Typer av anpassning: morfologisk, fysiologisk och beteendemässig anpassning. Ett exempel på anpassning av människor och djur i omvärlden

Ett specialfall av kryptisk färgning är färgning baserad på motskuggprincipen. U vattenlevande organismer det förekommer oftare, eftersom Ljus i en vattenmiljö faller endast uppifrån. Principen om motskugga antar en mörkare färg på den övre delen av kroppen och en ljusare färg på den nedre delen (en skugga faller på den).

Styckning av färgning Styckning av färgning är också ett specialfall av skyddande färg, även om en något annorlunda strategi används. I det här fallet finns det ljusa, kontrasterande ränder eller fläckar på kroppen. På långt håll är det mycket svårt för ett rovdjur att särskilja gränserna för ett potentiellt offers kropp.

Varningsfärgning Denna typ av skyddande färgning är karakteristisk för skyddade djur (som denna nakengren, använder salpetersyra för att skydda mot fiender). Gift, stick eller andra försvarsmetoder gör djuret oätligt för rovdjuret, och färgningen tjänar till att säkerställa att föremålets utseende behålls i minnet av rovdjuret i kombination med de obehagliga känslor som han upplevde när han försökte äta upp djur.

Hotande färgning Till skillnad från varningsfärgning är hotande färg inneboende i oskyddade organismer som är ätbara ur ett rovdjurs synvinkel. Denna färgning är inte synlig hela tiden, till skillnad från varningsfärgen visas den plötsligt för det attackerande rovdjuret för att desorientera det. Man tror att "ögonen" på vingarna på många fjärilar tjänar just detta syfte.

Mimik Termen "mimik" täcker en hel rad av olika former skyddande färger, som har gemensamt en likhet, organismer, imitation av färgen på vissa varelser av andra. Typer av mimik: 4 Klassisk mimik Batesisk mimik 4 Klassisk mimik, eller batesisk mimik - imitationen av en oskyddad organism av en skyddad; 4 Müllers mimik 4 Müllers mimik - liknande färgning (”reklam”) hos ett antal arter av skyddade organismer; 4 Mimesia 4 Mimesia - imitation livlösa föremål; 4 Kollektiv mimik 4 Kollektiv mimik är skapandet av en gemensam bild av en grupp organismer; 4 Aggressiv mimik 4 Aggressiv mimik - element av imitation av ett rovdjur för att locka till sig byten.

Klassisk mimik, eller batesisk mimik (batesisk mimik) En oskyddad (redan ätbar) organism imiterar färgen på en skyddad (oätlig) organism. På så sätt utnyttjar imitatorn den stereotyp som bildas i rovdjurets minne genom kontakt med modellen (skyddad organism). Bilden visar en svävfluga som imiterar en geting i färg och kroppsform.

Müllerisk mimik (Müllerisk mimik) I det här fallet finns ett antal skyddade, oätliga arter ha en liknande färg ("en annons för alla"). På detta sätt uppnås följande effekt: å ena sidan behöver rovdjuret inte prova en organism av varje art, den allmänna bilden av ett felaktigt uppätet djur kommer att vara ganska fast präglad. Å andra sidan kommer rovdjuret inte behöva komma ihåg dussintals olika varianter av de ljusa varningsfärgerna hos olika arter. Ett exempel är liknande färgning av ett antal arter av ordningen Hymenoptera.

Aggressiv mimik I aggressiv mimik har ett rovdjur anpassningar som gör att det kan attrahera potentiellt byte. Ett exempel är clownfisken, som har utsprång på huvudet som liknar maskar och som dessutom kan röra sig. Slaven själv ligger på botten (hon har en magnifik kryptisk färg!) och väntar på offrets närmande, som är upptagen med att leta efter mat.

Relativ karaktär av fitness Var och en av de givna skyddsfärgerna är adaptiva, dvs. användbar för organismer endast under vissa miljöförhållanden. Om dessa förhållanden ändras (till exempel bakgrundsfärgen för en skyddande färg), kan den till och med bli missanpassad och skadlig. Tänk på de situationer där fitnessens relativa karaktär kommer att visa sig med: 4p4varningsfärgning; 4m4Bates mimik; 4k4kollektiv mimik?

