Anpassning av kroppen till fysiska, biologiska och sociala faktorer. Typer av anpassning

Att identifiera begränsande faktorer är av stor praktisk betydelse. Främst för odling av grödor: applicering av nödvändiga gödselmedel, kalkning av jordar, markåtervinning, etc. låter dig öka produktiviteten, öka jordens bördighet och förbättra förekomsten av odlade växter.

1. Vad betyder prefixen "evry" och "steno" i artens namn? Ge exempel på eurybionts och stenobionter.

Brett utbud av arttolerans i relation till abiotiska miljöfaktorer betecknas de genom att prefixet läggs till faktorns namn "varje. Oförmågan att tolerera betydande fluktuationer i faktorer eller en låg uthållighetsgräns kännetecknas av prefixet "stheno", till exempel stenotermiska djur. Små förändringar i temperatur har liten effekt på eurytermiska organismer och kan vara katastrofala för stenotermiska organismer. Utsikt anpassad till låga temperaturer, är kryofil(från det grekiska krios - kallt) och till höga temperaturer - termofila. Liknande mönster gäller för andra faktorer. Växter kan vara hydrofila, dvs. krävande på vatten och xerofil(torr-tolerant).

I förhållande till innehållet salter i livsmiljön skiljer de eurygaler och stenogals (från grekiska gals - salt), för att belysning – euryfoter och stenofoter, i förhållande till till miljöns surhet– euryjoniska och stenojoniska arter.

Eftersom eurybiontism gör det möjligt att befolka en mängd olika livsmiljöer, och stenobiontism kraftigt begränsar utbudet av platser som är lämpliga för arten, kallas dessa 2 grupper ofta eury – och stenobionter. Många landlevande djur som lever under förhållanden kontinentalt klimat, kan motstå betydande fluktuationer i temperatur, luftfuktighet och solstrålning.

Stenobionter inkluderar- orkidéer, öring, hasselripa från Fjärran Östern, djuphavsfisk).

Djur som är stenobiontiska i förhållande till flera faktorer samtidigt kallas stenobionter i ordets vida bemärkelse ( fiskar som lever i bergsfloder och vattendrag, kan inte tolerera för höga temperaturer och låga syrehalter, invånare i de fuktiga tropikerna, oanpassade till låga temperaturer och låg luftfuktighet).

Eurybionts inkluderar Coloradopotatisbagge, mus, råttor, vargar, kackerlackor, vass, vetegräs.

1. Anpassning av levande organismer till miljöfaktorer. Typer av anpassning.

Anpassning ( från lat. anpassning - anpassning ) - detta är en evolutionär anpassning av miljöorganismer, uttryckt i förändringar i deras yttre och inre egenskaper.

Individer som av någon anledning har förlorat förmågan att anpassa sig, under förhållanden med förändringar i regimen för miljöfaktorer, är dömda att eliminering, dvs. till utrotning.

Typer av anpassning: morfologisk, fysiologisk och beteendemässig anpassning.

Morfologi är studiet av organismernas yttre former och deras delar.

1.Morfologisk anpassning- detta är en anpassning som manifesteras i anpassning till snabb simning hos vattenlevande djur, till överlevnad under förhållanden med höga temperaturer och brist på fukt - hos kaktusar och andra suckulenter.

2.Fysiologiska anpassningar ligger i särdragen hos den enzymatiska insättningen matsmältningskanalen djur, bestämt av födans sammansättning. Till exempel kan invånare i torra öknar tillgodose sina fuktbehov genom biokemisk oxidation av fetter.

3.Beteendemässiga (etologiska) anpassningar dyker upp i en mängd olika former. Det finns till exempel former av adaptivt beteende hos djur som syftar till att säkerställa optimal värmeväxling med omgivningen. Adaptivt beteende kan visa sig i skapandet av skyddsrum, rörelser i riktning mot mer gynnsamma, föredragna temperaturförhållanden, val av platser med optimal luftfuktighet eller belysning. Många ryggradslösa djur kännetecknas av en selektiv inställning till ljus, manifesterad i närmande eller avstånd från källan (taxi). Dagliga och säsongsbetonade rörelser av däggdjur och fåglar är kända, inklusive migrationer och flygningar, såväl som interkontinentala rörelser av fisk.

Adaptivt beteende kan visa sig hos rovdjur under jakten (spår och förföljer bytesdjur) och hos deras offer (gömmer sig, förvirrar leden). Djurens beteende är extremt specifikt parningssäsong och under utfodring av avkommor.

Det finns två typer av anpassning till yttre faktorer. Passivt sätt att anpassa sig– denna anpassning efter typen av tolerans (tolerans, uthållighet) består i uppkomsten av en viss grad av motstånd mot denna faktor, förmågan att upprätthålla funktioner när styrkan av dess inflytande förändras. Denna typ av anpassning bildas som en karakteristisk artegenskap och realiseras på cellvävnadsnivå. Den andra typen av enhet är aktiva. I det här fallet kompenserar kroppen, med hjälp av specifika adaptiva mekanismer, för förändringar orsakade av den påverkande faktorn på ett sådant sätt att den inre miljön förblir relativt konstant. Aktiva anpassningar är anpassningar av den resistenta typen (resistens) som upprätthåller homeostasen i kroppens inre miljö. Ett exempel på en tolerant typ av anpassning är poikilosmotiska djur, ett exempel på en resistent typ är homoyosmotiska djur. .

