Prilagođavanje organizama različitim uslovima postojanja - Hipermarket znanja. Primjer prilagođavanja ljudi i životinja u okolnom svijetu. Fiziološke adaptacije: primjeri Navedite adaptacije organizama na uslove okoline

Adaptacija- ovo je adaptacija tijela na uvjete okoline zbog kompleksa morfoloških, fizioloških i bihevioralnih karakteristika.

Različiti organizmi se prilagođavaju različitim uvjetima okoline i kao rezultat toga vole vlagu hidrofiti i "suhonosci" - kserofiti(Sl. 6); biljke sa slanim zemljištem halofiti; biljke otporne na sjenu sciofiti), i zahtijeva punu sunčevu svjetlost za normalan razvoj ( heliofiti); životinje koje žive u pustinjama, stepama, šumama ili močvarama su noćne ili dnevne. Grupe vrsta sa sličnim odnosom prema uslovima životne sredine (tj. koje žive u istim ekotopima) nazivaju se ekološke grupe.

Sposobnost prilagođavanja nepovoljnim uvjetima kod biljaka i životinja se razlikuje. Zbog činjenice da su životinje pokretne, njihove su prilagodbe raznovrsnije od onih kod biljaka. Životinje mogu:

- da se izbjegnu nepovoljni uslovi (ptice iz zimskog gladovanja i hladnog leta u toplije krajeve, jeleni i drugi kopitari lutaju u potrazi za hranom i sl.);

- pasti u suspendiranu animaciju - privremeno stanje u kojem su životni procesi toliko usporeni da su njihove vidljive manifestacije gotovo potpuno odsutne (stupor insekata, hibernacija kičmenjaka itd.);

- prilagođavaju se životu u nepovoljnim uslovima (dlaka i potkožna masnoća ih čuvaju od mraza, pustinjske životinje imaju uređaje za ekonomično korišćenje vode i hlađenja itd.). (Sl. 7).

Biljke su neaktivne i vode vezan način života. Stoga su za njih moguće samo posljednje dvije varijante adaptacija. Dakle, biljke karakteriše smanjenje intenziteta vitalnih procesa u nepovoljnim periodima: opadaju lišće, prezimljuju kao uspavani organi zakopani u tlu - lukovice, rizomi, gomolji i ostaju u stanju sjemena i spora u tlu. . Kod briofita cijela biljka ima sposobnost anabioze, koja u suhom stanju može trajati nekoliko godina.

Otpornost biljaka na štetne faktore povećava se zahvaljujući posebnim fiziološkim mehanizmima: promjenama osmotskog tlaka u stanicama, regulaciji intenziteta isparavanja uz pomoć stomata, korištenju “filterskih” membrana za selektivnu apsorpciju tvari itd.

Različiti organizmi razvijaju adaptacije različitom brzinom. Najbrže se javljaju kod insekata koji se mogu prilagoditi djelovanju novog insekticida za 10-20 generacija, što objašnjava neuspjeh kemijske kontrole gustine populacije štetočina insekata. Proces razvoja adaptacija kod biljaka ili ptica odvija se polako, tokom stoljeća.

Uočene promjene u ponašanju organizama obično se povezuju sa skrivenim osobinama koje su imali, takoreći, "u rezervi", ali su se pod utjecajem novih faktora pojavile i povećale otpornost vrsta. Takve skrivene karakteristike objašnjavaju otpornost nekih vrsta drveća na djelovanje industrijskog zagađenja (topola, ariš, vrba), a nekih korovskih vrsta na djelovanje herbicida.

Sastav iste ekološke grupe često uključuje organizme koji nisu slični jedni drugima. To je zbog činjenice da se različite vrste organizama mogu prilagoditi istom faktoru okoline na različite načine.

Na primjer, drugačije doživljavaju hladnoću toplokrvni(oni se nazivaju endotermni, od grčkih riječi endon - iznutra i terme - toplina) i hladnokrvnih (ektotermna, od grčkog ectos - izvan) organizmi. (Sl. 8.)

Temperatura tijela endotermnih organizama ne ovisi o temperaturi okoline i uvijek je manje-više konstantna, njene fluktuacije ne prelaze 2–4 o čak ni za vrijeme najjačih mrazeva i najintenzivnijih vrućina. Ove životinje (ptice i sisari) održavaju svoju tjelesnu temperaturu internom proizvodnjom topline na temelju intenzivnog metabolizma. Svoju tjelesnu toplinu održavaju na račun toplih “krznenih kaputa” od perja, vune itd.

Fiziološke i morfološke adaptacije dopunjuju se adaptivnim ponašanjem (izbor vjetrom zaštićenih mjesta za prenoćište, izgradnja jazbina i gnijezda, grupna noćenja sa glodarima, bliske grupe pingvina koje se međusobno griju itd.). Ako je temperatura okoline vrlo visoka, onda se endotermni organizmi hlade posebnim prilagodbama, na primjer, isparavanjem vlage s površine sluznice usne šupljine i gornjih dišnih puteva. (Iz tog razloga, na vrućini, psu se ubrzava disanje i on isplazi jezik.)

