni che modificano il substrato dell'ereditarietà. Il mantenimento del polimorfismo intraspecifico assicura la stabilità della specie e ne garantisce l'esistenza in varie condizioni ambientali.

Il livello della popolazione determina i valori estremi del numero di individui di una specie. Una diminuzione del numero al di sotto di un livello soglia porta alla morte della specie. Ciò è dovuto all'impossibilità di incontrare partner, all'interruzione dell'adattamento intraspecifico, ecc. Anche un aumento eccessivo del numero è dannoso, poiché mina l'approvvigionamento alimentare, contribuisce all'accumulo di individui malati e indeboliti nella popolazione, e in alcuni questo porta allo sviluppo di stress.

La densità di popolazione ottimale mostra le caratteristiche specifiche della convivenza degli individui per ciascuna specie. Molti organismi preferiscono uno stile di vita solitario e si incontrano solo per accoppiarsi. Così si comportano, ad esempio, le tigri, i leopardi, gli elefanti maschi, ecc. Altri hanno un forte istinto collettivo, quindi hanno bisogno di numeri elevati. Ad esempio, i gruppi più numerosi tra i vertebrati erano formati dai piccioni viaggiatori americani, i cui stormi contavano miliardi (!) di individui. Dopo che il loro numero fu minato dagli esseri umani, i piccioni migratori smisero di riprodursi e la specie scomparve.

Opportunità relativa dei dispositivi (adattamenti)

La presenza di vari adattamenti alle condizioni di vita, spesso estreme, è la base che consente alle specie di occupare gli habitat più difficilmente accessibili e inaspettati. La vita è onnipresente, dalle alte latitudini dell’Artico, dove vivono gli orsi polari, ai circuiti di raffreddamento dei reattori nucleari, dove vivono alcuni tipi di microrganismi; dalle cime delle montagne dove si trovano i licheni, alle profondità dell'oceano dove vivono pesci e altri animali. Ogni organismo ha molti adattamenti diversi, ma rappresenta comunque un unico insieme. Di conseguenza, i rappresentanti di qualsiasi specie coordinano e interagiscono con gli adattamenti in modo che la forma fisica degli organismi sia massima.

Nessun adattamento è assolutamente perfetto. Alcuni di essi raggiungono il limite, ad esempio l'occhio umano è in grado di percepire i singoli fotoni (se tutte le condizioni sono soddisfatte, puoi vedere la fiamma di una candela a una distanza di due km!), ma in vita ordinaria questa possibilità non può essere raggiunta, poiché la polvere atmosferica e altre fonti luminose interferiscono e una persona non ha tale necessità. Di conseguenza, tali adattamenti (sono chiamati assoluti) non vengono pienamente utilizzati. Tuttavia, la maggior parte degli adattamenti non raggiunge il proprio valore limite (adattamenti relativi).

Gli adattamenti non sono universali: ognuno di essi facilita l'esecuzione solo di una determinata funzione. Ad esempio, le lunghe ali del rondone, che gli permettono di volare velocemente, rendono difficile il decollo da una superficie piana. Ci sono uccelli che mangiano vespe e api, così come mosche che li imitano. La crescita costante degli incisivi nei roditori consente di rosicchiare oggetti molto duri, ma se non vengono macinati, crescono in modo tale che l'animale non riesce a chiudere la bocca. Pertanto, qualsiasi tratto adattivo risulta essere appropriato solo in un determinato ambiente. Con un brusco cambiamento nelle condizioni di vita, i tratti eccessivamente sviluppati possono rivelarsi inappropriati e causare danni al corpo. Pertanto, dopo globale disastri ambientali Muoiono prevalentemente specie altamente specializzate (ad esempio, i dinosauri nel periodo Cretaceo dell'era Paleozoica). La stessa cosa accade sotto l'influenza negativa di fattori biotici, ad esempio un gigantesco cervo di torba è stato completamente distrutto dai predatori a causa della sua corna enormi, rendendolo inattivo.

Va ricordato che tutti gli adattamenti, non importa quanto siano perfetti, sono relativi. Il fatto è che la selezione naturale è il risultato dell'esperienza e altro ancora riproduzione efficace in un dato luogo e in un dato momento. Ciò significa che la selezione naturale è specifica, cioè garantisce lo sviluppo di adattamenti alle condizioni ambientali esistenti e non a tutte le possibili. È chiaro che lo sviluppo della capacità di volare non si combina molto bene con la capacità di correre velocemente. Pertanto, gli uccelli che hanno la migliore capacità di volare sono pessimi corridori. Gli struzzi, invece, non potendo volare, corrono perfettamente. L’adattamento a determinate condizioni può essere inutile o addirittura dannoso quando si presentano nuove condizioni. Tuttavia, le condizioni di vita cambiano costantemente e talvolta in modo molto drammatico. In questi casi, gli adattamenti precedentemente accumulati possono rendere difficile la formazione di nuovi, che possono portare all’estinzione grandi gruppi organismi, come avvenne più di 60-70 milioni di anni fa con i dinosauri, un tempo numerosissimi e diversificati.

Pur ammirando l'adattamento delle specie alle condizioni di vita, spesso giungiamo alla conclusione errata che ogni caratteristica della struttura e del funzionamento di un organismo abbia un significato adattivo significativo. In realtà, questo non è il caso. Uno dei motivi di ciò è l'integrità dell'organismo e l'azione pleiotropica dei geni. Lasciamo che gli organismi dotati di un sistema enzimatico che garantisce la disintossicazione dalle sostanze tossiche presenti nell'ambiente ottengano un vantaggio in queste condizioni convertendole in un pigmento insolubile. L'adattabilità degli organismi alle condizioni ambientali aumenterà, ma il cambiamento di colore potrebbe non avere nulla a che fare con questo. Anche se in altre condizioni, come si vede nell'esempio del melanismo industriale, il colore delle farfalle è di fondamentale importanza per la sopravvivenza della specie.

