Адаптация. Адаптация организмов к условиям среды.
|
Адаптация. Адаптация организмов к условиям среды. Растения и животные, в том числе и человек, адаптированы к окружающей среде посредством генетических, физиологических и эмбриональных механизмов.
Адаптация – различные приспособления к среде обитания, вырабатывающиеся у организмов в процессе эволюции (таб.1).
Адаптацию рассматривают в двух аспектах: статическом - как состояние и динамическом - как процесс.
В первом случае выделяется особое свойство организма (биосистемы) - его устойчивость к окружающим условиям. Это свойство оценивается по параметрам среды в которой находится организм.
Во втором случае понятие адаптации отражает приспособление организма к меняющимся условиям среды.
Условия окружающейсреды в общем случае можно подразделить на два типа: адекватные и неадекватные.
Таблица 1
Сравнительная характеристика сред обитания и адаптации к ним живых организмов
|
Среда |
Характеристика |
Адаптации организма к среде |
|
Водная
|
Самая древняя. Освещенность убывает с глубиной. При погружении на каждые 10 м давление возрастает на 1 атмосферу. Дефицит кислорода. Степень солености возрастает при переходе от пресных вод к морским и океаническим. Относительно однородная (гомогенная) в пространстве и стабильная во времени |
Обтекаемая форма тела, плавучесть, слизистые покровы, развитие воздухоносных полостей, осморегулянии
|
|
Почвенная
|
Создана живыми организмами. Осваивалась одновременно с наземно-воздушной средой. Дефицит или полное отсутствие света. Высокая плотность. Четырехфазная (фазы: твердая, жидкая, газообразная, живые организмы). Неоднородная (гетерогенная) в пространстве. Во времени условия более постоянны, чем в наземно-воздушной среде обитания, но более динамичны, чем в водной и организменной |
Форма тела вальковатая, слизистые покровы или гладкая поверхность, у некоторых имеется копательный аппарат, развитая мускулатура. Для многих групп характены микроскопические или мелкие размеры как приспособление к жизни в пленочной воде или в воздухоносных порах
|
|
Наземно-воздушная
|
Разреженная. Обилие света и кислорода. Гетерогенная в пространстве. Очень динамичная во времени
|
Выработка опорного скелета, механизмов регуляции гидротермического режима. Освобождение полового процесса от жидкой среды |
|
Организм - енная
|
Очень древняя. Жидкая (кровь, лимфа) или твердая, плотная (ткани). Наибольшее постоянство среды во времени из всех сред обитания
|
Коадаптация паразита и хозяина, симбионтов друг к другу, выработка у паразита защиты от переваривания хозяином и системы заякоривания в среде, усиление полового размножения, редукция зрения, пищеварительной системы, синхронизация биоритмов. |
Адекватные - это такие условия, которые соответствуют врожденным или приобретенным свойствам организма, а неадекватные условия не соответствуют таким свойствам. Жизнедеятельность организма в неадекватных условиях среды требует включения дополнительных механизмов (процессов) и достигается обычно через особый биологический феномен – адаптацию.
Особым случаем неадекватных условий среды являются экстремальные условия (факторы) среды, такие как температура, давление, наличие радиации и т.д. Можно определить экстремальные факторы как крайние, весьма жесткие условия среды, неадекватные врожденным и приобретенным свойствам организма. Из массы раздражителей внешней среды экстремальные воздействия могут выделяться по интенсивности (силе), по социальной и биологической значимости, по специфичности или новизне своего действия на организм.
К экстремальным следует отнести также факторы, при действии которых на человека у него возникает состояние динамического рассогласования. Последнее может характеризоваться нарушением адекватности физиологических реакций (такая реакция возникает, прежде всего, при действии экстремальных физических или химических факторов, обычно формирующих производственную среду). Нарушение адекватности психологических и поведенческих реакций характерно для экстремальных факторов.
Адаптации — различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Адаптации проявляются на разных уровнях организации живой материи: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации — одно из основных свойств живой материи, обеспечивающее возможность ее существования.
Адаптации развиваются под действием трех основных факторов: наследственности, изменчивости и естественного (а также искусственного) отбора.
Существует три основных пути приспособления организмов к условиям окружающей среды: активный путь, пассивный путь и избегание неблагоприятных воздействий.
Активный путь — усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов позволяющих осуществлять все жизненные функции организма, несмотря на отклонения фактора от оптимума. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.
Пассивный путь — подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных ит.д.).
Избегание неблагоприятных воздействий — выработка организмом таких жизненных циклов и поведения, которые позволяют избежать неблагоприятных воздействий. Например, сезонные миграции животных.
Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.
Адаптации можно разделить на три типа: морфологические, физиологические и этологические.
Морфологические адаптации сопровождаются изменением в строении организма (например, видоизменение листа у растений пустынь). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определенных жизненных форм.
Физиологические адаптации — изменения в физиологии организмов (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира).
Этологические адаптации — изменения в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период). Этологические адаптации характерны для животных.