1. Definiera befolkning. Nämn huvudgruppens egenskaper hos befolkningen. Ge exempel på populationer. Växande, stabila och döende befolkningar.

Befolkning- en grupp individer av samma art som interagerar med varandra och som tillsammans lever i ett gemensamt territorium. De viktigaste egenskaperna hos befolkningen är följande:

1. Överflöd - det totala antalet individer i ett visst territorium.

2. Befolkningstäthet - det genomsnittliga antalet individer per ytenhet eller volym.

3. Fertilitet - antalet nya individer som dyker upp per tidsenhet som ett resultat av reproduktion.

4. Dödlighet - antalet döda individer i en population per tidsenhet.

5. Befolkningstillväxt är skillnaden mellan födelse- och dödstalen.

6. Tillväxttakt - genomsnittlig ökning per tidsenhet.

Befolkningen är karakteriserad specifik organisation, fördelning av individer över territoriet, förhållandet mellan grupper efter kön, ålder, beteendeegenskaper. Det bildas å ena sidan på grundval av artens allmänna biologiska egenskaper och å andra sidan under påverkan abiotiska faktorer miljö och populationer av andra arter.

Befolkningsstrukturen är instabil. Tillväxt och utveckling av organismer, födelse av nya, död av olika anledningar, förändringar i miljöförhållanden, en ökning eller minskning av antalet fiender - allt detta leder till förändringar i olika förhållanden inom befolkningen.

Ökande eller växande befolkning– Detta är en befolkning där unga individer dominerar, en sådan befolkning växer i antal eller införs i ekosystemet (till exempel länder i tredje världen). Oftare är det ett överskott av födelsetal jämfört med dödsfall och befolkningsstorleken växer i en sådan utsträckning att ett utbrott av massreproduktion kan inträffa. Detta gäller särskilt för små djur.

Med en balanserad intensitet av fertilitet och dödlighet, a stabil befolkning. I en sådan population kompenseras dödligheten av tillväxt och dess antal, såväl som dess utbredningsområde, hålls på samma nivå . Stabil befolkning –är en population där antalet individer olika åldrar varierar jämnt och har karaktären av en normalfördelning (som exempel kan vi nämna befolkningen i västeuropeiska länder).

Minskande (döende) befolkningär en befolkning där dödligheten överstiger födelsetalen . En minskande eller döende befolkning är en befolkning där äldre individer dominerar. Ett exempel är Ryssland på 90-talet av 1900-talet.

Men det kan inte heller krympa i det oändliga.. På en viss befolkningsnivå börjar dödligheten sjunka och fertiliteten börjar öka . I slutändan förvandlas en minskande befolkning, som har nått en viss minimistorlek, till sin motsats - en växande befolkning. Födelsetalen i en sådan befolkning ökar gradvis och utjämnar vid en viss tidpunkt dödligheten, det vill säga befolkningen blir stabil under en kort tidsperiod. I minskande populationer dominerar gamla individer som inte längre kan föröka sig intensivt. Sådan åldersstruktur indikerar ogynnsamma förhållanden.

1. Ekologisk nisch för en organism, begrepp och definitioner. Livsmiljö. Ömsesidigt arrangemang av ekologiska nischer. Människans ekologiska nisch.

Alla typer av djur, växter eller mikrober kan normalt leva, föda och föröka sig endast på den plats där evolutionen har "föreskrivit" det i många årtusenden, med början i dess förfäder. För att beteckna detta fenomen lånade biologer term från arkitektur - ordet "nisch" och de började säga att varje typ av levande organism upptar sin egen ekologiska nisch i naturen, unik för den.

En organisms ekologiska nisch- detta är helheten av alla dess krav på miljöförhållanden (sammansättningen och regimerna av miljöfaktorer) och platsen där dessa krav är uppfyllda, eller hela uppsättningen av biologiska egenskaper Och fysiska parametrar miljö som bestämmer existensvillkoren för en viss art, dess omvandling av energi, utbyte av information med miljön och dess egen sort.

Begreppet ekologisk nisch används vanligtvis när man använder relationerna mellan ekologiskt likartade arter som tillhör samma trofiska nivå. Termen "ekologisk nisch" föreslogs av J. Grinnell 1917 för karaktärisering rumslig fördelning arter, det vill säga den ekologiska nischen definierades som ett begrepp nära livsmiljön. C. Elton definierat en ekologisk nisch som en arts position i ett samhälle, med betoning av den speciella betydelsen trofiska förbindelser. En nisch kan föreställas som en del av ett imaginärt flerdimensionellt utrymme (hypervolym), vars individuella dimensioner motsvarar de faktorer som är nödvändiga för arten. Ju mer parametern varierar, d.v.s. En arts anpassningsförmåga till en specifik miljöfaktor, desto bredare är dess nisch. En nisch kan också öka vid försvagad konkurrens.

Habitat för arten- detta är det fysiska utrymmet som upptas av en art, organism, samhälle, det bestäms av helheten av abiotiska och biotiska miljön, tillhandahåller hela utvecklingscykeln för individer av en art.

Artens livsmiljö kan betecknas som "rumslig nisch".

Den funktionella positionen i samhället, i vägarna för bearbetning av materia och energi under näring kallas trofisk nisch.

Bildligt talat, om en livsmiljö så att säga är adressen till organismer av en given art, så är en trofisk nisch ett yrke, en organisms roll i dess livsmiljö.

Kombinationen av dessa och andra parametrar brukar kallas en ekologisk nisch.