Temperatura tijela i pokretljivost ektotermnih životinja ovisi o temperaturi okoline. Insekti i gušteri postaju letargični i neaktivni po hladnom vremenu. Istovremeno, mnoge životinjske vrste imaju mogućnost da izaberu mjesto s povoljnim uvjetima za temperaturu, vlažnost i sunčevu svjetlost (gušteri se griju na osvijetljenim kamenim pločama).

Međutim, apsolutna ektotermija se opaža samo kod vrlo malih organizama. Većina hladnokrvnih organizama još uvijek je sposobna za lošu regulaciju tjelesne temperature. Na primjer, kod aktivno letećih insekata - leptira, bumbara, tjelesna temperatura se održava na 36-40 ° C čak i pri temperaturama zraka ispod 10 ° C.

Slično, vrste iste ekološke grupe u biljkama razlikuju se po svom izgledu. Također se mogu prilagoditi istim uvjetima okoline na različite načine. Dakle, različite vrste kserofita štede vodu na različite načine: neke imaju debele ćelijske membrane, druge imaju pubescenciju ili voštani premaz na listovima. Neki kserofiti (na primjer, iz porodice labiaceae) emituju pare eteričnih ulja, koje ih obavijaju poput „ćebe“, što smanjuje isparavanje. Korenov sistem nekih kserofita je moćan, zalazi u tlo do nekoliko metara dubine i dostiže nivo podzemne vode (devin trn), dok je kod drugih površinski, ali jako razgranat, što omogućava sakupljanje oborinske vode.

Među kserofitima postoje grmovi sa vrlo malim tvrdim listovima koji se mogu osipati u najsušnijim godinama (grm karagane u stepi, pustinjski grmovi), travnjake sa uskim listovima (perjanica, vlasulja), sukulenti(od latinskog succulentus - sočan). Sukulenti imaju sočne listove ili stabljike koje akumuliraju zalihe vode i lako podnose visoke temperature zraka. Sukulenti uključuju američke kaktuse i saksaul koji rastu u srednjoazijskim pustinjama. Imaju posebnu vrstu fotosinteze: puči se otvaraju kratko i samo noću, u ovim hladnim satima, biljke pohranjuju ugljični dioksid, a danju ga koriste za fotosintezu sa zatvorenim stomama. (Sl. 9.)

Različite adaptacije za preživljavanje u nepovoljnim uvjetima na zaslanjenim tlima također se primjećuju kod halofita. Među njima ima biljaka koje su sposobne da akumuliraju soli u svom tijelu (soleros, swede, sarsazan), luče višak soli na površini listova posebnim žlijezdama (kermek, tamariks), "čuvaju" soli iz svog tkiva zbog „korijenska barijera” nepropusna za soli” (pelin). U potonjem slučaju, biljke se moraju zadovoljiti malom količinom vode i imaju izgled kserofita.

Iz tog razloga ne treba se čuditi što pod istim uslovima postoje biljke i životinje koje su međusobno različite, a koje su se na različite načine prilagodile tim uslovima.

test pitanja

1. Šta je adaptacija?

2. Zbog čega se životinje i biljke mogu prilagoditi nepovoljnim uvjetima okoline?

2. Navedite primjere ekoloških grupa biljaka i životinja.

3. Recite nam o različitim adaptacijama organizama na doživljavanje istih nepovoljnih uslova okoline.

4. Koja je razlika između prilagođavanja na niske temperature kod endotermnih i ektotermnih životinja?

Kao što znate, na teritoriji naše planete živi ogroman broj različitih živih organizama. Svaki od njih živi isključivo u onim životnim uslovima na koje je prilagođen. Svojstvo organizama da se prilagode novim karakteristikama okoline naziva se adaptacija. Takva prilagodljivost je čitav skup različitih osobina fiziološke strukture i karakteristika ponašanja određene vrste, koje joj omogućavaju da živi u određenim uslovima sredine. Razgovarajmo malo detaljnije o karakteristikama prilagođavanja organizama uvjetima okoline.

Adaptacija je najvažniji dio evolucijskog procesa, pomaže organizmu da riješi određene ekološke probleme koje okolina postavlja pred njega. Takvi se zadaci rješavaju mijenjanjem, poboljšanjem, a ponekad i nestajanjem pojedinaca. Ovi procesi pomažu da se postigne stanje adaptacije organizama na ekološke niše koje zauzimaju. Shodno tome, adaptacija se može posmatrati kao široka osnova za pojavu ili nestanak pojedinih organa, podjelu vrsta na različite, formiranje novih populacija i varijeteta, kao i složenost organizacije.

