Физиологическая адаптация животных примеры: АДАПТАЦИЯ | Энциклопедия Кругосвет

Автор: | 16.03.1981

Содержание

АДАПТАЦИЯ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

АДАПТАЦИЯ, в биологии – развитие любого признака, который способствует выживанию вида и его размножению. Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.

Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Пример такой адаптации – твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных. Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения. Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример – зимний сон у медведя. Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов. Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.

Все растения и животные постоянно адаптируются к окружающей среде. Чтобы понять, как это происходит, необходимо рассматривать не только животное или растение в целом, но и генетическую основу адаптации.

Генетическая основа.

У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала.

Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории.

Питание.

Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза. Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными.

Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. У других птиц, например цапель, развились длинные шея и ноги. Они добывают пищу, осторожно бродя по мелководью и подстерегая зазевавшихся водных животных. Дарвиновы вьюрки – группа близкородственных видов птиц с Галапагосских островов – представляют классический пример высокоспециализированной адаптации к разным способам питания. Благодаря тем или иным адаптивным морфологическим изменениям, в первую очередь в строении клюва, одни виды стали зерноядными, другие – насекомоядными.

Если обратиться к рыбам, то хищники, например акулы и барракуды, имеют острые зубы для поимки добычи. Другие, например мелкие анчоусы и сельди, добывают мелкие частицы пищи путем фильтрации морской воды через гребневидные жаберные тычинки.

У млекопитающих прекрасным примером адаптации к типу питания служат особенности строения зубов. Клыки и коренные зубы у леопардов и других кошачьих исключительно остры, что позволяет этим животным удерживать и разрывать тело жертвы. У оленей, лошадей, антилоп и других пастбищных животных большие коренные зубы имеют широкие ребристые поверхности, приспособленные для пережевывания травы и иной растительной пищи.

Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые – горох, клевер и другие – развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.

Защита.

Окружающая среда состоит из живых и неживых компонентов. Живое окружение любого вида включает животных, питающихся особями этого вида. Адаптации хищных видов направлены на эффективную добычу пищи; виды-жертвы приспосабливаются, чтобы не стать добычей хищников.

Многие виды – потенциальные жертвы – имеют защитную или маскирующую окраску, которая скрывает их от хищников. Так, у некоторых видов оленей пятнистая шкура молодых особей незаметна на фоне чередующихся пятен света и тени, а зайцев-беляков трудно различить на фоне снежного покрова. Длинные тонкие тела насекомых-палочников тоже трудно увидеть, потому что они напоминают сучки или веточки кустов и деревьев.

У оленей, зайцев, кенгуру и многих других животных развились длинные ноги, позволяющие им убегать от хищников. Некоторые животные, например опоссумы и свиномордые ужи, даже выработали своеобразный способ поведения – имитацию смерти, которая повышает их шансы на выживание, поскольку многие хищники не едят падали.

Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус.

Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Например, животным и растениям часто приходится приспосабливаться к крайним значениям температуры. Животные спасаются от холода, используя изолирующий мех или перья, мигрируя в места с более теплым климатом или впадая в зимнюю спячку. Большинство растений переживает холода, переходя в состояние покоя, эквивалентное спячке у животных.

В жару охлаждение животного происходит за счет потоотделения или частого дыхания, увеличивающего испарение. Некоторые животные, в особенности пресмыкающиеся и земноводные, способны впадать в летнюю спячку, которая по сути аналогична зимней, но вызвана жарой, а не холодом. Другие просто ищут прохладное место.

Растения могут до некоторой степени поддерживать свою температуру, регулируя интенсивность испарения, которое имеет то же охлаждающее действие, что и потоотделение у животных.

Размножение.

Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение – процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства.

К числу адаптаций, обеспечивающих встречу особей разного пола, относится звуковая коммуникация. У некоторых видов большую роль в этом смысле играет обоняние. Например, котов сильно привлекает запах кошки в период течки. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты – химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали.

Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц.

Многие животные выработали способы защиты своего потомства в начальный период жизни. Большинство адаптаций такого рода относятся к поведенческим и включают такие действия одного или обоих родителей, которые повышают шансы на выживание детенышей. Большинство птиц строит гнезда, характерные для каждого вида. Однако некоторые виды, например воловья птица, откладывают яйца в гнезда других видов птиц и вверяют детенышей родительской заботе вида-хозяина. У многих птиц и млекопитающих, а также у некоторых рыб имеется период, когда один из родителей идет на большой риск, беря на себя функцию защиты потомства. Хотя такое поведение иногда грозит гибелью родителю, оно обеспечивает безопасность потомства и сохранение генетического материала.

Целый ряд видов животных и растений использует иную стратегию размножения: они производят на свет огромное число потомков и оставляют их незащищенными. В этом случае низкие шансы на выживание у отдельной подрастающей особи оказываются сбалансированы многочисленностью потомства. См. также РАЗМНОЖЕНИЕ.

Расселение.

Большинство видов выработало механизмы для удаления потомства от тех мест, где оно появилось на свет. Этот процесс, называемый расселением, увеличивает вероятность того, что потомство будет подрастать на еще не занятой территории.

Большинство животных просто избегает мест, где слишком сильна конкуренция. Однако накапливаются свидетельства в пользу того, что расселение обусловлено генетическими механизмами.

Многие растения приспособились к распространению семян с помощью животных. Так, соплодия дурнишника имеют на поверхности крючочки, которыми они цепляются за шерсть проходящих мимо животных. Другие растения образуют вкусные мясистые плоды, например ягоды, которые поедаются животными; семена проходят через пищеварительный тракт и неповрежденными «высеваются» в другом месте. Для распространения растения используют и ветер. Например, ветром переносятся «пропеллеры» семян клена, а также семена ваточника, имеющие хохолки из тонких волосков. Степные растения типа перекати-поле, приобретающие к моменту созревания семян шарообразную форму, перегоняются ветром на большие расстояния, по пути рассеивая семена.

Выше были приведены лишь некоторые наиболее яркие примеры адаптаций. Однако практически каждый признак любого вида является результатом адаптации. Все эти признаки составляют гармоничную совокупность, что позволяет организму успешно вести свой особый образ жизни. Человек во всех его признаках, от структуры головного мозга до формы большого пальца на ноге, является результатом адаптации. Адаптивные признаки способствовали выживанию и размножению его предков, имевших те же самые признаки. В целом концепция адаптации имеет большое значение для всех направлений биологии. См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

Физиологические адаптации — Адаптаций животных к факторам среды

      Физиологические адаптации — приобретение специфических особенностей обмена веществ в разных условиях среды. Они обеспечивают функциональные преимущества организма. Их условно разделяют на 
  • статические (постоянные физиологические параметры — температура, водно-солевой баланс)
  • динамические (адаптации к колебаниям действия фактора — изменение температуры, влажности, освещенности, магнитного поля).
      Без такой адаптации невозможно поддержание устойчивого обмена веществ в организме в постоянно колеблющихся условиях внешней среды. У наземных амфибий большое количество воды теряется через кожу. В пустынях лягушки охотятся только ночью, когда влага конденсируется на почве и на растительности, а днем укрываются в норах грызунов. 

      Разнообразные механизмы физиологической адаптации к неблагоприятным условиям выработали птицы и млекопитающие. Многие пустынные животные перед наступлением засушливого сезона накапливают много жира: при его окислении образуется большое количество воды. Птицы и млекопитающие способны регулировать потери воды с поверхности дыхательных путей. Например, верблюд при лишении воды резко сокращает испарение как с дыхательных путей, так и через потовые железы.

      Очень интересны приспособления, развивающиеся у ныряющих животных. Многие из них могут сравнительно долго обходиться без доступа кислорода. Например, тюлени ныряют на глубину 100—200 и даже 600 метров и находятся под водой 40—60 минут. Большое количество особого пигмента, находящегося в мышцах, — миоглобина. Миоглобин способен связать в 10 раз больше кислорода, чем гемоглобин. Кроме того, в воде целый ряд приспособлений обеспечивает гораздо более экономное расходование кислорода, чем при дыхании на поверхности.

      

      Путем естественного отбора возникают и совершенствуются приспособления, облегчающие поиск пищи или партнера для размножения. Поразительно чувствительны органы химического чувства насекомых. Самцов непарного шелкопряда привлекает запах ароматической железы самки с расстояния 3 километров. У некоторых бабочек чувствительность рецепторов вкуса в 1000 раз превосходит чувствительность рецепторов человеческого языка. 

      Ночные хищники, например совы, превосходно видят в условиях слабого освещения. У некоторых змей хорошо развита способность к термолокации. Они различают на расстоянии объекты, если разница их температур составляет всего 0, 2 °С. Многие животные прекрасно ориентируются в пространстве с помощью эхолокации (летучие мыши, совы, дельфины).

определение, виды, механизмы и примеры :: SYL.ru

Для выживания в неблагоприятных климатических условиях растения, животные и птицы имеют некоторые особенности. Эти особенности называются «физиологические адаптации», примеры которых можно увидеть практически у каждого вида млекопитающих, в том числе и у человека.

Зачем нужна физиологическая адаптация?

Условия жизни в некоторых уголках планеты не совсем комфортные, тем не менее там существуют различные представители живой природы. Есть несколько причин, почему эти животные не покинули неблагоприятную среду.

Прежде всего, климатические условия могли измениться, когда определенный вид уже существовал на данной территории. Некоторые животные не приспособлены к миграциям. Возможен также вариант того, что территориальные особенности не позволяют мигрировать (острова, горные плато и т. д.). Для определенного вида изменившиеся условия обитания все равно остаются более подходящими, чем в любом другом месте. И физиологическая адаптация является лучшим вариантом решения проблемы.

Что понимают под адаптацией?

Физиологическая адаптация — гармония организмов с конкретной средой обитания. Например, комфортное пребывание в пустыне ее обитателей обусловлено их адаптацией к высоким температурам и отсутствию доступа к воде. Адаптацией считается появление тех или иных признаков у организмов, позволяющих им ужиться с какими-либо элементами среды. Они возникают в процессе определенных мутаций в организме. Физиологические адаптации, примеры которых общеизвестны в мире, это, допустим, способность к эхолокации у некоторых животных (летучие мыши, дельфины, совы). Эта способность помогает им ориентироваться в пространстве с ограниченным освещением (в темноте, в воде).

Физиологическая адаптация представляет собой набор реакций организма на те или иные патогенные факторы в среде обитания. Она обеспечивает организмам большую вероятность выживания и является одним из методов естественного отбора сильных и устойчивых организмов в популяции.

Виды физиологической адаптации

Адаптацию организма различают генотипическую и фенотипическую. В основе генотипической лежат условия естественного отбора и мутаций, которые привели к изменениям в организмах целого вида или популяции. Именно в процессе этого типа адаптации были сформированы современные виды животных, птиц и человека. Генотипическая форма адаптации является наследственной.

Фенотипическая форма адаптации обусловлена индивидуальными изменениями в конкретном организме для комфортного пребывания в определенных климатических условиях. Также может развиваться вследствие постоянного воздействия агрессивной среды. В результате организм приобретает устойчивость к ее условиям.

Сложные и перекрестные адаптации

Сложные адаптации проявляются в определенных климатических условиях. Например, привыкание организма к низким температурам при длительном пребывании в северных регионах. Эта форма адаптации развивается у каждого человека при переезде в другую климатическую зону. В зависимости от особенностей конкретного организма и его здоровья, такая форма адаптации протекает по-разному.

Перекрестная адаптация — форма привыкания организма, при которой развитие устойчивости к одному фактору повышает устойчивость ко всем факторам этой группы. Физиологическая адаптация человека к стрессу повышает его устойчивость к некоторым другим факторам, например, к холоду.

На основе положительных перекрестных адаптаций разработан комплекс мероприятий для укрепления сердечной мышцы и предотвращения инфарктных состояний. В естественных условиях те люди, которые чаще в жизни сталкивались со стрессовыми ситуациями, менее подвержены последствиям инфаркта миокарда, чем те, что вели спокойный образ жизни.

Типы приспособительных реакций

Выделяют два типа адаптивных реакций организма. Первый тип носит название «пассивные адаптации». Эти реакции проходят на клеточном уровне. Они характеризуют формирование степени устойчивости организма к воздействию негативного фактора окружающей среды. Например, изменение атмосферного давления. Пассивная адаптация позволяет сохранить нормальную функциональность организма при небольших колебаниях атмосферного давления.

Наиболее известные физиологические адаптации у животных пассивного типа — это защитные реакции живого организма на воздействие холода. Зимняя спячка, при которой замедляются жизненные процессы, присуща некоторым видам растений и животных.

Второй тип приспособительных реакций называется активным и подразумевает защитные меры организма при воздействии патогенных факторов. В этом случае внутренняя среда организма остается постоянной. Такой тип адаптации присущ высокоразвитым млекопитающим и человеку.

Примеры физиологических адаптаций

Физиологическая адаптация человека проявляется во всех нестандартных для его среды обитания и образа жизни ситуациях. Акклиматизация — наиболее известный пример адаптаций. Для разных организмов этот процесс проходит с различной скоростью. Некоторым для привыкания к новым условиям нужно несколько дней, у многих на это уйдут месяцы. Также скорость привыкания зависит от степени различия с привычной средой обитания.

В агрессивных средах обитания многие млекопитающие и птицы имеют характерный набор реакций организма, из которых состоит их физиологическая адаптация. Примеры (у животных) можно наблюдать практически в каждой климатической зоне. Например, обитатели пустынь накапливают запасы подкожного жира, который окисляется и образует воду. Этот процесс наблюдается перед наступлением периода засухи.

Физиологическая адаптация у растений также имеет место. Но она носит пассивный характер. Примером такой адаптации является сбрасывание деревьями листьев при наступлении холодного времени года. Места почек покрываются чешуйками, которые их защищают от вредного воздействия низких температур и снега с ветром. Процессы метаболизма в растениях замедляются.

В сочетание с морфологической адаптацией физиологические реакции организма обеспечивают ему высокий уровень выживаемости в неблагоприятных условиях и при резких изменениях в среде обитания.

Пример адаптации людей и животных в окружающем мире. Физиологические адаптации: примеры

Грандиозные изобретения человеческого разума не перестают удивлять, фантазии нет предела. Но то, что много веков создавала природа, превосходит самые креативные идеи и замыслы. Природа создала более чем полтора миллиона видов живых особей, каждая из которых индивидуальна и неповторима в своих формах, физиологии, приспособленности к жизни. Примеры адаптации организмов к постоянно меняющимся условиям проживания на планете – это примеры мудрости создателя и постоянный источник задач для разгадывания биологам.

Адаптация означает приспособленность или привыкание. Это процесс постепенного перерождения физиологических, морфологических или психологических функций существа в условиях изменившейся среды обитания. Изменениям подвергаются как отдельные особи, так и целые популяции.

Яркий пример адаптации непосредственной и косвенной – выживание растительного и животного мира в зоне повышенной радиации вокруг Чернобыльской АЭС. Непосредственная приспособляемость свойственна тем особям, которые сумели выжить, привыкнуть и начать размножаться, некоторые не выдержали испытания и погибли (косвенная адаптация).

Так как условия существования на Земле меняются постоянно, процессы эволюции и приспособленности в живой природе также являются процессом непрерывным.

Свежий пример адаптации – изменение среды обитания колонии зеленых мексиканских попугаев аратингов. С недавних пор они изменили привычное место обитания и поселились в самом жерле вулкана Масая, в среде, постоянно пропитанной серным газом высокой концентрации. Ученые еще не дали объяснение этому феномену.

Виды адаптации

Изменение всей формы существования организма представляет собой функциональную адаптацию. Пример адаптации, когда изменение условий приводит к обоюдному приспосабливанию живых организмов друг к другу, представляет собой коррелятивное приспособление или коадаптацию.

Приспособление может быть пассивным, когда функции или строение субъекта происходят без его участия, или активным, когда он сознательно изменяет свои привычки под стать окружающей среде (примеры адаптации людей к природным условиям или социуму). Бывают случаи, когда субъект приспосабливает окружающую среду под свои потребности – это объективная адаптация.

Биологи разделяют виды адаптации по трем признакам:

  • Морфологические.
  • Физиологические.
  • Поведенческие или психологические.

Примеры адаптации животных или растения в чистом виде редки, большинство случаев привыкания к новым условиям происходит в смешанных видах.

Морфологические адаптации: примеры

Морфологические изменения – это произошедшие в процессе эволюции изменения формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма.

Ниже приведены морфологические адаптации, примеры из животного и растительного мира, которые мы рассматриваем как само собой разумеющееся явление:

  • Перерождение листьев в колючки у кактусов и других растений засушливых регионов.
  • Панцирь черепахи.
  • Обтекаемые формы тела жителей водоемов.

Физиологические адаптации: примеры

Приспособление физиологическое – это изменение ряда химических процессов, происходящих внутри организма.

  • Выделение цветами сильного запаха для привлечения насекомых способствует запылению.
  • Состояние анабиоза, в которое способны входить простейшие организмы, позволяет им сохранять жизнедеятельность через многие годы. Старейшая способная к размножению бактерия имеет возраст 250 лет.
  • Накопление подкожного жира, который преобразуется в воду, у верблюдов.

Поведенческие (психологические) адаптации

С психологическим фактором больше связаны примеры адаптации человека. Поведенческие характеристики свойственны флоре и фауне. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц – улетать на юг, чтобы возвратиться весной, деревья – сбрасывать листву и замедлять движение соков. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период. Некоторые северные лягушки и черепахи полностью замерзают на зиму и оттаивают, оживают с наступлением тепла.

Факторы, вызывающие потребность в переменах

Любые процессы адаптации — это ответная реакция на факторы экологии, которые ведут к изменению окружающей среды. Такие факторы подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.

Биотические факторы – это влияние живых организмов друг на друга, когда, к примеру, исчезает один вид, который служит пищей другому.

Абиотические факторы – это изменения в окружающей неживой природе, когда меняется климат, состав почвы, обеспеченность водой, циклы солнечной активности. Физиологические адаптации, примеры влияния абиотических факторов — экваториальные рыбы, которые могут дышать и в воде, и на суше. Они хорошо приспособились к условиям, когда пересыхание рек – частое явление.

Антропогенные факторы – влияние человеческой деятельности, которое изменяет окружающую среду.

Приспособления к среде обитания

  • Освещенность. У растений – это отдельные группы, которые отличаются потребностью в солнечном освещении. На открытых пространствах хорошо живут светолюбивые гелиофиты. В противоположность им — сциофиты: растения лесных чащ, хорошо себя чувствуют в затененных местах. Среди животных также есть особи, чья физиологическая адаптация рассчитана на активный образ жизни в ночное время или под землей.
  • Температура воздуха. В среднем для всего живого, в том числе и человека, оптимальной температурной средой считается диапазон от 0 до 50 оС. Однако жизнь есть практически во всех климатических регионах Земли.

