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

Un caso speciale di colorazione criptica è la colorazione basata sul principio del controombra. U organismi acquatici appare più spesso, perché La luce in un ambiente acquatico cade solo dall'alto. Il principio della controombra presuppone un colore più scuro sulla parte superiore del corpo e un colore più chiaro su quella inferiore (su di esso cade un'ombra).

Colorazione in smembramento Anche la colorazione in smembramento è un caso speciale di colorazione protettiva, sebbene venga utilizzata una strategia leggermente diversa. In questo caso, sul corpo sono presenti strisce o macchie luminose e contrastanti. Da lontano, è molto difficile per un predatore distinguere i confini del corpo di una potenziale vittima.

Colorazione di avvertimento Questo tipo di colorazione protettiva è caratteristica degli animali protetti (come questo nudibranco, utilizzando l'acido nitrico per proteggersi dai nemici). Veleno, puntura o altri metodi di difesa rendono l'animale immangiabile per il predatore, e la colorazione serve a garantire che l'aspetto dell'oggetto venga conservato nella memoria del predatore in combinazione con le sensazioni spiacevoli che ha provato cercando di mangiare l'animale. animale.

Colorazione minacciosa A differenza della colorazione di avvertimento, la colorazione minacciosa è inerente agli organismi non protetti che sono commestibili dal punto di vista di un predatore. Questa colorazione non è sempre visibile, a differenza del colore di avvertimento, viene mostrata improvvisamente al predatore attaccante per disorientarlo. Si ritiene che gli “occhi” sulle ali di molte farfalle servano proprio a questo scopo.

Mimetismo Il termine “mimetismo” copre un'intera gamma di forme diverse colori protettivi, che hanno in comune la somiglianza, gli organismi, l'imitazione del colore di alcune creature da parte di altri. Tipi di mimetismo: 4 Mimetismo classico Mimetismo batesiano 4 Mimetismo classico, o mimetismo batesiano - l'imitazione di un organismo non protetto da parte di uno protetto; 4 Mimetismo di Müller 4 Mimetismo di Müller - colorazione simile (“pubblicitaria”) in un certo numero di specie di organismi protetti; 4 Mimesia 4 Mimesia - imitazione oggetti inanimati; 4 Mimetismo collettivo 4 Il mimetismo collettivo è la creazione di un'immagine comune da parte di un gruppo di organismi; 4 Mimetismo aggressivo 4 Mimetismo aggressivo - elementi di imitazione da parte di un predatore per attirare la preda.

Mimetismo classico, o mimetismo batesiano (mimetismo batesiano) Un organismo non protetto (già commestibile) imita il colore di un organismo protetto (non commestibile). In questo modo l’imitatore sfrutta lo stereotipo formatosi nella memoria del predatore attraverso il contatto con il modello (organismo protetto). La foto mostra un sirfide, che imita una vespa nel colore e nella forma del corpo.

Mimetismo mulleriano (mimetismo mulleriano) In questo caso, una serie di protetti, specie non commestibili avere un colore simile (“una pubblicità per tutti”). In questo modo si ottiene il seguente effetto: da un lato, il predatore non ha bisogno di provare un organismo di ciascuna specie, l'immagine generale di un animale mangiato per errore rimarrà impressa in modo abbastanza saldo; D'altra parte, il predatore non dovrà ricordare decine di varianti diverse dei colori vivaci di avvertimento di specie diverse. Un esempio è la colorazione simile di un certo numero di specie dell'ordine degli imenotteri.

Mimetismo aggressivo Nel mimetismo aggressivo, un predatore ha adattamenti che gli consentono di attrarre potenziali prede. Un esempio è il pesce pagliaccio, che ha delle protuberanze sulla testa che ricordano i vermi e sono anche capaci di muoversi. La schiava stessa giace sul fondo (ha una magnifica colorazione criptica!) e attende l'avvicinarsi della vittima, intenta a cercare cibo.

Natura relativa dell'idoneità Ciascuno dei colori protettivi indicati è adattivo, vale a dire utile per gli organismi solo in determinate condizioni ambientali. Se queste condizioni cambiano (ad esempio il colore dello sfondo per una colorazione protettiva), può diventare addirittura disadattivo e dannoso. Pensa alle situazioni in cui la natura relativa del fitness si manifesterà con: colorazione 4p4warning; mimetismo 4m4Bates; Mimetismo collettivo 4k4?

Il libro di testo è conforme allo standard educativo statale federale della scuola secondaria (completa) istruzione generale, raccomandato dal Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa e incluso nell'Elenco federale dei libri di testo.

Il libro di testo è rivolto agli studenti dell'11° anno ed è progettato per insegnare la materia 1 o 2 ore a settimana.

Design moderno, domande e compiti multilivello, informazioni aggiuntive e la capacità di lavorare in parallelo con un'applicazione elettronica contribuiscono all'efficace assimilazione del materiale didattico.

Riso. 33. Colorazione invernale di una lepre

Quindi, come risultato dell'azione forze motrici evoluzione, gli organismi sviluppano e migliorano gli adattamenti alle condizioni ambientali. Il consolidamento di vari adattamenti in popolazioni isolate può infine portare alla formazione di nuove specie.

Rivedi domande e compiti

1. Fornire esempi di adattamento degli organismi alle condizioni di vita.

2. Perché alcuni animali hanno colori vivaci che smascherano, mentre altri, al contrario, hanno colori protettivi?

3. Qual è l'essenza del mimetismo?

4. L'azione è applicabile? selezione naturale sul comportamento degli animali? Fornisci esempi.

5. Quali sono i meccanismi biologici per l'emergere della colorazione adattiva (nascosta e di avvertimento) negli animali?

6. Gli adattamenti fisiologici sono fattori che determinano il livello di forma fisica dell'organismo nel suo complesso?

7. Qual è l'essenza della relatività di qualsiasi adattamento alle condizioni di vita? Fornisci esempi.

Pensare! Fallo!

1. Perché non esiste un adattamento assoluto alle condizioni di vita? Fornisci esempi che dimostrano la natura relativa di qualsiasi dispositivo.

2. I cuccioli di cinghiale hanno una caratteristica colorazione striata, che scompare con l'età. Fornisci esempi simili di cambiamenti di colore negli adulti rispetto alla prole. Questo modello può essere considerato comune a tutto il mondo animale? In caso contrario, per quali animali e perché è caratteristico?