Adaptacija je kontinuirani proces koji utiče na različite karakteristike organizma.
Neke nove adaptacije mogu nastati samo ako određeni pojedinac ima nasljedne informacije koje doprinose promjeni strukture ili funkcija u pravom smjeru. Dakle, razvoj respiratornog sistema kod sisara i insekata moguć je samo pod kontrolom određenih gena.

Razmotrite različite vrste prilagođavanja živih organizama detaljnije.

Pasivna odbrana

Tokom evolucije, mnoge žive jedinke razvile su određena sredstva da zaštite sebe i svoje potomstvo. Dakle, upečatljivim primjerom takve adaptacije smatra se zaštitna obojenost, zbog koje jedinke postaje teško razlikovati i štititi od grabežljivaca. Na primjer, jaja položena na pijesak ili zemlju su sive i smeđe boje s različitim mrljama, odnosno teško ih je pronaći među okolnim tlom. U područjima koja su nedostupna grabežljivcima, jaja u većini slučajeva su bez boje.

Pustinjske životinje također koriste istu vrstu adaptacije, jer je njihova boja obično predstavljena različitim nijansama žuto-smeđe i pješčano-žute.
Kao varijanta pasivne zaštite može se uzeti u obzir i zastrašujuće bojenje, jer pomaže da se zaštitite od grabežljivaca, kao da upozorava na nejestivost određenog organizma.

Osim toga, ova vrsta adaptacije može se uzeti u obzir iu slučajevima kada tijelo razvije sličnost sa okolinom. Primjeri uključuju bube koje izgledaju kao lišajevi, cikade koje izgledaju kao trnje u grmlju i kukci štapići koji se ne razlikuju od grančica.

Mehanizmi pasivne odbrambene adaptacije također uključuju visoku plodnost pojedinih jedinki, kao i druga sredstva, kao što su tvrdi omotači kod rakova i rakova, bodlje, trnje i otrovne dlake u biljkama.

Relativnost i svrsishodnost adaptacije

Promjene u strukturi i ponašanju organizama pojavljuju se kao odgovor na određene ekološke probleme, odnosno razlikuju se po relativnosti i svrsishodnosti. Dakle, ako govorimo o relativnosti, onda se ona sastoji u ograničenju takvih adaptivnih promjena u zavisnosti od životnih uslova. Tako, na primjer, posebna pigmentirana boja leptira moljaca, za razliku od njihovih bijelih sorti, postaje uočljiva i vrijedna samo ako ih vidite na dimljenom stablu. Kada se promijene uvjeti okoline, takve adaptacije možda neće donijeti nikakvu korist tijelu, pa čak i naštetiti.

Na primjer, aktivan i stalan rast sjekutića kod štakora je koristan samo ako jedu čvrstu hranu. Prilikom prelaska na meku prehranu, sjekutići mogu narasti do prevelike veličine i onemogućiti jelo.

Također je vrijedno naglasiti da adaptivne promjene nisu u mogućnosti pružiti svojim vlasnicima 100% zaštitu. Posebna obojenost pčela i osa štiti ih da ih mnoge ptice ne pojedu, ali postoje vrste ptica koje na to ne obraćaju pažnju. Ježevi su sposobni da jedu zmije otrovnice. A taj tvrdi oklop koji štiti kopnene kornjače od neprijatelja se lomi kada ih s visine ispuste ptice grabljivice.

Adaptacija organizama u ljudskom životu

Upravo prilagodljiva svojstva različitih organizama objašnjavaju pojavu novih bakterija i drugih mikroorganizama otpornih na lijekove. Ovaj trend je posebno jasan kod upotrebe antibiotika, jer vremenom njihova upotreba postaje neefikasna. Mikroorganizmi mogu naučiti da sintetiziraju poseban enzim koji uništava upotrijebljeni lijek, ili njihovi stanični zidovi postaju nepropusni za aktivne tvari lijeka.

Za pojavu rezistentnih sojeva mikroorganizama često su krivi liječnici koji koriste minimalne doze lijekova kako bi smanjili vjerojatnost nuspojava. Ako takvu osobinu prenesemo u vanjski svijet, postaje jasno kako insekti i sisari razvijaju otpornost na razne vrste otrova.

Prilagodljiva svojstva svih organizama treba uzeti u obzir kao dio prirodne selekcije.

Prilagođavanje organizama različitim uslovima postojanja

1. Kako se biljke prilagođavaju životu u teškim uslovima?
2. Po čemu se vodeni sisari razlikuju od kopnenih?

Ovisnost strukture i načina života organizama od okoline.