Läroboken överensstämmer med Federal State Educational Standard for Secondary (Complete) Allmän utbildning, rekommenderad av Ryska federationens utbildnings- och vetenskapsministerium och inkluderad i den federala listan över läroböcker.

Läroboken vänder sig till elever i årskurs 11 och är utformad för att undervisa i ämnet 1 eller 2 timmar i veckan.

Modern design, frågor och uppdrag på flera nivåer, ytterligare information och förmågan att arbeta parallellt med en elektronisk ansökan bidrar till effektiv assimilering av utbildningsmaterial.

Ris. 33. Vinterfärgning av en hare

Så, som ett resultat av handlingen drivande krafter evolution utvecklar organismer och förbättrar anpassningar till miljöförhållanden. Konsolidering av olika anpassningar i isolerade populationer kan i slutändan leda till bildandet av nya arter.

Granska frågor och uppgifter

1. Ge exempel på organismers anpassning till levnadsförhållanden.

2. Varför har vissa djur ljusa, demaskerande färger, medan andra tvärtom har skyddande färger?

3. Vad är kärnan i mimik?

4. Gäller åtgärden? naturligt urval på djurs beteende? Ge exempel.

5. Vilka är de biologiska mekanismerna för uppkomsten av adaptiv (döljande och varning) färgning hos djur?

6. Är fysiologiska anpassningsfaktorer faktorer som bestämmer konditionsnivån hos organismen som helhet?

7. Vad är essensen av relativiteten i varje anpassning till levnadsförhållanden? Ge exempel.

Tror! Gör det!

1. Varför finns det ingen absolut anpassning till levnadsförhållandena? Ge exempel som bevisar vilken enhet som helst.

2. Galtungar har en karakteristisk randig färg, som försvinner med åldern. Ge liknande exempel på färgförändringar hos vuxna jämfört med avkommor. Kan detta mönster anses vara gemensamt för hela djurvärlden? Om inte, för vilka djur och varför är det karakteristiskt?

3. Samla information om djur med varnande färger som lever i ditt område. Förklara varför kunskap om detta material är viktigt för alla. Gör en informationsställning om dessa djur. Ge en presentation om detta ämne för grundskoleelever.

Arbeta med dator

Se den elektroniska ansökan. Studera materialet och slutför uppgifterna.

Mänsklig

Beteendeanpassningar är medfött, ovillkorligt reflexbeteende. Medfödda förmågor finns hos alla djur, inklusive människor. Ett nyfött barn kan suga, svälja och smälta mat, blinka och nysa, reagera på ljus, ljud och smärta. Det här är exempel obetingade reflexer. Sådana former av beteende uppstod i evolutionsprocessen som ett resultat av anpassning till vissa, relativt konstanta miljöförhållanden. Okonditionerade reflexer ärvs, så alla djur föds med färdigt komplex sådana reflexer.

Varje obetingad reflex uppstår som svar på en strikt definierad stimulans (förstärkning): vissa - till mat, andra - till smärta, andra - till utseendet av ny information etc. Reflexbågar obetingade reflexer är konstanta och passerar genom ryggmärgen eller hjärnstammen.

En av de mest kompletta klassificeringarna av obetingade reflexer är klassificeringen som föreslagits av akademiker P. V. Simonov. Forskaren föreslog att dela upp alla obetingade reflexer i tre grupper, som skilde sig åt i egenskaperna hos individers interaktion med varandra och med miljön. Vitala reflexer(från latin vita - liv) syftar till att bevara individens liv. Underlåtenhet att följa dem leder till att individen dör, och genomförandet kräver inte deltagande av en annan individ av samma art. Denna grupp inkluderar mat- och dryckesreflexer, homeostatiska reflexer (underhåll konstant temperatur kropp, optimal andningsfrekvens, hjärtslag etc.), defensiv, som i sin tur är uppdelad i passiv-defensiv (springa iväg, gömma sig) och aktiv-defensiv (attack mot ett hotande föremål) och några andra.

TILL zoosocial, eller rollspel reflexer inkluderar de varianter av medfödda beteenden som uppstår under interaktion med andra individer av sin egen art. Dessa är sexuella, barn-förälder, territoriella, hierarkiska reflexer.