3. Raccogli informazioni sugli animali con colori di avvertimento che vivono nella tua zona. Spiega perché la conoscenza di questo materiale è importante per tutti. Organizza uno stand informativo su questi animali. Fare una presentazione su questo argomento agli studenti della scuola primaria.

Lavorare con un computer

Fare riferimento all'applicazione elettronica. Studia il materiale e completa i compiti.

Umano

Gli adattamenti comportamentali sono comportamenti riflessi innati e incondizionati. Le capacità innate esistono in tutti gli animali, compreso l'uomo. Un neonato può succhiare, deglutire e digerire il cibo, battere le palpebre e starnutire, reagire alla luce, al suono e al dolore. Questi sono esempi riflessi incondizionati. Tali forme di comportamento sono nate nel processo di evoluzione come risultato dell'adattamento a determinate condizioni ambientali relativamente costanti. I riflessi incondizionati sono ereditari, quindi tutti gli animali nascono con complesso già pronto tali riflessi.

Ogni riflesso incondizionato avviene in risposta a uno stimolo (rinforzo) rigorosamente definito: alcuni - al cibo, altri - al dolore, altri - alla comparsa di nuove informazioni ecc. Archi riflessi i riflessi incondizionati sono costanti e passano attraverso il midollo spinale o il tronco cerebrale.

Una delle classificazioni più complete dei riflessi incondizionati è la classificazione proposta dall'accademico P. V. Simonov. Lo scienziato ha proposto di dividere tutti i riflessi incondizionati in tre gruppi, che differiscono nelle caratteristiche dell'interazione degli individui tra loro e con l'ambiente. Riflessi vitali(dal latino vita - vita) hanno lo scopo di preservare la vita dell'individuo. Il loro mancato rispetto porta alla morte dell'individuo e la loro attuazione non richiede la partecipazione di un altro individuo della stessa specie. Questo gruppo comprende i riflessi legati al cibo e al bere, i riflessi omeostatici (mantenimento temperatura costante corpo, frequenza respiratoria ottimale, battito cardiaco, ecc.), difensivi, che, a loro volta, sono divisi in difensivi passivi (scappare, nascondersi) e difensivi attivi (attacco a un oggetto minaccioso) e alcuni altri.

A zoosociale, o giochi di ruolo riflessi includono quelle varianti del comportamento innato che emergono durante l'interazione con altri individui della propria specie. Questi sono riflessi sessuali, genitoriali, territoriali, gerarchici.

Il terzo gruppo è riflessi di autosviluppo. Non sono legati all'adattamento a una situazione specifica, ma sembrano essere diretti al futuro. Questi includono comportamenti esplorativi, imitativi e giocosi.

Identificare i fattori limitanti è di grande importanza significato pratico. Principalmente per la coltivazione delle colture: applicazione dei fertilizzanti necessari, calcinazione dei terreni, bonifica dei terreni, ecc. consentono di aumentare la produttività, aumentare la fertilità del suolo e migliorare l'esistenza delle piante coltivate.

1. Cosa significano i prefissi “evry” e “steno” nel nome della specie? Fornisci esempi di euribionti e stenobionti.

Ampia gamma di tolleranza alle specie in relazione ai fattori ambientali abiotici si designano aggiungendo il prefisso al nome del fattore "ogni. L'incapacità di tollerare fluttuazioni significative dei fattori o un limite basso di resistenza è caratterizzata dal prefisso "steno", ad esempio, animali stenotermici. Piccoli cambiamenti di temperatura hanno scarso effetto sugli organismi euritermi e possono essere disastrosi per gli organismi stenotermici. Vista adattata a basse temperature, È criofilo(dal greco krios – freddo), e a alte temperature – termofilo. Modelli simili si applicano ad altri fattori. Le piante possono esserlo idrofilo, cioè. impegnativo per l'acqua e xerofilo(tollerante al secco).

In relazione al contenuto sali nell'habitat si distinguono eurigali e stenogali (dal greco galles - sale), a illuminazione – eurifoti e stenofoti, in relazione a all'acidità dell'ambiente– specie euriioniche e stenoioniche.

Poiché l'euribiontismo consente di popolare una varietà di habitat e lo stenobiontismo restringe drasticamente la gamma di luoghi adatti alla specie, questi 2 gruppi sono spesso chiamati eury – e stenobionti. Molti animali terrestri che vivono nei climi continentali sono in grado di sopportare fluttuazioni significative di temperatura, umidità e radiazione solare.

Gli stenobionti includono- orchidee, trote, galli cedroni dell'Estremo Oriente, pesci di acque profonde).

Vengono chiamati gli animali che sono stenobionti in relazione a più fattori contemporaneamente stenobionti nel senso ampio del termine ( pesci che vivono nei fiumi e torrenti di montagna, che non tollerano temperature troppo elevate e bassi livelli di ossigeno, abitanti dei tropici umidi, inadatti alle basse temperature e alla bassa umidità dell'aria).

Gli euribionti includono Scarabeo della patata del Colorado, topo, ratti, lupi, scarafaggi, canne, erba di grano.

1. Adattamento degli organismi viventi ai fattori ambientali. Tipi di adattamento.

Adattamento ( dal lat. adattamento - adattamento ) - questo è un adattamento evolutivo degli organismi ambientali, espresso in cambiamenti nelle loro caratteristiche esterne ed interne.

Gli individui che per qualche motivo hanno perso la capacità di adattamento, in condizioni di cambiamento nei regimi dei fattori ambientali, sono condannati a eliminazione, cioè. all'estinzione.

Tipi di adattamento: morfologico, fisiologico e adattamento comportamentale.

La morfologia è lo studio delle forme esterne degli organismi e delle loro parti.

1.Adattamento morfologico- questo è un adattamento che si manifesta nell'adattamento al nuoto veloce negli animali acquatici, alla sopravvivenza in condizioni di alte temperature e mancanza di umidità - nei cactus e in altre piante grasse.

2.Adattamenti fisiologici risiedono nelle peculiarità dell'insieme enzimatico tratto digerente animali, determinati dalla composizione del cibo. Ad esempio, gli abitanti dei deserti aridi sono in grado di soddisfare il proprio fabbisogno di umidità attraverso l’ossidazione biochimica dei grassi.