Sadržaj lekcije Okvir lekcije i okvir podrške Prezentacija lekcije Ubrzajuće metode i interaktivne tehnologije Zatvorene vježbe (samo za nastavnike) Ocjenjivanje Vježbajte zadaci i vježbe, radionice za samoispitivanje, laboratorij, slučajevi stepen složenosti zadataka: normalan, visok, olimpijada domaći Ilustracije ilustracije: video klipovi, audio, fotografije, grafike, tabele, stripovi, multimedijalni eseji čipovi za radoznale jaslice humor, parabole, vicevi, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci eksterno nezavisno testiranje (VNT) udžbenici glavni i dodatni tematski praznici, slogani članci nacionalna obilježja pojmovnik ostali pojmovi Samo za nastavnike

Adaptacija osobe na novu sredinu za njega je složen socio-biološki proces, koji se zasniva na promjeni sistema i funkcija tijela, kao i uobičajenog ponašanja. Ljudska adaptacija se odnosi na adaptivne reakcije njegovog tijela na promjenjive faktore okoline. Adaptacija se manifestuje na različitim nivoima organizacije žive materije: od molekularnog do biocenotičkog. Adaptacija se razvija pod uticajem tri faktora: nasledstvo, varijabilnost, prirodna/veštačka selekcija. Postoje tri glavna načina na koje se organizmi prilagođavaju svom okruženju: aktivni način, pasivni način i izbjegavanje štetnih učinaka.

aktivni put- jačanje otpornosti, razvoj regulatornih procesa koji omogućavaju obavljanje svih vitalnih funkcija organizma, uprkos odstupanju faktora okoline od optimalnog. Na primjer, održavanje stalne tjelesne temperature kod toplokrvnih životinja (ptica, ljudi), optimalne za tok biohemijskih procesa u stanicama.

pasivan način- podređenost vitalnih funkcija organizma promjenama faktora okoline. Na primjer, u nepovoljnim uvjetima okoline dolazi do prelaska u stanje anabioze (skrivenog života), kada metabolizam u tijelu gotovo potpuno prestaje (zimsko mirovanje biljaka, očuvanje sjemena i spora u tlu, omamljenost insekata, hibernacija, itd.).

Izbjegavanje nepovoljnih uslova- razvoj od strane tijela takvih životnih ciklusa i ponašanja koji omogućavaju izbjegavanje štetnih efekata. Na primjer, sezonske migracije životinja.

Obično se prilagođavanje vrste na okolinu odvija jednom ili drugom kombinacijom sva tri moguća načina adaptacije.
Adaptacije se mogu podijeliti u tri glavna tipa: morfološke, fiziološke, etološke.

Morfološke adaptacije- promjene u strukturi organizma (na primjer, modifikacija lista u trn kod kaktusa kako bi se smanjio gubitak vode, svijetle boje cvijeća za privlačenje oprašivača, itd.). Morfološke adaptacije kod životinja dovode do stvaranja određenih životnih oblika.

Fiziološke adaptacije- promjene u fiziologiji tijela (na primjer, sposobnost kamile da tijelu obezbijedi vlagu oksidacijom masnih rezervi, prisustvo enzima koji razgrađuju celulozu u bakterijama koje uništavaju celulozu, itd.).

Etološke (bihejvioralne) adaptacije- promjene u ponašanju (na primjer, sezonske migracije sisara i ptica, hibernacija zimi, igre parenja kod ptica i sisara tokom sezone parenja, itd.). Etološke adaptacije su karakteristične za životinje.

Živi organizmi su dobro prilagođeni periodičnim faktorima. Neperiodični faktori mogu uzrokovati bolest, pa čak i smrt živog organizma. Osoba to koristi primjenom antibiotika i drugih neperiodičnih faktora. Međutim, trajanje njihove izloženosti može uzrokovati i prilagođavanje na njih.
Okolina ima ogroman uticaj na čoveka. S tim u vezi, problem prilagođavanja osobe svom okruženju postaje sve važniji. U socijalnoj ekologiji ovaj problem je od najveće važnosti. Istovremeno, adaptacija je samo početna faza u kojoj prevladavaju reaktivni oblici ljudskog ponašanja. Osoba se ne zaustavlja u ovoj fazi. Pokazuje fizičku, intelektualnu, moralnu, duhovnu aktivnost, transformiše (na gore ili gore) svoju okolinu.

Ljudska adaptacija se dijeli na genotipsku i fenotipsku. Genotipska adaptacija: osoba se van svoje svijesti može prilagoditi promjenjivim uvjetima okoline (promjene temperature, ukus hrane, itd.), odnosno ako su mehanizmi adaptacije već u genima. Fenotipska adaptacija se podrazumijeva kao uključivanje svijesti, vlastitih ličnih kvaliteta osobe u cilju prilagođavanja tijela novom okruženju, održavanja ravnoteže u novim uvjetima.

