Видове адаптация на живите организми към околната среда. Пример за адаптация на хората и животните в околния свят

кафява или зелена клонка, а правокрилите насекоми имитират листо. Рибите, които водят дънен начин на живот (например писия), имат плоско тяло.

Защитно оцветяване

Позволява ви да бъдете невидими сред околния фон. Благодарение на защитното оцветяване, организмът става трудно различим и следователно защитен от хищници. Птичите яйца, снесени върху пясък или земя, са сиви и кафяви с петна, подобни на цвета на околната почва. В случаите, когато яйцата са недостъпни за хищници, те обикновено са безцветни. Гъсениците на пеперудите често са зелени, цвета на листата, или тъмни, цвета на кората или земята. Дънните риби обикновено са оцветени в съответствие с цвета на пясъчното дъно (скат и писия). Освен това писията също има способността да променя цвета си в зависимост от цвета на околния фон. Способността за промяна на цвета чрез преразпределение на пигмента в кожата на тялото е известна и при сухоземните животни (хамелеон). Пустинните животни, като правило, имат жълто-кафяв или пясъчно-жълт цвят. Монохромният защитен цвят е характерен както за насекоми (скакалци), така и за малки гущери, както и големи копитни животни (антилопа) и хищници (лъв).

Предупредително оцветяване

Предупреждава потенциален враг за наличието на защитни механизми (наличие на токсични вещества или специални защитни органи). Предупредителното оцветяване отличава отровните, жилещи животни и насекоми (змии, оси, земни пчели) от околната среда с ярки петна или ивици.

Мимикрия

Мимикрията е резултат от хомоложни (идентични) мутации в различни видове, които помагат на незащитените животни да оцелеят. За имитиращите видове е важно броят им да е малък в сравнение с модела, който имитират, в противен случай враговете няма да развият стабилен негативен рефлекс към предупредителната окраска. Ниското изобилие на имитиращи видове се поддържа от високи концентрации смъртоносни генив генофонда. Когато са хомозиготни, тези гени причиняват летални мутации, което води до висок процентиндивидите не оцеляват до полова зрялост.

Морфологичните адаптации включват промени във формата или структурата на организма. Пример за такава адаптация е твърда черупка, която осигурява защита от хищни животни. Физиологичните адаптации са свързани с химичните процеси в тялото. По този начин миризмата на цвете може да служи за привличане на насекоми и по този начин да допринесе за опрашването на растението. Поведенческата адаптация е свързана с определен аспект от живота на животното. Типичен пример е зимният сън на мечката. Повечето адаптации са комбинация от тези типове. Например, кръвосмученето при комарите се осигурява от сложна комбинация от такива адаптации като развитието на специализирани части на устния апарат, адаптирани към смучене, формирането на поведение при търсене за намиране на плячка и производството на специални секрети от слюнката жлези, които предотвратяват коагулацията на изсмуканата кръв.

Всички растения и животни постоянно се адаптират към заобикаляща среда. За да разберете как се случва това, е необходимо да разгледате не само животното или растението като цяло, но и генетична основаадаптация.

Генетична основа.

При всеки вид програмата за развитие на признаците е заложена в генетичния материал. Материалът и закодираната в него програма се предават от поколение на поколение, като остават относително непроменени, така че представителите на даден вид изглеждат и се държат почти еднакво. Въпреки това, в популация от организми от всеки вид винаги има малки промени в генетичния материал и следователно вариации в характеристиките на отделните индивиди. Именно от тези разнообразни генетични вариации процесът на адаптация избира тези черти или благоприятства развитието на тези черти, които най-много увеличават шансовете за оцеляване и по този начин запазването на генетичния материал. Следователно адаптацията може да се разглежда като процес, чрез който генетичният материал увеличава шансовете си за устойчивост в следващите поколения. От тази гледна точка всеки вид представлява успешен начин за запазване на определен генетичен материал.

За да предаде генетичен материал, индивид от който и да е вид трябва да може да се храни, да оцелее до размножителния период, да остави потомство и след това да го разпространи във възможно най-широка област.

Хранене.

Всички растения и животни трябва да получават енергия от околната среда и различни вещества, предимно кислород, вода и неорганични съединения. Почти всички растения използват енергията на Слънцето, трансформирайки я чрез процеса на фотосинтеза. Животните получават енергия, като ядат растения или други животни.

Всеки вид е приспособен по определен начин да си осигурява храна. Ястребите имат остри нокти за улавяне на плячка, а разположението на очите в предната част на главата им позволява да оценят дълбочината на пространството, което е необходимо за лов при полет. висока скорост. Развили са се и други птици, като чапли дълъг врати краката. Те получават храна, като внимателно се скитат в плитки води и дебнат непредпазливи водни животни. Чинките на Дарвин са група от тясно свързани видове птици с Галапагоски острови– представляват класически пример за високоспециализирана адаптация към по различни начинихранене. Благодарение на едни или други адаптивни морфологични промени, предимно в структурата на клюна, някои видове стават зърноядни, други стават насекомоядни.