Противоположные примеры адаптации к аномальным температурам описаны ниже.

Арктические рыбы не замерзают благодаря выработке в крови уникального антифризного белка, который не дает крови заледенеть.

Простейшие микроорганизмы обнаружены в гидротермальных источниках, температура воды в которых превышает градус кипения.

Растения-гидрофиты, то есть те, что живут в воде или около нее, погибают даже при незначительной потере влаги. Ксерофиты, наоборот, приспособлены жить в засушливых регионах, и погибают при большой влажности. Среди животных природа также поработала над адаптацией к водному и безводному окружению.

Адаптация человека

Способности человека к приспособлению поистине грандиозны. Секреты человеческого мышления раскрыты далеко не полностью, и тайны адаптивной способности людей еще долго будут загадочной темой для ученых. Превосходство Гомо сапиенса перед другими живыми существами — в способности сознательно менять свое поведение под требование окружающей среды или, наоборот, окружающий мир под свои потребности.

Гибкость поведения человека проявляется ежедневно. Если дать задание: «приведите примеры адаптации людей», большинство начинает вспоминать исключительные случаи выживания в экстремальных условиях. Это редкие случаи, а социальная адаптация в новых для себя обстоятельствах свойственна человеку ежедневно. Мы примеряем на себя новую обстановку в момент рождения на свет, в детском саду, школе, в коллективе, при переезде в другую страну. Именно это состояние принятия новых ощущений организмом называют стрессом. Стресс является психологическим фактором, но тем не менее под его воздействием меняются многие физиологические функции. В случае, когда человек принимает новую среду как положительную для себя, новое состояние становится привычным, а иначе стресс грозит стать затяжным и привести к ряду серьезных заболеваний.

Механизмы приспособления человека

Существуют три типа адаптации человека:

  • Физиологическая. Самые простые примеры – акклиматизации и приспособленность к смене часовых поясов или суточного режима работы. В процессе эволюции сформировались различные типы людей, в зависимости от территориального места проживания. Арктический, высокогорный, континентальный, пустынный, экваториальный типы значительно разнятся физиологическими показателями.
  • Психологическая адаптация. Это способность человека находить моменты понимания с людьми разных психотипов, в стране с иным уровнем менталитета. Человеку разумному свойственно менять свои устоявшиеся стереотипы под влиянием новой информации, особых случаев, стресса.
  • Социальная адаптация. Тип привыкания, который свойственен только человеку.

Все адаптивные типы тесно связаны между собой, как привило, любая смена привычного существования вызывает в человеке потребность в социальной и психологической адаптации. Под их воздействием приходят в действие механизмы физиологических изменений, которые тоже подстраиваются под новые условия.

Такая мобилизация всех реакция организма названа адаптационным синдромом. Новые реакции организма появляются в ответ на резкие изменения обстановки. На первой стадии — тревоги — наблюдается изменение физиологических функций, изменения в работе обмена веществ и систем. Далее подключаются защитные функции и органы (в том числе мозг), начинают включать свои защитные функции и скрытые возможности. Третья стадия адаптации зависит от индивидуальных особенностей: человек или включается в новую жизнь и входит в обычное русло (в медицине в этот период наступает выздоровление), или же организм не принимает стресса, и последствия принимают уже негативную форму.

Феномены человеческого организма

В человеке заложен природой огромный запас прочности, который используется в повседневной жизни только в незначительном объеме. Проявляется он в экстремальных ситуациях и воспринимается как чудо. На самом же деле чудо заложено в нас самих. Пример адаптации: способность людей адаптироваться к нормальной жизни после удаления значительной части внутренних органов.

Природный врожденный иммунитет на протяжении жизни может укрепляться рядом факторов или же, наоборот, ослабевать при неправильном образе жизни. К сожалению, увлечение вредными привычками – это тоже отличие человека от других живых организмов.

АДАПТАЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 1. Москва, 2005, стр. 210

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: М. П. Мошкин, В. Б. Носков

АДАПТА́ЦИЯ ФИЗИОЛОГИ́ЧЕСКАЯ, со­во­куп­ность ре­ак­ций ор­га­низ­ма, ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют его при­спо­соб­ле­ние к ме­няю­щим­ся ус­ло­ви­ям сре­ды. Бла­го­да­ря А. ф. дос­ти­га­ет­ся су­ще­ст­во­ва­ние и вос­про­из­вод­ст­во ор­га­низ­мов при ре­гу­ляр­ных (су­точ­ных и се­зон­ных) или спо­ра­ди­че­ских из­ме­не­ни­ях кли­ма­тич. фак­то­ров и ус­ло­вий пи­та­ния, сме­не мест оби­та­ния (напр., у про­ход­ных рыб во вре­мя ми­гра­ции из ре­ки в мо­ре или из мо­ря в ре­ку), при ос­вое­нии че­ло­ве­ком кос­мич. про­стран­ст­ва, за­ня­ти­ях спор­том.

Мно­го­об­ра­зие пу­тей при­спо­соб­ле­ния к из­ме­не­ни­ям ус­ло­вий сре­ды объ­е­ди­няет­ся в две аль­тер­на­тив­ные стра­те­гии адап­тив­но­го реа­ги­ро­ва­ния. Ре­гу­ля­тор­ная (ак­тив­ная) стра­те­гия А. ф. на­прав­ле­на на под­дер­жа­ние по­сто­ян­ст­ва па­рамет­ров внутр. сре­ды ор­га­низ­ма (со­дер­жа­ние ио­нов, pH, темп-ра и др.) и обес­пе­чи­ва­ет не­за­ви­си­мость ор­га­низ­ма от дик­та­та внеш­них ус­ло­вий. Кон­фор­ма­ци­он­ная (пас­сив­ная) стра­те­гия А. ф. за­клю­ча­ет­ся в том, что па­ра­мет­ры внутр. сре­ды ме­ня­ют­ся вслед за из­ме­не­ния­ми внеш­ней сре­ды. У мле­ко­пи­таю­щих, вы­ну­ж­ден­ных эко­но­мить энер­ге­тич. ре­сур­сы во вре­мя зим­ней спяч­ки, на­блю­да­ет­ся се­зон­ная пе­ре­на­строй­ка тер­мо­ре­гу­ля­ции: ле­том они под­дер­жи­ва­ют темп-ру те­ла на уров­не 37 °С, зи­мой 5–7 °С. В оп­ре­де­лён­ном диа­па­зо­не ва­риа­ций сре­ды кон­фор­мац. стра­те­гия по­зво­ля­ет ста­би­ли­зи­ро­вать об­мен­ные про­цес­сы, обес­пе­чи­ваю­щие реа­ли­за­цию жиз­нен­но важ­ных функ­ций ор­га­низ­ма. Так, бла­го­да­ря т. н. тем­пе­ра­тур­ной ком­пен­са­ции ско­рость ка­та­ли­зи­руе­мых ря­дом фер­мен­тов ре­ак­ций ме­ня­ет­ся в мень­шей сте­пе­ни, чем сле­до­ва­ло бы ожи­дать ис­хо­дя из за­ко­нов хи­мич. ки­не­ти­ки. Ряд ор­га­низ­мов спо­соб­ны пе­ре­жи­вать в не­ак­тив­ном со­стоя­нии су­ще­ст­вен­ные от­кло­не­ния па­ра­мет­ров сре­ды. Пред­ста­ви­те­ли мн. ви­дов бес­по­зво­ноч­ных и по­зво­ноч­ных жи­вот­ных воз­вра­ща­ют­ся к ак­тив­ной жиз­ни при на­сту­п­ле­нии бла­го­при­ят­ных ус­ло­вий (см. Ана­би­оз). У не­ко­то­рых ви­дов на­ко­п­ле­ние в жид­ких сре­дах ор­га­низ­ма при­род­ных ан­ти­фри­зов пре­дот­вра­ща­ет об­ра­зо­ва­ние льда при па­де­нии темп-ры ни­же точ­ки кри­стал­ли­за­ции во­ды или име­ют­ся ме­ха­низ­мы, обес­пе­чи­ваю­щие бы­строе за­мер­за­ние вне­кле­точ­ной жид­ко­сти, что пре­до­хра­ня­ет клет­ки от раз­ру­ше­ния и обез­во­жи­ва­ния.

Но­вые ус­ло­вия сре­ды вы­зы­ва­ют ге­нера­ли­зо­ван­ную ком­пен­са­тор­ную ре­ак­цию, в ко­то­рую во­вле­ка­ют­ся как спе­ци­фи­че­ские для дан­но­го воз­дей­ст­вия, так и не­спе­ци­фи­че­ские (см. Стресс) фи­зио­ло­гич. про­цес­сы. При дли­тель­ных или по­вто­ряю­щих­ся воз­дей­ст­ви­ях раз­ви­ва­ет­ся дол­го­вре­мен­ная А. ф., в ос­но­ве ко­то­рой ле­жат струк­тур­ные пре­об­разо­ва­ния ря­да сис­тем ор­га­низ­ма. В ито­ге по­вы­ша­ют­ся его ком­пен­са­тор­ные воз­мож­но­сти и по­дав­ля­ет­ся вы­со­ко­за­трат­ная ге­не­ра­ли­зо­ван­ная ре­ак­ция, ра­нее вы­зы­вае­мая дан­ным воз­дей­ст­ви­ем (напр., из­ме­не­ния в сис­те­ме кро­во­об­ра­ще­ния и ды­ха­ния обес­пе­чи­ва­ют фе­номе­наль­ные спо­соб­но­сти ма­ра­фон­цев дли­тель­но под­дер­жи­вать вы­со­кую ско­рость бе­га). У мн. оби­та­те­лей вы­со­ких и сред­них ши­рот А. ф. к се­зон­ным из­ме­не­ни­ям тем­пе­ра­тур­ных и кор­мо­вых ус­ло­вий фор­ми­ру­ет­ся в от­вет на из­ме­не­ние про­дол­жи­тель­но­сти све­то­во­го дня, яв­ляю­ще­го­ся наи­бо­лее точ­ным ин­ди­ка­то­ром вре­ме­ни го­да.

Ис­сле­до­ва­ния А. ф. пред­став­ля­ют не толь­ко об­ще­био­ло­гич. ин­те­рес; их при­клад­ное зна­че­ние обу­слов­ле­но по­треб­но­стью со­хра­не­ния здо­ро­вья и ра­бо­то­спо­соб­но­сти лю­дей, в т. ч. при ос­вое­нии но­вых тер­ри­то­рий, ан­тро­по­ген­ном из­ме­не­нии сре­ды оби­та­ния и ос­вое­нии но­вых форм дея­тель­но­сти, при раз­ве­дении жи­вот­ных и рас­те­ний в но­вых для них ус­ло­ви­ях. В ре­зуль­та­те изу­че­ния тем­пе­ра­тур­ной А. ф. рас­те­ний бы­ли от­кры­ты сим­био­тич. бак­те­рии, ус­ко­ряю­щие кри­стал­ли­за­цию вне­кле­точ­ной во­ды и тем са­мым обес­пе­чи­ваю­щие выжива­ние рас­те­ний при за­мер­за­нии. Дан­ные об осо­бен­но­стях жиз­не­дея­тель­но­сти этих бак­те­рий по­зво­ли­ли раз­ра­бо­тать но­вые тех­но­ло­гии по­лу­че­ния ис­кусств. сне­га.

определение, виды, механизмы и примеры. А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

Животные и растения вынуждены приспосабливаться ко множеству факторов, причем эти приспособления вырабатываются в процессе определенного промежутка времени, часто в процессе эволюции и естественного отбора, закрепляясь на генетическом уровне.

Адаптация (от лат. adapto — приспособляю) – приспособления строения и функций организмов к условиям среды в процессе эволюции.

При анализе организации любого животного и растения всегда обнаруживается поразительное соответствие формы и функций организма условиям среды. Так, среди морских млекопитающих дельфины обладают наиболее совершенными приспособлениями к быстрому движению в водной среде: торпедообразная форма, особое строение кожи и подкожной клетчатки, повышающее обтекаемость тела, а следовательно, и быстроту скольжения в воде.

Различают три основные формы проявления адаптаций: анатомо-морфологические, физиологические и поведенческие.

Анатомо-морфологические адаптации – это какие-то внешние и внутренние особенности в строении тех или иных органов растений и животных, позволяющие им обитать в определенной среде при определенном сочетании экологических факторов. У животных часто связаны с образом жизни, характером питания. Примеры:

· Твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных

· Дятел – долотообразный клюв, жесткий хвост, характерное расположение пальцев.

Физиологические адаптации заключаются в способности организмов изменять некоторые свои физиологические процессы при наступлении критических периодов в их жизни

· Запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения.

· Глубокий покой у многих растений, произрастающих в средних широтах северного полушария, впадение в оцепенение или в спячку у некоторых животных с наступлением холодного периода).

· Биологические антифризы, увеличивающие вязкость внутренних сред и препятствующие образованию кристаллов льда, которые разрушили бы клетки (до 10 % у муравьев, до 30 % у ос).

· В темноте чувствительность глаза к свету повышается в течение часа во много тысяч раз, что связано как с восстановлением зрит, пигментов, так и с изменениями в нервных элементах и нервных клетках коры головного мозга.

· Примером физиологических адаптаций являются также особенности ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемые набором и составом пищи. Так, обитатели пустынь способны обеспечивать свою потребность во влаге путем биохимического окисления жиров.

Поведенческие (этологические) адаптации – это формы приспособительного поведения животных. Примеры:

· Для обеспечения нормально теплообмена с окружающей средой: создание убежищ, суточные и сезонные кочевки животных с целью выбора оптимальных температурных условий.

· Колибри Oreotrochis estella , живущая в высокогорных Андах, строит гнезда на скалах, причем на стороне, обращенной к Востоку. В течение ночи камни отдают тепло, накопленное за день, тем самым обеспечивая комфортную температуру до утра.

· В районах с суровым климатом, но снежными зимами температура под снегом может быть на 15-18ºС выше внешней. Посчитано, что белая куропатка, ночуя в подснежной лунке, экономит до 45 % энергии.

· Многие животные используют групповые ночевки: пищухи род Certhia (птицы) собираются в холодную погоду группами до 20 особей. Аналогичное явление описано у грызунов.

· Приспособительное поведение может появляться у хищников в процессе выслеживания и преследования добычи.

Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов . Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.

Одно из фундаментальных свойств живой природы – это цикличность большинства происходящих в ней процессов, что обеспечивает адаптацию растений и животных при своем развитии с основным периодическим факторам. Остановимся на таком явлении в живой природе как фотопериодизм.

Фотопериодизм – реакция организмов на сезонные изменения долготы дня. Открыт В. Гарнером и Н. Аллардом в 1920 г. во время селекционной работы с табаком.

Свет оказывает ведущее влияние на проявление суточной и сезонной активности организмов. Это важный фактор, поскольку именно смена освещенности обуславливает чередование периода покоя и интенсивной жизнедеятельности, многие биологические явления у растений и животных (т.е. влияет на биоритмику организмов).

Например, до поверхности Земли доходит 43 % солнечных лучей. Растения способны улавливать от 0,1 до 1,3 %. Они поглощают желто-зеленый цвет спектра.

И сигналом о приближении зимы для растений и животных является уменьшение долготы дня. У растений происходит постепенная физиологическая перестройка, накопление запаса энергетических веществ перед зимним покоем. По фотопериодической реакции растительные организмы делятся на две группы:

· Организмы короткого дня – зацветание и плодоношение наступает при 8-12 часовом освещении (гречиха, просо, конопля, подсолнечник).

· Организмы длинного дня. На цветение и плодоношение у растений длинного дня необходимо удлинения дня до 16-20 часов (растения умеренных широт), для которых снижение долготы дня до 10-12 часов является сигналом приближения неблагоприятного осенне-зимнего периода. Это картофель, пшеница, шпинат.

· Нейтральные к длине для растения. Цветение наступает при любой длине дня. Это одуванчик, горчица и томат.

Подобное обнаруживается и у животных. В течение суток активность у каждого организма приходится на определенные часы. Механизмы, позволяющие организмам циклически менять свое состояние называются «биологическими часами».

Библиографический список к разделу

1. Гальперин, М.В. Общая экология: [учеб. для сред. проф. образования] / М.В. Гальперин. — М. : Форум: Инфра-М, 2006. – 336 с.

2. Коробкин, В.И. Экология [Текст] / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. – 575 с.

3. Миркин, Б.М. Основы общей экологии [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по естественнонауч. специальностям / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова; [под ред. Г.С. Розенберга]. — М. : Унив. кн., 2005. – 239 с.

4. Степановских, А.С. Общая экология: [учеб. для вузов по экол. специальностям] / А.С. Степановских. — 2-е изд., доп. и перераб. — М. : ЮНИТИ, 2005. – 687 с.

5. Фуряев, В.В. Общая экология и биология: учеб. пособие для студентов специальности 320800 очн. формы обучения / В.В. Фуряев, А.В. Фуряева; Федер. агентство по образованию, Сиб. гос. технол. ун-т, Ин-т леса им. В. Н. Сукачева. — Красноярск: СибГТУ, 2006. – 100 с.

6. Голубев, А.В. Общая экология и охрана окружающей среды: [учеб. пособие для всех специальностей] / А.В. Голубев, Н.Г. Николаевская, Т.В. Шарапа; [под ред. авт.] ; Гос. образоват. учреждение высшего проф. образования «Моск. гос. ун-т леса». – М. : МГУЛ, 2005. — 162 с.

7. Коробкин, В.И. Экология в вопросах и ответах [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 379 с. : схем. — Библиогр.: с. 366-368. — 103.72 р.

Контрольные вопросы к разделу 3

1. Понятие среды обитания, ее виды.

2. Что такое экологические факторы, как их классифицируют?

3. Понятие о лимитирующем факторе, примеры.

4. Закон оптимума-пессимума (рисунок). Примеры.

5. Закон взаимодействия экологических факторов. Примеры.

6. Закон толерантности (Шелфорда). Примеры.

7. Экологические правила: Д. Аллена, К. Бергмана, К. Глогера.

8. Адаптации живых организмов, их пути и формы. Примеры.

9. Фотопериодизм, биологические ритмы: понятие, примеры.

РАЗДЕЛ 4: ПОПУЛЯЦИОНННАЯ ЭКОЛОГИЯ

В процессе эволюции в результате естественного отбора и борьбы за существование возникают приспособления (адаптации) организмов к определенным условиям обитания. Сама эволюция является по существу непрерывным процессом образования адаптаций, происходящим по следующей схеме: интенсивность размножения -> борьба за существование -> избирательная гибель -> естественный отбор -> приспособленность.