Glavne vrste adaptacije uključuju fiziološku, adaptaciju na aktivnost, prilagođavanje društvu. Fokusirajmo se na fiziološku adaptaciju. Pod fiziološkom adaptacijom osobe podrazumijeva se proces održavanja funkcionalnog stanja tijela u cjelini, osiguravajući njegovo očuvanje, razvoj, performanse, maksimalan životni vijek. Veliki značaj u fiziološkoj adaptaciji pridaje se aklimatizaciji i aklimatizaciji. Jasno je da se život osobe na krajnjem sjeveru razlikuje od života na ekvatoru, jer su to različite klimatske zone. Štaviše, južnjak, koji je neko vrijeme živio na sjeveru, prilagođava se tome i može tamo živjeti trajno i obrnuto. Aklimatizacija je početna, hitna faza aklimatizacije u promjenjivim klimatskim i geografskim uslovima. U nekim slučajevima sinonim za fiziološku adaptaciju je aklimatizacija, odnosno prilagođavanje biljaka, životinja i ljudi novim klimatskim uvjetima za njih. Fiziološka aklimatizacija nastaje kada osoba, uz pomoć adaptivnih reakcija, povećava radnu sposobnost, poboljšava dobrobit, koja se može naglo pogoršati tokom perioda aklimatizacije. Kada se nova stanja zamijene starima, tijelo se može vratiti u prethodno stanje. Takve promjene se nazivaju aklimatizacija. Iste promjene koje su u procesu prilagođavanja na novu sredinu prešle u genotip i naslijeđene, nazivaju se adaptivnim.

Prilagođavanje organizma uslovima života (grad, selo, drugi lokalitet). nije ograničeno na klimatske uslove. Osoba može živjeti u gradu i na selu. Mnogi ljudi preferiraju metropolu sa njenom bukom, zagađenjem, mahnitim tempom života. Objektivno, život na selu, gdje je čist zrak, miran, odmjeren ritam, povoljniji je za ljude.

Ista oblast prilagođavanja uključuje preseljenje, na primjer, u drugu zemlju. Neki se brzo prilagode, savladaju jezičku barijeru, nađu posao, drugi sa velikim poteškoćama, treći, nakon što su se prilagodili spolja, doživljavaju osjećaj koji se zove nostalgija.

Možemo istaknuti adaptaciju na aktivnost. Različite vrste ljudskih aktivnosti postavljaju različite zahtjeve pojedincu (neke zahtijevaju istrajnost, marljivost, tačnost, druge zahtijevaju brzinu reakcije, sposobnost samostalnog donošenja odluka itd.). Međutim, osoba se može prilično uspješno nositi s ovim i drugim vrstama aktivnosti. Postoji aktivnost koja je kontraindicirana za osobu, ali ona je može obavljati, jer djeluju mehanizmi adaptacije, što se naziva razvojem individualnog stila aktivnosti.
Posebnu pažnju treba posvetiti prilagođavanju društvu, drugim ljudima i timu. Osoba se može prilagoditi grupi asimilirajući njene norme, pravila ponašanja, vrijednosti itd. Mehanizmi adaptacije ovdje su sugestibilnost, tolerancija, konformizam kao oblici submisivnog ponašanja, a s druge strane, sposobnost pronalaženja svog mjesta, pronađite lice i pokažite odlučnost.

Možemo govoriti o prilagođavanju duhovnim vrijednostima, stvarima, stanjima, na primjer, stresnim i mnogim drugim stvarima. Kanadski fiziolog Selye je 1936. godine objavio poruku "Sindrom uzrokovan raznim štetnim elementima", u kojoj je opisao fenomen stresa - opću nespecifičnu reakciju tijela usmjerenu na mobilizaciju odbrane pod utjecajem iritirajućih faktora. U razvoju stresa izdvajaju se 3 stadijuma: 1. faza anksioznosti, 2. faza otpora, 3. faza iscrpljenosti. G. Selye je formulisao teoriju o Općem adaptacionom sindromu (GAS) i adaptivnim bolestima kao posljedici adaptivne reakcije, prema kojoj se GAS manifestira kad god osoba osjeti opasnost za sebe. Vidljivi uzroci stresa mogu biti ozljede, postoperativna stanja itd., promjene abiotskih i biotičkih faktora sredine. Poslednjih decenija značajno se povećao broj antropogenih faktora životne sredine sa visokim uticajem stresa (hemijsko zagađenje, zračenje, izlaganje računarima tokom sistematskog rada sa njima i dr.). Negativne promjene u savremenom društvu treba pripisati i faktorima stresa u okruženju: porastu, promjeni omjera gradskog i ruralnog stanovništva, porastu nezaposlenosti i kriminala.

nastaje u procesu evolucije kako bi se riješili ekološki problemi organizma, predstavljeni okolinom. One su promjenjiva, poboljšavajuća, ponekad nestajuća adaptacija organizama na specifične faktore okoline. Kao rezultat razvoja adaptacije, postiže se stanje adaptacije (ili korespondencije morfologije, fiziologije i ponašanja organizama) na ekološke niše koje zauzimaju, a koje predstavljaju cjelokupni skup uslova sredine i načina života datog organizma. . To. adaptacija se može smatrati širokom osnovom za nastanak ili nestanak organa, divergenciju (divergenciju) vrsta, formiranje novih populacija i vrsta, te usložnjavanje organizacije.

Proces razvijanja adaptacije odvija se neprestano i u njega su uključeni mnogi znakovi organizma. [prikaži] .