Consideriamo un altro esempio: i rinoceronti del sud-est asiatico hanno un corno, mentre i loro parenti africani ne hanno due. Non c'è motivo di pensare che sia così differenza morfologica nei rinoceronti è di fondamentale importanza per l'adattamento di alcuni in Asia e di altri in Africa. Molto probabilmente, questo è il risultato "sottoprodotto" della selezione naturale di due sistemi genetici inizialmente diversi. La domanda sorge spontanea: questo significa che nell'evoluzione successiva è facile per una specie "separarsi" da un tratto che non ha un significato adattativo diretto? Stranamente, questo sembra essere difficile da fare. Possiamo usare un'analogia. Il colore di un mattone alla base è importante per un edificio? Apparentemente no, ma rimuovere un mattone del genere non è facile. Passiamo all'esperimento con la Drosophila: nel corso di diverse generazioni è stata effettuata una selezione per modificare il numero di setole sulla superficie ventrale del quarto e quinto segmento. Nella linea originale, il numero di setole era in media di 36. I tentativi di selezionare mosche con meno setole non hanno avuto successo: tali individui sono morti o si sono rivelati sterili. La selezione per aumentare il numero di setole si è rivelata più efficace: in 20 generazioni è stato possibile aumentare il numero di setole a 56, tuttavia, come risultato di tale selezione, la sterilità ha iniziato a manifestarsi fortemente e dopo la cessazione della selezione, il numero di setole in 1-2 generazioni è diventato quasi uguale all'originale - 39. Una delle conclusioni importanti che si dovrebbe fare è che ci sono molti tratti che non hanno molto significato adattivo, il loro aspetto è in gran parte casuale, ma lo sono; strettamente legati in un unico sistema fenotipico dell'organismo.

Per riassumere, va sottolineato che la formazione dell'adattamento è un risultato complesso dell'interazione di fattori nel processo evolutivo, dove il ruolo guida è svolto dalla selezione naturale, che collega le esigenze dell'ambiente con la struttura del genotipo e fenotipo degli organismi.

Adattamento ai fattori ambientali

Secondo la teoria di Charles Darwin, gli organismi sono mutevoli. È impossibile trovare due individui assolutamente identici della stessa specie. Queste differenze sono in parte ereditarie. Tutto ciò è facilmente spiegabile dal punto di vista della genetica. Ogni specie e ogni popolazione è satura di varie mutazioni, cioè cambiamenti nella struttura degli organismi causati da corrispondenti cambiamenti nei cromosomi che si verificano sotto l'influenza di fattori esterni o ambiente interno. Questi cambiamenti nelle caratteristiche del corpo hanno una natura improvvisa e sono ereditari. La stragrande maggioranza di queste mutazioni sono, di regola, sfavorevoli, quindi quasi tutte sono recessive, cioè le loro manifestazioni scompaiono dopo un certo numero di generazioni. Tuttavia, tutto questo insieme di cambiamenti rappresenta una riserva ereditaria, il patrimonio genetico di una specie o di una popolazione, che può essere mobilitato attraverso la selezione naturale quando cambiano le condizioni di esistenza delle popolazioni.

Se una popolazione vive in condizioni relativamente costanti, quasi tutte le mutazioni vengono eliminate dalla selezione naturale, che in questo caso si chiama stabilizzante. Vengono fisse solo le mutazioni che portano a una minore variabilità dei tratti, così come le mutazioni che aiutano a risparmiare energia eliminando le funzioni che sono diventate “superflue” in condizioni costanti. Ciò favorisce la formazione di stenobionti. Spesso la selezione stabilizzante porta alla degenerazione, cioè a cambiamenti evolutivi associati a una semplificazione della forma di organizzazione, solitamente accompagnati dalla scomparsa di alcuni organi che hanno perso il loro significato. Quindi le balene hanno perso gli arti posteriori, la lancetta non ha i propri organi digestivi, ecc. È possibile acquisire nuovi organi per sostituire quelli perduti.

Quando le condizioni ambientali cambiano, si forma una pressione ambientale sulla popolazione, mentre i portatori di tali mutazioni che hanno "indovinato" cambiamenti più favorevoli per le nuove condizioni ambientali rispetto alle forme originali hanno maggiori possibilità di sopravvivenza. Sono loro che producono la prole più grande, in cui c'è una raffinatezza ancora maggiore delle forme che soddisfano il nuovo stato dell'ambiente. Di conseguenza, con ogni nuova generazione le forme cambiano gradualmente. Questo tipo di selezione naturale è chiamata selezione guida.

Piccoli cambiamenti evolutivi che contribuiscono a un migliore adattamento a determinate condizioni ambientali sono chiamati ideoadattamento. Si tratta di vari tipi di adattamenti privati: colorazione protettiva, forma piatta dei pesci di fondo, adattamenti dei semi per la dispersione, degenerazione delle foglie in spine per ridurre la traspirazione, ecc. Attraverso l'adattamento ideologico nascono solitamente piccoli gruppi sistematici: specie, generi, famiglie.

Cambiamenti evolutivi più significativi che non sono adattamenti a fattori ambientali individuali, che portano a cambiamenti significativi nelle forme di vita, dando origine a nuovi ordini, classi, tipi, ecc., sono chiamati aromorfosi. Un esempio di aromorfosi è l'emergere di antichi pesci sulla terra e la formazione della classe degli anfibi. Le conseguenze dell'aromorfosi sono anche l'emergere di qualità di esseri viventi come la psiche e la coscienza. L'aromorfosi segna importanti cambiamenti rivoluzionari nella struttura della biosfera, apparentemente causati da cambiamenti globali habitat.