Адаптации затрагивают разные стороны жизненных процессов организмов и поэтому могут быть нескольких типов.

Морфологические адаптации

Они связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.), густого шерстного покрова у северных млекопитающих, длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т. п. У теплокровных животных при продвижении на север отмечается увеличение средних размеров тела (правило Бергмана), что уменьшает относительную поверхность и теплоотдачу. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.). У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое.

Покровительственная окраска

Покровительственная окраска очень важна для видов животных, не имеющих эффективных средств защиты от хищников. Благодаря ей животные становятся менее заметными на местности. Например, самки птиц, высиживающие яйца, почти не отличимы от фона местности. Яйца птиц также окрашены под цвет местности. Покровительственную окраску имеют донные рыбы, большинство насекомых и многие другие виды животных. На севере чаще встречается белая или светлая окраска, помогающая маскироваться на снегу (полярные медведи, полярные совы, песцы, детеныши ластоногих — бельки и др.). У ряда животных появилась окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен, делающая их менее заметными в кустарниках и густых зарослях (тигры, молодые кабаны, зебры, пятнистые олени и др.). Некоторые животные способны очень быстро менять окраску в зависимости от условий (хамелеоны, осьминоги, камбала и др.).

Маскировка

Суть маскировки в том, что форма тела и его окраска делают животных похожими на листья, сучки, ветви, кору или колючки растений. Часто встречается у насекомых, обитающих на растениях.

Предостерегающая или угрожающая окраска

Некоторые виды насекомых, имеющих ядовитые или пахучие железы, имеют яркую предостерегающую окраску. Поэтому хищники, однажды столкнувшиеся с ними, надолго запоминают эту окраску и больше не нападают на таких насекомых (например, осы, шмели, божьи коровки, колорадские жуки и ряд других).

Мимикрия

Мимикрия — это окраска и форма тела у безобидных животных, подражающие их ядовитым собратьям. Например, некоторые не ядовитые змеи похожи на ядовитых. Цикады и сверчки напоминают крупных муравьев. У некоторых бабочек на крыльях имеются крупные пятна, напоминающие глаза хищников.

Физиологические адаптации

Этот тип адаптаций связан с перестройкой обмена веществ у организмов. Например, появление теплокровности и терморегуляции у птиц и млекопитающих. В более простых случаях — это приспособление к определенным формам пищи, солевому составу среды, высоким или низким температурам, влажности или сухости почвы и воздуха и т. п.

Биохимические адаптации

Поведенческие адаптации

Данный тип адаптаций связан с изменением поведения в тех или иных условиях. Например, забота о потомстве приводит к лучшему выживанию молодых животных и повышает устойчивость их популяций. В брачные периоды многие животные образуют отдельные семьи, а зимой объединяются в стаи, что облегчает их пропитание или защиту (волки, многие виды птиц).

Приспособления к периодическим факторам среды

Это адаптации к факторам среды, имеющим определенную периодичность в своем проявлении. К этому типу относятся суточные чередования периодов активности и отдыха, состояния частичного или полного анабиоза (сбрасывание листьев, зимние или летние диапаузы животных и др.), миграции животных, вызванные сезонными изменениями и т. п.

Приспособления к экстремальным условиям обитания

Растения и животные, обитающие в пустынях и полярных областях , также приобретают ряд специфических адаптаций. У кактусов листья преобразовались в колючки (уменьшение испарения и защита от выедания животными), а стебель превратился в фотосинтезирующий орган и резервуар . Пустынные растения имеют длинную корневую систему, позволяющие добывать воду с большой глубины. Пустынные ящерицы могут обходиться без воды, поедая насекомых и получая воду путем гидролиза их жиров. У северных животных кроме густого меха имеется также большой запас подкожных жиров, уменьшающий охлаждение тела.

Относительный характер адаптаций

Все приспособления целесообразны лишь для определенных условий, в которых они выработались. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою ценность или даже принести вред имеющим их организмам. Белая окраска зайцев, хорошо защищающая их на снегу, становится опасной при малоснежных зимах или сильных оттепелях.

Относительный характер адаптаций хорошо доказывают и данные палеонтологии, свидетельствующие о вымирании больших групп животных и растений, не переживших изменение условий жизни.

Адаптации (приспособления)

Биология и генетика

Относительный характер адаптации: соответствуя конкретной среде обитания адаптации теряют свое значение при ее изменении заяцбеляк при задержке зимы или при оттепели ранней весной заметен на фоне пашни и деревьев; водные растения при пересыхании водоемов погибают и т. Примеры адаптации Вид адаптации Характеристика адаптации Примеры Особая форма и строение тела Обтекаемая форма тела жабры плавники Рыбы ластоногие Покровительственная окраска Бывает сплошная и расчленяющая; формируется у организмов живущих открыто и делает их незаметными…

Адаптации(приспособления)

Адаптация (или приспособление) — это комплекс морфологических, физиологических, поведенческих и иных особенностей особи, популяции или вида, обеспечивающий успех в конкуренции с другими особями, популяциями или видами и устойчивость к воздействию факторов окружающей среды.

■ Адаптация — результат действия факторов эволюции.

Относительный характер адаптации: соответствуя конкретной среде обитания, адаптации теряют свое значение при ее изменении (заяц-беляк при задержке зимы или при оттепели, ранней весной заметен на фоне пашни и деревьев; водные растения при пересыхании водоемов погибают и т.д.).

Примеры адаптации

Вид адаптации

Характеристика адаптации

Примеры

Особая форма и строение тела

Обтекаемая форма тела, жабры, плавники

Рыбы, ластоногие

Покровительственная окраска

Бывает сплошная и расчленяющая; формируется у организмов, живущих открыто, и делает их незаметными на фоне окружающей среды

Серая и белая куропатки; сезонная смена цвета меха у зайца

Предостерегающая окраска

Яркая, заметная на фоне окружающей среды; развивается у видов, имеющих средства защиты

Ядовитые земноводные, жалящие и ядовитые насекомые, несъедобные и обжигающие растения

Мимикрия

Менее защищенные организмы одного вида по окраске напоминают защищенных ядовитых другого вида

Некоторые неядовитые змеи похожи по окраске на ядовитых

Маскировка

Форма и окраска тела делает организм похожим на предметы окружающей среды

Гусеницы бабочек по окраске и форме похожи на сучки деревьев, где они обитают

Функциональные приспособления

Теплокровность, активный обмен веществ

Позволяют жить в разных климатических условиях

Пассивная защита

Структуры и особенности, определяющие большую вероятность сохранения жизни

Панцири черепах, раковины моллюсков, иголки ежей и др.

Инстинкты

Роение у пчел при появлении второй матки, забота о потомстве, поиск пищи

Повадки

В минуты опасности изменяется поведение

Кобра раздувает капюшон, скорпион поднимает хвост


А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11790. Средства поиска информации в Интернете 907 KB
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Мировые информационные ресурсы Средства поиска информации в Интернете Методические указания к выполнению лабораторных работ предназначены для студентов специальности 080801.65 Прикладная инфо
11791. Работа в виртуальной машине Microsoft Virtual PC 259.48 KB
Отчёт по лабораторной работе №1: Работа в виртуальной машине Microsoft Virtual PC Список причин выключения компьютера раздела Shutdown Event Tracker: Other Planned Выключение или перезагрузка по неизвестной причине. Выберите эту опцию если другие причины выключения/перезагру
11793. Современное состояние и перспективы развития токсикологии отравляющих и аварийно-опасных химических веществ (АОХВ) 106 KB
В настоящее время в РФ функционирует более 3.5 тыс. объектов, на которых имеются СДЯВ. Суммарная площадь загрязнения при потенциальных авариях может захватить территорию, на которой проживает более трети населения страны. Статистика последних лет свидетельствует, что ежегодно происходит около 50 крупных аварий с выбросов СДЯВ
11794. ОСНОВЫ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ 122.5 KB
Уровень готовности общества к решению этих задач в значительной степени определяется подготовленностью широких слоев населения к действиям в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени.
11795. Маршрутизация в IP-сетях 85.4 KB
Лабораторная работа №3 Маршрутизация в IPсетях Цели работы: научиться объединять две сети при помощи компьютера исполняющего роль маршрутизатора; научиться настраивать Windows Server 2003 в качестве маршрутизатора; изучить возможности утилиты route. За…
11796. DHCP-сервер: установка и управление 141.22 KB
Лабораторная работа № 4. DHCPсервер: установка и управление Цели работы: научиться устанавливать и удалять DHCPсервер; научиться настраивать область действия DHCPсервера; научиться выполнять резервирование адресов. Задание 1. Назначить серверу сетевые…
11797. МОБИЛИЗАЦИОННАЯ ПОДГОТОВКА ОБЪЕКТОВ ЗДРА-ВООХРАНЕНИЯ 74 KB
Под мобилизацией в Российской федерации понимается комплекс мероприятий по переводу экономики РФ, экономики субъектов, муниципальных образований, органов государственной власти, органов местного самоуправления и организаций на работу в условиях военного времени
11798. Индукция магнитного поля земли и ее определение 385.32 KB
Магнитные взаимодействия, как между электрическими токами, так и между магнитами осуществляются посредством магнитного поля. Магнитное поле можно представить наглядно следующим образом. Если проводники с током продеть через лист картона и насыпать на лист маленькие магнитные стрелки, то они расположатся вокруг проводника по касательным к концентрическим окружностям

Живые организмы приспособлены к тем условиям окружающей среды, в которых длительное время обитали их предки. Приспособления к условиям среды по-другому называются адаптациями. Они возникают в процессе эволюции популяции, образуя новый подвид, вид, род и т. д. В популяции накапливаются разные генотипы, проявляющиеся в разных фенотипах. Те фенотипы, которые наиболее соответствуют условиям среды, получают больше шансов выжить и оставить потомство. Таким образом, вся популяция «насыщается» полезными для данной среды обитания адаптациями.

По своим формам (видам) адаптации бывают разными. Они могут затрагивать строение тела, поведение, внешний вид, биохимию клеток и др. Различают следующие формы адаптаций.

Адаптации строения тела (морфологические адаптации) . Бывают значительными (на уровне отрядов, классов и т. д), так и мелкими (на уровне видов). Примерами первых являются возникновение шерсти у млекопитающих, способности к полету у птиц, легких у земноводных. Пример мелких адаптаций — разное строение клюва у близкородственных видов птиц, питающихся разными способами.

Физиологические адаптации. Это перестройка обмена веществ. Для каждого вида, приспособленного к своим условиям обитания, характерны свои особенности обмена веществ. Так некоторым виды много едят (например, птицы), т. к. их обмен веществ достаточно быстрый (птицам требуется много энергии для полета). Некоторые виды могут длительно не пить (верблюды). Морские животные могут пить морскую воду, в то время как пресноводные и наземные этого не могут.

Биохимические адаптации. Это особое строение белков, жиров, дающие организмам возможность обитать в тех или иных условиях. Например, при низких температурах. Или способность организмов вырабатывать яды, токсины, пахучие вещества для защиты.

Покровительственная окраска. Многие животные в процессе эволюции приобретают такую окраску тела, которая делает их менее заметными на фоне травы, деревьев, грунта, т. е. там, где они обитают. Одним это позволяет защититься от хищников, другим — незаметно подкрасться и напасть. Часто покровительственной окраской обладают детеныши млекопитающих и птенцы. В то время как взрослые особи могут уже не иметь покровительственной окраски.

Предостерегающая (угрожающая) окраска . Такая окраска яркая и хорошо запоминающаяся. Характерна для жалящих и ядовитых насекомых. Например, птицы не едят ос. Один раз попробовав, они на всю жизнь запоминают характерную окраску осы.

Мимикрия — внешнее сходство с ядовитыми или жалящими видами, опасными животными. Позволяет избежать поедания хищниками, которым «кажется» что перед ними опасный вид. Так мухи-журчалки похожи на пчел, некоторые неядовитые змеи на ядовитых, на крыльях бабочек могут быть узоры, похожие на глаза хищников.

Маскировка — схожесть формы тела организма с объектом неживой природы. Тут не только возникает покровительственная окраска, но и сам организм по своей форме напоминает объект неживой природы. Например, ветку, лист. Маскировка в основном характерна для насекомых.

Поведенческие адаптации . У каждого вида животных формируется особый тип поведения, позволяющий наилучшим образом адаптироваться к конкретным условиям обитания. Это и запасание корма, забота о потомстве, брачное поведение, спячки, затаивание перед нападением, миграции и т. д.

Часто разные адаптации взаимосвязаны. Например, покровительственная окраска может сочетаться с замиранием животного (с поведенческой адаптацией) в момент опасности. Также многие морфологические адаптации обусловлены физиологическими.

Грандиозные изобретения человеческого разума не перестают удивлять, фантазии нет предела. Но то, что много веков создавала природа, превосходит самые креативные идеи и замыслы. Природа создала более чем полтора миллиона видов живых особей, каждая из которых индивидуальна и неповторима в своих формах, физиологии, приспособленности к жизни. Примеры адаптации организмов к постоянно меняющимся условиям проживания на планете — это примеры мудрости создателя и постоянный источник задач для разгадывания биологам.

Адаптация означает приспособленность или привыкание. Это процесс постепенного перерождения физиологических, морфологических или психологических функций существа в условиях изменившейся среды обитания. Изменениям подвергаются как отдельные особи, так и целые популяции.

Яркий пример адаптации непосредственной и косвенной — выживание растительного и животного мира в зоне повышенной радиации вокруг Чернобыльской АЭС. Непосредственная приспособляемость свойственна тем особям, которые сумели выжить, привыкнуть и начать размножаться, некоторые не выдержали испытания и погибли (косвенная адаптация).

Так как условия существования на Земле меняются постоянно, процессы эволюции и приспособленности в живой природе также являются процессом непрерывным.

Свежий пример адаптации — изменение среды обитания колонии зеленых мексиканских попугаев аратингов. С недавних пор они изменили привычное место обитания и поселились в самом жерле вулкана Масая, в среде, постоянно пропитанной серным газом высокой концентрации. Ученые еще не дали объяснение этому феномену.

Виды адаптации

Изменение всей формы существования организма представляет собой функциональную адаптацию. Пример адаптации, когда изменение условий приводит к обоюдному приспосабливанию живых организмов друг к другу, представляет собой коррелятивное приспособление или коадаптацию.

Приспособление может быть пассивным, когда функции или строение субъекта происходят без его участия, или активным, когда он сознательно изменяет свои привычки под стать окружающей среде (примеры адаптации людей к природным условиям или социуму). Бывают случаи, когда субъект приспосабливает окружающую среду под свои потребности — это объективная адаптация.

Биологи разделяют виды адаптации по трем признакам:

  • Морфологические.
  • Физиологические.
  • Поведенческие или психологические.

Примеры адаптации животных или растения в чистом виде редки, большинство случаев привыкания к новым условиям происходит в смешанных видах.

Морфологические адаптации: примеры

Морфологические изменения — это произошедшие в процессе эволюции изменения формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма.

Ниже приведены морфологические адаптации, примеры из животного и растительного мира, которые мы рассматриваем как само собой разумеющееся явление:

  • Перерождение листьев в колючки у кактусов и других растений засушливых регионов.
  • Панцирь черепахи.
  • Обтекаемые формы тела жителей водоемов.

Физиологические адаптации: примеры

Приспособление физиологическое — это изменение ряда химических процессов, происходящих внутри организма.

  • Выделение цветами сильного запаха для привлечения насекомых способствует запылению.
  • Состояние анабиоза, в которое способны входить простейшие организмы, позволяет им сохранять жизнедеятельность через многие годы. Старейшая способная к размножению бактерия имеет возраст 250 лет.
  • Накопление подкожного жира, который преобразуется в воду, у верблюдов.

Поведенческие (психологические) адаптации

С психологическим фактором больше связаны примеры адаптации человека. Поведенческие характеристики свойственны флоре и фауне. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц — улетать на юг, чтобы возвратиться весной, деревья — сбрасывать листву и замедлять движение соков. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период. Некоторые северные лягушки и черепахи полностью замерзают на зиму и оттаивают, оживают с наступлением тепла.

Факторы, вызывающие потребность в переменах

Любые процессы адаптации — это ответная реакция на факторы экологии, которые ведут к изменению окружающей среды. Такие факторы подразделяются на биотические, абиотические и антропогенные.

Биотические факторы — это влияние живых организмов друг на друга, когда, к примеру, исчезает один вид, который служит пищей другому.

Абиотические факторы — это изменения в окружающей неживой природе, когда меняется климат, состав почвы, обеспеченность водой, циклы солнечной активности. Физиологические адаптации, примеры влияния абиотических факторов — экваториальные рыбы, которые могут дышать и в воде, и на суше. Они хорошо приспособились к условиям, когда пересыхание рек — частое явление.

Антропогенные факторы — влияние человеческой деятельности, которое изменяет окружающую среду.

Приспособления к среде обитания

  • Освещенность . У растений — это отдельные группы, которые отличаются потребностью в солнечном освещении. На открытых пространствах хорошо живут светолюбивые гелиофиты. В противоположность им — сциофиты: растения лесных чащ, хорошо себя чувствуют в затененных местах. Среди животных также есть особи, чья рассчитана на активный образ жизни в ночное время или под землей.
  • Температура воздуха. В среднем для всего живого, в том числе и человека, оптимальной температурной средой считается диапазон от 0 до 50 о С. Однако жизнь есть практически во всех климатических регионах Земли.

Противоположные примеры адаптации к аномальным температурам описаны ниже.

Арктические рыбы не замерзают благодаря выработке в крови уникального антифризного белка, который не дает крови заледенеть.

Простейшие микроорганизмы обнаружены в гидротермальных источниках, температура воды в которых превышает градус кипения.

Растения-гидрофиты, то есть те, что живут в воде или около нее, погибают даже при незначительной потере влаги. Ксерофиты, наоборот, приспособлены жить в засушливых регионах, и погибают при большой влажности. Среди животных природа также поработала над адаптацией к водному и безводному окружению.

Адаптация человека

Способности человека к приспособлению поистине грандиозны. Секреты человеческого мышления раскрыты далеко не полностью, и тайны адаптивной способности людей еще долго будут загадочной темой для ученых. Превосходство Гомо сапиенса перед другими живыми существами — в способности сознательно менять свое поведение под требование окружающей среды или, наоборот, окружающий мир под свои потребности.