Den tredje gruppen är självutvecklingsreflexer. De är inte relaterade till anpassning till en specifik situation, utan verkar vara riktade mot framtiden. Dessa inkluderar utforskande, imiterande och lekfullt beteende.

Att identifiera begränsande faktorer är av stor vikt 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 grekiskan krios – kall), 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 i kontinentala klimat kan motstå betydande fluktuationer i temperatur, luftfuktighet och solstrålning.

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

Djur som är stenobionta i förhållande till flera faktorer samtidigt kallas stenobionter i ordets vida bemärkelse ( fisk som lever i bergsfloder och vattendrag, kan inte tolerera för höga temperaturer och låga syrenivåer, 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: morfologiska, fysiologiska och beteendeanpassning.

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 gynnsammare, 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 under parningssäsongen och under utfodring av avkommor är extremt specifik.

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 bebor 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 kännetecknas av en viss 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, den minskande befolkningen, har nått några minsta antal, förvandlas 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 många 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 trofisk nivå. Termen "ekologisk nisch" föreslogs av J. Grinnell 1917 att karakterisera arternas rumsliga utbredning, det vill säga den ekologiska nischen definierades som ett begrepp nära livsmiljön. C. Elton definierade en ekologisk nisch som en arts position i ett samhälle, och betonade den speciella betydelsen av trofiska relationer. 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 viss miljöfaktor, desto bredare hans nisch. En nisch kan också öka vid försvagad konkurrens.

Habitat för arten- detta är det fysiska utrymmet som ockuperas av en art, organism, samhälle, det bestäms av helheten av förhållanden i den abiotiska och biotiska miljön som säkerställer hela utvecklingscykeln för individer av samma 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 djurrikets representanter, biologiska arter klass av däggdjur. Trots att det har många specifika egenskaper (intelligens, artikulerat 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 människan bara leva på land ekvatorialbältet(tropikerna, subtroperna), där hominidfamiljen uppstod.

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

Både i växt- och djurvärlden är interspecifik och intraspecifik konkurrens mycket utbredd. 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 utvecklat komplex av dess biologiska, fysiologiska och morfologiska egenskaper, som bestämmer ett visst svar på miljöpåverkan.

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, blötdjur och fisklarver, 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 det grekiska peri - runt, omkring, fyton - växt) - djur och växter fästa vid stjälkarna av högre växter och stiger över botten (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 för 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) - Detta är en samling av organismer och naturfenomen som är karakteristiska för ett givet geografiskt område.

Strukturen för biogeocenos inkluderar två komponenter biotiska – 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 - boning och system) är vilken gemenskap som helst av levande varelser tillsammans med deras livsmiljö, internt sammankopplade av ett komplext system av 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(inert eller icke-levande 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).

Denna observation är intressant. Hos djur i nordliga populationer är alla långsträckta delar av kroppen - lemmar, svans, öron - täckta med ett tätt lager av hår och ser relativt kortare ut än hos representanter för samma art, men lever i varma klimat.

Detta mönster, känt som Allens regel, gäller både vilda och tama djur.

Det finns en märkbar skillnad i kroppsstrukturen hos nordräven och fennekräven i söder, och den nordliga vildsvinen och vildsvinen i Kaukasus. Blandade tamhundar i Krasnodar-regionen, stor nötkreatur lokalt urval kännetecknas av lägre levande vikt jämfört med representanter för dessa arter, säg Archangelsk.

Ofta är djur från sydliga populationer långbenta och långörade. Stora öron, oacceptabelt under låga temperaturförhållanden, uppstod som en anpassning till livet i en varm zon.

Och tropikernas djur har helt enkelt enorma öron (elefanter, kaniner, klövdjur). Öron är vägledande afrikansk elefant, vars yta är 1/6 av ytan på hela djurets kropp. De har riklig innervation och vaskularisering. I varmt väder Hos en elefant passerar ungefär 1/3 av allt cirkulerande blod genom öronsnäckornas cirkulationssystem. Som ett resultat av ökat blodflöde in yttre miljönöverskottsvärme frigörs.