Evolucija ptica od gmazova uključivala je, na primjer, uzastopne promjene kostiju, mišića, kože i udova.

Povećanje grudne kosti, restrukturiranje histološke strukture kostiju, što im je uz snagu davalo lakoću, razvoj perja, što je dovelo do boljih aerodinamičkih svojstava i termoregulacije, transformaciju para udova u krila, pružio rješenje za problem leta.

Neki predstavnici ptica naknadno su razvili adaptacije na kopneni ili vodeni način života (noj, pingvin), dok su sekundarne adaptacije također zahvatile brojne karaktere. Pingvini su, na primjer, promijenili svoja krila u peraje, a pokrivači su im postali vodootporni.

Međutim, adaptacija se formira samo ako u genskom fondu postoji vrsta nasljedne informacije koja doprinosi promjeni struktura i funkcija u traženom smjeru. Dakle, sisari i insekti za disanje koriste pluća, odnosno traheje, koji se razvijaju iz različitih primordija pod kontrolom različitih gena.

Adaptacija ponekad dovodi do nove mutacije, koja, uključivanjem u sistem genotipa, mijenja fenotip u pravcu efikasnijeg rješavanja ekoloških problema. Ovaj način nastajanja adaptacije naziva se kombinativnim.

Za rješavanje jednog ekološkog problema mogu se koristiti različite adaptacije. Tako gusto krzno služi kao sredstvo toplinske izolacije kod medvjeda, arktičkih lisica, a kod kitova, masnog potkožnog sloja.

Postoji nekoliko klasifikacija adaptacije.

Prema mehanizmu djelovanja dodijeliti

Pasivni zaštitni uređaji

• zaštitna boja. Zahvaljujući zaštitnoj obojenosti, organizam je teško razlikovati i stoga je zaštićen od grabežljivaca.
  • Ptičija jaja položena na pijesak ili na zemlju su siva i smeđa s mrljama, slična boji okolnog tla. U slučajevima kada jaja nisu dostupna grabežljivcima, obično su bez boje.
  • Gusjenice leptira su često zelene, boje lišća, ili tamne, boje kore ili zemlje.
  • Ribe na dnu se obično farbaju u skladu sa bojom pješčanog dna (rake i iverke). Istovremeno, iverak takođe ima sposobnost da menja boju u zavisnosti od boje okolne pozadine.
  • Sposobnost promjene boje preraspodjelom pigmenta u integumentu tijela poznata je i kod kopnenih životinja (kameleon).
  • Pustinjske životinje u pravilu imaju žuto-smeđu ili pješčano-žutu boju.
  • Jednobojna zaštitna obojenost karakteristična je i za insekte (skakavce) i male guštere, kao i za velike kopitare (antilope) i grabežljivce (lavove).
  • Disekcija zaštitne boje u obliku naizmjeničnih svijetlih i tamnih pruga i mrlja na tijelu. Zebre i tigrove je teško vidjeti već na udaljenosti od 50-40 m zbog poklapanja pruga na tijelu sa izmjenom svjetla i sjene u okolnom području. Seciranje bojenja narušava ideje o konturama tijela.
• zastrašujuća (upozoravajuća) boja - takođe pruža zaštitu organizmima od neprijatelja.

  Svijetla boja obično je karakteristična za otrovne životinje i upozorava grabežljivce na nejestivost predmeta njihovog napada. Efikasnost upozoravajuće boje bila je uzrok vrlo zanimljivog fenomena imitacije - mimike. [prikaži] .

  Mimikrija je sličnost bespomoćne i jestive vrste na jednu ili više nesrodnih vrsta koje su dobro zaštićene i imaju boju upozorenja. Fenomen mimikrije čest je kod leptira i drugih insekata. Mnogi insekti oponašaju insekte koji ubodu. Poznate su bube, muhe, leptiri, kopiraju ose, pčele, bumbare.

  Mimikrija se nalazi i kod kičmenjaka - zmija. U svim slučajevima, sličnost je čisto vanjska i ima za cilj stvaranje određenog vizualnog utiska kod potencijalnih neprijatelja.

  Za mimičke vrste, važno je da njihov broj bude mali u odnosu na model koji oponašaju, inače neprijatelji neće razviti stabilan negativni refleks na upozoravajuću obojenost. Mali broj mimičnih vrsta je podržan visokom koncentracijom smrtonosnih gena u genskom fondu.

• sličnost oblika tijela sa okolinom - poznate su bube koje podsjećaju na lišajeve, cikade, slične bodlji onih grmova među kojima žive. Štapni insekti izgledaju kao mala smeđa ili zelena grančica.

  Zaštitni učinak zaštitne boje ili oblika tijela je pojačan u kombinaciji s odgovarajućim ponašanjem. Na primjer, gusjenice moljca u odbrambenom položaju slične su biljnoj grani. Selekcija uništava pojedince čije ih ponašanje razotkriva.