Гибкость поведения человека проявляется ежедневно. Если дать задание: «приведите примеры адаптации людей», большинство начинает вспоминать исключительные случаи выживания в Это редкие случаи, а в новых для себя обстоятельствах свойственна человеку ежедневно. Мы примеряем на себя новую обстановку в момент рождения на свет, в детском саду, школе, в коллективе, при переезде в другую страну. Именно это состояние принятия новых ощущений организмом называют стрессом. Стресс является психологическим фактором, но тем не менее под его воздействием меняются многие физиологические функции. В случае, когда человек принимает новую среду как положительную для себя, новое состояние становится привычным, а иначе стресс грозит стать затяжным и привести к ряду серьезных заболеваний.

Механизмы приспособления человека

Существуют три типа адаптации человека:

  • Физиологическая . Самые простые примеры — акклиматизации и приспособленность к смене часовых поясов или суточного режима работы. В процессе эволюции сформировались различные типы людей, в зависимости от территориального места проживания. Арктический, высокогорный, континентальный, пустынный, экваториальный типы значительно разнятся физиологическими показателями.
  • Психологическая адаптация. Это способность человека находить моменты понимания с людьми разных психотипов, в стране с иным уровнем менталитета. Человеку разумному свойственно менять свои устоявшиеся стереотипы под влиянием новой информации, особых случаев, стресса.
  • Социальная адаптация. Тип привыкания, который свойственен только человеку.

Все адаптивные типы тесно связаны между собой, как привило, любая смена привычного существования вызывает в человеке потребность в социальной и психологической адаптации. Под их воздействием приходят в действие механизмы физиологических изменений, которые тоже подстраиваются под новые условия.

Такая мобилизация всех реакция организма названа адаптационным синдромом. Новые реакции организма появляются в ответ на резкие изменения обстановки. На первой стадии — тревоги — наблюдается изменение физиологических функций, изменения в работе обмена веществ и систем. Далее подключаются защитные функции и органы (в том числе мозг), начинают включать свои защитные функции и скрытые возможности. Третья стадия адаптации зависит от индивидуальных особенностей: человек или включается в новую жизнь и входит в обычное русло (в медицине в этот период наступает выздоровление), или же организм не принимает стресса, и последствия принимают уже негативную форму.

Феномены человеческого организма

В человеке заложен природой огромный запас прочности, который используется в повседневной жизни только в незначительном объеме. Проявляется он в экстремальных ситуациях и воспринимается как чудо. На самом же деле чудо заложено в нас самих. Пример адаптации: способность людей адаптироваться к нормальной жизни после удаления значительной части внутренних органов.

Природный врожденный иммунитет на протяжении жизни может укрепляться рядом факторов или же, наоборот, ослабевать при неправильном образе жизни. К сожалению, увлечение вредными привычками — это тоже отличие человека от других живых организмов.

Морфологические и поведенческие адаптации. Поведенческие адаптации организмов к действию экологич.факторов. Примеры. Что понимают под адаптацией

Для выживания в неблагоприятных климатических условиях растения, животные и птицы имеют некоторые особенности. Эти особенности называются «физиологические адаптации», примеры которых можно увидеть практически у каждого вида млекопитающих, в том числе и у человека.

Зачем нужна физиологическая адаптация?

Условия жизни в некоторых уголках планеты не совсем комфортные, тем не менее там существуют различные представители живой природы. Есть несколько причин, почему эти животные не покинули неблагоприятную среду.

Прежде всего, климатические условия могли измениться, когда определенный вид уже существовал на данной территории. Некоторые животные не приспособлены к миграциям. Возможен также вариант того, что территориальные особенности не позволяют мигрировать (острова, горные плато и т. д.). Для определенного вида изменившиеся условия обитания все равно остаются более подходящими, чем в любом другом месте. И физиологическая адаптация является лучшим вариантом решения проблемы.

Что понимают под адаптацией?

Физиологическая адаптация — гармония организмов с конкретной средой обитания. Например, комфортное пребывание в пустыне ее обитателей обусловлено их адаптацией к высоким температурам и отсутствию доступа к воде. Адаптацией считается появление тех или иных признаков у организмов, позволяющих им ужиться с какими-либо элементами среды. Они возникают в процессе определенных мутаций в организме. Физиологические адаптации, примеры которых общеизвестны в мире, это, допустим, способность к эхолокации у некоторых животных (летучие мыши, дельфины, совы). Эта способность помогает им ориентироваться в пространстве с ограниченным освещением (в темноте, в воде).

Физиологическая адаптация представляет собой набор реакций организма на те или иные патогенные факторы в среде обитания. Она обеспечивает организмам большую вероятность выживания и является одним из методов естественного отбора сильных и устойчивых организмов в популяции.

Виды физиологической адаптации

Адаптацию организма различают генотипическую и фенотипическую. В основе генотипической лежат условия естественного отбора и мутаций, которые привели к изменениям в организмах целого вида или популяции. Именно в процессе этого типа адаптации были сформированы современные виды животных, птиц и человека. Генотипическая форма адаптации является наследственной.

Фенотипическая форма адаптации обусловлена индивидуальными изменениями в конкретном организме для комфортного пребывания в определенных климатических условиях. Также может развиваться вследствие постоянного воздействия агрессивной среды. В результате организм приобретает устойчивость к ее условиям.

Сложные и перекрестные адаптации

Сложные адаптации проявляются в определенных климатических условиях. Например, привыкание организма к низким температурам при длительном пребывании в северных регионах. Эта форма адаптации развивается у каждого человека при переезде в другую климатическую зону. В зависимости от особенностей конкретного организма и его здоровья, такая форма адаптации протекает по-разному.

Перекрестная адаптация — форма привыкания организма, при которой развитие устойчивости к одному фактору повышает устойчивость ко всем факторам этой группы. Физиологическая адаптация человека к стрессу повышает его устойчивость к некоторым другим факторам, например, к холоду.

На основе положительных перекрестных адаптаций разработан комплекс мероприятий для укрепления сердечной мышцы и предотвращения инфарктных состояний. В естественных условиях те люди, которые чаще в жизни сталкивались со стрессовыми ситуациями, менее подвержены последствиям инфаркта миокарда, чем те, что вели спокойный образ жизни.

Типы приспособительных реакций

Выделяют два типа адаптивных реакций организма. Первый тип носит название «пассивные адаптации». Эти реакции проходят на клеточном уровне. Они характеризуют формирование степени устойчивости организма к воздействию негативного фактора окружающей среды. Например, изменение атмосферного давления. Пассивная адаптация позволяет сохранить нормальную функциональность организма при небольших колебаниях атмосферного давления.

Наиболее известные физиологические адаптации у животных пассивного типа — это защитные реакции живого организма на воздействие холода. Зимняя спячка, при которой замедляются жизненные процессы, присуща некоторым видам растений и животных.

Второй тип приспособительных реакций называется активным и подразумевает защитные меры организма при воздействии патогенных факторов. В этом случае внутренняя среда организма остается постоянной. Такой тип адаптации присущ высокоразвитым млекопитающим и человеку.

Примеры физиологических адаптаций

Физиологическая адаптация человека проявляется во всех нестандартных для его среды обитания и образа жизни ситуациях. Акклиматизация — наиболее известный пример адаптаций. Для разных организмов этот процесс проходит с различной скоростью. Некоторым для привыкания к новым условиям нужно несколько дней, у многих на это уйдут месяцы. Также скорость привыкания зависит от степени различия с привычной средой обитания.

В агрессивных средах обитания многие млекопитающие и птицы имеют характерный набор реакций организма, из которых состоит их физиологическая адаптация. Примеры (у животных) можно наблюдать практически в каждой климатической зоне. Например, обитатели пустынь накапливают запасы подкожного жира, который окисляется и образует воду. Этот процесс наблюдается перед наступлением периода засухи.

Физиологическая адаптация у растений также имеет место. Но она носит пассивный характер. Примером такой адаптации является сбрасывание деревьями листьев при наступлении холодного времени года. Места почек покрываются чешуйками, которые их защищают от вредного воздействия низких температур и снега с ветром. Процессы метаболизма в растениях замедляются.

В сочетание с морфологической адаптацией физиологические реакции организма обеспечивают ему высокий уровень выживаемости в неблагоприятных условиях и при резких изменениях в среде обитания.

Интересно такое наблюдение. У животных северных популяций все вытянутые части тела — конечности, хвост, уши — покрыты плотным слоем шерсти и выглядят относительно более короткими, чем у представителей того же вида, но обитающих в жарком климате.

Эта закономерность, известная как правило Алена, распространяется как на диких, так и на домашних животных.

Заметна разница в строении тела северной лисы и фенека на юге, северного кабана и кабана на Кавказе. Беспородные домашние собаки в Краснодарском крае, крупный рогатый скот местной селекции отличаются меньшей живой массой по сравнению с представителями этих видов, скажем, Архангельска.

Зачастую животные из южных популяций длинноноги и длинноухи. Большие уши, недопустимые в условиях низких температур, возникли как приспособление к жизни в жарком поясе.

А животные тропиков имеют просто огромные уши (слоны, кролики, копытные). Показательны уши африканского слона, площадь которых составляет 1/6 часть поверхности всего тела животного. Они имеют обильную иннервацию и васкуляризацию. В жаркую погоду у слона через кровеносную систему раковин ушей проходит примерно 1/3 часть всей циркулирующей крови. В результате усиленного кровотока во внешнюю среду отдается излишнее тепло.

Еще больше впечатляет своими адаптационными способностями к высоким температурам житель пустыни заяц Lapus alleni. У этого грызуна 25% всей поверхности тела приходится на голые ушные раковины. Неясно, какова главная биологическая задача таких ушей: вовремя зафиксировать приближение опасности или участвовать в терморегуляции. Как первая, так и вторая задача решаются зверьком очень эффективно. У грызуна тонкий слух. Развитая кровеносная система ушных раковин с уникальной сосудодвигательной способностью обслуживает только терморегуляцию. За счет усиления и ограничения кровотока через ушные раковины животное меняет теплоотдачу на 200-300%. Его органы слуха выполняют функцию поддержания теплового гомеостаза и экономии воды.

Благодаря насыщенности ушных раковин термочувствительными нервными окончаниями и быстрым сосудодвигательным реакциям с поверхности ушных раковин во внешнюю среду отдается большое количество лишней тепловой энергии и у слона, и особенно у лепуса.

Хорошо вписывается в контекст обсуждаемой проблемы и строение тела родственника современных слонов — мамонта. Этот северный аналог слона, судя по сохранившимся останкам, обнаруженным в тундре, был значительно крупнее своего южного родственника. Но уши мамонта имели меньшую относительную площадь и к тому же были покрыты густой шерстью. Мамонт имел относительно короткие конечности и короткий хобот.

Длинные конечности невыгодны в условиях низких температур, так как с их поверхности теряется слишком много тепловой энергии. Но в условиях жаркого климата длинные конечности являются полезной адаптацией. В пустынных условиях верблюды, козы, лошади местной селекции, а также овцы, кошки, как правило, длинноноги.

По данным Н. Hensen, в результате адаптации к низким температурам у животных меняются свойства жира подкожных отложений и костного мозга. У арктических животных костный жир из фаланги пальцев имеет низкую точку плавления и не застывает даже в лютые морозы. Однако костный жир из костей, которые не контактируют с холодной поверхностью, например из бедренной кости, имеет обычные физико-химические свойства. Жидкий жир в костях нижней части конечностей обеспечивает теплоизоляцию и подвижность суставов.

Накопление жира отмечается не только у северных животных, для которых он служит теплоизоляцией и источником энергии в период, когда корм недоступен по причине тяжелого ненастья. Жир накапливают и животные, обитающие в жарком климате. Но качество, количество и распределение жира по телу у северных и южных животных разное. У диких арктических животных жир распределяется в подкожной клетчатке равномерно по всему телу. У животного при этом образуется своеобразная теплоизолирующая капсула.

У животных умеренного пояса жир как теплоизолятор накапливается лишь у видов со слабо развитым шерстным покровом. В большинстве случаев накопленный жир служит источником энергии в голодный зимний (или летний) период.

В жарком климате подкожные жироотложения несут другую физиологическую нагрузку. Распределение жировых отложений по телу животных характеризуется большой неравномерностью. Жир локализуется в верхней и задней частях тела. Например, у копытных африканских саванн жировая подкожная прослойка локализуется вдоль позвоночника. Она защищает животное от палящего солнца. Брюхо при этом абсолютно свободно от жира. Это также имеет большой смысл. Более холодная по сравнению с воздухом земля, трава или вода обеспечивает эффективный отвод тепла через брюшную стенку в отсутствие жировой прослойки. Небольшие жировые отложения и у животных в жарком климате являются источником энергии на период засухи и связанного с ней голодного существования травоядных.

Внутренний жир животных в жарком и засушливом климате выполняет еще одну чрезвычайно полезную функцию. В условиях недостатка или полного отсутствия воды внутренний жир служит источником воды. Специальные исследования показывают, что окисление 1000 г жира сопровождается образованием 1100 г воды.

Образцом неприхотливости в засушливых условиях пустыни служат верблюды, курдючные и жирнохвостые овцы, зебувидный скот. Масса накопленного в горбах верблюда и курдюке овцы жира составляет 20% от их живой массы. Расчеты показывают, что 50-килограммовая курдючная овца при себе имеет запас воды около 10 л, а верблюд еще больше — около 100 л. Последние примеры иллюстрируют морфофизиологические и биохимические адаптации животных к экстремальным температурам. Морфологические адаптации распространяются на многие органы. У северных животных имеет место большой объем желудочно-кишечного тракта и большая относительная длина кишечника, у них откладывается больше внутреннего жира в сальниках и околопочечной капсуле.

У животных аридной зоны имеется ряд морфофункциональных особенностей системы мочеобразования и выделения. Еще в начале XX в. морфологи обнаружили различия в строении почек пустынных животных и животных умеренного климата. У животных жаркого климата более развит мозговой слой за счет увеличения прямоканальцевой части нефрона.

Например, у африканского льва толщина мозгового слоя почек составляет 34 мм, а у домашней свиньи — всего 6,5 мм. Способность почек концентрировать мочу положительно коррелирует с длиной петли Гендле.

Кроме структурных особенностей у животных аридной зоны найдены функциональные особенности мочевыделительной системы. Так, для кенгуровой крысы нормальным является выраженная способность мочевого пузыря реабсорбировать воду из состава вторичной мочи. В восходящем и нисходящем каналах петли Гендле происходит фильтрация мочевины — процесс, обычный для клубеньковой части нефрона.

В основе адаптационного функционирования мочевыделительной системы лежит нейро-гуморальная регуляция с ярко выраженной гормональной составляющей. У кенгуровой крысы концентрация гормона вазопрессина повышена. Так, в моче кенгуровой крысы концентрация данного гормона составляет 50 ед/мл, у лабораторной крысы — всего 5-7 ед/мл. В ткани гипофиза кенгуровой крысы содержание вазопрессина равно 0,9 ед/мг, у лабораторной крысы — в три раза меньше (0,3 ед/мг). При депривации воды различия между животными сохраняются, хотя секреторная активность нейрогипофиза усиливается как у одного, так и у другого животного.

Потеря живой массы при депривации воды у аридных животных ниже. Если верблюд за рабочий день, получая лишь сено низкого качества, теряет 2-3% от живой массы, то лошадь и осел в тех же условиях потеряют 6-8% живой массы за счет обезвоживания.

Температура среды обитания оказывает значительное влияние на структуру кожных покровов животных. В холодном климате кожа толще, шерсть гуще, имеется подпушек. Все это способствует снижению теплопроводности поверхности тела. У животных жаркого климата все наоборот: тонкая кожа, редкая шерсть, низкие теплоизолирующие свойства кожи в целом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

В процессе эволюции в результате естественного отбора и борьбы за существование возникают приспособления (адаптации) организмов к определенным условиям обитания. Сама эволюция является по существу непрерывным процессом образования адаптаций, происходящим по следующей схеме: интенсивность размножения -> борьба за существование -> избирательная гибель -> естественный отбор -> приспособленность.

Адаптации затрагивают разные стороны жизненных процессов организмов и поэтому могут быть нескольких типов.

Морфологические адаптации

Они связаны с изменением строения тела. Например, появление перепонок между пальцами ног у водоплавающих животных (амфибий, птиц и др.), густого шерстного покрова у северных млекопитающих, длинных ног и длинной шеи у болотных птиц, гибкого тела у норных хищников (например, у ласки) и т. п. У теплокровных животных при продвижении на север отмечается увеличение средних размеров тела (правило Бергмана), что уменьшает относительную поверхность и теплоотдачу. У придонных рыб формируется плоское тело (скаты, камбала и др.). У растений в северных широтах и высокогорных районах часты стелющиеся и подушковидные формы, меньше повреждаемые сильными ветрами и лучше согреваемые солнцем в припочвенном слое.

Покровительственная окраска

Покровительственная окраска очень важна для видов животных, не имеющих эффективных средств защиты от хищников. Благодаря ей животные становятся менее заметными на местности. Например, самки птиц, высиживающие яйца, почти не отличимы от фона местности. Яйца птиц также окрашены под цвет местности. Покровительственную окраску имеют донные рыбы, большинство насекомых и многие другие виды животных. На севере чаще встречается белая или светлая окраска, помогающая маскироваться на снегу (полярные медведи, полярные совы, песцы, детеныши ластоногих — бельки и др.). У ряда животных появилась окраска, образованная чередованием светлых и темных полос или пятен, делающая их менее заметными в кустарниках и густых зарослях (тигры, молодые кабаны, зебры, пятнистые олени и др.). Некоторые животные способны очень быстро менять окраску в зависимости от условий (хамелеоны, осьминоги, камбала и др.).

Маскировка

Суть маскировки в том, что форма тела и его окраска делают животных похожими на листья, сучки, ветви, кору или колючки растений. Часто встречается у насекомых, обитающих на растениях.

Предостерегающая или угрожающая окраска

Некоторые виды насекомых, имеющих ядовитые или пахучие железы, имеют яркую предостерегающую окраску. Поэтому хищники, однажды столкнувшиеся с ними, надолго запоминают эту окраску и больше не нападают на таких насекомых (например, осы, шмели, божьи коровки, колорадские жуки и ряд других).

Мимикрия

Мимикрия — это окраска и форма тела у безобидных животных, подражающие их ядовитым собратьям. Например, некоторые не ядовитые змеи похожи на ядовитых. Цикады и сверчки напоминают крупных муравьев. У некоторых бабочек на крыльях имеются крупные пятна, напоминающие глаза хищников.

Физиологические адаптации

Этот тип адаптаций связан с перестройкой обмена веществ у организмов. Например, появление теплокровности и терморегуляции у птиц и млекопитающих. В более простых случаях — это приспособление к определенным формам пищи, солевому составу среды, высоким или низким температурам, влажности или сухости почвы и воздуха и т. п.