Ekologisk nisch(från den franska nischen - en fördjupning i väggen) - denna plats ockuperad av en biologisk art i biosfären inkluderar inte bara dess position i rymden, utan också dess plats i trofiska och andra interaktioner i samhället, som om "yrket" av arten.

Grundläggande ekologisk nisch(potential) är en ekologisk nisch där en art kan existera i avsaknad av konkurrens från andra arter.

Ekologisk nisch realiserad (riktig) – ekologisk nisch, en del av den grundläggande (potentiella) nisch som en art kan försvara sig i konkurrens med andra arter.

Baserat på den relativa positionen är nischerna för de två arterna indelade i tre typer: icke-angränsande ekologiska nischer; nischer som rör vid men inte överlappar varandra; berörande och överlappande nischer.

Människan är en av företrädarna för djurriket, en biologisk art av däggdjursklassen. Trots att den har många specifika egenskaper(orsak, artikulera tal, arbetsaktivitet, biosocialitet, etc.), har den inte förlorat sin biologisk väsen och alla ekologins lagar är giltiga för den i samma utsträckning som för andra levande organismer. Mannen har hans egen, endast inneboende för honom, ekologisk nisch. Utrymmet där en persons nisch är lokaliserad är mycket begränsat. Som en biologisk art kan människor bara leva inom landmassan av ekvatorialbältet (tropikerna, subtroperna), där hominidfamiljen uppstod.

1. Formulera Gauses grundläggande lag. Vad är en "livsform"? Vilka ekologiska (eller livsformer) utmärker sig bland invånarna vattenmiljö?

I både växt- och djurvärlden, interspecifika och intraspecifik konkurrens. Det finns en grundläggande skillnad mellan dem.

Gauses regel (eller till och med lag): två arter kan inte samtidigt ockupera samma ekologiska nisch och därför nödvändigtvis ersätta varandra.

I ett av experimenten födde Gause upp två typer av ciliater - Paramecium caudatum och Paramecium aurelia. De fick regelbundet som mat en typ av bakterier som inte förökar sig i närvaro av paramecium. Om varje typ av ciliat odlades separat, växte deras populationer enligt en typisk sigmoidkurva (a). I det här fallet bestämdes antalet paramecia av mängden mat. Men när de samexisterade började paramecia tävla och P. aurelia ersatte helt sin konkurrent (b).

Ris. Konkurrens mellan två närbesläktade arter av ciliat som upptar en gemensam ekologisk nisch. a – Paramecium caudatum; b – P. aurelia. 1. – i en kultur; 2. – i en blandkultur

När ciliater odlades tillsammans fanns efter en tid bara en art kvar. Samtidigt attackerade inte ciliater individer av annan typ och utsöndrade inte skadliga ämnen. Förklaringen är att den studerade arten hade olika tillväxthastigheter. De snabbare reproducerande arterna vann tävlingen om mat.

Vid avel P. caudatum och P. bursaria ingen sådan förskjutning inträffade; båda arterna var i jämvikt, med den senare koncentrerad på kärlets botten och väggar, och den förra i fritt utrymme, d.v.s. i en annan ekologisk nisch. Experiment med andra typer av ciliater har visat mönstret av relationer mellan byte och rovdjur.

Gauseux princip kallas principen undantagstävlingar. Denna princip leder antingen till ekologisk separation av närbesläktade arter eller till en minskning av deras täthet där de kan samexistera. Som ett resultat av konkurrensen förskjuts en av arterna. Gauses princip spelar en enorm roll i utvecklingen av nischkonceptet, och tvingar även ekologer att söka svar på en rad frågor: Hur samexisterar liknande arter hur stora skillnaderna mellan arterna ska vara för att de ska samexistera? Hur kan konkurrensutslagning undvikas?

Artens livsform – detta är ett historiskt etablerat komplex av dess biologiska, fysiologiska och morfologiska egenskaper, som bestämmer en viss reaktion på exponering miljö.

Bland invånarna i vattenmiljön (hydrobionter) särskiljer klassificeringen följande livsformer.

1.Neuston(från grekiska neuston - kan simma) – en samling marina och sötvattensorganismer som lever i vattenyta, till exempel mygglarver, många protozoer, vatten strider buggar, och bland växter, den välkända andmat.

2. Bor närmare vattenytan plankton.

Plankton(från grekiskans planktos - svävande) - flytande organismer som kan göra vertikala och horisontella rörelser huvudsakligen i enlighet med vattenmassornas rörelse. Markera växtplankton- fotosyntetiska fritt flytande alger och djurplankton- små kräftdjur, larver av blötdjur och fiskar, maneter, småfiskar.

3.Nekton(från grekiska nektos - flytande) - fritt flytande organismer som kan oberoende vertikal och horisontell rörelse. Nekton lever i vattenpelaren - dessa är fiskar, i haven och oceanerna, amfibier, stora vatteninsekter, kräftdjur och även reptiler ( havsormar och sköldpaddor) och däggdjur: valar (delfiner och valar) och pinnipeds (sälar).

4. Periphyton(från grekiska peri - runt, ungefär, phyton - växt) - djur och växter fästa vid stjälkar högre växter och stiger över bottnen (blötdjur, hjuldjur, mossor, hydra, etc.).

5. Benthos ( från grekiska bentos - djup, botten) - bottenorganismer som leder en fast eller fri livsstil, inklusive de som lever i bottensedimentets tjocklek. Dessa är främst blötdjur, några lägre växter, krypande insektslarver och maskar. Bottenskiktet är bebott av organismer som livnär sig huvudsakligen på ruttnande skräp.