Що се отнася до рибите, хищници като акули и баракуди имат остри зъби, за да ловят плячка. Други, като дребна хамсия и херинга, се ловят фини частицихрана чрез филтриране на морска вода през хриле с форма на гребен.

При бозайниците отличен пример за адаптиране към вида на храненето са структурните характеристики на зъбите. Кучешките зъби и кътниците на леопардите и другите котки са изключително остри, което позволява на тези животни да държат и разкъсват тялото на плячката си. Елени, коне, антилопи и други тревопасни животни имат големи кътници с широки оребрени повърхности, пригодени за дъвчене на трева и други растителни храни.

Различни начини за получаване хранителни веществаможе да се наблюдава не само при животни, но и при растения. Много от тях, предимно бобови - грах, детелина и други - са развили симбиотични, т.е. взаимноизгодни отношения с бактериите: бактериите превръщат атмосферния азот в химическа форма, достъпен за растенията, а растенията осигуряват енергия на бактериите. Месоядни растения като сарацения и росичка получават азот от телата на насекоми, уловени чрез улавяне на листа.

защита.

Околната среда се състои от живи и неживи компоненти. Средата на живот на всеки вид включва животни, които се хранят с представители на този вид. Адаптации хищни видовенасочени към ефективно производство на храни; Видовете плячка се адаптират, за да избегнат да станат плячка на хищници.

Много потенциални видове плячка имат защитни или камуфлажни цветове, които ги скриват от хищници. Така при някои видове елени петнистата кожа на млади индивиди е невидима на фона на редуващи се петна от светлина и сянка, а белите зайци трудно се различават на фона на снежната покривка. Дълги тънки телаПръчките също са трудни за забелязване, защото приличат на клонки или клонки от храсти и дървета.

Елените, зайците, кенгурата и много други животни са развили дълги крака, които им позволяват да избягат от хищници. Някои животни, като опосуми и свински змии, дори са развили уникално поведение, наречено симулиране на смъртта, което увеличава шансовете им за оцеляване, тъй като много хищници не ядат мърша.

Някои видове растения са покрити с бодли или тръни, които отблъскват животните. Много растения имат отвратителен вкус за животните.

Факторите на околната среда, по-специално климатът, често поставят живите организми в трудни условия. Например животните и растенията често трябва да се адаптират към температурни крайности. Животните избягват студа, като използват изолираща козина или пера, мигрират към по-топъл климат или отиват в хибернация. Повечето растения преживяват студа, като навлизат в състояние на латентност, еквивалентно на зимен сън при животните.

В горещо време животното се охлажда чрез изпотяване или често дишане, което увеличава изпарението. Някои животни, особено влечуги и земноводни, са в състояние да изпаднат в лятна хибернация, която по същество е подобна на зимната хибернация, но се причинява от топлина, а не от студ. Други просто търсят готино място.

Растенията могат да поддържат температурата си до известна степен чрез регулиране на скоростта на изпарение, което има същия охлаждащ ефект като изпотяването при животните.

Възпроизвеждане.

Критична стъпка в осигуряването на непрекъснатостта на живота е възпроизводството, процесът, чрез който генетичният материал се предава на следващото поколение. Възпроизвеждането има две важни аспекти: среща на индивиди от противоположния пол за обмен на генетичен материал и отглеждане на потомство.

Адаптациите, които осигуряват срещата на индивиди от различни полове, включват аудио комуникация. При някои видове голяма роляВ този смисъл обонянието играе роля. Например, котките са силно привлечени от миризмата на котка в жега. Много насекоми отделят т.нар. атрактанти – химически вещества, привличане на лица от противоположния пол. Ароматите на цветя са ефективна адаптация на растенията за привличане на опрашващи насекоми. Някои цветя миришат сладко и привличат пчели, хранещи се с нектар; други миришат отвратително, привличайки мухи, които се хранят с мърша.

Визията също е много важна за срещите с хора от различен пол. При птиците брачното поведение на мъжкия, неговите буйни пера и ярки цветове привличат женската и я подготвят за копулация. Цветът на цветята на растенията често показва кое животно е необходимо за опрашване на това растение. Например, цветята, опрашени от колибри, са оцветени в червено, което привлича тези птици.

Много животни са разработили начини да защитят потомството си начален периодживот. Повечето адаптации от този вид са поведенчески и включват действия на единия или двамата родители, които увеличават шансовете за оцеляване на малките. Повечето птици изграждат гнезда, които са специфични за всеки вид. Въпреки това, някои видове, като кравата, снасят яйца в гнездата на други видове птици и поверяват малките на родителските грижи на вида гостоприемник. При много птици и бозайници, както и при някои риби, има период, когато един от родителите поема големи рискове, поемайки функцията да защитава потомството. Въпреки че това поведение понякога заплашва смъртта на родителя, то гарантира безопасността на потомството и запазването на генетичния материал.