3.Adattamenti comportamentali (etologici). appaiono in un'ampia varietà di forme. Ad esempio, esistono forme di comportamento adattivo degli animali volte a garantire uno scambio termico ottimale con l'ambiente. Comportamento adattivo può manifestarsi nella creazione di rifugi, movimenti nella direzione di condizioni di temperatura più favorevoli e preferite, selezione di luoghi con umidità ottimale o illuminazione. Molti invertebrati sono caratterizzati da un atteggiamento selettivo nei confronti della luce, che si manifesta negli avvicinamenti o nelle distanze dalla sorgente (taxi). Sono noti i movimenti giornalieri e stagionali di mammiferi e uccelli, comprese migrazioni e voli, nonché i movimenti intercontinentali dei pesci.

Il comportamento adattivo può manifestarsi nei predatori durante la caccia (rintracciare e inseguire la preda) e nelle loro vittime (nascondersi, confondere la traccia). Il comportamento degli animali durante la stagione degli amori e durante l'alimentazione della prole è estremamente specifico.

Esistono due tipi di adattamento a fattori esterni. Modo passivo di adattamento– questo adattamento in base al tipo di tolleranza (tolleranza, resistenza) consiste nell'emergere di un certo grado di resistenza a questo fattore, la capacità di mantenere le funzioni quando cambia la forza della sua influenza.. Questo tipo di adattamento si forma come una proprietà caratteristica della specie e si realizza a livello del tessuto cellulare. Il secondo tipo di dispositivo è attivo. In questo caso, il corpo, con l'aiuto di specifici meccanismi di adattamento, compensa i cambiamenti causati dal fattore d'influenza in modo tale che l'ambiente interno rimanga relativamente costante. Gli adattamenti attivi sono adattamenti di tipo resistente (resistenza) che mantengono l'omeostasi dell'ambiente interno del corpo. Un esempio di tipo tollerante di adattamento sono gli animali poichilosmotici, un esempio di tipo resistente sono gli animali omoiosmotici. .

1. Definire la popolazione. Nomina le principali caratteristiche del gruppo della popolazione. Fornisci esempi di popolazioni. Popolazioni in crescita, stabili e morenti.

Popolazione- un gruppo di individui della stessa specie che interagiscono tra loro e abitano congiuntamente un territorio comune. Le principali caratteristiche della popolazione sono le seguenti:

1. Abbondanza: il numero totale di individui in un determinato territorio.

2. Densità di popolazione: il numero medio di individui per unità di area o volume.

3. Fertilità: il numero di nuovi individui che compaiono per unità di tempo come risultato della riproduzione.

4. Mortalità: il numero di individui morti in una popolazione per unità di tempo.

5. La crescita della popolazione è la differenza tra i tassi di natalità e di mortalità.

6. Tasso di crescita: aumento medio per unità di tempo.

La popolazione è caratterizzata da una certa organizzazione, distribuzione degli individui sul territorio, rapporto tra gruppi per sesso, età, caratteristiche comportamentali. Si forma, da un lato, sulla base delle proprietà biologiche generali della specie e, dall'altro, sotto l'influenza fattori abiotici ambiente e popolazioni di altre specie.

La struttura della popolazione è instabile. Crescita e sviluppo di organismi, nascita di nuovi, morte da vari motivi, cambiamenti nelle condizioni ambientali, aumento o diminuzione del numero di nemici: tutto ciò porta a cambiamenti in vari rapporti all'interno della popolazione.

Popolazione in aumento o in crescita– si tratta di una popolazione in cui predominano gli individui giovani, tale popolazione sta crescendo di numero o si sta introducendo nell’ecosistema (ad esempio, i paesi del terzo mondo); Più spesso, si verifica un eccesso di natalità rispetto a quello di mortalità e la dimensione della popolazione cresce a tal punto che può verificarsi un’epidemia di riproduzione di massa. Ciò è particolarmente vero per i piccoli animali.

Con un'intensità equilibrata di fertilità e mortalità, a popolazione stabile. In una popolazione di questo tipo, la mortalità è compensata dalla crescita e il suo numero, così come la sua distribuzione, sono mantenuti allo stesso livello . Popolazione stabile –è una popolazione in cui il numero di individui età diverse varia in modo uniforme e ha il carattere di una distribuzione normale (come esempio, possiamo citare la popolazione dei paesi dell'Europa occidentale).

Popolazione in declino (morente).è una popolazione in cui il tasso di mortalità supera il tasso di natalità . Una popolazione in declino o morente è una popolazione in cui predominano gli individui più anziani. Un esempio è la Russia negli anni '90 del XX secolo.

Tuttavia, non può nemmeno ridursi indefinitamente.. Ad un certo livello di popolazione, il tasso di mortalità comincia a diminuire e la fertilità comincia ad aumentare . Alla fine, la popolazione in declino ha raggiunto alcuni numero minimo, si trasforma nel suo opposto: una popolazione in crescita. Il tasso di natalità in una tale popolazione aumenta gradualmente e ad un certo punto eguaglia il tasso di mortalità, cioè la popolazione diventa stabile per un breve periodo di tempo. Nelle popolazioni in declino prevalgono gli individui anziani, non più in grado di riprodursi in modo intensivo. Come struttura per età indica condizioni sfavorevoli.

1. Nicchia ecologica di un organismo, concetti e definizioni. Habitat. Disposizione reciproca delle nicchie ecologiche. Nicchia ecologica umana.

Qualsiasi tipo di animale, pianta o microbo è in grado di vivere, nutrirsi e riprodursi normalmente solo nel luogo in cui l’evoluzione lo ha “prescritto” per molti millenni, a cominciare dai suoi antenati. Per designare questo fenomeno, i biologi hanno preso in prestito termine dall'architettura - la parola "nicchia" e cominciarono a dire che ogni tipo di organismo vivente occupa in natura la propria nicchia ecologica, unica per essa.

Nicchia ecologica di un organismo- questa è la totalità di tutti i suoi requisiti per le condizioni ambientali (la composizione e i regimi dei fattori ambientali) e il luogo in cui questi requisiti sono soddisfatti, o l'intero insieme di molte caratteristiche biologiche e parametri fisici ambiente che determina le condizioni di esistenza di una particolare specie, la sua trasformazione di energia, lo scambio di informazioni con l'ambiente e i suoi simili.