1. Vad är biocenos, biogeocenos, agrocenos? Struktur av biogeocenos. Vem är grundaren av läran om biocenos? Exempel på biogeocenoser.

Biocenos(från grekiskan koinos - gemensam bios - liv) är en gemenskap av interagerande levande organismer, bestående av växter (fytocenos), djur (zoocenos), mikroorganismer (microbocenosis), anpassade för att leva tillsammans i ett givet territorium.

Begreppet "biocenos" - villkorlig, eftersom organismer inte kan leva utanför sin miljö, men det är bekvämt att använda i processen att studera ekologiska samband mellan organismer Beroende på området, attityden till mänsklig aktivitet, mättnadsgrad, fullständighet osv. särskilja biocenoser av land, vatten, naturliga och antropogena, mättade och omättade, fullständiga och ofullständiga.

Biocenoser, som populationer - detta är en överorganism nivå av livsorganisation, men av högre rang.

Storleken på biokenotiska grupper är olika- dessa är stora samhällen av lavkuddar på trädstammar eller en ruttnande stubbe, men de är också populationen av stäpper, skogar, öknar etc.

En gemenskap av organismer kallas biocenos, och den vetenskap som studerar gemenskap av organismer - biocenologi.

V.N. Sukachev termen föreslogs (och allmänt accepterad) för att beteckna gemenskaper biogeocenos(från grekiska bios – liv, geo – Jord, cenosis – community) - är en samling av organismer och naturfenomen, karakteristiskt för ett visst geografiskt område.

Strukturen för biogeocenos inkluderar två komponenter biotisk – gemenskap av levande växt- och djurorganismer (biocenos) – och abiotisk – en uppsättning livlösa miljöfaktorer (ekotop eller biotop).

Plats med mer eller mindre homogena förhållanden, som upptar en biocenos, kallas en biotop (topis - plats) eller ekotop.

Ecotop innehåller två huvudkomponenter: klimattopp- klimat i alla dess olika uttryck och edaphotope(från grekiskan edaphos - jord) - jordar, lättnad, vatten.

Biogeocenos= biocenos (fytokenos+zoocenos+mikrobocenos)+biotop (klimatop+edafoto).

Biogeocenoser – dessa är naturliga formationer (de innehåller elementet "geo" - Jorden ) .

Exempel biogeocenoser det kan finnas en damm, äng, blandskog eller enartad skog. På biogeocenosnivån sker alla processer för omvandling av energi och materia i biosfären.

Agrocenos(från latinets agraris och grekiskan koikos - allmänt) - en gemenskap av organismer skapad av människan och artificiellt underhållen av henne med ökad avkastning (produktivitet) av en eller flera utvalda arter av växter eller djur.

Agrocenos skiljer sig från biogeocenos huvudkomponenter. Det kan inte existera utan mänskligt stöd, eftersom det är en artificiellt skapad biotisk gemenskap.

1. Begreppet "ekosystem". Tre principer för ekosystems funktion.

Ekologiskt system- ett av ekologins viktigaste begrepp, förkortat ekosystem.

Ekosystem(från grekiskan oikos - bostad och system) är vilken gemenskap av levande varelser som helst tillsammans med deras livsmiljö, ansluten internt komplext system relationer.

Ekosystem - Dessa är supraorganismala föreningar, inklusive organismer och den livlösa (inerta) miljön som interagerar, utan vilka det är omöjligt att upprätthålla liv på vår planet. Detta är en gemenskap av växt- och djurorganismer och oorganisk miljö.

Baserat på interaktionen mellan levande organismer som bildar ett ekosystem med varandra och deras livsmiljö, särskiljs ömsesidigt beroende aggregat i alla ekosystem biotiska(levande organismer) och abiotisk(sned eller livlös natur) komponenter, såväl som miljöfaktorer (som solstrålning, luftfuktighet och temperatur, Atmosfärstryck), antropogena faktorer och andra.

Till ekosystemens abiotiska komponenter Ansök inte organiskt material- kol, kväve, vatten, atmosfärisk koldioxid, mineraler, organiska ämnen som huvudsakligen finns i marken: proteiner, kolhydrater, fetter, humusämnen etc. som kom in i jorden efter organismers död.

Till de biotiska komponenterna i ekosystemet inkluderar producenter, autotrofer (växter, kemosyntetika), konsumenter (djur) och detritivorer, nedbrytare (djur, bakterier, svampar).

Anpassning– detta är anpassningen av organismen till miljöförhållanden på grund av ett komplex av morfologiska, fysiologiska och beteendemässiga egenskaper.

Olika organismer anpassar sig till olika förutsättningar miljö, och som ett resultat fuktälskande hydrofyter och "torrbärare" - xerofyter(Fig. 6); växter av salthaltiga jordar – halofyter; skuggtoleranta växter ( sciofyter), och kräver fullt solljus för normal utveckling ( heliofyter); djur som lever i öknar, stäpper, skogar eller träsk är natt- eller dagaktiva. Grupper av arter med liknande förhållande till miljöförhållanden (det vill säga lever i samma ekotoper) kallas miljögrupper.