Редица животински и растителни видове използват различна репродуктивна стратегия: те произвеждат огромно количество потомство и го оставят незащитено. В този случай ниските шансове за оцеляване на отделно нарастващ индивид се балансират от големия брой потомство.

Уреждане.

Повечето видове са развили механизми за премахване на потомство от местата, където са родени. Този процес, наречен разпръскване, увеличава вероятността потомството да израсне в незаета територия.

Повечето животни просто избягват места, където има твърде много конкуренция. Въпреки това се натрупват доказателства, че разпространението се управлява от генетични механизми.

Много растения са се приспособили да разпространяват семена с помощта на животни. Така плодовете на кукумявката имат кукички на повърхността, с които се захващат за козината на преминаващите животни. Други растения произвеждат вкусни, месести плодове, като горски плодове, които се ядат от животни; семената преминават през храносмилателния тракт и се „засяват“ непокътнати другаде. Растенията също използват вятъра за разпространение. Например вятърът носи „пропелерите“ на кленови семена, както и на семена от памук, които имат снопчета от фини косми. Степните растения, като например треволестите, които придобиват сферична форма, когато семената узреят, се разнасят от вятъра на дълги разстояния, разпръсквайки семената по пътя.

По-горе са само някои от най- ярки примериадаптации. Въпреки това, почти всяка черта на всеки вид е резултат от адаптация. Всички тези признаци образуват хармонична комбинация, която позволява на тялото успешно да провежда своите специално изображениеживот. Човек във всичките му характеристики, от структурата на мозъка до формата палецна крака, е резултат от адаптация. Адаптивните черти допринесоха за оцеляването и възпроизводството на неговите предци, които имаха същите черти. Като цяло понятието адаптация има голямо значениеза всички области на биологията.

По принцип системите за адаптация по един или друг начин са свързани със студа, което е съвсем логично - ако успеете да оцелеете в дълбок минус, други опасности няма да са толкова ужасни. Същото, между другото, важи и за екстремните високи температури. Тези, които са в състояние да се адаптират, най-вероятно няма да изчезнат никъде.

Арктическият заек е най-големият заек Северна Америка, които по някаква причина имат относително къси уши. Това е чудесен пример за това какво може да пожертва едно животно, за да оцелее в тежки условия - въпреки че дълги ушимогат да помогнат за чуването на хищник; късите намаляват преноса на ценна топлина, което е много по-важно за арктическия заек.

Жабите от Аляска от вида Rana sylvatica може би дори надминаха антарктическите риби. Те буквално замръзват в леда през зимата, като по този начин изчакват студения сезон и се връщат към живота през пролетта. Такъв „криосън“ е възможен за тях поради специалната структура на черния дроб, който се удвоява по време на хибернация, и сложната биохимия на кръвта.

Някои видове богомолки, които не могат да останат на слънце цял ден, се справят с проблема с липсата на топлина с помощта на химична реакция V собствено тяло, концентрирайки проблясъци от топлина вътре за краткотрайно нагряване.

Кистата е временна форма на съществуване на бактерии и много едноклетъчни организми, при която тялото се обгражда с плътна защитна обвивка, за да се предпази от агресивни външна среда. Тази бариера е много ефективна - в някои случаи може да помогне на собственика да оцелее няколко десетилетия.

Нототениформените риби живеят във водите на Антарктика, които са толкова студени, че обикновените риби биха замръзнали до смърт там. Морска водазамръзва само при температура от -2°C, което не може да се каже за напълно свежа кръв. Но антарктическите риби отделят естествен протеин против замръзване, който предотвратява образуването на ледени кристали в кръвта - и оцеляват.

Мегатермията е способността да се генерира топлина с помощта на телесната маса, като по този начин се оцелява в студени условия дори без антифриз в кръвта. Някои хора използват това морски костенурки, оставайки подвижен, когато водата наоколо почти замръзва.

Азиатските бароглави гъски, когато пресичат Хималаите, се издигат на огромни височини. Най-високият полет на тези птици е регистриран на надморска височина от 10 хиляди метра! Гъските имат пълен контрол върху телесната си температура, дори я променят, ако е необходимо. химичен съставкръв, за да оцелее в ледения и разреден въздух.

Калните скачачи не са най-често срещаният вид риба, въпреки че са доста обикновени попчета. По време на отлив те пълзят през калта, получават храна за себе си, понякога се катерят по дърветата. По начина си на живот калните скачачи са много по-близо до земноводните и само перките с хриле ги разкриват като риби.