• visoka plodnost
• druga sredstva pasivne zaštite
  • Razvoj bodlji i iglica u biljkama štiti ih od jedenja biljojeda.
  • Istu ulogu imaju i otrovne tvari koje spaljuju dlake (kopriva).
  • Kristali kalcijum oksalata, koji nastaju u stanicama nekih biljaka, štite ih od jedenja gusjenicama, puževima, pa čak i glodavcima.
  • Formacije u obliku tvrdog hitinskog omotača kod člankonožaca (buba, rakova), školjki kod mekušaca, krljušti kod krokodila, školjki u armadila i kornjača dobro ih štite od brojnih neprijatelja. Isto služe i pera ježa i dikobraza.

Sredstva za aktivnu zaštitu, kretanje,
traži hranu ili partnera za uzgoj

• poboljšanje aparata za kretanje, nervnog sistema, čulnih organa, razvoj sredstava napada kod grabežljivaca

  Hemijski organi insekata su neverovatno osetljivi. Mužjaci moljca privlače miris mirisne žlijezde ženke s udaljenosti od 3 km. Kod nekih leptira, osetljivost receptora ukusa je 1000 puta veća od osetljivosti receptora na ljudskom jeziku. Noćni predatori, kao što su sove, savršeno vide u mraku. Neke zmije imaju dobro razvijenu sposobnost termolokacije. Razlikuju predmete na udaljenosti ako je razlika u njihovim temperaturama samo 0,2 °C.

Prilagođavanja društvenom načinu života - podjela "rada" kod pčela.

U zavisnosti od prirode promene

• adaptacija uz komplikaciju morfofiziološke organizacije - pojava riba s perajima na kopnu u Devonu, što im je omogućilo da daju kopnene kralježnjake

  Za ribe s režnjevim perajima, udovi su korišteni za puzanje po dnu rezervoara. Gutanje zraka i korištenje kisika izbočenjem crijevnog zida - primitivnim plućima - pružilo je priliku da se nadoknadi nedostatak kisika u vodama tog vremena. Ove strukture su omogućile nekim ribama da napuste vode na neko vrijeme. U početku su se takvi izlazi radili, očigledno, po kišnim danima ili vlažnim noćima. Upravo to trenutno radi američki som (Ictalurus nebulosis). Nakon toga, ove strukture su se razvile u pluća i udove kopnenih životinja. Nakon toga, čitava organizacija riba doživjela je duboke promjene u procesu prilagođavanja životu na kopnu.

  Takve promjene tokom razvoja novog staništa, širenje spektra funkcija zasnovanih na strukturama koje su ranije obavljale druge funkcije, ali su se mijenjale u tom smjeru i u tolikoj mjeri da su mogle preuzeti nove funkcije - naziva se predadaptacija. .

  Fenomen pre-adaptacije još jednom naglašava adaptivnu prirodu evolucije, zasnovanu na odabiru korisnih nasljednih promjena i progresivnih transformacija postojećih struktura u procesu ovladavanja novim uvjetima okoline.

  Po skali uređaja

  • specijalizovane adaptacije . Uz pomoć specijaliziranih adaptacija organizam rješava specifične probleme u uskim lokalnim uvjetima života vrste. Na primjer, strukturne karakteristike jezika mravojeda pružaju hranu za mrave.
  • uobičajene adaptacije - omogućavaju rješavanje mnogih problema u širokom spektru uslova okoline. To uključuje unutrašnji skelet kralježnjaka i vanjskih člankonožaca, hemoglobin kao prijenosnik kisika, itd. Takve adaptacije doprinose razvoju različitih ekoloških niša, pružaju značajnu ekološku i evolucijsku plastičnost, a nalaze se kod predstavnika velikih svojti organizama. Dakle, primarni rožnati pokrivač predačkih oblika gmizavaca u procesu historijskog razvoja dao je pokrov modernih gmizavaca, ptica i sisara. Stepen adaptacije otkriva se tokom evolucije grupe organizama u kojoj je prvi put nastao.

  Dakle, struktura živih organizama je vrlo fino prilagođena uslovima postojanja. Bilo koja osobina ili svojstvo vrste je prilagodljive prirode i primjerena u datom okruženju, u datim životnim uslovima.

  Relativnost i svrsishodnost kondicije organizama

  Adaptacije nastaju kao odgovor na određeni ekološki zadatak, pa su uvijek relativne i svrsishodne. Relativnost adaptacije je u ograničenosti njihove adaptivne vrijednosti na određene životne uslove. Dakle, adaptivna vrijednost pigmentacije leptira moljca u poređenju sa svijetlim oblicima vidljiva je samo na čađavim stablima.

  Kada se uslovi životne sredine promene, adaptacije se mogu pokazati beskorisnim ili čak štetnim za organizam. Stalni rast sjekutića glodara vrlo je važna karakteristika, ali samo kada jedu čvrstu hranu. Ako se štakora drži na mekoj hrani, sjekutići, a da se ne istroše, narastu do takve veličine da hranjenje postaje nemoguće.