Växter och djurs förmåga att anpassa sig till ogynnsamma förhållanden skiljer sig åt. På grund av det faktum att djur är rörliga är deras anpassningar mer olika än växternas. Djur kan:

– undvik ogynnsamma förhållanden (fåglar flyger till varmare områden på grund av brist på mat och kyla på vintern, rådjur och andra klövdjur vandrar på jakt efter föda, etc.);

– faller i suspenderad animation – ett tillfälligt tillstånd där livsprocesser är så långsamma att deras synliga manifestationer nästan saknas (domningar hos insekter, viloläge hos ryggradsdjur, etc.);

– anpassa sig till livet under ogynnsamma förhållanden (de räddas från frost genom sin päls och subkutant fett, ökendjur har anpassningar för ekonomisk användning av vatten och kyla, etc.). (Fig. 7).

Växter är inaktiva och leder en kopplad livsstil. Därför är endast de två sista anpassningsalternativen möjliga för dem. Således kännetecknas växter av en minskning av intensiteten av vitala processer under ogynnsamma perioder: de fäller sina löv, övervintrar i form av vilande organ begravda i jorden - lökar, rhizomer, knölar och förblir i tillståndet av frön och sporer i jorden. Hos mossor har hela växten förmågan att genomgå anabios, som kan överleva i flera år i torrt tillstånd.

Växtresistens mot ogynnsamma faktorer ökar på grund av speciella fysiologiska mekanismer: förändringar i osmotiskt tryck i celler, reglering av intensiteten av avdunstning med stomata, användning av "filter" membran för selektiv absorption av ämnen, etc.

Anpassningar i olika organismer utvecklas med i olika hastigheter. De uppstår snabbast hos insekter, som om 10–20 generationer kan anpassa sig till verkan av en ny insekticid, vilket förklarar misslyckandet med kemisk kontroll av tätheten av skadeinsekter. Processen att utveckla anpassningar hos växter eller fåglar sker långsamt, under århundraden.

Observerade förändringar i organismers beteende är vanligtvis förknippade med dolda egenskaper som de så att säga hade "i reserv", men under påverkan av nya faktorer uppstod de och ökade artens stabilitet. Sådana dolda tecken förklarar motståndet hos vissa trädslag mot verkan av industriella föroreningar(poppel, lärk, vide) och vissa ogräsarter till verkan av herbicider.

I samma ekologiska grupp ingår ofta organismer som inte liknar varandra. Detta beror på det faktum att samma miljöfaktor olika typer organismer kan anpassa sig på olika sätt.

De upplever till exempel kylan olika varmblodiga(de kallas endotermisk, från de grekiska orden endon - inuti och terme - värme) och kallblodig (ektotermisk, från grekiskan ektos - utanför) organismer. (Fig. 8.)

Kroppstemperaturen hos endotermiska organismer beror inte på omgivningstemperaturen och är alltid mer eller mindre konstant, dess fluktuationer överstiger inte 2–4 o även i de svåraste frostarna och de mest extrem hetta. Dessa djur (fåglar och däggdjur) upprätthåller kroppstemperaturen genom intern värmealstring baserad på intensiv metabolism. De behåller sin kroppsvärme genom varma "rockar" gjorda av fjädrar, ull, etc.

Fysiologiska och morfologiska anpassningar kompletteras med adaptivt beteende (att välja skyddade platser att övernatta på, bygga hålor och bon, gruppövernattningar med gnagare, nära grupper av pingviner som håller varandra varma, etc.). Om omgivningstemperaturen är mycket hög kyls endotermiska organismer på grund av speciella anordningar, till exempel genom avdunstning av fukt från ytan av slemhinnorna i munhålan och övre luftvägarna. (Av denna anledning, i varmt väder, blir hundens andning snabbare och han sticker ut sin tunga.)

Kroppstemperaturen och rörligheten hos ektotermiska djur beror på omgivningstemperaturen. I svalt väder blir insekter och ödlor slöa och inaktiva. Många arter av djur har förmågan att välja en plats med gynnsamma förhållanden för temperatur, luftfuktighet och solljus (ödlor solar sig på upplysta stenplattor).

Absolut ektotermism observeras dock endast i mycket små organismer. De flesta kallblodiga organismer är fortfarande kapabla till svag reglering av kroppstemperaturen. Till exempel, i aktivt flygande insekter - fjärilar, humlor, hålls kroppstemperaturen vid 36–40 o C även vid lufttemperaturer under 10 o C.

På liknande sätt skiljer sig arter av en ekologisk grupp i växter i sitt utseende. De kan också anpassa sig till samma miljöförhållanden olika sätt. Således sparar olika typer av xerofyter vatten på olika sätt: vissa har tjocka cellmembran, andra har pubescens eller en vaxartad beläggning på bladen. Vissa xerofyter (till exempel från familjen Lamiaceae) producerar par eteriska oljor, som omsluter dem som en "filt", vilket minskar avdunstning. Rotsystemet hos vissa xerofyter är kraftfullt, går ner i jorden till ett djup av flera meter och når nivån grundvatten(kameltörn), hos andra är den ytlig, men starkt grenad, vilket gör att den kan samla vatten från nederbörd.

Bland xerofyterna finns buskar med mycket små hårda löv som kan fällas under den torraste tiden på året (caraganabuske i stäppen, ökenbuskar), torvgräs med smala löv (fjädergräs, svängel), suckulenter(av latinets succulentus - succulent). Suckulenter har saftiga blad eller stjälkar som lagrar vatten, och tål lätt höga lufttemperaturer. Suckulenter inkluderar amerikanska kaktusar och saxaul, som växer i centralasiatiska öknar. De har en speciell typ av fotosyntes: stomata öppnar sig kort och bara på natten under dessa svala timmar, växter lagrar koldioxid, och under dagen använder de den för fotosyntes med stomata stängd. (Fig. 9.)