Ragionando per analogia, possiamo supporre che proprio come l’ambiente ci influenza, costringendoci a cercare modi per adattarci ad esso, anche noi possiamo influenzare le cellule dei nostri organismi come un supersistema, costringendoli ad adattarsi alle condizioni esterne in quei modi. che ci aspettiamo da loro e di cui per qualche motivo abbiamo bisogno. Ad esempio, iniziamo a caricare regolarmente i nostri muscoli e il nostro tessuto muscolare, adattandosi alle nuove condizioni, inizia a crescere e rafforzarsi in risposta a questi carichi. L'impatto può avvenire anche attraverso una catena più complessa, ad esempio, in caso di paura, l'adrenalina viene rilasciata nel nostro sangue, costringendo tutte le cellule ad entrare in uno stato stressante, cioè più attivo, utilizzando le loro riserve per questo, che dà a tutto il corpo ulteriore forza per superare i pericoli esterni. Pertanto, il meccanismo per influenzare i sottosistemi interni modificando i fattori ambientali per questi sottosistemi è, apparentemente, un meccanismo abbastanza universale per influenzare qualsiasi supersistema sulla sua organizzazione interna.

Molto probabilmente, il livello intracellulare non fa eccezione. Se una cellula del nostro corpo si trova in condizioni mutate e questi cambiamenti sono fissi o si ripetono periodicamente, allora la cellula cerca di adattarsi alle nuove condizioni modificando di conseguenza la sua struttura, cioè cambiando l'ambiente intracellulare, influenzando così gli organelli che lo abitano, compresi i cromosomi, anch'essi probabilmente costretti ad adattarsi alle condizioni esterne. È possibile che con determinati effetti sul corpo, quasi l'intero apparato genetico in tutte le cellule sia soggetto a un certo effetto, che porta a cambiamenti abbastanza inequivocabili nella struttura dei cromosomi. Ciò significa che l’ambiente esterno può influenzare direttamente il nostro apparato genetico.

Cioè, le mutazioni di cui stiamo parlando potrebbero non essere affatto casuali, ma piuttosto mirate. Quindi la teoria della selezione naturale acquisisce un leggero aggiustamento: tra le mutazioni presenti nella popolazione durante un determinato cambiamento delle condizioni ambientali, predominano quelle che sono direttamente avviate da questo particolare cambiamento. Cioè, le mutazioni stesse sono apparentemente dirette e progettate per trovare nuove forme che soddisfino le esigenze del mutato ambiente. E poiché la risposta della vita ai cambiamenti esterni, come abbiamo già detto, obbedendo al principio di ottimalità, risulta essere del tutto inequivocabile, è possibile che una specifica mutazione di qualsiasi tratto sia di natura a catena. Cioè, una volta insorta nella prole di una coppia, una mutazione riuscita risulta essere “contagiosa” per le altre coppie di genitori che producono la loro prole, ma con le stesse mutazioni riuscite. Di conseguenza, già all'interno di una generazione all'interno di una specie, genitori diversi possono generare figli con le stesse caratteristiche che differiscono da quelle dei genitori, formando così una sottospecie completamente nuova. E poi è già inutile cercare eventuali collegamenti intermedi. Una nuova sottospecie (e successivamente una nuova specie) appare immediatamente, quasi contemporaneamente, e risulta immediatamente rappresentata da un numero sufficientemente elevato di individui per una riproduzione sostenibile. È vero, per ora si tratta solo di un'ipotesi.

Tali processi sembrano verificarsi proprio in quei periodi cambiamenti seri ambienti minacciati di estinzione questa specie. È allora che si forma una “vortice”, cioè nascono un numero enorme di mutazioni, il cui scopo è trovare la giusta soluzione, una nuova forma. E questa soluzione sarà sicuramente trovata, perché, come abbiamo già detto, per questo la vita utilizza la “tecnica del palpeggiamento provvisorio”, che è “un’arma specifica e irresistibile di ogni insieme in espansione” (terminologia di Teilhard de Chardin). Le mutazioni riempiono l'intero spazio possibile di varianti di nuove forme, e quindi l'ambiente stesso determina quali di queste forme prenderanno piede nella vita e quali scompariranno senza superare la prova della selezione naturale. A volte un tale vortice dà origine a tutta una serie di nuovi phyla, cioè rami evolutivi che rappresentano risposte diverse allo stesso cambiamento ambientale.

L'adattamento degli organismi ai fattori ambientali è causato non solo dai cambiamenti evolutivi che si verificano nella biosfera. Gli organismi spesso sfruttano la direzione e la frequenza naturale di questi fattori per distribuire le proprie funzioni nel tempo e programmare i propri cicli vitali per sfruttare al meglio le condizioni favorevoli. Grazie all'interazione tra gli organismi e alla selezione naturale, l'intera comunità viene programmata per vari tipi di ritmi naturali. In questi casi, i fattori ambientali agiscono come una sorta di sincronizzatori dei processi nella biosfera.

A seconda del grado di direzione dell’azione, i fattori ambientali possono essere classificati come segue:

1) fattori periodici (giornalieri, annuali, ecc.); 2) ricorrenti senza periodicità rigorosa (inondazioni, uragani, terremoti, ecc.); 3) fattori di azione unidirezionale (cambiamento climatico, ristagno, ecc.) ;4) casuali e fattori incerti, i più pericolosi per l'organismo, poiché spesso si verificano per la prima volta.

Nel migliore dei modi, gli organismi viventi riescono ad adattarsi a fattori periodici e unidirezionali, caratterizzati dalla certezza delle azioni, e quindi suscettibili di decifrazione inequivocabile. Cioè, il requisito di un supersistema in questo caso è abbastanza comprensibile.

Un caso speciale di tali adattamenti a fattori ricorrenti è, ad esempio, il fotoperiodismo: questa è la risposta del corpo alla durata delle ore diurne nelle zone temperate e polari, che viene percepita come un segnale per cambiare le fasi di sviluppo o il comportamento degli organismi. Esempi di fotoperiodismo sono fenomeni come la caduta delle foglie, la muta degli animali, la migrazione degli uccelli, ecc. In relazione alle piante, le piante vengono solitamente distinte giornata breve, esistente in latitudini meridionali, dove le giornate sono relativamente brevi durante una lunga stagione di crescita, e piante a giornata lunga caratteristiche delle latitudini settentrionali, dove le giornate sono più lunghe durante una breve stagione di crescita.