Ökenharen Lapus alleni är ännu mer imponerande för sin anpassning till höga temperaturer. Hos denna gnagare är 25 % av den totala kroppsytan täckt av bara öron. Det är oklart vad den huvudsakliga biologiska uppgiften för sådana öron är: att upptäcka farans närmande i tid eller att delta i termoreglering. Både den första och andra uppgiften löses av djuret mycket effektivt. Gnagaren har ett skarpt öra. Tagit fram cirkulationssystemetöron med en unik vasomotorisk förmåga tjänar endast termoreglering. Genom att öka och begränsa blodflödet genom öronen ändrar djuret värmeöverföringen med 200-300%. Dess hörselorgan utför funktionen att upprätthålla termisk homeostas och spara vatten.

På grund av mättnaden av auriklarna med värmekänsliga nervändar och snabba vasomotoriska reaktioner frigörs en stor mängd överskott av termisk energi från ytan av auriklarna till den yttre miljön i både elefanten och speciellt lepus.

Passar väl in i sammanhanget med det problem som diskuteras och den anhöriges kroppsstruktur moderna elefanter- mammut. Denna nordliga motsvarighet till elefanten, att döma av de bevarade lämningarna som upptäcktes i tundran, var betydligt större än sin södra släkting. Men mammutens öron hade en mindre relativ yta och var också täckta med tjockt hår. Mammuten hade relativt korta lemmar och en kort bål.

Långa lemmar är ofördelaktiga vid låga temperaturer, eftersom för mycket värmeenergi går förlorad från deras yta. Men i varma klimat är långa lemmar en användbar anpassning. Under ökenförhållanden är kameler, getter, hästar av lokalt urval, såväl som får, katter, vanligtvis långbenta.

Enligt N. Hensen, som ett resultat av anpassning till låga temperaturer hos djur, förändras egenskaperna hos subkutant fett och benmärg. Hos arktiska djur har benfett från falangen av fingrarna lågpunkt smälter och fryser inte ens i hård frost. Däremot har benfett från ben som inte är i kontakt med en kall yta, såsom lårbenet, de vanliga fysikalisk-kemiska egenskaperna. Flytande fett i benen i de nedre extremiteterna ger isolering och ledrörlighet.

Ansamlingen av fett observeras inte bara hos nordliga djur, för vilka det fungerar som värmeisolering och en energikälla under perioder när mat är otillgänglig på grund av svårt dåligt väder. Djur som lever i varma klimat samlar också på sig fett. Men kvaliteten, kvantiteten och fördelningen av fett i hela kroppen är olika hos nordliga och södra djur. Hos vilda arktiska djur fördelas fett jämnt i den subkutane vävnaden i hela kroppen. I det här fallet bildar djuret en slags värmeisolerande kapsel.

Hos djur i den tempererade zonen ackumuleras fett som värmeisolator endast hos arter med dåligt utvecklad päls. I de flesta fall fungerar ackumulerat fett som en energikälla under den magra vinterperioden (eller sommaren).

I varma klimat har subkutana fettavlagringar en annan fysiologisk börda. Fördelningen av fettdepåer i hela djurkroppen kännetecknas av stora ojämnheter. Fett är lokaliserat i de övre och bakre delarna av kroppen. Till exempel hos klövvilt Afrikanska savanner det subkutana fettlagret är lokaliserat längs ryggraden. Det skyddar djuret från den gassande solen. Magen är helt fri från fett. Detta har också gör mycket vettigt. Mark, gräs eller vatten som är kallare än luft säkerställer effektiv värmeavledning genom bukväggen i frånvaro av fett. Små fettavlagringar hos djur i varma klimat är också en energikälla under perioder av torka och tillhörande hungriga existens av växtätare.

Det inre fettet hos djur i varma och torra klimat fyller en annan extremt användbar funktion. Vid brist eller fullständig frånvaro vatten internt fett fungerar som en källa till vatten. Särskilda studier visar att oxidationen av 1000 g fett åtföljs av bildandet av 1100 g vatten.

Kameler, fetstjärtade och fetstjärtade får och zebuboskap tjänar som exempel på opretentiöshet i torra ökenförhållanden. Fettmassan som samlas i puckeln på en kamel och den feta svansen på ett får är 20 % av deras levande vikt. Beräkningar visar att ett 50-kilos fettsvansfår har en vattenförsörjning på cirka 10 liter, och en kamel har ännu mer - cirka 100 liter. De senaste exemplen illustrerar morfofysiologiska och biokemiska anpassningar djur till extrema temperaturer. Morfologiska anpassningar sprids till många organ. Nordliga djur har en stor volym av mag-tarmkanalen och en stor relativ längd av tarmarna de avsätter mer inre fett i omentum och perinephric kapsel.

Djur i den torra zonen har ett antal morfofunktionella egenskaper hos urinbildnings- och utsöndringssystemet. Tillbaka i början av 1900-talet. morfologer har upptäckt skillnader i strukturen hos njurarna hos ökendjur och djur tempererat klimat. Hos djur i varma klimat är märgen mer utvecklad på grund av utvidgningen av den rektala tubulära delen av nefronen.

Till exempel kl afrikanskt lejon Tjockleken på njurmärgen är 34 mm, och in tamgris- endast 6,5 mm. Njurarnas förmåga att koncentrera urin är positivt korrelerad med längden på slingan av Hendle.

Förutom strukturella egenskaper hittades funktionella egenskaper hos urinsystemet hos djur i den torra zonen. För en kängururåtta är alltså den uttalade förmågan hos urinblåsan att återuppta vatten från sekundärurin normal. I de stigande och nedåtgående kanalerna i slingan av Hendle filtreras urea - en process som är gemensam för knöldelen av nefronen.

Urinsystemets adaptiva funktion är baserad på neurohumoral reglering med en uttalad hormonell komponent. Hos kängururttor ökar koncentrationen av hormonet vasopressin. I urinen hos en kängururåtta är koncentrationen av detta hormon 50 enheter/ml, i en laboratorieråtta är det bara 5-7 enheter/ml. I hypofysvävnaden hos en kängururåtta är innehållet av vasopressin 0,9 enheter/mg, hos en laboratorieråtta är det tre gånger mindre (0,3 enheter/mg). Med vattenbrist kvarstår skillnader mellan djur, även om neurohypofysens sekretoriska aktivitet ökar hos både det ena och det andra djuret.

Förlust av levande vikt under vattenbrist är lägre hos torra djur. Om en kamel förlorar 2-3% av sin levande vikt under en arbetsdag och endast får hö av låg kvalitet, kommer en häst och åsna under samma förhållanden att förlora 6-8% av sin levande vikt på grund av uttorkning.

Temperaturen i miljön har en betydande inverkan på strukturen av huden på djur. I kalla klimat är huden tjockare, pälsen tjockare och det finns dun. Allt detta hjälper till att minska kroppsytans värmeledningsförmåga. Hos djur i varma klimat är det motsatta: tunn hud, gles hår och låga värmeisolerande egenskaper hos huden i allmänhet.

Människans storslagna uppfinningar slutar aldrig att förvåna, det finns inga gränser för fantasin. Men vad naturen har skapat i många århundraden överträffar det mesta kreativa idéer och planer. Naturen har skapat mer än en och en halv miljon arter av levande individer, som var och en är individuell och unik i sina former, fysiologi och anpassningsförmåga till livet. Exempel på anpassning av organismer till ständigt föränderliga livsvillkor på planeten är exempel på skaparens visdom och en ständig källa till problem för biologer att lösa.

Anpassning betyder anpassningsförmåga eller tillvänjning. Detta är processen för gradvis degenerering av de fysiologiska, morfologiska eller psykologiska funktionerna hos en varelse i en förändrad miljö. Både individer och hela populationer kan förändras.

Ett slående exempel på direkt och indirekt anpassning är överlevnaden av flora och fauna i zonen med ökad strålning runt kärnkraftverket i Tjernobyl. Direkt anpassningsförmåga är karakteristisk för de individer som lyckades överleva, vänja sig vid det och börja fortplanta sig, några överlevde inte testet och dog (indirekt anpassning).

Eftersom villkoren för tillvaron på jorden ständigt förändras är evolutionens och anpassningsprocesserna i den levande naturen också en kontinuerlig process.

Ett färskt exempel på anpassning är en förändring i livsmiljön för en koloni av gröna mexikanska aratinga-papegojor. Nyligen bytte de sin vanliga livsmiljö och slog sig ner i själva mynningen av vulkanen Masaya, i en miljö som ständigt var mättad med högkoncentrerad svavelgas. Forskare har ännu inte gett en förklaring till detta fenomen.

Typer av anpassning

En förändring av en organisms hela existensform är en funktionell anpassning. Ett exempel på anpassning, när en förändring av förutsättningarna leder till ömsesidig anpassning av levande organismer till varandra, är en korrelativ anpassning eller samanpassning.

Anpassning kan vara passiv, när ämnets funktioner eller struktur uppstår utan hans deltagande, eller aktiv, när han medvetet ändrar sina vanor för att matcha omgivningen (exempel på människor som anpassar sig till naturliga förhållanden eller samhället). Det finns fall då ett subjekt anpassar miljön för att passa sina behov - detta är objektiv anpassning.

Biologer delar in typer av anpassning enligt tre kriterier:

• Morfologiska.
• Fysiologisk.
• Beteendemässigt eller psykologiskt.

Exempel på anpassning av djur eller växter i deras rena form är sällsynta fall av anpassning till nya förhållanden förekommer hos blandarter.

Morfologiska anpassningar: exempel

Morfologiska förändringar är förändringar i kroppens form, enskilda organ eller hela strukturen hos en levande organism som inträffade under evolutionsprocessen.

Nedan finns morfologiska anpassningar, exempel från djur och flora, vilket vi betraktar som en självklarhet:

• Degeneration av löv till taggar i kaktusar och andra växter i torra områden.
• Sköldpaddsskal.
• Strömlinjeformade kroppsformer för invånare i reservoarer.

Fysiologiska anpassningar: exempel

En fysiologisk anpassning är en förändring av ett antal kemiska processer som sker inuti kroppen.

• Frigörandet av en stark lukt av blommor för att locka till sig insekter bidrar till damm.
• Tillståndet av suspenderad animation som enkla organismer kan komma in i tillåter dem att upprätthålla vital aktivitet efter många år. Den äldsta bakterien som kan fortplanta sig är 250 år gammal.
• Ansamling av subkutant fett, som omvandlas till vatten, hos kameler.

Beteendemässiga (psykologiska) anpassningar

Exempel på mänsklig anpassning är mer relaterade till den psykologiska faktorn. Beteendeegenskaper är gemensamma för flora och fauna. Sålunda, i evolutionsprocessen, förändring temperaturregim gör att vissa djur övervintrar, fåglar flyger söderut för att återvända på våren, träd att fälla sina löv och bromsa rörelsen av sav. Instinkten att välja den mest lämpliga partnern för fortplantning driver djurens beteende under parningssäsongen. Vissa nordliga grodor och sköldpaddor fryser helt under vintern och tinar och vaknar till liv när vädret blir varmare.

Faktorer som driver behovet av förändring

Varje anpassningsprocess är ett svar på miljöfaktorer som leder till miljöförändringar. Sådana faktorer är indelade i biotiska, abiotiska och antropogena.

Biotiska faktorer är levande organismers inverkan på varandra, när till exempel en art försvinner, vilket tjänar som föda för en annan.

Abiotiska faktorer är förändringar i den omgivande livlösa naturen när klimatet, marksammansättningen, vattenförsörjningen och solaktivitetscyklerna förändras. Fysiologiska anpassningar, exempel på påverkan av abiotiska faktorer - ekvatorialfisk som kan andas både i vatten och på land. De har anpassat sig väl till förhållanden där uttorkning av floder är en vanlig företeelse.

Antropogena faktorer är påverkan av mänsklig aktivitet som förändrar miljön.

Anpassningar till miljön

• Belysning. Hos växter är dessa separata grupper som skiljer sig åt i sitt behov av solljus. Ljusälskande heliofyter lever bra i öppna ytor. I motsats till dem finns sciofyter: växter av skogssnår som mår bra på skuggiga platser. Bland djuren finns också individer som är designade för en aktiv livsstil på natten eller under jorden.
• Lufttemperatur. I genomsnitt, för alla levande varelser, inklusive människor, anses den optimala temperaturmiljön vara från 0 till 50 o C. Men liv finns i nästan alla klimatområden på jorden.

Kontrasterande exempel på anpassning till onormala temperaturer beskrivs nedan.

Arktisk fisk fryser inte tack vare produktionen av ett unikt frostskyddsprotein i blodet, som förhindrar att blodet fryser.

De enklaste mikroorganismerna har hittats i hydrotermiska ventiler, där vattentemperaturen överstiger kokande grader.

Hydrofytväxter, det vill säga de som lever i eller nära vatten, dör även med en liten förlust av fukt. Xerofyter, tvärtom, är anpassade för att leva i torra områden och dö i hög luftfuktighet. Bland djuren har naturen också arbetat för att anpassa sig till vatten- och vattenfria miljöer.

Mänsklig anpassning

Människans förmåga att anpassa sig är verkligen enorm. Det mänskliga tänkandets hemligheter är långt ifrån helt avslöjade, och hemligheterna kring människors anpassningsförmåga kommer att finnas kvar under lång tid. mystiskt ämne för vetenskapsmän. Homo sapiens överlägsenhet gentemot andra levande varelser ligger i förmågan att medvetet ändra sitt beteende för att passa omgivningens krav eller, omvänt, världen för att passa dina behov.

Flexibiliteten i mänskligt beteende visar sig varje dag. Om du ger uppgiften: "ge exempel på människors anpassning", börjar majoriteten komma ihåg exceptionella fall av överlevnad i dessa sällsynta fall, och under nya omständigheter är det typiskt för en person varje dag. Vi prövar en ny miljö vid födseln, i dagis, skola, i ett team, när du flyttar till ett annat land. Det är detta tillstånd av acceptans av nya förnimmelser av kroppen som kallas stress. Stress är en psykologisk faktor, men ändå förändras många fysiologiska funktioner under dess påverkan. I fallet när en person accepterar en ny miljö som positiv för sig själv, blir det nya tillståndet vanligt, annars hotar stressen att bli utdragen och leda till ett antal allvarliga sjukdomar.

Mänskliga hanteringsmekanismer

Det finns tre typer av mänsklig anpassning:

• Fysiologisk. Mest enkla exempel- acklimatisering och anpassningsförmåga till förändringar i tidszoner eller dagliga arbetsmönster. I evolutionsprocessen bildades olika typer av människor, beroende på den territoriella bostadsorten. Arktiska, alpina, kontinentala, öken, ekvatorialtyper skiljer sig avsevärt i fysiologiska indikatorer.
• Psykologisk anpassning. Detta är en persons förmåga att hitta ögonblick av förståelse med människor av olika psykotyper, i ett land med en annan mentalitetsnivå. Homo sapiens tenderar att förändra sina etablerade stereotyper under påverkan av ny information, speciella tillfällen och stress.
• Social anpassning. En typ av beroende som är unik för människor.

Alla adaptiva typer är nära besläktade med varandra, som regel orsakar varje förändring i vanetillvaron hos en person behovet av social och psykologisk anpassning. Under deras inflytande kommer mekanismer till handling fysiologiska förändringar, som också anpassar sig till nya förhållanden.

Denna mobilisering av alla kroppsreaktioner kallas anpassningssyndrom. Nya kroppsreaktioner dyker upp som svar på plötsliga förändringar situation. I det första skedet – ångest – sker en förändring fysiologiska funktioner, förändringar i funktionen av metabolism och system. Därefter aktiveras skyddsfunktioner och organ (inklusive hjärnan) och börjar slå på sina skyddsfunktioner och dolda förmågor. Det tredje steget av anpassning beror på individuella egenskaper: en person går antingen med i ett nytt liv och återgår till det normala (i medicin sker återhämtning under denna period), eller så accepterar kroppen inte stress, och konsekvenserna tar en negativ form.

Människokroppens fenomen

Naturen har en enorm reserv av styrka i människan, som används i Vardagsliv endast i liten utsträckning. Det visar sig i extrema situationer och uppfattas som ett mirakel. Faktum är att miraklet ligger inom oss. Exempel på anpassning: människors förmåga att anpassa sig till ett normalt liv efter att en betydande del av deras inre organ har avlägsnats.

Naturlig medfödd immunitet under hela livet kan stärkas av ett antal faktorer eller, omvänt, försvagas på grund av en felaktig livsstil. Tyvärr är beroende av dåliga vanor också en skillnad mellan människor och andra levande organismer.