En mängd olika anpassningar för att överleva ogynnsamma förhållanden på salthaltiga jordar observeras också hos halofyter. Bland dem finns det växter som kan samla salter i sina kroppar (saltgräs, kålrot, sarsazan), utsöndra överskottssalter på bladens yta med speciella körtlar (kermek, tamarix), "inte tillåta" salter i sina vävnader p.g.a. "rotbarriären" ogenomtränglig för salter "(malört). I det senare fallet måste växterna nöja sig med en liten mängd vatten och de ser ut som xerofyter.

Av denna anledning bör man inte bli förvånad över att det under samma förhållanden finns växter och djur som är olika varandra, som har anpassat sig till dessa förhållanden på olika sätt.

Kontrollfrågor

1. Vad är anpassning?

2. Hur kan djur och växter anpassa sig till ogynnsamma miljöförhållanden?

2. Ge exempel på ekologiska grupper av växter och djur.

3. Berätta för oss om organismers olika anpassningar för att överleva samma ogynnsamma miljöförhållanden.

4. Vad är skillnaden mellan anpassningar till låga temperaturer hos endotermiska och ektotermiska djur?

Anpassningar av organismer till miljön kallas anpassning. Anpassningar är alla förändringar i struktur och funktion hos organismer som ökar deras chanser att överleva.

Det finns två typer av anpassning: genotypisk och fenotypisk.

Enligt definitionen av Great Medical Encyclopedia (BME): "... genotypisk anpassning sker på grund av urvalet av celler med en viss genotyp, som bestämmer uthålligheten." Denna definition är inte perfekt, eftersom den inte återspeglar vilken typ av belastningsuthållighet avser, eftersom levande organismer i de flesta fall, samtidigt som de får vissa fördelar, förlorar andra. Om till exempel en växt tål ett varmt, torrt klimat väl, så kommer den med största sannolikhet inte att tolerera ett kallt och fuktigt klimat.

När det gäller fenotypisk anpassning finns det för närvarande ingen strikt definition av denna term.

Enligt BME-definitionen, "... fenotypisk anpassning sker som en skyddande reaktion på verkan av en skadlig faktor."

Enligt definitionen av F.Z. Meyerson "Fenotypisk anpassning - utvecklas under individuellt liv en process som gör att en organism förvärvar tidigare frånvarande resistens mot en viss miljöfaktor och därmed får möjlighet att leva under förhållanden som tidigare var oförenliga med livet...”

Förmågan att anpassa sig är en av livets huvudegenskaper i allmänhet, eftersom det ger själva möjligheten till dess existens, organismernas förmåga att överleva och föröka sig. Anpassningar visas på olika nivåer: från cellernas biokemi och enskilda organismers beteende till strukturen och funktionen hos samhällen och ekologiska system. Anpassningar uppstår och utvecklas under arternas evolution.

Anpassningsmekanismer

Grundläggande mekanismer för anpassning på organismnivå:

1) biokemisk - manifesterar sig i intracellulära processer, såsom en förändring i enzymernas arbete eller en förändring i deras kvantitet;

2) fysiologisk - till exempel ökad svettning med ökande temperatur hos ett antal arter;

3) morfo-anatomiska - egenskaper hos kroppens struktur och form i samband med livsstil;

4) beteendemässigt - till exempel djur som söker efter gynnsamma livsmiljöer, skapar hålor, bon, etc.;

5) ontogenetisk - acceleration eller inbromsning av individuell utveckling, främjar överlevnad när förhållandena förändras.

Låt oss titta på dessa mekanismer mer i detalj.

Biokemiska mekanismer. Djur som lever i havets kustzon (kustzonen) är väl anpassade till effekterna av negativa miljöfaktorer och kan tack vare en uppsättning anpassningar överleva under förhållanden med syrebrist. I synnerhet: de har utvecklat ytterligare mekanismer för att förbruka syre från miljön; de kan upprätthålla kroppens inre energiresurser genom att byta till anaeroba metaboliska vägar; de minskar sin totala ämnesomsättning som svar på låga koncentrationer av syre i havsvatten. Dessutom anses den tredje metoden vara den viktigaste och en av de viktigaste mekanismerna för anpassning till syrebrist för många arter havsmollusker. Under periodiska torkningshändelser som är ett resultat av tidvattencykler utsätts intertidala musslor för kortvarig anoxi och ändrar sin metabolism till en anaerob väg. Som ett resultat anses de vara typiska fakultativa anaeroba organismer. Det är känt att ämnesomsättningen i marina Bivalvia under anoxi minskar med mer än 18 gånger. Genom att minska ämnesomsättningen påverkar hypoxi/anoxi tillväxten avsevärt och många andra fysiologiska egenskaper skaldjur

Under evolutionens gång har marina musslor utvecklat en uppsättning biokemiska anpassningar som gör att de kan överleva de negativa effekterna av kortvarig anoxi. På grund av den bifogade livsstilen, biokemiska anpassningar i musslorär mer mångfaldiga och mer uttalade än hos frilevande organismer, som i första hand har utvecklat beteendemässiga och fysiologiska mekanismer för att undvika kortsiktiga negativa miljöpåverkan.