Il concetto di nicchia ecologica viene solitamente utilizzato quando si utilizzano le relazioni di specie ecologicamente simili appartenenti alla stessa livello trofico. Il termine “nicchia ecologica” fu proposto da J. Grinnell nel 1917 per caratterizzare la distribuzione spaziale delle specie, cioè la nicchia ecologica è stata definita come un concetto vicino all'habitat. C. Elton definì una nicchia ecologica come la posizione di una specie in una comunità, sottolineando la particolare importanza delle relazioni trofiche. Una nicchia può essere immaginata come parte di uno spazio immaginario multidimensionale (ipervolume), le cui dimensioni individuali corrispondono ai fattori necessari alla specie. Quanto più varia il parametro, ad es. adattabilità di una specie a un particolare fattore ambientale, più ampia è la sua nicchia. Una nicchia può anche ampliarsi in caso di concorrenza indebolita.

Habitat della specie- questo è lo spazio fisico occupato da una specie, organismo, comunità, è determinato dalla totalità delle condizioni dell'ambiente abiotico e biotico che assicurano l'intero ciclo di sviluppo degli individui della stessa specie.

L'habitat della specie può essere designato come "nicchia spaziale".

Si chiama posizione funzionale nella comunità, nei percorsi di trasformazione della materia e dell'energia durante la nutrizione nicchia trofica.

In senso figurato, se l'habitat è, per così dire, l'indirizzo degli organismi di una determinata specie, allora la nicchia trofica è una professione, il ruolo di un organismo nel suo habitat.

La combinazione di questi e altri parametri viene solitamente chiamata nicchia ecologica.

Nicchia ecologica(dalla nicchia francese - una rientranza nel muro) - questo posto occupato da una specie biologica nella biosfera include non solo la sua posizione nello spazio, ma anche il suo posto nelle interazioni trofiche e di altro tipo nella comunità, come se la "professione" della specie.

Nicchia ecologica fondamentale(potenziale) è una nicchia ecologica in cui una specie può esistere in assenza di concorrenza da parte di altre specie.

Nicchia ecologica realizzata (reale) – nicchia ecologica, parte della nicchia fondamentale (potenziale) in cui una specie può difendersi concorrenza con altre specie.

In base alla posizione relativa, le nicchie delle due specie si dividono in tre tipologie: nicchie ecologiche non adiacenti; nicchie che si toccano ma non si sovrappongono; nicchie toccanti e sovrapposte.

L'uomo è uno dei rappresentanti del regno animale, specie biologiche classe di mammiferi. Nonostante abbia molte proprietà specifiche (intelligenza, linguaggio articolato, attività lavorativa, biosocialità, ecc.), non ha perso la sua essenza biologica e tutte le leggi dell'ecologia valgono per lui allo stesso modo che per gli altri organismi viventi. L'uomo ha il suo, inerente solo a lui, nicchia ecologica. Lo spazio in cui si localizza la nicchia di una persona è molto limitato. Essendo una specie biologica, l’uomo può vivere solo sulla terra cintura equatoriale(tropici, subtropicali), dove è nata la famiglia degli ominidi.

1. Formulare la legge fondamentale di Gause. Cos'è una "forma di vita"? Quali forme ecologiche (o di vita) si distinguono tra gli abitanti ambiente acquatico?

Sia nel mondo vegetale che in quello animale la competizione interspecifica e intraspecifica è molto diffusa. C'è una differenza fondamentale tra loro.

Regola di Gause (o anche legge): due specie non possono occupare contemporaneamente la stessa nicchia ecologica e quindi necessariamente sostituirsi a vicenda.

In uno degli esperimenti, Gause ha allevato due tipi di ciliati: Paramecium caudatum e Paramecium aurelia. Ricevevano regolarmente come cibo un tipo di batteri che non si riproduce in presenza di paramecio. Se ciascun tipo di ciliato fosse coltivato separatamente, le loro popolazioni crescerebbero secondo una tipica curva sigmoide (a). In questo caso, il numero di parameci era determinato dalla quantità di cibo. Ma quando coesistettero, i parameci iniziarono a competere e P. aurelia sostituì completamente il suo concorrente (b).

Riso. Competizione tra due specie di ciliati strettamente imparentate che occupano una nicchia ecologica comune. a – Paramecio caudatum; b – P. aurelia. 1. – in una cultura; 2. – in una cultura mista

Quando i ciliati venivano cresciuti insieme, dopo qualche tempo rimaneva solo una specie. Allo stesso tempo, i ciliati non attaccavano individui di altro tipo e non espellevano sostanze nocive. La spiegazione è che le specie studiate avevano tassi di crescita diversi. Le specie che si riproducono più velocemente hanno vinto la competizione per il cibo.

Durante l'allevamento P. caudatum e P. bursaria non si è verificato alcuno spostamento di questo tipo; entrambe le specie erano in equilibrio, con la seconda concentrata sul fondo e sulle pareti del recipiente, e la prima nello spazio libero, cioè in una nicchia ecologica diversa. Esperimenti con altri tipi di ciliati hanno dimostrato il modello di relazione tra preda e predatore.

Principio di Gauseuxè chiamato principio gare d'eccezione. Questo principio porta alla separazione ecologica delle specie strettamente imparentate o alla diminuzione della loro densità laddove possono coesistere. A causa della competizione, una delle specie viene spostata. Il principio di Gause gioca un ruolo enorme nello sviluppo del concetto di nicchia e costringe gli ecologisti a cercare risposte a una serie di domande: come possono coesistere specie simili? Quanto devono essere grandi le differenze tra le specie affinché possano coesistere? Come si può evitare l’esclusione competitiva?

Forma di vita della specie - questo è un complesso storicamente sviluppato delle sue proprietà biologiche, fisiologiche e morfologiche, che determina una certa risposta alle influenze ambientali.

Tra gli abitanti dell'ambiente acquatico (idrobionti), la classificazione distingue le seguenti forme di vita.

1.Neuston(dal greco neuston - capace di nuotare) – una raccolta di organismi marini e d'acqua dolce che vivono in superficie dell'acqua, ad esempio, larve di zanzara, numerosi protozoi, tricotteri acquatici e, tra le piante, la famosa lenticchia d'acqua.

2. Vive più vicino alla superficie dell'acqua plancton.

Plancton(dal greco planktos - impennato) - organismi galleggianti capaci di compiere movimenti verticali e orizzontali principalmente in accordo con il movimento delle masse d'acqua. Evidenziare fitoplancton- alghe fotosintetiche fluttuanti e zooplancton- piccoli crostacei, larve di molluschi e pesci, meduse, piccoli pesci.