Биохимические адаптации

Поведенческие адаптации

Данный тип адаптаций связан с изменением поведения в тех или иных условиях. Например, забота о потомстве приводит к лучшему выживанию молодых животных и повышает устойчивость их популяций. В брачные периоды многие животные образуют отдельные семьи, а зимой объединяются в стаи, что облегчает их пропитание или защиту (волки, многие виды птиц).

Приспособления к периодическим факторам среды

Это адаптации к факторам среды, имеющим определенную периодичность в своем проявлении. К этому типу относятся суточные чередования периодов активности и отдыха, состояния частичного или полного анабиоза (сбрасывание листьев, зимние или летние диапаузы животных и др.), миграции животных, вызванные сезонными изменениями и т. п.

Приспособления к экстремальным условиям обитания

Растения и животные, обитающие в пустынях и полярных областях , также приобретают ряд специфических адаптаций. У кактусов листья преобразовались в колючки (уменьшение испарения и защита от выедания животными), а стебель превратился в фотосинтезирующий орган и резервуар . Пустынные растения имеют длинную корневую систему, позволяющие добывать воду с большой глубины. Пустынные ящерицы могут обходиться без воды, поедая насекомых и получая воду путем гидролиза их жиров. У северных животных кроме густого меха имеется также большой запас подкожных жиров, уменьшающий охлаждение тела.

Относительный характер адаптаций

Все приспособления целесообразны лишь для определенных условий, в которых они выработались. При изменении этих условий адаптации могут потерять свою ценность или даже принести вред имеющим их организмам. Белая окраска зайцев, хорошо защищающая их на снегу, становится опасной при малоснежных зимах или сильных оттепелях.

Относительный характер адаптаций хорошо доказывают и данные палеонтологии, свидетельствующие о вымирании больших групп животных и растений, не переживших изменение условий жизни.

Животные и растения вынуждены приспосабливаться ко множеству факторов, причем эти приспособления вырабатываются в процессе определенного промежутка времени, часто в процессе эволюции и естественного отбора, закрепляясь на генетическом уровне.

Адаптация (от лат. adapto — приспособляю) – приспособления строения и функций организмов к условиям среды в процессе эволюции.

При анализе организации любого животного и растения всегда обнаруживается поразительное соответствие формы и функций организма условиям среды. Так, среди морских млекопитающих дельфины обладают наиболее совершенными приспособлениями к быстрому движению в водной среде: торпедообразная форма, особое строение кожи и подкожной клетчатки, повышающее обтекаемость тела, а следовательно, и быстроту скольжения в воде.

Различают три основные формы проявления адаптаций: анатомо-морфологические, физиологические и поведенческие.

Анатомо-морфологические адаптации – это какие-то внешние и внутренние особенности в строении тех или иных органов растений и животных, позволяющие им обитать в определенной среде при определенном сочетании экологических факторов. У животных часто связаны с образом жизни, характером питания. Примеры:

· Твердый панцирь черепах, обеспечивающий защиту от хищных животных

· Дятел – долотообразный клюв, жесткий хвост, характерное расположение пальцев.

Физиологические адаптации заключаются в способности организмов изменять некоторые свои физиологические процессы при наступлении критических периодов в их жизни

· Запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения.

· Глубокий покой у многих растений, произрастающих в средних широтах северного полушария, впадение в оцепенение или в спячку у некоторых животных с наступлением холодного периода).

· Биологические антифризы, увеличивающие вязкость внутренних сред и препятствующие образованию кристаллов льда, которые разрушили бы клетки (до 10 % у муравьев, до 30 % у ос).

· В темноте чувствительность глаза к свету повышается в течение часа во много тысяч раз, что связано как с восстановлением зрит, пигментов, так и с изменениями в нервных элементах и нервных клетках коры головного мозга.

· Примером физиологических адаптаций являются также особенности ферментативного набора в пищеварительном тракте животных, определяемые набором и составом пищи. Так, обитатели пустынь способны обеспечивать свою потребность во влаге путем биохимического окисления жиров.

Поведенческие (этологические) адаптации – это формы приспособительного поведения животных. Примеры:

· Для обеспечения нормально теплообмена с окружающей средой: создание убежищ, суточные и сезонные кочевки животных с целью выбора оптимальных температурных условий.

· Колибри Oreotrochis estella , живущая в высокогорных Андах, строит гнезда на скалах, причем на стороне, обращенной к Востоку. В течение ночи камни отдают тепло, накопленное за день, тем самым обеспечивая комфортную температуру до утра.

· В районах с суровым климатом, но снежными зимами температура под снегом может быть на 15-18ºС выше внешней. Посчитано, что белая куропатка, ночуя в подснежной лунке, экономит до 45 % энергии.

· Многие животные используют групповые ночевки: пищухи род Certhia (птицы) собираются в холодную погоду группами до 20 особей. Аналогичное явление описано у грызунов.

· Приспособительное поведение может появляться у хищников в процессе выслеживания и преследования добычи.

Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов . Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.

Одно из фундаментальных свойств живой природы – это цикличность большинства происходящих в ней процессов, что обеспечивает адаптацию растений и животных при своем развитии с основным периодическим факторам. Остановимся на таком явлении в живой природе как фотопериодизм.

Фотопериодизм – реакция организмов на сезонные изменения долготы дня. Открыт В. Гарнером и Н. Аллардом в 1920 г. во время селекционной работы с табаком.

Свет оказывает ведущее влияние на проявление суточной и сезонной активности организмов. Это важный фактор, поскольку именно смена освещенности обуславливает чередование периода покоя и интенсивной жизнедеятельности, многие биологические явления у растений и животных (т.е. влияет на биоритмику организмов).

Например, до поверхности Земли доходит 43 % солнечных лучей. Растения способны улавливать от 0,1 до 1,3 %. Они поглощают желто-зеленый цвет спектра.

И сигналом о приближении зимы для растений и животных является уменьшение долготы дня. У растений происходит постепенная физиологическая перестройка, накопление запаса энергетических веществ перед зимним покоем. По фотопериодической реакции растительные организмы делятся на две группы:

· Организмы короткого дня – зацветание и плодоношение наступает при 8-12 часовом освещении (гречиха, просо, конопля, подсолнечник).

· Организмы длинного дня. На цветение и плодоношение у растений длинного дня необходимо удлинения дня до 16-20 часов (растения умеренных широт), для которых снижение долготы дня до 10-12 часов является сигналом приближения неблагоприятного осенне-зимнего периода. Это картофель, пшеница, шпинат.

· Нейтральные к длине для растения. Цветение наступает при любой длине дня. Это одуванчик, горчица и томат.

Подобное обнаруживается и у животных. В течение суток активность у каждого организма приходится на определенные часы. Механизмы, позволяющие организмам циклически менять свое состояние называются «биологическими часами».

Библиографический список к разделу

1. Гальперин, М.В. Общая экология: [учеб. для сред. проф. образования] / М.В. Гальперин. — М. : Форум: Инфра-М, 2006. – 336 с.

2. Коробкин, В.И. Экология [Текст] / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2005. – 575 с.

3. Миркин, Б.М. Основы общей экологии [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по естественнонауч. специальностям / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова; [под ред. Г.С. Розенберга]. — М. : Унив. кн., 2005. – 239 с.

4. Степановских, А.С. Общая экология: [учеб. для вузов по экол. специальностям] / А.С. Степановских. — 2-е изд., доп. и перераб. — М. : ЮНИТИ, 2005. – 687 с.

5. Фуряев, В.В. Общая экология и биология: учеб. пособие для студентов специальности 320800 очн. формы обучения / В.В. Фуряев, А.В. Фуряева; Федер. агентство по образованию, Сиб. гос. технол. ун-т, Ин-т леса им. В. Н. Сукачева. — Красноярск: СибГТУ, 2006. – 100 с.

6. Голубев, А.В. Общая экология и охрана окружающей среды: [учеб. пособие для всех специальностей] / А.В. Голубев, Н.Г. Николаевская, Т.В. Шарапа; [под ред. авт.] ; Гос. образоват. учреждение высшего проф. образования «Моск. гос. ун-т леса». – М. : МГУЛ, 2005. — 162 с.

7. Коробкин, В.И. Экология в вопросах и ответах [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 379 с. : схем. — Библиогр.: с. 366-368. — 103.72 р.

Контрольные вопросы к разделу 3

1. Понятие среды обитания, ее виды.

2. Что такое экологические факторы, как их классифицируют?

3. Понятие о лимитирующем факторе, примеры.

4. Закон оптимума-пессимума (рисунок). Примеры.

5. Закон взаимодействия экологических факторов. Примеры.

6. Закон толерантности (Шелфорда). Примеры.

7. Экологические правила: Д. Аллена, К. Бергмана, К. Глогера.

8. Адаптации живых организмов, их пути и формы. Примеры.

9. Фотопериодизм, биологические ритмы: понятие, примеры.

РАЗДЕЛ 4: ПОПУЛЯЦИОНННАЯ ЭКОЛОГИЯ

Преимущества строения

Это оптимальные пропорции тела, расположение и густота волосяного или перьевого покрова и т.п. Хорошо известен облик водного млекопитающего – дельфина. Его движения легки и точны. Самостоятельная скорость движения в воде достигает 40 километров в час. Плотность воды в 800 раз выше плотности воздуха. Торпедовидная форма тела позволяет избежать образования завихрений потоков воды, обтекающих дельфина.


Обтекаемая форма тела способствует быстрому передвижению животных и в воздушной среде. Маховые и контурные перья, покрывающие тело птицы, полностью сглаживают его форму. Птицы лишены выступающих ушных раковин, в полёте они обычно втягивают ноги. В результате птицы по скорости передвижения намного превосходят всех других животных. Например, сокол сапсан пикирует на свою жертву со скоростью до 290 километров в час.
У животных, ведущих скрытный, затаивающийся образ жизни, полезным оказываются приспособления, придающие им сходство с предметами окружающей среды. Причудливая форма тела у рыб, обитающих в зарослях водорослей (морской конёк-тряпичник, рыба-клоун, морская игла и др.), помогает им успешно скрываться от врагов. Сходство с предметами среды обитания широко распространено у насекомых. Известны жуки, своим внешним видом напоминающие лишайники, цикады, сходные с шипами тех кустарников, среди которых они живут. Насекомые палочники похожи на небольшую

бурую или зелёную веточку, а прямокрылые насекомые имитируют лист. Плоское тело имеют рыбы, ведущие придонный образ жизни (напр., камбала).

Покровительственная окраска

Позволяет быть незаметным среди окружающего фона. Благодаря покровительственной окраске организм становится трудно различимым и, следовательно, защищенным от хищников. Яйца птиц, откладываемые на песок или на землю, имеют серый и бурый цвет с пятнышками, сходный с цветом окружающей почвы. В тех случаях, когда яйца недоступны для хищников, они обычно лишены окраски. Гусеницы бабочек часто зелёные, под цвет листьев, или тёмные, под цвет коры или земли. Донные рыбы обычно окрашены под цвет песчаного дна (скаты и камбалы). При этом камбалы обладают ещё способностью менять окраску в зависимости от цвета окружающего фона. Способность менять окраску путём перераспределения пигмента в покровах тела известна и у наземных животных (хамелеон). Животные пустынь, как правило, имеют желто-бурую или песочно-желтую окраску. Однотонная покровительственная окраска свойственна как насекомым (саранча) и мелким ящерицам, так и крупным копытным (антилопы) и хищникам (лев).


Предостерегающая окраска


Предупреждает потенциального врага о наличии защитных механизмов (наличие ядовитых веществ или специальных органов защиты). Предостерегающая окраска выделяет из окружающей среды яркими пятнами или полосами ядовитых, жалящих животных и насекомых (змеи, осы, шмели).

Мимикрия

Подражательное сходство некоторых животных, главным образом насекомых, с другими видами, обеспечивающее защиту от врагов. Четкую границу между нею и покровительственной окраской или формой провести трудно. В самом узком смысле мимикрия — это имитация видом, беззащитным перед некоторыми хищниками, внешности вида, избегаемого этими потенциальными врагами из-за несъедобности или наличия особых средств защиты.

Мимикрия – это результат гомологичных (одинаковых) мутаций у разных видов, которые помогают выжить незащищённым животным. Для видов-подражателей важно, чтобы их численность была невелика по сравнению с моделью, которой они подражают, иначе у врагов не будет выработан устойчивый отрицательный рефлекс на предостерегающую окраску. Низкая численность мимикрирующих видов поддерживается высокой концентрацией летальных генов в генофонде. В гомозиготном состоянии эти гены вызывают летальные мутации, в результате чего высокий процент особей не доживает до половозрелого состояния.


Физиологическая адаптация — Определение и примеры

Физиологическая адаптация
сущ., Множественное число: физиологические адаптации
Определение: метаболическая или физиологическая адаптация в ответ на раздражитель окружающей среды, приводящая к улучшенной способности справляться с изменяющейся окружающей средой

Если мы посмотрим В ходе эволюционной истории мы обнаруживаем, что ни самые гениальные и умные, ни самые сильные и стойкие не выдерживают испытаний, поставленных природой.Скорее природа выбирает наиболее адаптируемые виды, чтобы продвинуться в биологическом путешествии по шкале эволюционного времени. Адаптация — это биологический процесс, который делает вид в высшей степени приспособленным (как генотипически, так и фенотипически) ко всем изменениям, происходящим в его окружающей среде. Чарльз Дарвин также указал на тот же факт, что только те виды, которые имеют высокую «биологическую пригодность» , то есть способность адаптироваться к изменениям в окружающей среде, будут отобраны природой для передачи своих генов следующему поколению.Итак, адаптации — это в основном результаты естественного отбора.

Определение физиологической адаптации

Рис. 1: Блок-схема, объясняющая, как происходит адаптация. Источник: Аканкша Саксена из Biology Online.

Из всех различных типов адаптации физиологические адаптации демонстрируют богатство разнообразия, функций и значения почти во всех формах жизни на этой планете. Итак, если спросить, что такое физиологическая адаптация, ее можно определить как «набор текущих типов внутриклеточных, биохимических и метаболических корректировок внутри организма, чтобы поддерживать его равновесие при любых условиях окружающей среды ».Эта форма адаптации продолжает развиваться с течением времени, принимая различные формы в соответствии с требованиями организма; следовательно, он динамичный по своей природе. Для поддержания жизнедеятельности и репродуктивного преимущества адаптация растений и животных к окружающей среде является основной движущей силой сохранения видов, независимо от того, насколько жесткими являются экологическая, климатическая, ресурсная или нишевая конкуренция.

Как происходит адаптация? Природа время от времени ставит перед каждым видом множество проблем.Это может быть поиск:

  • Подходящее место для жизни
  • Доступность ресурсов (еда, вода, солнечный свет, питательные вещества и т. Д.)
  • Сражайтесь за партнера (чтобы произвести потомство и передать гены)

Итак , мы понимаем, что все эти проблемы являются различными стимулами для организма или вида. Проблемы вместе с ними создают большое давление и стресс. Чтобы противостоять этим стрессам, виды на протяжении миллионов лет развивают набор из «адаптивных реакций» .

Физиологическая адаптация (определение биологии): метаболическая или физиологическая адаптация в клетке или тканях организма в ответ на раздражитель окружающей среды, приводящая к улучшенной способности этого организма справляться с изменяющейся окружающей средой. Это также может быть ответ организма на определенный внешний раздражитель с целью поддержания гомеостаза.

Примеры физиологической адаптации: загар кожи при длительном пребывании на солнце, образование мозолей на руках в ответ на повторяющийся контакт или давление, а также способность некоторых организмов поглощать питательные вещества при низкой температуре. кислородное напряжение.

Типы адаптации

В основном существует 3 типа адаптации, а именно структурных адаптаций , поведенческих адаптаций, и физиологических адаптаций .

A. Структурные адаптации

Роль: вносить изменения в физическую структуру вида с течением времени, чтобы сделать его физически оснащенным.
Примеры: изменение размеров тела, окраски, формы органов и придатков.
Природа адаптаций: Обычно наследуется и относится к адаптациям, передаваемым из поколения в поколение.

  • В царстве растений механизм преодоления жары таков, что у пустынных растений развиваются толстые стебли и редуцированные листья, называемые шипами. Эти изменения в физических характеристиках помогают им хорошо адаптироваться к сильной жаре.
  • В животном мире камуфляж является прекрасным примером. Хамелеоны могут уклоняться от своих хищников, поскольку они меняют свой внешний вид, то есть цвет, и становятся незаметными для глаз.
Рис. 2. Структурная адаптация растений: редуцированные листья, называемые шипами, у пустынных растений (слева).Структурные адаптации у животных: хамелеоны могут менять окраску тела (слева).

B. Поведенческие адаптации

Роль: Ответственный за изменения в поведении и способах действий представителей вида.
Примеры: мигрирующие навыки, спячка, способность ловить насекомых у насекомоядных растений и брачное поведение у птиц и животных.
Характер адаптации: Обычно они не передаются от одного поколения к другому, скорее они усваиваются каждым организмом вида в течение его жизни.

  • В царстве растений различные типы тропизмов, такие как фототропизм, тигмотропизм, гравитропизм, и т. Д. являются поведенческими адаптациями. Растения отращивают свои побеги к источнику света, чтобы максимизировать фотосинтетический урожай.
  • В царстве животных миграционное поведение птиц важно для выживания в невзгодах одной среды обитания, в которой они в основном живут. Они перемещаются из одной среды обитания в другую в поисках пищи, места для жизни и размножения.
Рисунок 3: Гравитропизм и фототропизм: реакция растений на свет и гравитацию. Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.


Миграционное поведение птиц является прекрасным примером поведенческой адаптации животных.

C. Физиологические адаптации

Эти адаптации представляют собой физиологические реакции организма на изменения в его микро — и макросреде. Они наделяют организм улучшенной способностью адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, действуя на клеточных, физиологических, метаболических, и биохимических уровнях .В биологии определение физиологической адаптации звучит как «изменения в основном метаболоме организма для поддержания гомеостаза в наихудших условиях и тенденциях окружающей среды» . Здесь для нас становится важным понять два основных термина: метаболом и гомеостаз .

  • Метаболом — это совокупность всех метаболитов, вырабатываемых всеми клетками организма в ходе метаболической активности, которую он выполняет для поддержания жизни и основных функций.Таким образом, Metabolome дает нам четкое представление о физиологических характеристиках и состоянии организма. Чтобы адаптироваться к экстремальным условиям, клетки тела должны вести себя по-другому, производя, таким образом, совершенно новый или модифицированный спектр метаболитов, которые могут способствовать легкой акклиматизации к новым условиям.
  • Гомеостаз — это механизм тела для поддержания достаточно стабильного равновесия. Останется ли тело в этом естественном физиологическом равновесии или нет, определяется балансом между двумя основными факторами: новыми условиями окружающей среды и способностью организма реагировать.Посмотрите на рисунок ниже, чтобы понять концепцию поддержания гомеостаза и то, какую важную роль в этом играет физиологическая адаптация.
Рисунок 4: Схематическое изображение того, как гомеостаз имеет многофакторную зависимость и как физиологические адаптации помогают организму справляться с неблагоприятными условиями окружающей среды. Если какие-то физиологические адаптации уже существуют, гомеостаз не сильно нарушается; даже если его потревожили, с этим легко справиться. Но если возникают какие-то новые конечности, метаболом действует быстро, приобретая некоторые физиологические признаки, чтобы спасти организм от любых смертельных случаев.Источник: Аканкша Саксена из Biology Online.