Flera mekanismer för att reglera metaboliska nivåer har beskrivits i marina blötdjur. En av dem är en förändring i hastigheten för glykolytiska reaktioner. Till exempel kännetecknas Bivalvia av allosterisk reglering av enzymaktivitet under anoxiska förhållanden, under vilka metaboliter påverkar specifika enzymloki. En av de viktiga mekanismerna för att minska hastigheten för allmän metabolism är reversibel fosforylering av proteiner. Sådana förändringar i proteinstrukturen orsakar betydande förändringar i aktiviteten hos många enzymer och funktionella proteiner som är involverade i alla livsprocesser i kroppen. Till exempel, i Littorea littorea, som i de flesta anoxitoleranta blötdjur, hjälper reversibel fosforylering av vissa glykolytiska enzymer att omdirigera kolflödet till den anaeroba vägen för enzymatisk metabolism, samt undertrycka hastigheten på den glykolytiska vägen.

Även om en minskning av metabolisk hastighet är en kvantitativt fördelaktig mekanism som främjar överlevnaden av marina blötdjur under anoxiska förhållanden, spelar aktivering av modifierade metaboliska vägar också en viktig roll i processerna för anpassning av marina blötdjur till låga syrekoncentrationer i havsvatten. Under dessa reaktioner ökar utbytet av ATP signifikant och icke sura och/eller flyktiga slutprodukter bildas, vilket i sin tur bidrar till att upprätthålla cellhomeostas under anoxiska förhållanden.

Så biokemisk anpassning är ofta en sista utväg som en organism tar till när den inte har några beteendemässiga eller fysiologiska medel för att undvika de negativa effekterna av miljön.

Eftersom biokemisk anpassning inte är en lätt väg är det ofta lättare för organismer att hitta en lämplig miljö genom migration än att återuppbygga cellens kemi. När det gäller fästa marina kustmusslor är migration till gynnsamma miljöförhållanden omöjlig, därför har de välutvecklade metaboliska regleringsmekanismer som gör att de kan anpassa sig till havets ständigt föränderliga kustzon, som kännetecknas av periodisk torkning.

Fysiologiska mekanismer. Termisk anpassning orsakas av en uppsättning specifika fysiologiska förändringar. De främsta är ökad svettning, en sänkning av temperaturen i kroppens kärna och skal och en minskning av hjärtfrekvensen under träning när temperaturen ökar (tabell 1).

Tabell 1. Anpassning fysiologiska förändringar hos människor under förhållanden med förhöjd omgivningstemperatur

Morfo-anatomiska mekanismer. Således har den välkända ekorren god morfofunktionell anpassningsförmåga, vilket gör att den kan överleva i sin livsmiljö. Till adaptiv yttre tecken Strukturerna av proteiner inkluderar följande:

Skarpa böjda klor, så att du kan klänga, hålla och röra dig bra på trä;

Starka och längre bakben än de främre, som gör det möjligt för ekorren att göra stora hopp;

En lång och fluffig svans som fungerar som en fallskärm när man hoppar och värmer henne i boet under den kalla årstiden;

Skarpa, självslipande tänder, så att du kan tugga hård mat;

Avlägsnande päls, vilket hjälper ekorren att inte frysa på vintern och kännas lättare på sommaren, och ger också en förändring i kamouflagefärg.

Dessa adaptiva egenskaper gör att ekorren lätt kan röra sig genom träd i alla riktningar, hitta mat och äta den, fly från fiender, bygga bo och uppfostra avkommor och förbli ett stillasittande djur, trots säsongsbetonade temperaturförändringar. Så interagerar ekorren med sin omgivning.

Beteendemekanismer. Förutom exempel på sökaktivitet för gynnsamma livsmiljöer, inlärning, beteendestrategier under hot (kamp, ​​flykt, frysning), förening i grupper, ständig motivation av intressen för överlevnad och fortplantning, kan ett annat slående exempel ges.

Under naturliga och experimentella förhållanden i vattenmiljön, både marina och sötvattensarter fiskar navigerar med hjälp av beteendeelement. I detta fall sker både rumslig och tidsmässig anpassning till olika faktorer - temperatur, belysning, syrehalt, flödeshastighet, etc. Ganska ofta uppvisar fisk fenomenet spontant val av en eller annan miljöfaktor, till exempel orientering längs vattnet temperaturgradient. Beteendemekanismer för fiskorientering i förhållande till temperaturfaktor miljöer är ofta liknande eller något annorlunda än reaktionen på andra faktorer.

Ontogenetiska mekanismer. System för ontogenetisk anpassning är grunden som säkerställer överlevnad och framgångsrik reproduktion av ett tillräckligt antal individer i de habitatförhållanden som är bekanta för befolkningen. Deras bevarande är så viktigt för arters överlevnad att det i evolutionen uppstod en hel grupp genetiska system som är designade för att fungera som en barriär som skyddar system för ontogenetisk anpassning från de destruktiva effekterna av de evolutionära faktorer som en gång bidrog till deras bildande.

Det finns följande undertyper av denna typ av anpassning:

Genotypisk anpassning - urval av ärftligt bestämd (förändring i genotyp) ökad anpassningsförmåga till förändrade förhållanden (spontan mutagenes);

Fenotypisk anpassning - med detta urval begränsas variabiliteten av reaktionsnormen som bestäms av en stabil genotyp.