3.Nekton(dal greco nektos - fluttuante) - organismi fluttuanti capaci di movimento verticale e orizzontale indipendente. Nekton vive nella colonna d'acqua: si tratta di pesci, nei mari e negli oceani, anfibi, grandi insetti acquatici, crostacei e anche rettili ( serpenti marini e tartarughe) e mammiferi: cetacei (delfini e balene) e pinnipedi (foche).

4. Periphyton(dal greco peri - intorno, circa, phyton - pianta) - animali e piante attaccati agli steli delle piante superiori e che si innalzano sopra il fondo (molluschi, rotiferi, briozoi, idra, ecc.).

5. Benthos ( dal greco benthos - profondità, fondo) - organismi del fondo che conducono uno stile di vita attaccato o libero, compresi quelli che vivono nello spessore del sedimento del fondo. Si tratta principalmente di molluschi, alcune piante inferiori, larve di insetti striscianti e vermi. Lo strato inferiore è abitato da organismi che si nutrono principalmente di detriti in decomposizione.

1. Cos'è la biocenosi, la biogeocenosi, l'agrocenosi? Struttura della biogeocenosi. Chi è il fondatore della dottrina della biocenosi? Esempi di biogeocenosi.

Biocenosi(dal greco koinos - bios comune - vita) è una comunità di organismi viventi interagenti, costituita da piante (fitocenosi), animali (zoocenosi), microrganismi (microbocenosi), adattati a convivere in un dato territorio.

Il concetto di “biocenosi” – condizionale, poiché gli organismi non possono vivere al di fuori del loro ambiente, ma è conveniente utilizzarlo nel processo di studio delle connessioni ecologiche tra organismi A seconda dell'area, l'atteggiamento verso attività umana, grado di saturazione, completezza, ecc. distinguere biocenosi di terra, acqua, naturale e antropica, satura e insatura, completa e incompleta.

Biocenosi, come popolazioni - questo è un livello sovraorganismo di organizzazione della vita, ma di rango superiore.

Le dimensioni dei gruppi biocenotici sono diverse- si tratta di grandi comunità di cuscini di licheni su tronchi d'albero o su un ceppo in decomposizione, ma sono anche popolazioni di steppe, foreste, deserti, ecc.

Una comunità di organismi è chiamata biocenosi e la scienza che studia la comunità di organismi - biocenologia.

V.N. Sukachev il termine è stato proposto (e generalmente accettato) per denotare comunità biogeocenosi(dal greco bios – vita, geo – Terra, cenosi – comunità) - Si tratta di un insieme di organismi e fenomeni naturali caratteristici di una determinata area geografica.

La struttura della biogeocenosi comprende due componenti biotico – comunità di organismi viventi vegetali e animali (biocenosi) – e abiotico - un insieme di fattori ambientali inanimati (ecotopo o biotopo).

Spazio con condizioni più o meno omogenee, che occupa una biocenosi, è detto biotopo (topis - luogo) o ecotopo.

Ecotop comprende due componenti principali: climatop- il clima in tutte le sue diverse manifestazioni e edaphotope(dal greco edaphos - suolo) - suolo, rilievo, acqua.

Biogeocenosi= biocenosi (fitocenosi+zoocenosi+microbocenosi)+biotopo (climatopo+edafotopo).

Biogeocenosi – si tratta di formazioni naturali (contengono l'elemento “geo” - Terra ) .

Esempi biogeocenosi può esserci uno stagno, un prato, un bosco misto o monospecie. A livello della biogeocenosi, tutti i processi di trasformazione dell'energia e della materia avvengono nella biosfera.

Agrocenosi(dal latino agraris e dal greco koikos - generale) - una comunità di organismi creati dall'uomo e da lui mantenuti artificialmente con aumento della resa (produttività) di una o più specie selezionate di piante o animali.

L'agrocenosi differisce dalla biogeocenosi componenti principali. Non può esistere senza il supporto umano, poiché è una comunità biotica creata artificialmente.

1. Il concetto di “ecosistema”. Tre principi del funzionamento dell'ecosistema.

Sistema ecologico- uno dei concetti più importanti dell'ecologia, abbreviato come ecosistema.

Ecosistema(dal greco oikos - abitazione e sistema) è qualsiasi comunità di esseri viventi insieme al loro habitat, collegati internamente da un complesso sistema di relazioni.

Ecosistema - Si tratta di associazioni sovraorganizzative, compresi gli organismi e l'ambiente inanimato (inerte) che interagiscono, senza le quali è impossibile mantenere la vita sul nostro pianeta. Questa è una comunità di organismi vegetali e animali e di ambiente inorganico.

Sulla base dell'interazione degli organismi viventi che formano un ecosistema tra loro e con il loro habitat, in qualsiasi ecosistema si distinguono aggregati interdipendenti biotico(organismi viventi) e abiotico(natura inerte o non vivente), nonché fattori ambientali (quali radiazione solare, umidità e temperatura, pressione atmosferica), fattori antropici e altri.

Alle componenti abiotiche degli ecosistemi non applicare materia organica- carbonio, azoto, acqua, anidride carbonica atmosferica, minerali, sostanze organiche presenti principalmente nel suolo: proteine, carboidrati, grassi, sostanze umiche, ecc., entrate nel suolo dopo la morte degli organismi.

Alle componenti biotiche dell'ecosistema includono produttori, autotrofi (piante, chemiosintetici), consumatori (animali) e detritivori, decompositori (animali, batteri, funghi).

Questa osservazione è interessante. Negli animali delle popolazioni settentrionali, tutte le parti allungate del corpo - arti, coda, orecchie - sono ricoperte da uno spesso strato di pelo e sembrano relativamente più corte rispetto ai rappresentanti della stessa specie, ma che vivono in climi caldi.

Questo modello, noto come regola di Allen, si applica sia agli animali selvatici che a quelli domestici.

C'è una notevole differenza nella struttura corporea della volpe settentrionale e della volpe fennec nel sud, e del cinghiale settentrionale e del cinghiale nel Caucaso. Cani domestici bastardi dentro Regione di Krasnodar, grande bestiame la selezione locale si distingue per un peso vivo inferiore rispetto ai rappresentanti di queste specie, ad esempio Arkhangelsk.