Un altro esempio di adattamento alla periodicità dei fenomeni naturali è il ritmo quotidiano. Ad esempio, negli animali, quando il giorno e la notte cambiano, cambia l'intensità della respirazione, la frequenza cardiaca, ecc. Per esempio, ratti grigi Sono più labili nel ritmo quotidiano rispetto a quelli neri, quindi possono sviluppare più facilmente nuovi territori, avendo già popolato quasi l'intero globo.

Un altro esempio è l’attività stagionale. Questo non è necessariamente un cambio di stagione, ma anche un cambiamento, ad esempio, della stagione delle piogge e della siccità, ecc.

Interessanti sono anche gli adattamenti ai ritmi delle maree, che sono associati sia ai giorni solari che a quelli lunari (24 ore e 50 minuti). Ogni giorno le maree si spostano di 50 minuti. La forza delle maree varia durante il mese lunare (29,5 giorni). Durante la luna nuova e la luna piena, le maree raggiungono il loro massimo. Tutte queste caratteristiche lasciano un'impronta sul comportamento degli organismi nella zona litoranea (zona di marea). Ad esempio, i singoli pesci depongono le uova al limite della massima marea. L'emergere degli avannotti dalle uova è programmato per coincidere con questo periodo.

Molti adattamenti ritmici vengono ereditati anche quando gli animali si spostano da una zona all'altra. In questi casi, l’intero ciclo vitale dell’organismo può essere interrotto. Ad esempio, gli struzzi in Ucraina possono deporre le uova direttamente sulla neve.

I meccanismi di adattamento alla periodicità dei processi possono essere i più inaspettati. Ad esempio, in alcuni insetti una sorta di controllo delle nascite si basa sul fotoperiodismo. Le lunghe giornate di fine primavera e inizio estate provocano la formazione di un neuroormone nel ganglio della catena nervosa, sotto l'influenza del quale compaiono le uova a riposo, che producono larve solo la primavera successiva, non importa quanto favorevoli siano le condizioni di alimentazione e altre condizioni. Sono. Pertanto, la crescita della popolazione viene frenata anche prima che le scorte di cibo diventino un fattore limitante.

L'adattamento a fattori che si ripetono senza una periodicità rigorosa è molto più difficile da formare. Tuttavia, quanto più un determinato fattore è caratteristico della natura (ad esempio incendi, forti tempeste, terremoti), tanto più specifici sono i meccanismi di adattamento che la vita trova per lui. Ad esempio, a differenza della durata del giorno, la quantità di precipitazioni nel deserto è completamente imprevedibile, tuttavia alcune piante annuali del deserto di solito utilizzano questo fatto come regolatore. I loro semi contengono un inibitore della germinazione (un inibitore è una sostanza che inibisce i processi), che viene lavato via solo da una certa quantità di precipitazione, che sarà sufficiente per l'intero ciclo di vita di una determinata pianta dalla germinazione dei semi alla maturazione di nuove semi.

Le piante hanno anche sviluppato adattamenti speciali in relazione agli incendi boschivi. Molte specie vegetali investono più energia negli organi di stoccaggio sotterranei e meno negli organi riproduttivi. Queste sono le cosiddette specie “in ripresa”. Le specie che muoiono a maturità, invece, producono numerosi semi pronti a germogliare subito dopo un incendio. Alcuni di questi semi giacciono sul suolo della foresta per decenni senza germogliare o perdere la propria vitalità.

I fattori più pericolosi per gli organismi viventi sono fattori di azione incerta. I sistemi naturali hanno la capacità di riprendersi bene da stress acuti come incendi e tempeste. Inoltre, molte piante necessitano anche di stress occasionali per mantenere il “tono vitale”, il che aumenta la stabilità dell’esistenza. Ma sottili disturbi cronici, particolarmente caratteristici di influenza antropica alla natura, danno reazioni deboli, quindi sono difficili da monitorare e, soprattutto, è difficile valutarne le conseguenze. Pertanto, gli adattamenti ad essi si formano in modo estremamente lento, a volte molto più lento del tempo di accumulo degli effetti dello stress cronico oltre i limiti dopo i quali l'ecosistema collassa. Particolarmente pericoloso rifiuti industriali, contenente nuove sostanze chimiche che la natura non ha ancora incontrato. Uno dei fattori di stress più pericolosi è l’inquinamento termico dell’ambiente. Un moderato aumento della temperatura può avere un impatto positivo sulla vita, ma oltre un certo punto cominciano a manifestarsi effetti stressanti. Ciò è particolarmente evidente nei serbatoi direttamente collegati alle centrali termoelettriche.

nasce nel processo di evoluzione affinché l'organismo risolva i problemi ambientali presentati dal suo ambiente. Sono un adattamento mutevole, migliorativo, talvolta scomparso degli organismi a specifici fattori ambientali. Come risultato dello sviluppo dell'adattamento, si ottiene uno stato di adattamento (o rispetto della morfologia, fisiologia, comportamento degli organismi) alle nicchie ecologiche che occupano, che rappresentano l'intero insieme di condizioni ambientali e stile di vita di un dato organismo. Quello. l'adattamento può essere considerato un'ampia base per l'emergere o la scomparsa di organi, la divergenza (divergenza) delle specie, la formazione di nuove popolazioni e specie e la complicazione dell'organizzazione.

Il processo di sviluppo dell'adattamento avviene costantemente e molti segni del corpo sono coinvolti in esso. [spettacolo] .

L'evoluzione degli uccelli dai rettili includeva, ad esempio, cambiamenti successivi nelle ossa, nei muscoli, nel tegumento e negli arti.

L'ingrossamento dello sterno, la ristrutturazione della struttura istologica delle ossa, che conferì loro leggerezza insieme a robustezza, lo sviluppo del piumaggio, che determinò migliori proprietà aerodinamiche e di termoregolazione, e la trasformazione di un paio di arti in ali, fornirono una soluzione al problema del volo.