ПРОЧИТАЙТЕ: Физиологический гомеостаз — Учебное пособие по биологии

Теперь, когда мы знаем, как определять физиологическую адаптацию в более широком аспекте, давайте перейдем к пониманию ее природы.

Природа физиологической адаптации

Существует множество противоречий во мнениях относительно ее природы, является ли она наследственной или нет. Любая способность организма на клеточном уровне должна определяться генетической структурой организма.Поскольку физиологическая адаптация — это проявление клеточных и метаболических изменений, она должна быть генетически определена и, следовательно, передаваться от одного поколения к другому.

Напротив, поскольку организм очень способен приобретать внутренние изменения в течение своей жизни в ответ на измененные внешние условия (например, загар), физиологические адаптации не кажутся наследуемыми или генетически определенными, а скорее приобретаемыми в течение собственной жизни.

В биологии адаптация относится к приспособлению или изменениям в поведении, физиологии и структуре организма, чтобы стать более приспособленным или приспособленным к окружающей среде.Согласно теории эволюции путем естественного отбора Чарльза Дарвина, организмы приспосабливаются к окружающей среде, чтобы лучше приспособиться к выживанию и передать свои гены следующему поколению. Однако, в отличие от эволюционной адаптации, которая включает в себя адаптацию от поколения к поколению, физиологическая адаптация, как правило, узка по своим масштабам и включает реакцию человека на конкретный, обычно узкий диапазон стимулов.

Функции физиологической адаптации

Какую роль играют физиологические адаптации в организмах и в окружающей среде? Вот некоторые из них:

  • Физиологические адаптации помогают выживанию организмов в их экологических нишах.
  • Физиологические адаптации способствуют нормальному росту и развитию.
  • Физиологические адаптации помогают регулировать температуру тела, давление, ионный баланс и скорость метаболизма.
  • Физиологическая адаптация, выраженная в сохранении ресурсов (вода / питательные вещества) или максимизации ресурсов (солнечный свет / ионы)

Примеры физиологической адаптации

Примеры физиологической адаптации в различных царствах:

Грибы и бактерии

  • Разработка антибиотиков и устойчивость к противогрибковым препаратам : Бактерии и грибы очень быстро развиваются и имеют огромный диапазон изменчивости в своих популяциях.При воздействии этих агентов, препятствующих росту, стрессовые условия вызывают быстрые спонтанные мутации. А когда устойчивые размножаются, они развивают сильную способность к распространению даже при применении антибиотиков.
  • Устойчивость к тяжелым металлам : R-плазмиды (плазмиды устойчивости) придают бактериям различные типы устойчивости, включая устойчивость к тяжелым металлам; например, устойчивость к ртути, которая может быть смертельной, если с ней не бороться.
  • Белки-антифризы : Присутствие белков-антифризов было впервые зарегистрировано у животных, а затем и у растений.Эти белки предотвращают образование кристаллов льда и их внеклеточное увеличение и тем самым спасают клетки от значительного повреждения клеточной мембраны кристаллической структурой.
Рис. 5. Белки-антифризы связываются с увеличивающимися кристаллами льда и предотвращают их перекристаллизацию и дальнейший рост растений. Кредит изображения: Растения и пипетки.

Растения

  • Механизм CAM : Это механизм временного разделения для концентрации и фиксации углерода.Растения засушливых районов концентрируют CO 2 только в ночное время, чтобы уменьшить эвапотранспирацию и зафиксировать углерод в дневное время. Это физиологическая адаптация ананаса, нефрита, кактусов и т. Д.
  • Производство яда : Чтобы защитить себя от травоядных, многие растения развивают механизмы производства яда; как у растений крапивы двудомной и многих растений семейства пасленовых.
  • Покой семян растений в прибрежных районах : Из-за чрезвычайно засоленных условий семена растений в прибрежных районах адаптировались к состоянию покоя и прорастают, когда условия становятся подходящими.Пример — мангровые заросли.
Рисунок 6: Примеры установок с механизмом CAM. Слева: ананас. Справа: кактусы (вверху) и множество орхидей (внизу).

Дополнительные примеры: Регламент по водоснабжению растений

Животные и люди

Для того, чтобы животные могли эффективно функционировать в любой данной среде, необходима адаптация к окружающей среде. Вот несколько примеров адаптации у животных:

  • Производство яда : Это физико-химическая адаптация, которая помогает животным отгонять хищников и легче ловить свою добычу. Примеры: змей, пчел, пауков.
  • Концентрация мочи : Животные пустынь живут в засушливых, засушливых и экстремальных условиях и требуют адаптации животных, которая может дать им возможность выжить даже в условиях острой нехватки воды. Для этого существует измененный механизм концентрации мочи в почках. Примеры — фенек, верблюды и т. Д.
  • Производство неприятного запаха : Чтобы отпугнуть всех потенциальных хищников или конкурентов, скунс производит характерный отвратительный химикат и распыляет его.
  • Дубление (у людей) : Эта адаптация является наиболее важной для человеческих популяций, живущих в диапазоне температур 23-46 ºC, поскольку эта зона имеет различные уровни и интенсивность УФ-B в зависимости от сезона.
  • HIIT (у людей) : Многие недавние исследования показывают, что высокоинтенсивных интервальных тренировок (HIIT) наделяет людей очень высокой выносливостью и помогает избежать большинства хронических проблем со здоровьем, связанных с современным образом жизни.Он действует на физиологическом уровне клетки и увеличивает митохондриальный биогенез в клетках человеческого тела, тем самым расширяя его возможности.
Рис. 7. При угрозе скунсы выделяют неприятный запах, чтобы отпугнуть хищников. Источник: Мария Виктория Гонзага из Biology Online.

Другие примеры: Регулирование водопользования для животных

Интересный факт: Интересный пример, когда сочетание структурной, поведенческой и физиологической адаптации помогает организму !!

Венерина мухоловка

Структурная: Структура этого насекомоядного растения является структурной адаптацией, которая развивалась за миллионы лет.Базовая структурная структура такова, что когда насекомое приземляется и механосенсоры воспринимают сигнал прикосновения, они самопроизвольно закрывают ловушку.

Поведенческий: Поведенческий аспект — это механизм закрытия, который работает путем передачи электрического заряда. Ловушка закрывается только тогда, когда установлен определенный потенциал.

Physiological: И последний физиологический аспект адаптации здесь — это секреция нектара по краям листьев для привлечения добычи и присутствие пищеварительных ферментов внутри растения для метаболизма и переваривания насекомых.

Рис. 8: Механизм ловли насекомых венерианской мухоловкой. Источник: Hedrich R., 2018

Попробуйте ответить на приведенный ниже тест, чтобы проверить, что вы узнали о физиологической адаптации.

Ссылки

  • Хедрих Р., Нехер Э. (2018) Венерина мухоловка: как работает возбудимое плотоядное растение. Trends in Plant Science, 23 (3): 220-234 DOI: https: //doi.org/10.1016/j.tplants.2017.12.004
  • Griffith M., Ala P., Yang D.S.C., Hon W.C., Моффатт Б.А. (1992) Антифризный протеин, эндогенно продуцируемый в листьях озимой ржи. Физиология растений, 100 (2): 593–596. doi: 10.1104 / pp.100.2.593
  • Иевиньш Г. (2006) Биологические основы биологического разнообразия: физиологические адаптации растений к гетерогенным местообитаниям вдоль морского побережья. Biology 710: 53–79 Corpus ID: 54748771
  • Чжэн Р., Ву С., Ма Н., Сун К. (2018) Генетические и физиологические адаптации морских бактерий Pseudomonas stutzeri 273 к стрессу ртути.Границы микробиологии, 9 (682) doi: 10.3389 / fmicb.2018.00682
  • Яблонски Н.Г., Чаплин Г. (2010) Пигментация кожи человека как адаптация к УФ-излучению. В свете эволюции, 4 (9)
  • Gibala M.J., Little J.P., MacDonald M.J., Hawley J.A. (2012) Физиологическая адаптация к низкообъемным высокоинтенсивным интервальным тренировкам для здоровья и болезней. Журнал физиологии, 590: 1077–1084 DOI: 10.1113 / jphysiol.2011.224725

© BiologyOnline.com. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

Адаптация и выживание | Национальное географическое общество


У разных особей одного вида может различаться любое количество характеристик — некоторые могут быть крупнее, волосатее, лучше бороться с инфекциями или иметь меньшие уши. Эти характеристики в значительной степени определяются их генами, которые передаются от родителей и впоследствии передаются их собственным потомкам. Некоторые из этих характеристик или черт обеспечивают конкурентные преимущества, такие как скорость, сила или привлекательность.Если эти черты особенно полезны, люди с этими чертами будут производить больше потомства, чем те, у кого их нет. По прошествии поколений количество особей с этой выгодной чертой или адаптацией будет увеличиваться, пока она не станет общим признаком вида.

Структурные и поведенческие адаптации

Адаптация может быть структурной, то есть это физическая часть организма. Адаптация также может быть поведенческой, влияя на то, как организм реагирует на окружающую среду.

Примером структурной адаптации является способ приспособления некоторых растений к жизни в сухих жарких пустынях. Растения, называемые суккулентами, адаптировались к этому климату, накапливая воду в своих коротких толстых стеблях и листьях.

Сезонная миграция — пример поведенческой адаптации. Серые киты ( Eschrichtius robustus ) мигрируют на тысячи километров каждый год, переплывая летом из холодного Северного Ледовитого океана в теплые воды у побережья Мексики на зиму. Телята серых китов рождаются в теплой южной воде, а затем группами, называемыми стадами, отправляются в богатые питательными веществами воды Арктики.

Адаптации, которые развиваются в ответ на одну проблему, иногда помогают или кооптируются для другой. Перья, вероятно, были первым приспособлением для осязания или регулирования температуры. Позже перья стали длиннее и жестче, что позволило им скользить, а затем и летать. Такие черты называются эксаптациями.

Некоторые черты, с другой стороны, теряют свою функцию, когда другие адаптации становятся более важными или когда меняется среда. Свидетельства этих черт остаются в рудиментарной форме — уменьшенными или лишенными функций.У китов и дельфинов есть рудиментарные кости ног, остатки приспособления (ног), которое их предки использовали для ходьбы.

Среда обитания

Адаптация часто развивается в ответ на изменение среды обитания организмов.

Знаменитым примером животного, приспосабливающегося к изменениям в окружающей среде, является английская моль ( Biston betularia ). До -го века наиболее распространенный вид этой бабочки был кремового цвета с более темными пятнами. Немногочисленные пяденицы были серыми или черными.


По мере того, как промышленная революция изменила окружающую среду, изменился внешний вид берёзовой мотылька. Бабочки темного цвета, которые были редкостью, начали процветать в городской атмосфере. Их сажистый цвет смешивался с деревьями, испачканными промышленным загрязнением. Птицы тоже не могли видеть темных бабочек, поэтому они ели моли кремового цвета. Бабочки кремового цвета начали возвращаться после того, как в Соединенном Королевстве были приняты законы, ограничивающие загрязнение воздуха.

Видообразование

Иногда возникает адаптация или набор приспособлений, которые разделяют один вид на два.Этот процесс известен как видообразование.

Сумчатые в Океании являются примером адаптивной радиации, типа видообразования, при котором виды развиваются, чтобы заполнить множество пустых экологических ниш. Сумчатые, млекопитающие, которые после непродолжительной беременности вынашивают развивающееся потомство в сумках, прибыли в Океанию до того, как суша отделилась от Азии. Плацентарные млекопитающие, животные, вынашивающие детенышей в утробе матери, стали доминировать на всех континентах, но не в Океании. Коалы ( Phascolarctos cinereus ), например, приспособились питаться эвкалиптовыми деревьями, произрастающими в Австралии.Вымерший тасманский тигр ( Thylacinus cynocephalus ) был плотоядным сумчатым животным и адаптировался к нише, заполненной большими кошками, такими как тигры, на других континентах.

Цихлиды, обитающие во многих озерах Африки, демонстрируют другой тип видообразования — симпатрическое видообразование. Симпатрическое видообразование противоположно физической изоляции. Это происходит, когда виды живут в одной среде обитания. Адаптации позволили сотням разновидностей цихлид жить в озере Малави. У каждого вида цихлид своя уникальная специализированная диета: один тип цихлид может питаться только насекомыми, другой — только водорослями, третий — только другой рыбой.

Коадаптация

Организмы иногда адаптируются вместе с другими организмами и к ним. Это называется коадаптацией. Некоторые цветы производят нектар для колибри. Колибри, в свою очередь, приспособили длинные тонкие клювы для извлечения нектара из определенных цветов. Когда колибри идет кормиться, она нечаянно собирает пыльцу с пыльников цветов, которая откладывается на рыльцах следующих цветов, которые она посещает. В этих отношениях колибри получает пищу, а пыльца растений распространяется.Коадаптация полезна для обоих организмов.

Мимикрия — еще один вид коадаптации. В мимикрии один организм приспособился походить на другой. Безобидная королевская змея (иногда называемая молочной змеей) адаптировала цветовой рисунок, напоминающий смертоносную коралловую змею. Эта мимикрия удерживает хищников от королевской змеи.

Осьминог-мимик ( Thaumoctopus mimicus ) обладает как поведенческими, так и структурными адаптациями. Этот вид осьминогов может копировать внешний вид и движения других животных, таких как морские змеи, камбала, медузы и креветки.

Коадаптация также может ограничивать способность организма адаптироваться к новым изменениям в своей среде обитания. Это может привести к совместному исчезновению. В южной Англии большая синяя бабочка приспособилась поедать красных муравьев. Когда человеческое развитие сократило среду обитания красных муравьев, исчезновение красных муравьев привело к исчезновению большой голубой бабочки.

Адаптация животных: факты (Научный путь: Общественное телевидение Айдахо)

Белые медведи в Арктике. Зебры на африканских равнинах.Морские черепахи в океане. Ящерицы в пустыне. Во всем мире так много разных видов животных! Как животные могут жить в стольких разных местах? Ответ адаптации .

Адаптация — это характеристика, которая помогает животному выжить в его среде обитания. Все животные должны иметь возможность добывать пищу и воду, защищаться от вреда, противостоять климату и воспроизводить потомство, чтобы виды не вымерли. Итак, любое животное, которое успешно выживает на суше или в воде, имеет физические или поведенческие адаптации, которые помогают ему в достижении этих целей.Адаптация может быть частью тела, покровом тела, функцией тела или поведением, которое увеличивает шансы животного на выживание в определенном месте.

Животные со временем развивают эти адаптации, чтобы соответствовать среде, в которой они живут. Процесс естественного отбора означает, что животные с чертами, которые помогают им выжить, с большей вероятностью будут жить и передавать эти черты своему потомству. Эти адаптации происходят в течение длительных периодов времени, поскольку животные приспосабливаются к условиям окружающей среды.Для развития адаптации требуется много поколений. Хотя среда обитания обеспечивает животным пищу, воду и укрытие, выживание — это нечто большее, чем просто среда обитания. Это их собственные приспособления, которые позволяют животным получать пищу, оставаться в безопасности и размножаться в этой конкретной среде обитания. Без их адаптации вид не смог бы процветать в этой среде.

Животные живут повсюду на Земле. Некоторые места на Земле очень жаркие, а некоторые очень холодные. В некоторых местах много воды и растений, а в некоторых совсем мало.Животные могут жить в самых разных местах мира, потому что они имеют особую адаптацию к местности, в которой они живут. Например, обезьяна с подвижными конечностями и длинным хвостом для лазания хорошо приспособлена к джунглям, но ей будет трудно в холодных безлесных полярных регионах. Лохматому шерстистому овцебыку комфортно в Арктике, но не в тропическом климате.

Адаптации — это то, что позволяет такому разнообразию видов животных жить на суше, в морях и в небе Земли.Благодаря адаптации животные нашли способы населять любую среду на Земле! Давайте посмотрим на некоторые из удивительных приспособлений, которые развили животные.

Физическая адаптация

Физическая адаптация включает части тела, покровы тела и физиологические характеристики, которые помогают животным выжить, найти пищу и оставаться в безопасности.

Факты об адаптации для детей: детская энциклопедия

Части тела

Форма клюва, тип лап, расположение глаз, наличие усов, форма носа или ушей и острота зубов — все это примеры структурных приспособлений, которые помогают различным животным выжить.Как показано на рисунке справа, разные виды птиц приспособили разные клювы, которые помогают им добывать свой особый источник пищи. Клювы бывают всех форм и размеров. Например, у ястреба острый изогнутый клюв, который разрывает пищу на мелкие кусочки. У колибри длинный и тонкий клюв, чтобы проникать в цветы и собирать нектар. У попугая сильный толстый клюв, который помогает ему раскалывать фрукты и орехи. У пеликана длинный клюв с мешочком, который помогает ему вытаскивать рыбу из воды.

Приспособлениями могут быть любые части тела.Лошади и зебры имеют плоские зубы для измельчения пищи (травы), в то время как львы имеют острые зубы, чтобы рвать пищу (мясо). Чтобы убежать от хищников, зебры также обладают отличным слухом и зрением, а также мощными ногами для бега и ударов ногами. У птиц есть полые кости, которые помогают им летать. У уток есть сальные железы, которые не позволяют их перьям намокать водой, и перепончатые лапы, которые помогают им плавать. У дятла не только сильный острый клюв для сверления отверстий, но и очень длинный зазубренный язык, чтобы ловить насекомых, два пальца, которые обращены назад, чтобы помочь лазать по деревьям, и жесткий хвост для поддержки на дереве.У аллигаторов глаза и ноздри расположены на макушке головы, что позволяет им держать большую часть своего тела под водой, чтобы жертва не могла их видеть. Для речных выдр бакенбарды — это приспособление, которое помогает им преодолевать узкие места как на суше, так и в воде. У барсуков острые когти для рытья нор и туннелей, а также для добычи пищи. Поскольку они живут под землей, отличное зрение не является адаптацией, которая им нужна; у барсуков и кротов часто плохое зрение. Узнайте больше о физической адаптации.