Hos dipteraner, för vilka det, på grund av närvaron av gigantiska polytenkromosomer i spottkörtlarna, är möjligt att identifiera tunna linjär struktur kromosomer påträffas ofta hela komplex av tvillingarter, bestående av flera, nästan morfologiskt oskiljaktiga, närbesläktade arter. För andra zoologiska arter som inte har polytenkromosomer är en sådan subtil cytologisk diagnos svår, men även för dem, på isolerade skärgårdar, kan hela grupper av närbesläktade arter, uppenbarligen av nyare ursprung, mycket avvikande från en gemensam kontinental förfader, ofta observeras. Klassiska exempel är hawaiianska blomfåglar, Darwins finkar på Galapagosöarna, ödlor och sniglar på Salomonöarna och många andra grupper av endemiska arter. Allt detta pekar på möjligheten av flera artbildningshandlingar associerade med enstaka episoder av kolonisering, och på utbredd adaptiv strålning, vars utlösande mekanism var destabiliseringen av ett tidigare stabilt, välintegrerat genom.

Varje levande varelse som befinner sig i en okänd miljö genomgår alltid en anpassning. Detta gäller även människor. För vissa människor går det snabbt och smärtfritt över, medan det för andra varar dagar, veckor och till och med månader. För att göra det lättare att uthärda denna period behöver du veta vilka typer av anpassning som finns och hur du kan underlätta den.

Anpassning och dess typer

Anpassning är processen att anpassa en organism till miljöförhållanden. Det finns biologiska, sociala och etniska anpassningar. Det senare sker på fysiologisk nivå och uttrycks i förändringar i kroppens egenskaper och funktioner (inre och yttre) under förändringar i miljöförhållanden. Biologisk anpassning är av två typer - fenotypisk (acklimatisering) och genotypisk. Acklimatisering är kroppens reaktion på förändrade naturliga förhållanden: tryck, temperatur, höjd. Det visar sig olika i varje fall. Så när lufttemperaturen stiger aktiveras svettning hos människor. Sömnlöshet uppstår och värmeslag är möjligt. Förändringar i klimatzoner har också en negativ inverkan. Detta kallas i folkmun "resenärssjukdom". Det åtföljs av diarré, förstoppning, förgiftning eller allergier. Acklimatisering, som tar en lång period (år och decennier), kallas genotypisk eller evolution. Det förs vidare genom gener som ärftliga egenskaper. Ett exempel på denna typ kan vara ärftliga sjukdomar som föräldrar förvärvat under perioden av fenotypisk anpassning. Således är den första och andra typen av anpassning, som sker på biologisk nivå, nära besläktade.

Social anpassning

Detta koncept hänvisar till en persons anpassning till en ny social miljö. Först och främst är det här att vänja sig vid villkoren och naturen i vissa sociala kretsar, som t.ex dagis, skola, universitet, arbete. Social anpassning har en enorm inverkan på utvecklingen av en persons personlighet. Det finns fyra steg:

1. Initial. En person har precis börjat förstå reglerna för socialt beteende.

2. Tolerans. Individen och den sociala miljön känner igen varandra.

3. Enhet.Ömsesidiga eftergifter mellan individen och social miljö. Individen erkänner samhällets värderingar.

4. Full anpassning. Personen accepterar samhället fullt ut.

Graden av den beskrivna processen är hög social status och individens tillfredsställelse med den sociala miljön. Mängd social anpassningär etnisk, vilket innebär anpassning av grupper av människor till egenskaperna hos deras miljö (land, region, region). Till exempel, de som bor på Nordpolen vänjer sig vid svår frost, och människor i tropiska zoner, tvärtom, vänjer sig vid värme.

Hur gör man processen enklare?

Borde vi inte ge upp resor till havet eller vandringar i bergen?! Friluftsliv är alltid bra för en person. Och om du lär dig att anpassa dig snabbt, kommer regelbundna resor, flyg och bältesbyten inte längre att ge obehag.

• Alla typer av mänsklig anpassning tolereras lättast av idrottare. Konstant härdning och aktiva övningar har en positiv effekt på kroppen.
• Det är nödvändigt att vänja kroppen vid en kontrasterande dusch. Det slappnar av bra och har en gynnsam effekt på cirkulationssystemet.
• En balanserad kost bör bli en vana. Örtavkok är också användbara (nypon, mynta, lind, hallon är lämpliga). De lindrar trötthet och stress.
• Det är bättre att anlända till resorten på eftermiddagen eller kvällen. I det här fallet, efter en natts sömn, anpassar sig kroppen bättre till testerna.
• Semesterns längd bör vara minst 10-15 dagar, eftersom 3-5 dagar går åt till att vänja sig vid nya förhållanden.

Typer av anpassning av organismer

Vår planet består av flera klimatzoner, som kännetecknas av olika naturförhållanden. Alla representanter för flora och fauna anpassar sig till klimatet där de finns. Utan anpassning är normal livsaktivitet omöjlig. När miljön förändras, anpassar eller migrerar alla organismer. Som ett resultat av sådan anpassning kan nya arter och familjer uppstå. Detta hjälper djur och växter inte bara att överleva, utan också att behålla sin population. Det finns flera typer av enheter:

1. Beteendeanpassningar. Till exempel kan en opossum, som ser ett hot, låtsas vara död.

2. Fysiologiska anpassningar. Anpassning av vitala processer (ansamling av fett hos kameler, lokaliseringsöron hos fladdermöss).

3. Biokemiska anpassningar- frigöring av kroppen av ämnen som är nödvändiga för skydd (skunk, skorpion, giftiga ormar och spindlar).

Slutsats

Anpassning är en ständig process. Människor, djur och växter måste ta itu med det varje dag. Utan detta är livet på jorden omöjligt.