Alcuni rappresentanti degli uccelli svilupparono successivamente adattamenti allo stile di vita terrestre o acquatico (struzzo, pinguino) e anche gli adattamenti secondari includevano una serie di caratteristiche. I pinguini, ad esempio, hanno sostituito le ali con le pinne e la loro copertura è diventata impermeabile.

Tuttavia, l'adattamento si forma solo se nel pool genetico è presente un tipo di informazione ereditaria che promuove cambiamenti nelle strutture e nelle funzioni nella direzione richiesta. Pertanto, i mammiferi e gli insetti utilizzano rispettivamente i polmoni e la trachea per respirare, che si sviluppano da primordi diversi sotto il controllo di geni diversi.

L'adattamento a volte deriva da una nuova mutazione che, una volta inclusa nel sistema genotipico, modifica il fenotipo nella direzione di risolvere più efficacemente i problemi ambientali. Questo percorso di adattamento è chiamato combinatorio.

Per risolvere un problema ambientale possono essere utilizzati diversi adattamenti. Pertanto, la pelliccia spessa funge da mezzo di isolamento termico negli orsi e nelle volpi artiche, e nei cetacei è lo strato sottocutaneo grasso.

Esistono diverse classificazioni di adattamento.

Per meccanismo d'azione allocare

Dispositivi di protezione passiva

• colorazione protettiva. Grazie alla colorazione protettiva l'organismo diventa difficilmente distinguibile e, quindi, protetto dai predatori.
  • Le uova degli uccelli deposte sulla sabbia o sul terreno sono grigie e marroni con macchie, simili al colore del terreno circostante. Nei casi in cui le uova sono inaccessibili ai predatori, solitamente sono incolori.
  • I bruchi delle farfalle sono spesso verdi, il colore delle foglie, o scuri, il colore della corteccia o della terra.
  • I pesci di fondo sono generalmente colorati per abbinarsi al colore del fondo sabbioso (razze e passere). Inoltre, la passera ha anche la capacità di cambiare colore a seconda del colore dello sfondo circostante.
  • La capacità di cambiare colore ridistribuendo il pigmento nel tegumento del corpo è nota anche negli animali terrestri (camaleonte).
  • Gli animali del deserto, di regola, hanno un colore giallo-marrone o giallo sabbia.
  • Un colore protettivo monocromatico è caratteristico sia degli insetti (locuste) che delle piccole lucertole, nonché dei grandi ungulati (antilopi) e dei predatori (leone).
  • Colorazione protettiva smembrante sotto forma di strisce e macchie chiare e scure alternate sul corpo. Zebre e tigri sono difficili da vedere anche a una distanza di 50-40 m a causa della coincidenza delle strisce sul corpo con l'alternanza di luci e ombre nell'area circostante. La colorazione smembrata sconvolge le idee sui contorni del corpo.
• colorazione repellente (avvertimento) - fornisce anche protezione agli organismi dai nemici.

  La colorazione brillante è solitamente caratteristica degli animali velenosi e avverte i predatori che l'oggetto del loro attacco non è commestibile. L'efficacia della colorazione di avvertimento ha dato origine a un fenomeno di imitazione molto interessante: il mimetismo [spettacolo] .

  Il mimetismo è la somiglianza tra un indifeso e tipo commestibile con una o più specie non imparentate, ben protette e con colorazione di avvertimento. Il fenomeno del mimetismo è comune nelle farfalle e in altri insetti. Molti insetti imitano gli insetti pungenti. È noto che scarafaggi, mosche e farfalle copiano vespe, api e bombi.

  Il mimetismo si verifica anche nei vertebrati: i serpenti. In tutti i casi, la somiglianza è puramente esterna e mira a formare una certa impressione visiva tra i potenziali nemici.

  Per le specie imitatrici, è importante che il loro numero sia piccolo rispetto al modello che stanno imitando, altrimenti i nemici non svilupperanno un riflesso negativo stabile alla colorazione di avvertimento. Il basso numero di specie mimetiche è supportato da un'elevata concentrazione di geni letali nel pool genetico.

• forma del corpo simile a ambiente- Sono noti coleotteri che somigliano a licheni, cicale, simili alle spine dei cespugli tra i quali vivono. Gli insetti stecco sembrano un piccolo ramoscello marrone o verde.

  L'effetto protettivo della colorazione protettiva o della forma del corpo aumenta se combinato con un comportamento appropriato. Ad esempio, i bruchi di falena in posizione protettiva assomigliano a un ramo di una pianta. La selezione distrugge gli individui il cui comportamento li rivela.

• alta fertilità
• altri mezzi di protezione passiva
  • Lo sviluppo di spine e aghi nelle piante le protegge dall'essere mangiate dagli erbivori
  • Lo stesso ruolo è svolto dalle sostanze tossiche che bruciano i peli (ortica).
  • I cristalli di ossalato di calcio formati nelle cellule di alcune piante le proteggono dall'essere mangiate da bruchi, lumache e persino roditori.
  • Formazioni sotto forma di dura copertura chitinosa negli artropodi (coleotteri, granchi), conchiglie nei molluschi, scaglie nei coccodrilli, conchiglie negli armadilli e nelle tartarughe li proteggono bene da molti nemici. Gli aculei dei ricci e dei porcospini hanno lo stesso scopo.

Dispositivi di protezione attiva, movimento,
alla ricerca di cibo o di un partner riproduttivo

• miglioramento dell’apparato motorio, sistema nervoso, organi di senso, sviluppo dei mezzi di attacco nei predatori

  Gli organi di senso chimici degli insetti sono sorprendentemente sensibili. Le falene zingare maschi sono attratte dall'odore della ghiandola odorosa di una femmina da una distanza di 3 km. In alcune farfalle, la sensibilità dei recettori del gusto è 1000 volte maggiore della sensibilità dei recettori della lingua umana. I predatori notturni, come i gufi, hanno una visione eccellente al buio. Alcuni serpenti hanno capacità di termolocalizzazione ben sviluppate. Distinguono gli oggetti a distanza se la loro differenza di temperatura è solo di 0,2 °C.

Adattamenti allo stile di vita sociale - divisione del “lavoro” tra le api.

A seconda della natura del cambiamento

• adattamento con maggiore organizzazione morfofisiologica - la comparsa sulla terraferma dei pesci con pinne lobate nel Devoniano, che ha permesso loro di dare origine ai vertebrati terrestri

  Per i pesci con pinne lobate, gli arti venivano usati per strisciare lungo il fondo dei bacini artificiali. L'ingerimento dell'aria e l'utilizzo dell'ossigeno mediante protrusione della parete intestinale - i polmoni primitivi - offrivano l'opportunità di compensare la mancanza di ossigeno nei serbatoi di quel tempo. Queste strutture hanno permesso ad alcuni pesci di lasciare i bacini per un po'. Inizialmente, tali uscite apparentemente avvenivano nei giorni piovosi o nelle notti umide. Questo è esattamente ciò che sta facendo attualmente il pesce gatto americano (Ictalurus nebulosis). Queste strutture successivamente si svilupparono nei polmoni e negli arti degli animali terrestri. Successivamente l'intera organizzazione dei pesci subì profondi cambiamenti nel processo di adattamento alla vita terrestre.

  Tali cambiamenti durante lo sviluppo di un nuovo habitat, ampliando la gamma di funzioni sulla base di strutture che in precedenza svolgevano altre funzioni, ma cambiate in tale direzione e in misura tale da poter assumere nuove funzioni, sono chiamati preadattamento .

  Il fenomeno del preadattamento sottolinea ancora una volta la natura adattiva dell'evoluzione, basata sulla selezione di utili cambiamenti ereditari e sulle progressive trasformazioni delle strutture esistenti nel processo di padronanza di nuove condizioni ambientali.

  Secondo la scala del dispositivo

  • adattamenti specializzati . Con l'aiuto di adattamenti specializzati, l'organismo risolve problemi specifici nelle ristrette condizioni di vita locali della specie. Ad esempio, le caratteristiche strutturali della lingua del formichiere forniscono cibo alle formiche.
  • adattamenti generali - consentono di risolvere molti problemi in vasta gamma condizioni ambientali. Questi includono lo scheletro interno dei vertebrati e lo scheletro esterno degli artropodi, l'emoglobina come trasportatore di ossigeno, ecc. Tali adattamenti contribuiscono allo sviluppo di una varietà di nicchie ecologiche, forniscono una significativa plasticità ecologica ed evolutiva e si trovano in rappresentanti di grandi taxa di organismi. Pertanto, la copertura cornea primaria delle forme ancestrali di rettili nel processo di sviluppo storico ha dato origine alle coperture di rettili, uccelli e mammiferi moderni. La scala dell'adattamento si rivela durante l'evoluzione del gruppo di organismi in cui è apparso per la prima volta.

  Pertanto, la struttura degli organismi viventi è adattata molto finemente alle condizioni di esistenza. Qualsiasi caratteristica o proprietà di una specie è di natura adattiva ed è appropriata in un dato ambiente, in determinate condizioni di vita.

  Relatività e opportunità della fitness degli organismi

  Gli adattamenti nascono in risposta a uno specifico problema ambientale, quindi sono sempre relativi e opportuni. La relatività dell'adattamento risiede nella limitazione del loro significato adattivo a determinate condizioni di vita. Pertanto, il valore adattivo della pigmentazione delle farfalle di falena di betulla rispetto alle forme leggere è evidente solo sui tronchi degli alberi affumicati.

  Quando le condizioni ambientali cambiano, gli adattamenti possono rivelarsi inutili o addirittura dannosi per l’organismo. La crescita costante degli incisivi dei roditori è una caratteristica molto importante, ma solo quando si nutrono di cibi solidi. Se un ratto viene tenuto con cibo morbido, gli incisivi, senza consumarsi, crescono fino a raggiungere dimensioni tali che l'alimentazione diventa impossibile.

  Nessuna delle caratteristiche adattive fornisce sicurezza assoluta ai suoi proprietari. Grazie al mimetismo, la maggior parte degli uccelli lascia in pace vespe e api, ma esistono specie che mangiano sia vespe che api e i loro imitatori. Il riccio e l'uccello segretario mangiano senza danni serpenti velenosi. Il guscio delle tartarughe terrestri le protegge in modo affidabile dai nemici, ma uccelli predatori sollevarli in aria e schiacciarli a terra.

  L'opportunità biologica dell'organizzazione degli esseri viventi si manifesta nell'armonia tra la morfologia, la fisiologia, il comportamento degli organismi di specie diverse e il loro habitat. Sta anche nella straordinaria coerenza di struttura e funzione singole parti e sistemi del corpo stesso. I sostenitori della spiegazione teologica dell'origine della vita vedevano nell'opportunità biologica una manifestazione della saggezza del creatore della natura. La spiegazione teleologica dell'opportunità biologica si basa sul principio dell '"obiettivo finale", secondo il quale la vita si sviluppa in modo direzionale a causa del desiderio intrinseco per uno scopo noto. Sin dai tempi di J.B. Lamarck, ci sono state ipotesi che collegano l'opportunità biologica con il principio di un'adeguata risposta degli organismi ai cambiamenti delle condizioni esterne e all'ereditarietà di tali "caratteristiche acquisite". Un argomento convincente a favore dell'opportunità dei cambiamenti sotto l'influenza dell'ambiente è stato a lungo riconosciuto come il fatto che i microrganismi “si abituano” a medicinali, - sulfamidici, antibiotici. L'esperienza di V. ed E. Lederberg ha dimostrato che non è così.