  Nijedna od prilagodljivih karakteristika ne pruža apsolutnu sigurnost za njihove vlasnike. Zahvaljujući mimikriji, većina ptica ne dodiruje ose i pčele, ali među njima ima vrsta koje jedu i ose i pčele, i njihove imitatore. Jež i ptica sekretarica jedu zmije otrovnice bez štete. Oklop kopnenih kornjača pouzdano ih štiti od neprijatelja, ali ptice grabljivice ih podižu u zrak i razbijaju o tlo.

  Biološka svrsishodnost organizacije živih bića očituje se u harmoniji između morfologije, fiziologije, ponašanja organizama različitih vrsta i njihovog staništa. Takođe leži u neverovatnoj doslednosti strukture i funkcija pojedinih delova i sistema samog organizma. Pobornici teološkog objašnjenja nastanka života vidjeli su biološku svrsishodnost kao manifestaciju mudrosti tvorca prirode. Teleološko objašnjenje biološke svrsishodnosti polazi od principa "krajnjeg cilja", prema kojem se život razvija usmjereno zbog inherentne težnje ka poznatom cilju. Još od vremena J. B. Lamarcka, postojale su hipoteze koje povezuju biološku svrsishodnost s principom adekvatnog odgovora organizama na promjene vanjskih uvjeta i nasljeđivanjem takvih "stečenih osobina". Uvjerljiv argument u prilog svrsishodnosti promjena pod utjecajem okoline odavno je prepoznata kao činjenica da su mikroorganizmi "ovisni" o lijekovima - sulfonamidi, antibiotici. Iskustvo V. i E. Lederberga pokazalo je da to nije tako.

  

  U Petrijevoj posudi na površini čvrstog hranljivog medija, mikrob formira kolonije (1). Posebnim pečatom (2) otisak svih kolonija prenošen je u podlogu sa smrtonosnom dozom antibiotika (3). Ako je barem jedna kolonija rasla u ovim uvjetima, onda je nastala iz kolonije mikroba koji su također bili otporni na ovaj lijek. Za razliku od drugih kolonija na prvoj Petrijevoj posudi (4), rasla je u epruveti sa antibiotikom (5). Ako je broj izvornih kolonija bio velik, onda je među njima, u pravilu, postojala i stabilna. Dakle, ne govorimo o usmjerenoj adaptaciji mikroba, već o stanju pre-adaptacije, koje je posljedica prisustva u genomu mikroorganizma alela koji blokira djelovanje antibiotika. U nekim slučajevima "rezistentni" mikrobi sintetiziraju enzim koji uništava lijek, u drugim, ćelijski zid postaje nepropustan za lijek.

  Pojavu sojeva mikroorganizama otpornih na lijekove olakšavaju pogrešna taktika liječnika koji, želeći izbjeći nuspojave, propisuju niske, subletalne doze lijekova. Također je moguće objasniti pojavu oblika otpornih na otrove kod insekata i sisara - među mutantnim organizmima postoji stabilna forma koja prolazi pozitivnu selekciju pod djelovanjem otrovne tvari. Na primjer, otpornost pacova na varfarin koji se koristi za njihovo ubijanje ovisi o prisutnosti određenog dominantnog alela u genotipu.

  Mogućnost "direktne adaptacije" organizama na životnu sredinu, "izmjene prirode asimilacijom uslova" tvrdili su neki biolozi još 40-50-ih godina ovog stoljeća. Gore navedena gledišta odgovaraju idealističkim pogledima i ne mogu objasniti biološku svrsishodnost bez oslanjanja na ideju, ako ne o Bogu, onda o posebnom cilju ili programu razvoja života koji je postojao i prije njegovog nastanka.

  Biološka svrsishodnost strukture i funkcija organizama razvija se u procesu razvoja života. To je istorijska kategorija. O tome svjedoči promjena tipova organizacije koji zauzimaju dominantnu poziciju u organskom svijetu planete. Tako je dominaciju vodozemaca skoro 75 miliona godina zamenila dominacija gmizavaca, koja je trajala 150 miliona godina. Tokom perioda dominacije bilo koje grupe, uočava se nekoliko talasa izumiranja, koji menjaju relativni sastav vrsta odgovarajućeg velikog taksona.

  Pojava bilo kakve adaptacije i biološke svrsishodnosti u cjelini objašnjava se radom u prirodi više od 3,5 milijardi godina prirodne selekcije. Od mnogih nasumičnih odstupanja, čuva i akumulira nasljedne promjene koje imaju adaptivnu vrijednost. Ovo objašnjenje omogućava da se shvati zašto je biološka svrsishodnost, posmatrana u prostoru i vremenu, relativno svojstvo živih bića i zašto u specifičnim životnim uslovima individualne adaptacije dostižu samo onaj stepen razvoja koji je dovoljan za opstanak u poređenju sa konkurentima. ' adaptacije.