Животные в пустыне обладают особыми приспособлениями, которые помогают им экономить воду и выживать в среде обитания с экстремальными температурами и отсутствием укрытия. У верблюдов есть горбы, где они могут накапливать жир, что позволяет им обходиться без еды и воды в течение определенного периода времени. У верблюдов также есть два ряда длинных густых ресниц, которые защищают их глаза от песка, и их ноздри также могут быть закрыты. Их широкие кожаные копыта действуют как снегоступы, не позволяя им утонуть в песке. У других пустынных животных есть другие приспособления.У кроликов большие уши, которые охлаждают их, распределяя тепло тела. У лисиц фенек густой мех на подошвах ног, поэтому они могут ходить по жаркой пустыне. Узнайте больше об адаптации к пустыне.

Факты об адаптации для детей: Kiddle Encyclopedia

В полярных средах обитания животные также обладают важными адаптациями, которые позволяют им сохранять тепло и выдерживать экстремальные холода. Например, пингвин живет в Антарктике и плавает по ледяной воде. Его перья плотно сложены и многослойны, как черепица.Эти специальные перья не пропускают холодную воду и сохраняют тепло тела. Глаза пингвина имеют специальные линзы, которые позволяют ему видеть как над водой, так и под водой. Его мощные крылья помогают ему плавать в воде, а ноги помогают ему управлять во время плавания. Возможность оставаться в тепле, хорошо видеть и быстро плавать помогает пингвину находить пищу и избегать хищников. В Арктике у белых медведей перепончатые передние лапы, форма которых позволяет им перемещаться по воде. Их ступни покрыты волосатыми шишками, которые держат лед и не дают им поскользнуться, а слой жира защищает их от холода.Узнайте больше о полярных адаптациях.

Подобные животные часто имеют разную адаптацию в зависимости от того, где они живут. Например, у песца пустыни большие уши для теплового излучения, а у песца маленькие уши для сохранения тепла тела. Снежные совы имеют сильно оперенные ноги и ступни, в то время как эльфийские совы, живущие в теплом южном климате, имеют слегка оперенные ноги.

Животные, обитающие в океанах, обладают уникальными приспособлениями, которые позволяют им перемещаться по воде и защищаться от морских хищников.Например, у акул обтекаемые тела для быстрого плавания и носы со специальными датчиками, которые позволяют им ощущать электрические поля, создаваемые другими рыбами и животными. Скаты плавают по дну океана, при этом их глаза находятся наверху тела, а ртом — на дне, поэтому они могут видеть во время плавания и при этом есть пищу, которую находят на песке. Омары используют свои когти, чтобы раздавить пищу, и свои сильные хвосты, чтобы двигаться назад по дну океана. У морских котиков есть четыре плавника, которые помогают им плавать, с задними ластами, которые толкают их вперед, и передними ластами, которые помогают им управлять.Узнайте больше об адаптации к океану.

Некоторые физические приспособления преследуют несколько целей. Рога и рога могут использоваться животными для защиты себя, для борьбы с другими за территорию или для привлечения партнера. Твердый панцирь краба защищает его от хищников, от высыхания и раздавливания волнами. Иногда у нескольких видов есть приспособления, которые подходят друг другу. Например, насекомые-опылители адаптированы совместно с цветковыми растениями, их части тела предназначены для совместной работы.В Африке птицы-быкпекеры сидят на спинах зебр и собирают вшей и насекомых в пищу, что приносит пользу обоим животным.

Покрытие и окраска кузова

Покровы для тела являются важным приспособлением для многих животных. У млекопитающих, живущих в холодном климате, есть густой мех, чтобы удерживать тепло. У тех, кто живет в теплом климате, шерсть или мех гораздо тоньше. Для птиц перья — это приспособление, которое служит нескольким целям: они согревают птиц в холодную погоду и охлаждают в жаркую погоду, позволяют им летать и помогают им привлекать партнеров.Рептилии покрыты чешуей, которая защищает их организм от условий окружающей среды. Рыбы имеют перекрывающуюся чешую, которая не только защищает их от травм, но и снижает сопротивление воды, когда рыба плавает. Кроме того, многие рыбы покрыты слоем слизи, который помогает им быстрее перемещаться по воде.

Еще одна важная адаптация — маскировка. Многие животные имеют цвета или узоры, которые помогают им сливаться с окружающей средой, чтобы они могли успешно находить пищу или прятаться от хищников.Полоски и пятна могут помочь хищникам и жертвам слиться с окружающей их средой. Животные с пятнистым мехом часто живут в лесных районах. Пятна ягуара помогают ему слиться с небольшими солнечными пятнами, доходящими до тенистого тропического леса, в то время как снежный барс, который живет в заснеженных лесистых горах, заметил мех, который помогает ему прятаться среди деревьев и снега.

Некоторые зеленые насекомые могут выглядеть как листья на дереве. Коричневые гремучие змеи сливаются с камнями, почвой и сухой травой, где они живут.Яркие тропические рыбы прекрасно сочетаются с коралловыми рифами. Каракатицы и листовые лягушки могут менять свой внешний вид в соответствии с окружающей средой. Хамелеон — это ящерица, которая может менять цвет кожи для маскировки. Цвет меха зайца-снегоступа меняется в зависимости от сезона: он коричневый летом и белый зимой, чтобы сливаться со снегом. Узнать больше о камуфляже.

Snowshoe HareLeaf InsectGecko

Иногда окраска — это адаптация с другой целью, чем камуфляж.Например, цветной хвост павлина-самца используется для привлечения партнера. Некоторые ядовитые лягушки и бабочки имеют яркие живые цвета, которые выделяют их из окружения и служат предупреждением для хищников, чтобы они держались подальше.

Гусеница, имитирующая бабочку-палку

У некоторых животных внешний вид имитирует непищевой объект или они напоминают вредное или неприятное животное, которого избегают хищники. Это приспособление для имитации чего-либо другого, чтобы обмануть хищников, называется мимикрией.Например, у некоторых бабочек есть большие пятна, имитирующие глаза большого животного, такого как сова. Некоторые насекомые, такие как трость, напоминают ветку, а бражник выглядит как оборванный мертвый лист. Эти маскировки помогают им выжить, поскольку хищники не нападают на ветки или листья. Неядовитая королевская змея имеет окраску, которая делает ее похожей на ядовитую коралловую змею, поэтому хищники оставляют королевскую змею в покое. Безобидная бабочка наместника похожа на горькую на вкус бабочку-монарх, поэтому хищники также избегают бабочки наместника.

Безобидная бабочка наместника и Ядовитый монарх
Безвредная молочная змея и Ядовитая коралловая змея
(Факты о мимикрии для детей, Детская энциклопедия)

Физиологические адаптации

Физиологические адаптации отличаются от частей тела и окраски, потому что они не видны по внешнему виду животного, но они являются важными адаптациями внутри тела животного. Например, у многих пустынных животных нет потовых желез, что позволяет им удерживать влагу, поэтому им не нужно много пить.Некоторым животным вообще не нужно пить воду, поскольку они получают всю необходимую воду от насекомых, растений и семян, которые они едят. У некоторых грызунов есть особые почки, которые возвращают воду в кровоток, а не теряют ее при мочеиспускании. У крокодилов есть внутренние железы, которые избавляются от соли, которую они потребляют, когда глотают свою морскую добычу.

Существуют внутренние защитные приспособления, такие как змеи, производящие яд в своем теле, скунсы, производящие дурно пахнущие брызги, рогатые жабы, брызгающие кровью из глаз, и многоножки, выделяющие токсины через кожу.У других животных есть тела, выделяющие слизь, например, улитки, которые используют ее, чтобы плавно скользить по земле, или миксины, которые душат своих нападающих слизью.

Другая адаптация — это специально развитые слух, обоняние или зрение, которые намного превосходят человеческие способности. Например, у африканского слона в носу 2000 рецепторов запахов по сравнению с 400 рецепторами человека. Зрение сапсана настолько острое, что он может заметить мышь за милю. Некоторые животные используют чувства помимо пяти чувств, которые есть у человека.Эти сенсорные адаптации включают в себя эхолокацию, которая позволяет летучим мышам определять местонахождение своей добычи, издавая звуки, отражающиеся от других объектов, и инфракрасное обнаружение, которое позволяет змеям ощущать тепловое излучение от видов добычи в ночное время.

Большинство приспособлений не действуют поодиночке, а работают вместе, чтобы обеспечить выживание животного. Большинство людей знают, что у жирафа очень длинная шея, которая помогает ему дотянуться до листьев на верхушках деревьев (адаптация части тела), но менее очевидным может быть очень большое сердце жирафа, которое перекачивает кровь по этой длинной шее, чтобы достичь его мозга (физиологическая адаптация.Кроме того, у него есть пятнистая шерсть для маскировки, 18-дюймовый язык, который может обвиваться вокруг веток, и способность выпивать 12 галлонов воды за один раз, когда дело доходит до нехватки воды. Все эти приспособления, работая вместе, помогают жирафу добиться успеха в окружающей среде.

Поведенческая адаптация

Подобно физической адаптации, поведенческая адаптация увеличивает шансы животных на выживание. Это унаследованное поведение, которому животные не должны учиться.Возможно, вы слышали, что такое поведение называется инстинктом. Птица, строящая гнездо, или лев, охотящийся на зебру, — примеры инстинктивного поведения.

Одна из самых важных поведенческих адаптаций — это совместное проживание в группах. Эти группы часто называют стадами, семьями, колониями, стаями и стаями, но есть много уникальных названий для групп животных, таких как стая китов, стая рыб или прайд львов. Эти группы могут состоять из сотен или нескольких животных.Жизнь в группах позволяет животным помогать друг другу в поисках пищи, защищаться от хищников и заботиться о детенышах. Когда много зебр стоят или движутся вместе в группе, из-за обилия полос льву сложнее выделить и охотиться на одну зебру. Хотя взрослый бизон защищен от большинства хищников, бизоны живут стадами и образуют круги, чтобы защитить своих детенышей. Некоторые хищники, такие как волки, охотятся группой, работая вместе, чтобы уничтожить более крупную добычу. А в холодную погоду многие животные сбиваются в кучу, чтобы разделить тепло тела.

Еще одна поведенческая адаптация — миграция. Мигрирующие животные перемещаются из одного места в другое в зависимости от сезонных условий. Миграция — это адаптация, которая помогает некоторым животным справляться с климатом и находить места, где можно добывать пищу и рожать детенышей. Птицы, киты, летучие мыши и бабочки-монархи хорошо известны своей ежегодной миграцией между северными и южными регионами. Некоторые животные мигрируют на небольшое расстояние с высоких гор в более низкие долины, в то время как другие покрывают своими миграционными путями большие части земного шара.Например, во время своей ежегодной миграции полярная крачка преодолевает 25 000 миль. Узнайте больше о миграции животных.

Гибернация — еще одна адаптация, которая позволяет некоторым животным успешно выживать в суровых погодных условиях и нехватке ресурсов. Спящее животное засыпает или дремлет в холодную погоду. Они остаются в безопасности, прячась в берлогах или норах. Их сердцебиение и дыхание замедляются. Им не нужно тратить энергию на поиски пищи, потому что их тела живут за счет накопленного жира или пищи.Зимой зимуют медведи, летучие мыши, бурундуки, лягушки и многие другие животные.

Некоторых животных называют ночными, что означает, что они активны ночью. Для пустынных животных эта адаптация позволяет им искать пищу при более низких температурах. Другие животные днем ​​зарываются в землю, чтобы избежать суровых условий в течение дня.

Многие поведенческие адаптации являются защитными. Такое поведение призвано помочь животным защитить себя от опасности.У иглобрюха (справа) есть способность раздувать свое тело в два раза больше обычного, чтобы отпугнуть нападающих. Опоссумы ожесточаются и «притворяются мертвыми», чтобы хищники думали, что они не живы. Трехполосный броненосец может свернуться в шар, защищенный броней. Дикобраз поворачивает свои иглы в сторону угрожающего злоумышленника. Гнездящийся олень притворится, что ранен, чтобы увести хищника от своего детеныша. У гремучей змеи уникальное приспособление: на конце хвоста у нее растут переплетенные полые сегменты.При угрозе змея сворачивается в круг и трясет хвостом, предупреждая злоумышленников держаться подальше.

Еще одна поведенческая адаптация имеет целью ухаживание. Для продолжения вида животные должны привлекать себе пару и иметь потомство. Самец шалфейного тетерева привлекает самку, надувая свой шейный мешок и обмахивая перьями. Некоторые пингвины-самцы предлагают самкам камни для строительства гнезд. Альбатрос выполняет сложный ритуал ухаживания, когда он танцует, прыгает, поет и указывает клювом в небо.Самец лося «горн», чтобы привлечь самок и объявить о своем превосходстве над другими самцами.

Не все виды поведения животных являются адаптацией. Енот, который постоянно ищет пищу в местном мусорном ведре, олень, который не входит во двор с ночным освещением, активируемым движением, или птица, которая избегает неприятных на вкус насекомых после того, как съела одно из них, — все они демонстрируют усвоенное поведение. Такое поведение может помочь животному выжить, но не передается следующему поколению.

Добыча, хищник и мусорщик

Некоторые животные едят других животных (хищники), некоторые стараются не быть съеденными (добыча), а другие убирают останки мертвых животных (падальщики.) Хищники не злодеи — как и все организмы, включая человека, они получают энергию (пищу), необходимую для выживания. Каждое существо необходимо для жизненного цикла. У всех животных в естественной экосистеме своя «работа» или экологическая ниша, и все адаптации помогают организмам добиться успеха в своих нишах. Независимо от того, является ли животное хищником или жертвой, оно должно иметь необходимые приспособления, чтобы прожить еще один день, иначе оно не выживет.

Многие хищные животные развили множество приспособлений, чтобы не стать пищей для хищников.Чтобы выжить, хищные животные полагаются на маскировку, предупреждающие сигналы, хорошо развитые чувства, похожие на оружие части тела и защитное поведение.

Хищники также имеют камуфляжную окраску и гармонируют с окружающей средой, но их цель — спрятаться при охоте на добычу. Другие приспособления, которые делают животное успешным хищником, включают такие части тела, как острые зубы, сильные челюсти или похожие на бритву когти, физиологические приспособления, такие как производство смертельного яда, и такие формы поведения, как групповая охота и преследование (подкрадывание) своей добычи.

Даже у падальщиков есть особые приспособления. Они используют свое прекрасное обоняние, чтобы найти себе пищу — мертвых животных. Почему у стервятника голова без перьев? Эта птица часто питается, вставляя голову в трупы мертвых животных. После еды его голая кожа подвергается воздействию солнечного тепла, которое убивает вредные бактерии, которые могли стереться с разлагающегося мяса. Чистая голова сохраняет здоровье стервятника, чтобы он мог прожить еще один день. Кроме того, пищеварительный тракт стервятников имеет адаптацию, которая позволяет стервятникам не болеть от каких-либо больных животных, которых они поедают.

Во всех средах обитания адаптации заставляют работать сложные взаимосвязанные пищевые сети.

Адаптация к изменению окружающей среды

Со временем окружающая среда может измениться и стать суше, влажнее, жарче, холоднее, темнее или солнечнее. Поскольку адаптации развиваются, чтобы помочь животным выжить в определенной среде обитания, что произойдет, если среда начнет меняться, и эти адаптации больше не помогут животному? Если источник пищи животного исчезает, приспособления, помогающие ему найти эту пищу, больше не будут полезны.Иногда даже небольшое изменение температуры или качества воды может означать большие проблемы для животных, которые приспособились к выживанию в определенных условиях. Изменение окружающей среды означало исчезновение некоторых животных. Когда среда обитания меняется, животные, чтобы выжить, должны либо переезжать в новые районы, либо реагировать на эти изменения посредством адаптации. Например, виды, живущие в воде, которая становится более кислой, могут адаптироваться, медленно изменяя химический состав своего тела.

Темные и светлые пяденицы, Wikimedia Commons

. Адаптации могут вызвать увеличение или уменьшение популяций животных с определенными признаками.Примером изменяющейся адаптации является бёдранная пяденица. Перечная моль использует маскировку, чтобы слиться с деревьями, на которых она садится, чтобы ее не съели птицы. Около 200 лет назад пяденицы светлые были обычным явлением, а пяденицы темного цвета были редкостью. Более светлых бабочек птицам было труднее увидеть на фоне светлых стволов деревьев и светлых лишайников на деревьях, поэтому у них было больше шансов выжить. Однако во время промышленной революции многие леса были загрязнены слоями черной сажи от горящего угля, используемого на фабриках.Деревья потемнели, а светлый лишайник исчез. Более светлые бабочки выделялись на фоне темных деревьев и становились легкой добычей для птиц. После того, как деревья стали темнее, темные бабочки лучше замаскировались и с меньшей вероятностью были съедены. У них стало больше шансов выжить и передать свои темные гены своим детенышам. Со временем бабочки темного цвета стали более распространенными из двух цветных форм.

Сегодня изменение климата и повышение температуры угрожают многим животным, приспособленным к определенным условиям.Хотя некоторые организмы могут не выжить в своей обычной среде обитания, возможно, что мы увидим изменение адаптации у некоторых видов. Один из примеров — цветные перья коричневой совы. Эта сова бывает двух цветов: бледно-коричневого и серого. Серый цвет помогает ему сливаться с заснеженными деревьями, чтобы спрятаться от хищников. Из-за повышения температуры в некоторых районах выпало меньше снега. Из-за уменьшения количества снега за последние 40 лет число коричневоперых желто-коричневых сов увеличилось.

Адаптация растений

Есть ли у растений приспособления? Да! Так же, как и животные, растения должны быть адаптированы к окружающей среде.И, как и в случае с животными, адаптации помогают растениям выжить в климатических условиях, защититься от хищников и размножаться.

Тропические растения Арктические растения

Растения сами добывают себе пищу, используя воду и солнечный свет, поглощаемый их листьями. У многих растений есть особые химические вещества в клетках, которые помогают им расти к солнечному свету — это приспособление, известное как фототропизм. Еще одна адаптация растения — размер листа. Поскольку вода обычно уходит от растений через листья, растения, обитающие в сухом климате, имеют толстые стебли и маленькие листья.Листья также могут быть покрыты воском, который снижает потерю воды и предотвращает высыхание растений. У растений во влажном климате большие и широкие листья, которые поглощают много солнечного света. В ветреном, холодном климате растения обычно невысокие с небольшими листьями. Низкорослые растения более защищены от ветра. Более 99 процентов Антарктиды покрыто льдом, но некоторые растения все еще растут там близко к земле, в основном лишайники и мхи.

Растения пустыни

Некоторые растения защищают себя от хищников листьями, содержащими ядовитые масла, которые раздражают или даже убивают организм, пытающийся их съесть.У других растений есть шипы, чтобы отпугнуть хищников. У пустынных растений, таких как кактусы, острые колючки и толстая кожа также защищают запасы воды кактуса от хищников.