Spesso gli animali delle popolazioni meridionali hanno le gambe lunghe e le orecchie lunghe. Grandi orecchie, inaccettabile in condizioni di bassa temperatura, è nato come adattamento alla vita in una zona calda.

E gli animali dei tropici hanno semplicemente orecchie enormi (elefanti, conigli, ungulati). Le orecchie sono indicative Elefante africano, la cui area è 1/6 della superficie dell'intero corpo dell'animale. Hanno abbondante innervazione e vascolarizzazione. IN tempo caldo In un elefante, circa 1/3 di tutto il sangue circolante passa attraverso il sistema circolatorio dei padiglioni auricolari. Come risultato dell'aumento del flusso sanguigno ambiente esterno viene rilasciato il calore in eccesso.

La lepre del deserto Lapus alleni è ancora più impressionante per il suo adattamento alle alte temperature. In questo roditore il 25% della superficie corporea totale è ricoperta da orecchie scoperte. Non è chiaro quale sia il compito biologico principale di tali orecchie: rilevare in tempo l'avvicinarsi del pericolo o partecipare alla termoregolazione. Sia il primo che il secondo compito vengono risolti dall'animale in modo molto efficace. Il roditore ha un orecchio acuto. Sviluppato sistema circolatorio le orecchie con una capacità vasomotoria unica servono solo alla termoregolazione. Aumentando e limitando il flusso sanguigno attraverso le orecchie, l'animale modifica il trasferimento di calore del 200-300%. I suoi organi uditivi svolgono la funzione di mantenere l'omeostasi termica e di risparmiare acqua.

A causa della saturazione dei padiglioni auricolari con terminazioni nervose termosensibili e delle rapide reazioni vasomotorie, sia nell'elefante che soprattutto nel lepo, una grande quantità di energia termica in eccesso viene rilasciata dalla superficie dei padiglioni auricolari nell'ambiente esterno.

Si adatta bene al contesto del problema discusso e alla struttura corporea del parente elefanti moderni- mammut. Questo equivalente settentrionale dell'elefante, a giudicare dai resti conservati scoperti nella tundra, era significativamente più grande del suo parente meridionale. Ma le orecchie del mammut avevano un'area relativa più piccola ed erano anche ricoperte di folto pelo. Il mammut aveva arti relativamente corti e un tronco corto.

I rami lunghi sono svantaggiosi in condizioni di bassa temperatura, poiché la loro superficie perde troppa energia termica. Ma nei climi caldi, gli arti lunghi rappresentano un utile adattamento. In condizioni desertiche, i cammelli, le capre, i cavalli di selezione locale, nonché le pecore e i gatti, hanno solitamente le gambe lunghe.

Secondo N. Hensen, come risultato dell'adattamento alle basse temperature negli animali, le proprietà del grasso sottocutaneo e del midollo osseo cambiano. Negli animali artici è presente il grasso osseo della falange delle dita punto basso si scioglie e non si congela nemmeno in caso di forti gelate. Tuttavia, il grasso osseo proveniente da ossa che non sono a contatto con una superficie fredda, come il femore, ha le consuete proprietà fisico-chimiche. Il grasso liquido nelle ossa degli arti inferiori fornisce isolamento e mobilità articolare.

L'accumulo di grasso si osserva non solo negli animali del nord, per i quali funge da isolamento termico e fonte di energia durante i periodi in cui il cibo non è disponibile a causa del forte maltempo. Anche gli animali che vivono in climi caldi accumulano grasso. Ma la qualità, la quantità e la distribuzione del grasso in tutto il corpo sono diverse negli animali del nord e del sud. Negli animali selvatici dell'Artico, il grasso è distribuito uniformemente nel tessuto sottocutaneo in tutto il corpo. In questo caso, l'animale forma una sorta di capsula termoisolante.

Negli animali della zona temperata, il grasso come isolante termico si accumula solo nelle specie con pelo poco sviluppato. Nella maggior parte dei casi, il grasso accumulato funge da fonte di energia durante il periodo magro invernale (o estivo).

Nei climi caldi, i depositi di grasso sottocutaneo sopportano un carico fisiologico diverso. La distribuzione dei depositi di grasso in tutto il corpo degli animali è caratterizzata da grandi irregolarità. Il grasso è localizzato nelle parti superiori e posteriori del corpo. Ad esempio, negli ungulati Savane africane lo strato di grasso sottocutaneo è localizzato lungo la colonna vertebrale. Protegge l'animale dal sole cocente. La pancia è completamente priva di grasso. Anche questo ha ha molto senso. Il terreno, l'erba o l'acqua più fredda dell'aria garantiscono un'efficace rimozione del calore attraverso la parete addominale in assenza di uno strato di grasso. Piccoli depositi di grasso negli animali nei climi caldi sono anche una fonte di energia durante i periodi di siccità e la conseguente vita affamata degli erbivori.

Il grasso interno degli animali nei climi caldi e aridi svolge un'altra funzione estremamente utile. In condizioni di mancanza o completa assenza il grasso interno dell'acqua funge da fonte d'acqua. Studi specifici dimostrano che l'ossidazione di 1000 g di grasso è accompagnata dalla formazione di 1100 g di acqua.

Cammelli, pecore dalla coda grassa e dalla coda grassa e bovini zebù servono come esempi di senza pretese nelle aride condizioni del deserto. La massa di grasso accumulata nelle gobbe del cammello e nella coda grassa delle pecore rappresenta il 20% del loro peso vivo. I calcoli mostrano che una pecora dalla coda grassa da 50 chilogrammi ha una riserva d'acqua di circa 10 litri e un cammello ne ha ancora di più: circa 100 litri. Gli ultimi esempi illustrano morfofisiologici e adattamenti biochimici animali a temperature estreme. Adattamenti morfologici diffondersi a molti organi. Gli animali settentrionali hanno un grande volume del tratto gastrointestinale e una grande lunghezza relativa dell'intestino, depositano di più; grasso interno nell'omento e nella capsula perirenale.

Gli animali della zona arida presentano una serie di caratteristiche morfofunzionali del sistema di formazione ed escrezione urinaria. Indietro all'inizio del 20° secolo. i morfologi hanno scoperto differenze nella struttura dei reni degli animali e degli animali del deserto clima temperato. Negli animali che vivono in climi caldi, il midollo è più sviluppato a causa dell'ingrossamento della parte tubolare rettale del nefrone.

Ad esempio, a Leone africano Lo spessore del midollo renale è di 34 mm e in maiale domestico- solo 6,5 mm. La capacità dei reni di concentrare l'urina è positivamente correlata alla lunghezza dell'ansa di Hendle.

Oltre alle caratteristiche strutturali, negli animali della zona arida sono state riscontrate caratteristiche funzionali del sistema urinario. Pertanto, per un ratto canguro, la pronunciata capacità della vescica di riassorbire l'acqua dall'urina secondaria è normale. Nei canali ascendenti e discendenti dell'ansa di Hendle, l'urea viene filtrata, un processo comune alla parte nodulare del nefrone.

Il funzionamento adattivo del sistema urinario si basa sulla regolazione neuroumorale con una componente ormonale pronunciata. Nei ratti canguro la concentrazione dell'ormone vasopressina è aumentata. Pertanto, nell'urina di un ratto canguro la concentrazione di questo ormone è di 50 unità/ml, in un ratto da laboratorio è solo di 5-7 unità/ml. Nel tessuto ipofisario di un ratto canguro il contenuto di vasopressina è di 0,9 unità/mg, in un ratto da laboratorio è tre volte inferiore (0,3 unità/mg). Con la privazione dell'acqua permangono differenze tra gli animali, sebbene l'attività secretoria della neuroipofisi aumenti sia nell'uno che nell'altro animale.

La perdita di peso vivo durante la privazione dell'acqua è inferiore negli animali aridi. Se un cammello perde il 2-3% del suo peso vivo durante una giornata lavorativa, ricevendo solo fieno di bassa qualità, un cavallo e un asino nelle stesse condizioni perderanno il 6-8% del suo peso vivo a causa della disidratazione.

La temperatura dell'ambiente ha un impatto significativo sulla struttura della pelle degli animali. Nei climi freddi, la pelle è più spessa, il pelo è più spesso e c'è piumino. Tutto ciò aiuta a ridurre la conduttività termica della superficie corporea. Negli animali che vivono in climi caldi è vero il contrario: pelle sottile, pelo radi e scarse proprietà di isolamento termico della pelle in generale.

Le grandiose invenzioni della mente umana non smettono mai di stupire, non ci sono limiti all'immaginazione. Ma ciò che la natura ha creato per molti secoli supera di più idee creative e piani. La natura ha creato più di un milione e mezzo di specie di individui viventi, ognuno dei quali è individuale e unico nelle sue forme, fisiologia e adattabilità alla vita. Esempi di adattamento degli organismi alle condizioni di vita in costante cambiamento sul pianeta sono esempi della saggezza del creatore e una fonte costante di problemi da risolvere per i biologi.

Adattamento significa adattabilità o assuefazione. Questo è il processo di graduale degenerazione delle funzioni fisiologiche, morfologiche o psicologiche di una creatura in un ambiente modificato. Sia gli individui che intere popolazioni subiscono cambiamenti.

Un esempio lampante di adattamento diretto e indiretto è la sopravvivenza della flora e della fauna nella zona di maggiore radiazione attorno alla centrale nucleare di Chernobyl. L'adattabilità diretta è caratteristica di quegli individui che sono riusciti a sopravvivere, ad abituarsi e ad iniziare a riprodursi, alcuni non sono sopravvissuti alla prova e sono morti (adattamento indiretto);

Poiché le condizioni di esistenza sulla Terra cambiano costantemente, anche i processi di evoluzione e adattamento nella natura vivente sono un processo continuo.

Un recente esempio di adattamento è il cambiamento nell'habitat di una colonia di pappagalli verdi messicani aratinga. Recentemente hanno cambiato il loro habitat abituale e si sono stabiliti proprio alla foce del vulcano Masaya, in un ambiente costantemente saturo di gas di zolfo altamente concentrato. Gli scienziati non hanno ancora fornito una spiegazione per questo fenomeno.

Tipi di adattamento

Un cambiamento nell'intera forma di esistenza di un organismo è un adattamento funzionale. Un esempio di adattamento, quando un cambiamento delle condizioni porta al reciproco adattamento degli organismi viventi tra loro, è un adattamento correlativo o co-adattamento.

L'adattamento può essere passivo, quando le funzioni o la struttura del soggetto avvengono senza la sua partecipazione, o attivo, quando cambia consapevolmente le sue abitudini per adattarle all'ambiente (esempi di persone che si adattano a condizioni naturali o società). Ci sono casi in cui un soggetto adatta l'ambiente alle sue esigenze: questo è un adattamento oggettivo.

I biologi dividono i tipi di adattamento in base a tre criteri:

• Morfologico.
• Fisiologico.
• Comportamentale o psicologico.

Esempi di adattamento di animali o piante nella loro forma pura sono rari; la maggior parte dei casi di adattamento a nuove condizioni si verificano in specie miste;

Adattamenti morfologici: esempi

I cambiamenti morfologici sono cambiamenti nella forma del corpo, dei singoli organi o dell'intera struttura di un organismo vivente avvenuti durante il processo di evoluzione.

Di seguito sono riportati gli adattamenti morfologici, esempi di animali e flora, che consideriamo una cosa ovvia:

• Degenerazione delle foglie in spine nei cactus e in altre piante delle regioni aride.
• Guscio di tartaruga.
• Forme del corpo aerodinamiche degli abitanti dei bacini idrici.

Adattamenti fisiologici: esempi

Un adattamento fisiologico è un cambiamento in una serie di processi chimici che si verificano all'interno del corpo.

• Il rilascio di un forte odore da parte dei fiori per attirare gli insetti contribuisce alla formazione di polvere.
• Lo stato di animazione sospesa in cui sono capaci di entrare gli organismi semplici consente loro di mantenere l'attività vitale dopo molti anni. Il batterio più antico in grado di riprodursi ha 250 anni.
• Accumulo di grasso sottocutaneo, che viene convertito in acqua, nei cammelli.

Adattamenti comportamentali (psicologici).

Gli esempi di adattamento umano sono più legati al fattore psicologico. Le caratteristiche comportamentali sono comuni alla flora e alla fauna. Quindi, nel processo di evoluzione, cambiamento regime di temperatura fa sì che alcuni animali vadano in letargo, gli uccelli volino a sud per tornare in primavera, gli alberi perdano le foglie e rallentino il movimento della linfa. L'istinto di scegliere il partner più adatto alla procreazione guida il comportamento degli animali durante la stagione degli amori. Alcune rane e tartarughe settentrionali si congelano completamente durante l'inverno e si scongelano e prendono vita quando il clima diventa più caldo.

Fattori che determinano la necessità di cambiamento

Qualsiasi processo di adattamento è una risposta a fattori ambientali che portano al cambiamento ambientale. Tali fattori si dividono in biotici, abiotici e antropogenici.

I fattori biotici sono l'influenza reciproca degli organismi viventi, quando, ad esempio, scompare una specie che serve da cibo per un'altra.

I fattori abiotici sono cambiamenti nella natura inanimata circostante, quando cambiano il clima, la composizione del suolo, l’approvvigionamento idrico e i cicli di attività solare. Adattamenti fisiologici, esempi dell'influenza di fattori abiotici: pesci equatoriali che possono respirare sia nell'acqua che sulla terra. Si sono adattati bene alle condizioni in cui il prosciugamento dei fiumi è un evento comune.

I fattori antropogenici sono l’influenza dell’attività umana che modifica l’ambiente.

Adattamenti all'ambiente

• Illuminazione. Nelle piante, questi sono gruppi separati che differiscono nel bisogno di luce solare. Le eliofite amanti della luce vivono bene negli spazi aperti. In contrasto con loro ci sono gli sciofiti: piante di boschetti forestali che si sentono bene nei luoghi ombreggiati. Tra gli animali ci sono anche individui progettati per uno stile di vita attivo di notte o sottoterra.
• Temperatura dell'aria. In media, per tutti gli esseri viventi, compreso l'uomo, la temperatura ambientale ottimale è compresa tra 0 e 50 o C. Tuttavia, la vita esiste in quasi tutte le regioni climatiche della Terra.

Di seguito sono descritti esempi contrastanti di adattamento a temperature anomale.

I pesci artici non si congelano grazie alla produzione di una proteina antigelo unica nel sangue, che impedisce il congelamento del sangue.

I microrganismi più semplici sono stati trovati nelle sorgenti idrotermali, dove la temperatura dell'acqua supera i gradi di ebollizione.

Le piante idrofite, cioè quelle che vivono dentro o vicino all'acqua, muoiono anche con una leggera perdita di umidità. Gli xerofiti, al contrario, sono adattati a vivere in regioni aride e muoiono in condizioni di elevata umidità. Tra gli animali, la natura ha lavorato anche per adattarsi agli ambienti acquatici e non acquatici.

Adattamento umano

La capacità di adattamento dell'uomo è davvero enorme. I segreti del pensiero umano sono lungi dall'essere completamente rivelati e i segreti della capacità di adattamento delle persone rimarranno per molto tempo. argomento misterioso per gli scienziati. La superiorità dell'Homo sapiens rispetto agli altri esseri viventi risiede nella capacità di modificare consapevolmente il proprio comportamento per adattarlo alle richieste dell'ambiente o, al contrario, il mondo intorno a noi per soddisfare le vostre esigenze.

La flessibilità del comportamento umano si manifesta ogni giorno. Se si assegna il compito: "fornire esempi di adattamento delle persone", la maggioranza inizia a ricordare casi eccezionali di sopravvivenza in questi rari casi, e in nuove circostanze è tipico per una persona ogni giorno. Proviamo un nuovo ambiente al momento della nascita, in scuola materna, a scuola, in squadra, quando ci si trasferisce in un altro paese. È questo stato di accettazione di nuove sensazioni da parte del corpo che si chiama stress. Lo stress è un fattore psicologico, ma tuttavia molte funzioni fisiologiche cambiano sotto la sua influenza. Nel caso in cui una persona accetti un nuovo ambiente come positivo per se stesso, il nuovo stato diventa abituale, altrimenti lo stress rischia di protrarsi e portare a una serie di malattie gravi.

Meccanismi umani di coping

Esistono tre tipi di adattamento umano:

• Fisiologico. Il massimo semplici esempi- acclimatazione e adattabilità ai cambiamenti dei fusi orari o dei modelli di lavoro quotidiano. Nel processo di evoluzione si sono formate diverse tipologie di persone, a seconda del luogo di residenza territoriale. I tipi artici, alpini, continentali, desertici ed equatoriali differiscono in modo significativo negli indicatori fisiologici.
• Adattamento psicologico. Questa è la capacità di una persona di trovare momenti di comprensione con persone di diversi psicotipi, in un paese con un diverso livello di mentalità. L’Homo sapiens tende a cambiare i propri stereotipi consolidati sotto l’influenza di nuove informazioni, occasioni speciali e stress.
• Adattamento sociale. Un tipo di dipendenza che è unica per gli esseri umani.

Tutti i tipi adattivi sono strettamente correlati tra loro; di norma, qualsiasi cambiamento nell'esistenza abituale provoca in una persona la necessità di adattamento sociale e psicologico. Sotto la loro influenza, i meccanismi entrano in azione cambiamenti fisiologici, che si adattano anche alle nuove condizioni.

Questa mobilitazione di tutte le reazioni del corpo è chiamata sindrome di adattamento. In risposta compaiono nuove reazioni del corpo cambiamenti improvvisi situazione. Nella prima fase, l'ansia, avviene il cambiamento funzioni fisiologiche, cambiamenti nel funzionamento del metabolismo e dei sistemi. Successivamente, le funzioni e gli organi protettivi (incluso il cervello) vengono attivati ​​e iniziano ad attivare le loro funzioni protettive e capacità nascoste. La terza fase di adattamento dipende dalle caratteristiche individuali: una persona o si unisce a una nuova vita e ritorna alla normalità (in medicina, il recupero avviene durante questo periodo), oppure il corpo non accetta lo stress e le conseguenze assumono una forma negativa.

Fenomeni del corpo umano

La natura ha un'enorme riserva di forza nell'uomo, che viene utilizzata vita quotidiana solo in piccola parte. Si manifesta in situazioni estreme ed è percepito come un miracolo. In effetti, il miracolo è dentro di noi. Esempio di adattamento: la capacità delle persone di adattarsi alla vita normale dopo la rimozione di una parte significativa dei loro organi interni.

L'immunità innata naturale per tutta la vita può essere rafforzata da una serie di fattori o, al contrario, indebolita a causa di uno stile di vita scorretto. Sfortunatamente, anche la dipendenza dalle cattive abitudini distingue l’uomo dagli altri organismi viventi.