  

  In una capsula Petri, sulla superficie di un mezzo nutritivo solido, il microbo forma colonie (1). Utilizzando un timbro speciale (2), l'impronta di tutte le colonie è stata trasferita sul terreno contenente dose letale antibiotico (3). Se almeno una colonia cresceva in queste condizioni, allora proveniva da una colonia di microbi anch’essi resistenti a questo farmaco. A differenza delle altre colonie della prima capsula Petri (4), questa è cresciuta in una provetta con un antibiotico (5). Se il numero di colonie iniziali era elevato, di regola ce n'era una stabile. Così, stiamo parlando non sull'adattamento diretto del microbo, ma sullo stato di preadattamento, che è causato dalla presenza nel genoma del microrganismo di un allele che blocca l'azione dell'antibiotico. In alcuni casi, i microbi “resistenti” sintetizzano un enzima che distrugge il farmaco, in altri la parete cellulare diventa impenetrabile al farmaco;

  L'emergere di ceppi di microrganismi resistenti ai farmaci è facilitato dalle tattiche sbagliate dei medici che, volendo evitare effetti collaterali, prescrivono dosi di farmaci basse e subletali. È anche possibile spiegare la comparsa di forme resistenti ai veleni tra insetti e mammiferi: tra gli organismi mutanti esiste una forma resistente soggetta a selezione positiva sotto l'influenza di una sostanza tossica. Ad esempio, la resistenza dei ratti al warfarin, utilizzato per ucciderli, dipende dalla presenza di un certo allele dominante nel genotipo.

  La possibilità di un “adattamento diretto” degli organismi al loro ambiente, di “riformare la natura attraverso l'assimilazione delle condizioni” è stata affermata da alcuni biologi negli anni '40 e '50 del secolo attuale. I punti di vista sopra indicati corrispondono a visioni idealistiche e non possono spiegare l'opportunità biologica senza coinvolgere l'idea, se non di Dio, di uno scopo o programma speciale per lo sviluppo della vita che esisteva anche prima della sua comparsa.

  L'opportunità biologica della struttura e delle funzioni degli organismi si sviluppa nel processo di sviluppo della vita. Rappresenta una categoria storica. Ciò è evidenziato dal cambiamento nei tipi di organizzazioni che occupano una posizione dominante in mondo organico pianeti. Pertanto, il dominio degli anfibi per quasi 75 milioni di anni fu sostituito dal dominio dei rettili, che durò 150 milioni di anni. Durante i periodi di dominanza di qualsiasi gruppo, si verificano diverse ondate di estinzione che modificano la composizione relativa delle specie del grande taxon rilevante.

  L'emergere di qualsiasi adattamento e opportunità biologica in generale è spiegato dal lavoro in natura per oltre 3,5 miliardi di anni di selezione naturale. Da una varietà di deviazioni casuali, preserva e accumula cambiamenti ereditari che hanno valore adattivo. Questa spiegazione permette di comprendere perché l'opportunità biologica, considerata nello spazio e nel tempo, è una proprietà relativa degli esseri viventi e perché, in specifiche condizioni di vita, gli adattamenti individuali raggiungono solo quel grado di sviluppo sufficiente per la sopravvivenza rispetto a quello adattamenti dei concorrenti.

L'adattamento di una persona a un nuovo ambiente è un processo socio-biologico complesso, che si basa sui cambiamenti nei sistemi e nelle funzioni del corpo, nonché sul comportamento abituale. L'adattamento umano si riferisce alle reazioni adattative del suo corpo ai cambiamenti dei fattori ambientali. L'adattamento si manifesta in diversi livelli organizzazione della materia vivente: da molecolare a biocenotica. L'adattamento si sviluppa sotto l'influenza di tre fattori: ereditarietà, variabilità, selezione naturale/artificiale. Esistono tre modi principali con cui gli organismi si adattano al loro ambiente: il modo attivo, il modo passivo e l'evitamento di influenze sfavorevoli.

Percorso attivo– rafforzamento della resistenza, sviluppo di processi regolatori che consentono lo svolgimento di tutte le funzioni vitali del corpo, nonostante la deviazione del fattore ambientale dall’ottimale. Ad esempio, mantenendo una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli, esseri umani), ottimale per il verificarsi di processi biochimici nelle cellule.

Modo passivo– subordinazione delle funzioni vitali dell’organismo ai cambiamenti dei fattori ambientali. Ad esempio, il freddo eccessivo in condizioni ambientali sfavorevoli porta ad uno stato di anabiosi (vita nascosta), quando il metabolismo nel corpo si ferma quasi completamente (dormienza invernale delle piante, conservazione di semi e spore nel terreno, torpore degli insetti, ibernazione, ecc.) .).

Evitare condizioni avverse– sviluppo da parte dell’organismo di tali cicli vitali e comportamenti che consentono di evitare effetti negativi. Ad esempio, le migrazioni stagionali degli animali.

Tipicamente, l'adattamento di una specie al suo ambiente avviene attraverso l'una o l'altra combinazione di tutti e tre i possibili percorsi di adattamento.
Gli adattamenti possono essere suddivisi in tre tipologie principali: morfologici, fisiologici, etologici.

Adattamenti morfologici– cambiamenti nella struttura del corpo (ad esempio, la modifica di una foglia in una spina dorsale nei cactus per ridurre la perdita d’acqua, colorazione brillante dei fiori per attirare gli impollinatori, ecc.). Gli adattamenti morfologici negli animali portano alla formazione di alcune forme di vita.

Adattamenti fisiologici– cambiamenti nella fisiologia del corpo (ad esempio, la capacità di un cammello di fornire umidità al corpo ossidando le riserve di grasso, la presenza di enzimi che degradano la cellulosa nei batteri che degradano la cellulosa, ecc.).

Adattamenti etologici (comportamentali).– cambiamenti nel comportamento (ad esempio, migrazioni stagionali di mammiferi e uccelli, letargo invernale, giochi di accoppiamento di uccelli e mammiferi durante la stagione riproduttiva, ecc.). Gli adattamenti etologici sono caratteristici degli animali.

Gli organismi viventi sono ben adattati ai fattori periodici. I fattori non periodici possono causare malattie e persino la morte di un organismo vivente. Una persona lo usa usando antibiotici e altri fattori non periodici. Tuttavia, anche la durata della loro esposizione può causare un adattamento ad essi.
L’ambiente ha un enorme impatto sugli esseri umani. A questo proposito, il problema dell'adattamento umano al suo ambiente sta diventando sempre più rilevante. Nell'ecologia sociale a questo problema viene data la massima importanza. Allo stesso tempo, l'adattamento è solo la fase iniziale in cui prevalgono le forme reattive del comportamento umano. La persona non si ferma a questa fase. Esibisce attività fisica, intellettuale, morale, spirituale e trasforma (nel bene e nel male) il suo ambiente.

L’adattamento umano si divide in genotipico e fenotipico. Adattamento genotipico: una persona, al di fuori della sua coscienza, può adattarsi a mutate condizioni ambientali (cambiamenti di temperatura, gusto del cibo, ecc.), cioè se i meccanismi di adattamento sono già incorporati nei geni. L’adattamento fenotipico significa l’inclusione della coscienza, delle proprie qualità personali affinché il corpo si adatti a un nuovo ambiente e mantenga l’equilibrio in nuove condizioni.

I principali tipi di adattamento includono fisiologico, adattamento all'attività, adattamento alla società. Concentriamoci sull'adattamento fisiologico. L'adattamento fisiologico umano è inteso come il processo di mantenimento dello stato funzionale del corpo nel suo insieme, garantendone la conservazione, lo sviluppo, le prestazioni e la massima aspettativa di vita. Grande importanza è attribuita all'acclimatazione e all'acclimatazione nell'adattamento fisiologico. È chiaro che la vita di una persona nell'estremo nord è diversa dalla sua vita all'equatore, poiché si tratta di zone climatiche diverse. Inoltre, il meridionale, avendo vissuto certo tempo al nord, si adatta ad esso e può viverci stabilmente e, viceversa. L'acclimatazione è la fase iniziale e urgente dell'acclimatazione quando le condizioni climatiche e geografiche cambiano. In alcuni casi, sinonimo di adattamento fisiologico è l'acclimatazione, cioè l'adattamento di piante, animali ed esseri umani alle nuove condizioni climatiche. L'acclimatazione fisiologica si verifica quando una persona, con l'aiuto di reazioni adattative, aumenta le prestazioni e migliora il benessere, che può peggiorare drasticamente durante il periodo di acclimatazione. Quando le nuove condizioni vengono sostituite da quelle vecchie, il corpo può tornare al suo stato precedente. Tali cambiamenti sono chiamati acclimatazione. Gli stessi cambiamenti che, nel processo di adattamento a un nuovo ambiente, sono passati al genotipo e sono ereditati, sono chiamati adattivi.

Adattamento del corpo alle condizioni di vita (città, villaggio, altra zona). L’ambiente umano non è limitato solo dalle condizioni climatiche. Una persona può vivere in una città o in un villaggio. Molte persone preferiscono una metropoli con il suo rumore, l’inquinamento e il ritmo di vita frenetico. Oggettivamente, vivere in un villaggio dove c'è aria pulita e un ritmo calmo e misurato è più favorevole per le persone.

Questa stessa area di adattamento include il trasferimento, ad esempio, in un altro paese. Alcuni si adattano e superano rapidamente barriera linguistica, trovano un lavoro, altri - con grande difficoltà, altri, essendosi adattati esternamente, provano un sentimento chiamato nostalgia.

Possiamo evidenziare in particolare l'adattamento all'attività. Diversi tipi di attività umana impongono esigenze diverse all'individuo (alcuni richiedono perseveranza, diligenza, puntualità, altri richiedono velocità di reazione, capacità di prendere decisioni indipendenti, ecc.). Tuttavia, una persona può affrontare con successo entrambi i tipi di attività. Ci sono attività che sono controindicate per una persona, ma può eseguirle, poiché vengono attivati ​​meccanismi di adattamento, chiamati sviluppo di uno stile di attività individuale.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'adattamento alla società, alle altre persone e alla squadra. Una persona può adattarsi a un gruppo padroneggiandone le norme, le regole di comportamento, i valori, ecc. I meccanismi di adattamento qui sono la suggestionabilità, la tolleranza, la conformità come forme di comportamento subordinato e, d'altra parte, la capacità di trovare il proprio posto, guadagnare faccia e mostrare determinazione.

Possiamo parlare di adattamento ai valori spirituali, alle cose, alle condizioni, ad esempio, stressanti e molto altro. Nel 1936, il fisiologo canadese Hans Selye pubblicò il messaggio "Sindrome causata da vari elementi dannosi", in cui descriveva il fenomeno dello stress - una reazione generale non specifica del corpo volta a mobilitarlo. forze protettive sotto l'influenza di fattori irritanti. Nello sviluppo dello stress sono state individuate 3 fasi: 1. fase di ansia, 2. fase di resistenza, 3. fase di esaurimento. G. Selye ha formulato la teoria della “Sindrome Generale di Adattamento” (GAS) e delle malattie adattive come conseguenza della reazione adattativa, secondo la quale l'OSA si manifesta ogni volta che una persona sente un pericolo per se stessa. Cause visibili di stress possono essere lesioni, condizioni postoperatorie, ecc., cambiamenti nei fattori ambientali abiotici e biotici. Negli ultimi decenni, il numero di fattori antropici ambienti con un elevato effetto generatore di stress (inquinamento chimico, radiazioni, esposizione ai computer durante il lavoro sistematico con essi, ecc.). I fattori di stress ambientale includono cambiamenti negativi nel società moderna: aumento della densità di popolazione, modifica del rapporto tra città e popolazione rurale, aumento della disoccupazione, criminalità.