5. Адаптации организмов к абиотическим факторам среды. Морфологические, физиологические и этологические адаптации.

Адаптации — различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации обеспечивает возможность ее существования живого вещества. Адаптации развиваются под действием трех факторов: наследственность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.

Существует три вида адаптаций:

1. Морфологическая – это эволюционное изменение формы тела, отдельных органов или всего строения живого организма. Например:

- растения пустыни лишены листьев, но содержат колючки для уменьшения испарения воды;

- форма рыб обтекаема для быстрого плавания в водной среде.

2. Физиологическая – комплекс физиологических реакций для приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная на сохранение относительного постоянства его внутренней среды – гомеостаза.

акклиматизация – приспособление организмов к изменению климатических условий;

• теплоизоляция – это способность организмов к сохранению тепла за счет линьки, развития перьевого или волосяного покровов и накопления подкожного жира. Например, под лежащими на снегу тюленями снег не тает, хотя температура их тела - 380С.

• терморегуляция – это способность организмов на основе физиологических процессов поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне или изменять ее в определенных пределах. Например, многие животные в жару способны поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне путем испарения жидкости с поверхности тела (у собак и многих птиц – учащенное дыхание); для многих видов растений, низших животных, а также некоторых видов млекопитающих характерен анабиоз.

3. Поведенческая адаптация. Так, в процессе эволюции изменение температурного режима заставляет некоторых животных впадать в спячку, птиц – улетать на юг, деревья – сбрасывать листву и замедлять сокодвижение. Инстинкт выбора наиболее подходящего партнера для продолжения рода движет поведением животных в брачный период.

6. Биологические ритмы. Адаптации организмов к природным ритмам (линька, спячка, миграции и т.Д.).

Биологические ритмы – периодически повто­ряющиеся изменения интенсивности биологических про­цессов и явлений. Они присущи всем живым организмам и отмечаются на всех уровнях организации жизни. Ритмы у растений могут быть суточные (движения листьев) и сезонные (опадение и распускание листвы). Ритмы животного — суточные (бодрствование, сон), сезонные (линька, миграции, брачный период).

Биоритмы бывают: экзогенные (внешние) ритмы – возникают как реакция на периодические изменения среды (смену дня и ночи, сезонов, солнечной активности); эндогенные (внутренние ритмы) генерируются самим организмом. В свою очередь эндогенные делятся на: физиологические ритмы (биение сердца, дыхание, работа желез внутренней секреции, синтез ДНК, РНК, белков, работа ферментов, деление клеток); экологические ритмы (суточные, годичные, приливные, лунные).

Многим живым организмам свойственны циркадные и цирканные ритмы.

Циркадные ритмы (околосуточные) – повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 20 до 28 часов. Циркадные ритмы связаны с активностью животных и растений в течение суток и, как правило, зависят от температуры и интенсивности света. Например, летучие мыши летают в сумерки и отдыхают днем, многие планктонные организмы ночью держатся у поверхности воды, а днем спускаются в глубину. Цирканные (окологодичные) ритмы – повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений с периодом от 10 до 13 месяцев.

Адаптации – различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов (от наипростейших до высших) в процессе эволюции. Способность к адаптации – одно из основных свойств живых, обеспечивающих возможность своего существования.

Линька — периодическая смена внешних покровов у животных. У беспозвоночных наблюдается возрастная линька, которая выражается в периодическом сбрасывании плотной кутикулы, чем создается возможность для роста и изменения формы тела. Количество линек в цикле развития животного видоспецифично и регулируется гормонами. У позвоночных имеет место сезонная линька, позволяющая им приспосабливаться к изменениям внешних условий. Например, у некоторых млекопитающих во время линьки меняется цвет и густота шерсти или меха. Кроме того, имеется еще постоянная линька, связанная с заменой изнашивающихся покровов на новые. У земноводных и пресмыкающихся происходит сбрасывание верхнего ороговевшего слоя кожи, у птиц сбрасываются перья и роговые образования на ногах и клюве.

Спячка — физиологическое состояние организма, для которого характерно резкое снижение интенсивности всех жизненных процессов. Спячка является приспособлением к переживанию периода неблагоприятных внешних условий, при котором невозможно поддержание высокой активности, в первую очередь из-за недостатка корма. Зимняя спячка наблюдается у многих животных (амфибий, рептилий, летучих мышей, ежей, сурков, медведей), летняя — у некоторых рыб, черепах, желтого суслика. У растений известна спячка почек.

Миграция — перемена местообитания животными, вызываемое сменой условий жизни или переходом к новой стадии развития. Миграции могут быть периодическими и спорадическими. Примером суточных миграций популяции являются миграции летучих мышей. Так, локальные популяции летучих мышей в светлое время суток проводят в пещерах, на чердаках домов, в подвалах, а в темное время перемещаются на луга, поля, опушки леса для охоты на насекомых. У ряда животных (птицы, млекопитающие) существуют так называемые питьевые миграции. Так, рябки, обитающие в пустынях, полупустынях и саваннах Африки и Азии, совершают ежедневные миграции к источникам воды. К сезонным миграциям относится весеннее перемещение жаб и других земноводных из наземных экосистем в водные для размножения. Ежегодные миграции птиц на гнездование и зимовку. Спорадические миграции наблюдаются у оседлых животных из-за невозможности существования в старом местообитании. Их причиной служит резкое ухудшение условий жизни в связи с природными катаклизмами (засухой, наводнением, землетрясением). Миграции могут быть также вертикальными (например, перемещение по склонам гор, в толще воды) или горизонтальными (перемещение в окружающем пространстве).