Подобно животным, растения должны воспроизводиться. Это достигается за счет семян, которым нужен солнечный свет, вода и место для роста. Специальные приспособления помогают семенам перемещаться в новые районы, где они могут расти. Некоторые деревья приспособились к тому, что жар от лесных пожаров раскрывает их семенные шишки и рассеивает семена. У некоторых растений есть семена с твердым покровом, которые плывут по рекам или ручьям, чтобы пустить корни в другом месте.Есть растения, у которых есть семена с крючками или зазубринами, которые прикрепляются к шерсти животных, чтобы их можно было унести. Некоторые семена тяжелые и падают на землю, в то время как другие имеют «крылья» и достаточно легкие, чтобы переноситься ветром на большие расстояния. Некоторые виды адаптации растений могут даже помочь создать новые среды обитания за счет распространения семян. Узнайте больше об адаптации растений.

Как люди имитируют адаптации животных?

Самая важная человеческая адаптация — это наш большой мозг, который позволяет нам думать и решать проблемы.Адаптация животных часто дает людям хорошие представления о выживании в различных средах обитания. Когда люди разрабатывают способы более успешной жизни на основе наблюдения за животными, это называется биомимикрией.

Как животные подсказывают нам, как оставаться сухими в дождливый день? Мы носим скользкие водонепроницаемые плащи, от которых дождь стекает, как утиные перья. Как люди используют идею твердого панциря черепахи для обеспечения безопасности? Мы надеваем велосипедные шлемы, чтобы защитить голову. Как животные подсказывают нам, как двигаться в воде? Дайверы используют ласты, как у морских черепах, чтобы толкать их в воде.

Как животные подсказывают нам, как согреться в холодную погоду? Ранние люди в холодном климате копировали приспособления животных, закутываясь в пушистую шкуру животных, чтобы согреться. По сей день в холодную погоду люди надевают теплые толстые пальто. Спальные мешки и куртки часто делают из птичьих перьев для утепления.

Бейсболисты наносят темные отметины под глазами, как у гепарда или суриката, чтобы уменьшить солнечные блики. Пловцы, которые соревнуются в плавании, используют специальные купальники по образцу акульей кожи.Гладкие передние части скоростных поездов основаны на длинном обтекаемом клюве птицы зимородка. Люди могут многому научиться у животных! Узнайте больше о биомимикрии.

Интересные факты: удивительные адаптации

Каждая среда обитания на нашей планете является домом для различных животных и растений, которые уникальным образом приспособлены к жизни в них. Интересно исследовать удивительные приспособления, обнаруженные в животном мире. Здесь только несколько.

  • Тела лесных лягушек Аляски замерзают зимой.Они перестают дышать, и их сердца перестают биться. Это позволяет им выдерживать низкие температуры до -80 градусов по Фаренгейту. Чтобы достичь этого замороженного состояния, они накапливают в своем организме высокие концентрации химических веществ, которые не позволяют их клеткам сокращаться или умирать. А весной они оттаивают и «оживают».
  • Крыса-кенгуру, Wikimedia Commons
  • Roadrunners, крысы-кенгуру и некоторые газели могут прожить всю свою жизнь, даже не выпив ни глотка воды. Эти пустынные животные получают всю необходимую влагу из пищи, входящей в их рацион.
  • Трубочники превращают токсичную воду в пищу. Они живут возле термальных источников в глубине океана, в воде, наполненной токсичным газом и кислотой. Бактерии внутри червей используют химические вещества, содержащиеся в воде, в качестве источника энергии для производства пищи.
  • Саламандры без легких обладают невероятной адаптацией — у них нет легких! Они дышат через кожу, поглощая кислород из окружающего воздуха.
  • Африканские лягушки-быки, Wikimedia Commons
  • Африканские лягушки-быки строят дома из слизи, чтобы пережить засушливый сезон.Они зарываются под землю в слизистую оболочку, которая затвердевает в кокон. Лягушка может оставаться в этом коконе до семи лет, пока ждет дождя! Когда наконец идет дождь, он размягчает слизистую оболочку и будит лягушку.
  • Леопарды обладают поведенческой адаптацией, которая помогает им защищать пищу. После охоты и убийства своей добычи леопарды уносят добычу высоко на деревья. Их мощные челюсти настолько сильны, что они могут пронести мертвое животное, которое весит в три раза больше собственного веса, в ветви дерева.Попав на дерево, мертвая добыча защищена от животных, таких как гиены и львы, которые могут украсть их пищу.
  • Колония медоносных пчел
  • Медоносные пчелы обладают несколькими удивительными приспособлениями: они могут сообщать местоположение нектара другим пчелам посредством танца, они могут ощущать магнитное поле Земли и они могут обнаруживать электромагнитные волны в атмосфере, которые указывают на приближающиеся грозы!
  • У летающих лемуров складки кожи простираются между конечностями, что позволяет им скользить с ветки на ветку на расстояние до 320 футов в пологе тропического леса.Благодаря этой адаптации они всю жизнь живут на верхушках деревьев. Это важно, потому что их ступни хорошо приспособлены для лазания, но почти бесполезны для путевой скорости.
  • Павлинья камбала, Камуфляжные факты для детей, Энциклопедия Киддла
  • Павлиньи камбалы могут менять свой рисунок и цвет, чтобы соответствовать их окружению в океане, часто в течение нескольких минут. На четырех фотографиях справа изображена одна и та же камбала, меняющая окраску при переходе на другой фон.

Узнайте больше об адаптации животных на страницах Science Trek в Food Web, Zoology, Botany, Ecology и Habitat. Вы также можете изучить страницы Science Trek для конкретных животных, которые описывают адаптации, которые помогают им выжить. Вы обнаружите, что чем больше вы узнаете о животных, тем больше узнаете об удивительных приспособлениях в мире природы.

Три типа адаптации к окружающей среде

Адаптация в природе приобретается в процессе эволюции и дает определенные преимущества, которые помогают виду передать свой генетический материал другому поколению.Обычно он принимает одну из трех форм: структурную, физиологическую или поведенческую.

Структурная адаптация

Структурная адаптация — это изменение, затрагивающее физический аспект организма. Физические изменения часто связаны с изменением физической среды организма. Например, экосистема, внезапно зарастающая лесом, может привести к тому, что у животных, живущих в ней, появятся присоски или лазающие когти, что даст явное преимущество перед видами, которые не изменились.Другие примеры структурных изменений включают развитие крыльев для полета, ласт для плавания или мощных ног для прыжков.

Поведенческая адаптация

Поведенческая адаптация — это изменение, влияющее на естественное поведение организма. Этот тип адаптации может быть вызван изменением окружающей среды или действиями другого вида. Например, хищные животные могут начать охоту стаями, что даст им эволюционное преимущество перед одиночными охотниками. Помимо изменений в стратегии хищников, примеры поведенческой адаптации включают изменения в социальных моделях, методах общения, привычках питания и репродуктивной стратегии.

Физиологическая адаптация

Физиологическая адаптация похожа на структурную адаптацию в том смысле, что она связана с физическим изменением вида. Однако не всегда во внешнем виде организма видны физиологические адаптации. Этот тип адаптации может быть вызван либо изменением окружающей среды, либо поведением другого вида. Например, виды, живущие в воде, которая внезапно становится более кислой, могут адаптироваться, медленно изменяя химический состав своего собственного тела.Другие примеры физиологической адаптации включают развитие интеллекта и улучшение чувств.

Каждая характеристика не является адаптацией

Полное принятие теории эволюции и идеи адаптации может заставить вас начать рассматривать каждую характеристику организма как адаптацию. Однако многие атрибуты организмов не развивались как способ лучшей передачи генетического материала. Некоторые характеристики могут быть просто исторической случайностью. Другие характеристики могут быть побочным продуктом настоящей адаптации.Например, красный цвет крови является результатом химического процесса, происходящего в крови — цвет сам по себе не является адаптацией. Некоторые характеристики, такие как человеческий аппендикс, могут быть устаревшими адаптациями, которые все еще теряют свою полезность.

Адаптация к морской среде обитания — Science Learning Hub

Возможность адаптироваться — это вопрос жизни и смерти. В идеальном мире организмам не нужно приспосабливаться. Однако изменения в окружающей среде и пищевой сети означают, что организмы должны перемещаться, если они могут, адаптироваться или исчезать.

Адаптация

Адаптация — это свойство, которое позволяет организму жить в окружающей его среде. Адаптация происходит тремя способами:

  • Поведенческая адаптация связана с поведением организма. Например, рыбы плавают стаями или большими группами, чтобы защитить членов группы от хищников.
  • Структурная адаптация связана с физическими особенностями организма. Например, многие двустворчатые (две раковины) моллюски имеют определенные структуры, такие как сифоны, жабры и реснички, которые позволяют им фильтровать пищу.
  • Физиологическая адаптация связана с тем, как работает метаболизм организма. Например, некоторые морские животные с мягким телом выделяют химические вещества в качестве защитного механизма.

Поведенческая адаптация происходит быстрее, чем структурная или физиологическая адаптация. Чем умнее животное, тем быстрее оно может научиться изменять поведение, чтобы выжить. Однако структурная и физиологическая адаптация требует генетических изменений, которые могут происходить только в результате мутации или других изменений генов в течение нескольких поколений.Статья «Морские организмы и адаптации» предоставляет дополнительную информацию об этих категориях.

Ниже приведены некоторые примеры адаптации организмов в среде обитания в морской среде, такой как Залив Изобилия.

Адаптация к эстуариям

В эстуариях пресная вода с суши смешивается с морской водой. Следовательно, уровни солености воды меняются в течение приливного цикла. Растения и животные, живущие в эстуариях, должны иметь возможность быстро реагировать на резкие изменения солености.Организмы, способные справляться с различной соленостью, являются эвригалинными (например, мангровые заросли), а организмы, способные справляться только с небольшими изменениями солености, — стеногалинными. Стенохалинные животные полагаются на поведенческую адаптацию, такую ​​как покидание местности, закапывание в песок и закрытие панциря, или физиологические адаптации, такие как выделение избыточных солей. Черви, моллюски и рыба могут выделять слизь или слизь, покрывающую чувствительные части тела.

Некоторые морские животные выработали интересные способы выживания в эстуариях.Например, грязевые улитки (титико) похожи на садовников. Они всасывают и выделяют грязь, вспахивая ее и улучшая ее свойства, так что растениям легче расти. Это растения, которыми затем питаются улитки.

Морские щетинистые черви или полихеты используют свою тонкую щетину для плавания и удержания в норах. Некоторые делают «снаряды» для защиты. Эти раковины представляют собой трубочки из песка и сегментов раковин, скрепленных липким секретом.

Адаптация к пляжу

Среда обитания на пляже — чрезвычайно динамичная среда, в которой песок, вода и воздух постоянно находятся в движении.Пляжи для серфинга особенно динамичны. Закапывание животных должно быть быстрым и мощным, чтобы животные не были унесены набегающими волнами и волнами (турбулентным движением воды). Осушение (высыхание) не вызывает беспокойства у этих животных, потому что они могут уходить в субстрат (намного ниже начального слоя песка) или ниже уровня грунтовых вод.

Двустворчатые моллюски, такие как туатуа, как правило, живут вдоль пляжей. Чтобы избежать нападения хищников, они могут зарываться глубоко в песок или мигрировать во время прилива в другое место.

Веселые крабы используют весла на задних лапах, чтобы закапываться в песок для защиты, при этом торчат только глаза и усики. Они также используют свои весла для плавания. Они добывают пищу ночью, часто охотясь на туатуа и других моллюсков.

Адаптация к скалистым берегам

Иссушение угрожает животным, живущим в приливных зонах на скалистом берегу. Некоторые адаптивные особенности включают миграцию в подводную область (если они подвижны), ограничение активности (снижение метаболизма) и более прочное прикрепление к камням вместе с устойчивыми раковинами и способность удерживать воду.

Моллюски на каменистом берегу в основном однокорпусные (одна раковина). Они не могут зарываться в песок, как двустворчатые моллюски, в целях безопасности, поэтому у них очень прочные раковины с крышечкой (люк, прикрепленный к мышце стопы). Лимпеты — хороший тому пример. Они особенно хорошо приспособлены для жизни на каменистых поверхностях. У каждой тарелки есть «дом» на скале. Это то место, где они останавливаются, когда уходит отлив. На мягком камне блюдец шлифует его панцирем, чтобы он точно подходил к нему. На твердых породах раковина измельчается, чтобы она соответствовала форме породы.Плотная посадка позволяет блюде задерживать воду внутри своей раковины, чтобы она не высыхала. У него сильная мускулатура ступни, которая цепляется за камень, поэтому птицам трудно его оторвать.

Щенки — активные хищники. У них есть специальные сверлильные части для рта, которые используются для просверливания раковин других моллюсков, таких как блюдца и ракушки. Они также могут производить кислоту, растворяющую скорлупу, чтобы помочь им проникнуть внутрь скорлупы. Затем они всасывают плоть.

Идея деятельности

В действии «Где я живу?» учащиеся узнают о характеристиках трех морских сред обитания (гавань, пляж для серфинга и каменистый берег) и сопоставляют растения и животных с каждой средой обитания в соответствии с их адаптивными особенностями.

Три типа адаптации к окружающей среде | Education

Древнегреческий философ Гераклит создал теорию о том, что вещи постоянно меняются, и ему приписывают поговорку: «Единственная постоянная — это изменение». Такова ситуация в естественном мире, в котором обитают организмы. Организмам необходимо найти способы приспособиться к условиям, которые постепенно или внезапно отличаются от ранее существовавших. Если они этого не сделают, они умрут. Типы адаптации классифицируются с помощью наблюдаемых или измеримых средств, но генетические изменения лежат в основе всех адаптаций.

Адаптация

Организмы, от микробов до растений и животных, обитают в окружающей среде, которая может меняться, становясь более сухой, жаркой, холодной, кислой, темной и солнечной — с почти бесконечным числом переменных. Организмы с генетическими преимуществами, такими как мутация, которая помогает им выжить в новых условиях, передают изменение потомкам, и оно становится преобладающим в популяции, что выражается в адаптации. Три основных типа адаптации, в зависимости от того, как выражаются генетические изменения, — это структурные, физиологические и поведенческие адаптации.У большинства организмов есть комбинации всех этих типов.

Структурный

Внешний вид организма формируется за счет структурных адаптаций. У пустынных лисиц большие уши для теплового излучения, а у песцов маленькие, чтобы сохранять тепло тела. У тюленей есть ласты для плавания в воде, а у енотов есть отдельные гибкие пальцы для манипуляций с едой. Белые полярные медведи переходят в ледяные поля, а пятнистые ягуары — в пятнистую тень джунглей. У деревьев может быть пробковая кора для защиты от лесных пожаров.Структурные изменения влияют на организмы на разных уровнях, от способа крепления колена до наличия крупных мускулов полета и острого зрения для хищных птиц.

Физиологический

Исходя из химии тела и метаболизма, физиологические адаптации обычно не проявляются извне. Они состоят из более эффективных почек для пустынных животных, таких как крысы-кенгуру, соединений, предотвращающих свертывание крови в слюне комаров, или наличия токсинов в листьях растений для отпугивания травоядных.Лабораторные исследования, которые измеряют содержание крови, мочи и других жидкостей организма, отслеживают метаболические пути, или микроскопические исследования тканей организма часто необходимы для выявления физиологических адаптаций. Иногда их трудно обнаружить, если нет общего предка или близкородственного вида, с которым можно было бы сравнить результаты.

Поведенческие

Адаптации, влияющие на поведение организма, называются поведенческими адаптациями. Медведи впадают в спячку, чтобы избежать холода; птицы и киты мигрируют в более теплый зимний климат.Животные пустыни активны ночью в жаркую летнюю погоду. Утром ящерицы ищут солнечное место, чтобы быстрее согреться до рабочих температур. Гнездящийся олень притворится, что ранен, чтобы увести хищника от своего детеныша. Поведенческие адаптации, связанные с процедурами спаривания, такими как у австралийских шалашников, могут быть удивительно сложными. Часто поведенческие адаптации требуют тщательных полевых и лабораторных исследований, чтобы полностью раскрыть их, и часто также связаны с физиологическими механизмами.Люди используют культурную адаптацию как подмножество поведенческой адаптации, когда люди, живущие в данной среде, изучают способы выращивания необходимых им продуктов питания и приспособления к конкретному климату.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Кэролайн Чани начала писать в 1973 году, специализируясь на темах, связанных с растениями, насекомыми и экологией юго-запада. Ее работы публиковались в газетах «Американский натуралист из Мидленда» и Greenwood Press. Чани имеет степень доктора философии по биологии Висконсинского университета в Мэдисоне.

Управление океанических исследований и исследований NOAA

Животные, живущие только в морских пещерах, адаптировались к окружающей среде с низкой освещенностью и часто низким уровнем кислорода.

Отряд ракообразных Mictacea представлен только одним видом, Mictocaris halope , который населяет несколько морских пещер на Бермудских островах. Изображение любезно предоставлено Томом Илиффом, Бермудские острова: поиск глубоководных пещер, 2009 г. Загрузить изображение (jpg, 41 КБ).

Типичные адаптации, наблюдаемые у животных, которые живут исключительно в пещерах, включают:

  • Отсутствие пигментации
  • Уменьшение размера глаз (или полное отсутствие глаз)
  • Развитие сенсорных механизмов, которые не зависят от света для обнаружения пищи или хищников

Многие из этих животных также обладают приспособлениями, снижающими потребность в кислороде.Это связано с тем, что анхиалиновые пещеры (или прибрежные пещеры, затопленные морской водой), как правило, обеднены кислородом из-за отсутствия фотосинтеза и очень ограниченной циркуляции воды. Эти адаптации могут быть поведенческими, морфологическими или физиологическими:

  • Поведенческие адаптации включают медленное или прерывистое плавание в поисках пищи и снижение территориального или антагонистического поведения.
  • Морфологические адаптации включают увеличение размера сенсорных частей тела, которые не требуют света, а также могут включать снижение потребности в энергии за счет исключения неиспользуемых частей тела (например,g., глаза и пигменты) и уменьшение общего физического размера организма.
  • Физиологические адаптации включают более низкий уровень метаболизма и накопление липидов, которые содержат примерно вдвое больше энергии на грамм, чем белки или углеводы. Липиды также увеличивают плавучесть и могут снизить энергию, необходимую для плавания.

Адаптации не происходит потому, что животное «хочет адаптироваться» или «должно адаптироваться».«Адаптации происходят как случайные события, и если они дают преимущество, у организма больше шансов выжить и размножаться, чем у других организмов с такими же адаптациями.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *