Morfološke adaptacije - adaptacije životinja na faktore sredine. Mehanizmi adaptacije biljaka na nepovoljne uslove životne sredine Vrste prilagođavanja organizama na životnu sredinu

28.10.2019

Životinje i biljke su prisiljene da se prilagode mnogim faktorima, a te adaptacije se razvijaju u određenom vremenskom periodu, često u procesu evolucije i prirodne selekcije, fiksirajući se na genetskom nivou.

Adaptacija(od lat. adapto - prilagođavam se) - prilagođavanja strukture i funkcija organizama uslovima životne sredine u procesu evolucije.

Kada se analizira organizacija bilo koje životinje i biljke, uvijek se pronalazi upadljiva podudarnost oblika i funkcija organizma s uvjetima okoline. Dakle, među morskim sisarima delfini imaju najnaprednije adaptacije za brzo kretanje u vodenom okruženju: oblik u obliku torpeda, posebnu strukturu kože i potkožnog tkiva, što povećava aerodinamičnost tijela, a time i brzinu klizanja u vodi.

Postoje tri glavna oblika ispoljavanja adaptacija: anatomsko-morfološki, fiziološki i bihevioralni.

Anatomski i morfološki adaptacije su neke vanjske i unutrašnje karakteristike u građi pojedinih organa biljaka i životinja koje im omogućavaju da žive u određenoj sredini uz određenu kombinaciju okolišnih faktora. Kod životinja se često povezuju sa načinom života, prirodom ishrane. primjeri:

Tvrdi oklop kornjače za zaštitu od grabežljivih životinja

Detlić - kljun u obliku dleta, tvrdi rep, karakterističan raspored prstiju.

fiziološki adaptacije se sastoje u sposobnosti organizama da promene neke od svojih fizioloških procesa tokom kritičnih perioda u svom životu

· Miris cvijeta može poslužiti za privlačenje insekata i time potaknuti oprašivanje biljke.

· Duboko mirovanje kod mnogih biljaka koje rastu u srednjim geografskim širinama sjeverne hemisfere, koje padaju u stupor ili hibernaciju kod nekih životinja s početkom hladnog perioda).

· Biološki antifrizi koji povećavaju viskoznost unutrašnjih medija i sprečavaju stvaranje kristala leda koji bi uništili ćelije (do 10% kod mrava, do 30% kod osa).

U mraku se osjetljivost oka na svjetlost povećava hiljadama puta u roku od jednog sata, što je povezano kako s obnavljanjem vida, pigmenata, tako i s promjenama u nervnim elementima i nervnim ćelijama moždane kore.

· Primer fizioloških adaptacija su i osobine enzimskog skupa u digestivnom traktu životinja koje su određene setom i sastavom hrane. Dakle, stanovnici pustinje su u stanju da obezbede svoju potrebu za vlagom biohemijskom oksidacijom masti.

Behavioral(etološke) adaptacije su oblici adaptivnog ponašanja životinja. primjeri:

· Osigurati normalnu razmjenu topline sa okolinom: stvaranje skloništa, dnevne i sezonske migracije životinja u cilju odabira optimalnih temperaturnih uslova.

Kolibri Oreotrochis estella, živi u visokim Andima, gradi gnijezda na stijenama i na strani okrenutoj prema istoku. Tokom noći, kamenje odaje toplotu akumuliranu tokom dana i na taj način obezbjeđuje ugodnu temperaturu do jutra.

· U područjima sa oštrom klimom, ali sa snježnim zimama, temperatura ispod snijega može biti 15-18ºS viša od vanjske. Procjenjuje se da bijela jarebica, prenoćivši u snježnoj rupi, štedi i do 45% energije.

Mnoge životinje koriste grupni smještaj: pike iz roda Certhia(ptice) okupljaju se po hladnom vremenu u grupe do 20 jedinki. Sličan fenomen opisan je i kod glodara.

· Adaptivno ponašanje se može pojaviti kod grabežljivaca u procesu praćenja i jurnjave plijena.

Većina adaptacija je kombinacija gore navedenih tipova. Na primjer, sisanje krvi kod komaraca postiže se složenom kombinacijom takvih prilagodbi kao što su razvoj specijaliziranih dijelova oralnog aparata prilagođenih sisanju, formiranje ponašanja u potrazi za pronalaženjem plijena i stvaranje posebnih sekreta od strane žlijezda slinovnica. koji sprečavaju zgrušavanje krvi koja se usisava.

Jedno od temeljnih svojstava žive prirode je cikličnost većine procesa koji se u njoj odvijaju, što osigurava prilagođavanje biljaka i životinja tokom njihovog razvoja na glavne periodične faktore. Hajde da se zadržimo na takvom fenomenu u divljini kao što je fotoperiodizam.

fotoperiodizam - odgovor organizama na sezonske promjene dužine dana. Otvoren od strane V. Garnera i N. Allarda 1920. godine tokom selekcijskog rada sa duhanom.

Svetlost ima vodeći uticaj na ispoljavanje dnevne i sezonske aktivnosti organizama. Ovo je važan faktor, jer upravo promjena osvjetljenja uzrokuje smjenu perioda odmora i intenzivnog života, mnoge biološke pojave u biljkama i životinjama (tj. utiče na bioritam organizama).

Na primjer, 43% sunčevih zraka dopire do površine Zemlje. Biljke mogu uhvatiti od 0,1 do 1,3%. Oni apsorbuju žuto-zeleni spektar.

A signal približavanja zime za biljke i životinje je smanjenje dužine dana. Biljke prolaze kroz postepeno fiziološko restrukturiranje, akumulaciju zaliha energetskih supstanci prije zimskog mirovanja. By fotoperiodične reakcije biljnih organizama dijele se u dvije grupe:

Organizmi kratkog dana - cvetanje i plodonošenje se javlja na 8-12 sati svetlosti (heljda, proso, konoplja, suncokret).

organizmi dugog dana. Za cvjetanje i plodove u biljkama dugog dana potrebno je produžiti dan na 16-20 sati (biljke umjerenih geografskih širina), za koje je smanjenje dužine dana na 10-12 sati signal približavanja nepovoljne situacije. jesensko-zimski period. To su krompir, pšenica, spanać.

· Neutralno u odnosu na dužinu biljke. Cvatnja se javlja u bilo kojoj dužini dana. To su maslačak, senf i paradajz.

Isto se nalazi i kod životinja. Tokom dana aktivnost svakog organizma pada na određene sate. Mehanizmi koji omogućavaju organizmima da ciklično mijenjaju svoje stanje nazivaju se "biološki satovi".

Bibliografska lista za sekciju

1. Galperin, M.V. Opća ekologija: [proc. za avg. prof. obrazovanje] / M.V. Galperin. - M. : Forum: Infra-M, 2006. - 336 str.

2. Korobkin, V.I. Ekologija [Tekst] / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - Rostov na Donu: Phoenix, 2005. - 575 str.

3. Mirkin, B.M. Osnove opšte ekologije [Tekst]: udžbenik. dodatak za studente koji studiraju prirodne nauke. specijalnosti / B.M. Mirkin, L.G. Naumov; [ed. G.S. Rosenberg]. - M. : Univ. knjiga, 2005. - 239 str.

4. Stepanovskikh, A.S. Opća ekologija: [proc. za univerzitete na ekol. specijalnosti] / A.S. Stepanovsky. - 2. izd., dop. i prerađeno. - M. : UNITI, 2005. - 687 str.

5. Furyaev, V.V. Opća ekologija i biologija: udžbenik. dodatak za studente specijalnosti 320800 bodova. oblici obrazovanja / V.V. Furyaev, A.V. Furyaev; Feder. obrazovna agencija, Sib. stanje technol. un-t, Institut za šume po imenu. V. N. Sukacheva. - Krasnojarsk: SibGTU, 2006. - 100 str.

6. Golubev, A.V. Opća ekologija i zaštita životne sredine: [proc. priručnik za sve specijalnosti] / A.V. Golubev, N.G. Nikolaevskaya, T.V. Sharapa; [ed. ur.] ; Država. obrazovati. ustanova visokog prof. Obrazovanje "Moskva. država. un-t šuma". - M. : MGUL, 2005. - 162 str.

7. Korobkin, V.I. Ekologija u pitanjima i odgovorima [Tekst]: udžbenik. dodatak za studente / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - 2. izd., revidirano. i dodatne - Rostov n/a: Phoenix, 2005. - 379 str. : sheme. - Bibliografija: str. 366-368. - 103,72 rubalja

Sigurnosna pitanja za odjeljak 3

1. Pojam staništa, njegovi tipovi.

2. Šta su faktori životne sredine, kako se klasifikuju?

3. Koncept ograničavajućeg faktora, primjeri.

4. Zakon optimuma-pesimuma (slika). Primjeri.

5. Zakon interakcije faktora sredine. Primjeri.

6. Zakon tolerancije (Shelford). Primjeri.

7. Ekološka pravila: D. Allen, K. Bergman, K. Gloger.

8. Adaptacije živih organizama, njihovi načini i oblici. Primjeri.

9. Fotoperiodizam, biološki ritmovi: pojam, primjeri.

ODJELJAK 4: EKOLOGIJA STANOVNIŠTVA

Grandiozni izumi ljudskog uma nikada ne prestaju da zadivljuju, nema ograničenja za fantaziju. Ali ono što je priroda stvarala vekovima prevazilazi najkreativnije ideje i dizajne. Priroda je stvorila više od milion i pol vrsta živih jedinki, od kojih je svaka individualna i jedinstvena po svojim oblicima, fiziologiji, prilagodljivosti životu. Primjeri organizama koji se prilagođavaju stalno promjenjivim životnim uvjetima na planeti primjeri su mudrosti kreatora i stalni izvor problema za rješavanje biologa.

Adaptacija znači prilagodljivost ili navikavanje. Ovo je proces postepenog ponovnog rađanja fizioloških, morfoloških ili psiholoških funkcija bića u promijenjenom okruženju. I pojedinačni pojedinci i čitave populacije prolaze kroz promjene.

Živopisan primjer direktne i indirektne adaptacije je opstanak flore i faune u zoni povećanog zračenja oko nuklearne elektrane u Černobilju. Direktna prilagodljivost je karakteristična za one jedinke koje su uspjele preživjeti, naviknuti se i početi razmnožavati, neke nisu izdržale test i umrle (indirektna adaptacija).

Budući da se uslovi postojanja na Zemlji stalno mijenjaju, procesi evolucije i kondicije u živoj prirodi su također kontinuirani proces.

Nedavni primjer adaptacije je promjena staništa kolonije zelenih meksičkih papagaja. Nedavno su promijenili svoje uobičajeno stanište i nastanili se na samom ušću vulkana Masaya, u okruženju stalno zasićenom sumpornim plinom visoke koncentracije. Naučnici još nisu dali objašnjenje za ovaj fenomen.

Vrste adaptacije

Promjena cjelokupnog oblika postojanja organizma je funkcionalna adaptacija. Primjer adaptacije, kada promjenjivi uvjeti dovode do međusobnog prilagođavanja živih organizama jedni drugima, je korelativna adaptacija ili koadaptacija.

Adaptacija može biti pasivna, kada se funkcije ili struktura subjekta odvijaju bez njegovog sudjelovanja, ili aktivna, kada on svjesno mijenja svoje navike kako bi se prilagodio okruženju (primjeri prilagođavanja ljudi prirodnim uvjetima ili društvu). Postoje slučajevi kada subjekt prilagođava okruženje svojim potrebama - to je objektivna adaptacija.

Biolozi dijele tipove adaptacije prema tri kriterija:

Morfološki.
fiziološki.
bihevioralne ili psihološke.

Primjeri adaptacije životinja ili biljaka u čistom obliku su rijetki, većina slučajeva adaptacije na nove uvjete javlja se u mješovitim oblicima.

Morfološke adaptacije: primjeri

Morfološke promjene su promjene oblika tijela, pojedinih organa ili cjelokupne strukture živog organizma koje su nastale u procesu evolucije.

Slijede morfološke adaptacije, primjeri iz životinjskog i biljnog svijeta, koje uzimamo zdravo za gotovo:

Transformacija listova u bodlje kod kaktusa i drugih biljaka sušnih krajeva.
Oklop kornjače.
Pojednostavljeni oblici tijela stanovnika akumulacija.

Fiziološke adaptacije: primjeri

Fiziološka adaptacija je promjena u nizu kemijskih procesa koji se odvijaju unutar tijela.

Oslobađanje jakog mirisa od strane cvijeća za privlačenje insekata doprinosi prašini.
Stanje anabioze, u koje mogu ući najjednostavniji organizmi, omogućava im da zadrže svoju vitalnu aktivnost nakon mnogo godina. Najstarija bakterija sposobna za reprodukciju stara je 250 godina.
Akumulacija potkožne masti, koja se pretvara u vodu, kod deva.

Bihevioralne (psihološke) adaptacije

Primjeri ljudske adaptacije više su povezani s psihološkim faktorom. Karakteristike ponašanja su karakteristične za floru i faunu. Dakle, u procesu evolucije, promjena temperaturnog režima uzrokuje da neke životinje hiberniraju, ptice lete na jug da bi se vratile u proljeće, drveće odbacuje lišće i usporava kretanje sokova. Instinkt za odabirom najpogodnijeg partnera za razmnožavanje pokreće ponašanje životinja tokom sezone parenja. Neke sjeverne žabe i kornjače se potpuno smrznu za zimu i odmrznu, oživljavajući s početkom vrućine.

Faktori koji uzrokuju potrebu za promjenom

Svaki proces adaptacije je odgovor na faktore okoline koji dovode do promjene u okruženju. Takvi faktori se dijele na biotičke, abiotičke i antropogene.

Biotički faktori su uticaj živih organizama jedni na druge, kada, na primjer, jedna vrsta nestane, što služi kao hrana za drugu.

Abiotički faktori su promjene u okolnoj neživoj prirodi kada se mijenjaju klima, sastav tla, dostupnost vode i ciklusi solarne aktivnosti. Fiziološke adaptacije, primjeri utjecaja abiotskih faktora - ekvatorijalne ribe koje mogu disati i u vodi i na kopnu. Dobro su prilagođeni uslovima kada je presušivanje rijeka česta pojava.

Antropogeni faktori – uticaj ljudske delatnosti koja menja životnu sredinu.

Adaptacije staništa

osvjetljenje. Kod biljaka su to zasebne grupe koje se razlikuju po potrebi za sunčevom svjetlošću. Heliofiti koji vole svjetlost dobro žive na otvorenim prostorima. Nasuprot tome, oni su sciofiti: biljke šumskih šikara dobro se osjećaju na zasjenjenim mjestima. Među životinjama ima i jedinki čiji je dizajn za aktivan životni stil noću ili pod zemljom.
Temperatura vazduha. U prosjeku, za sva živa bića, uključujući i ljude, optimalna temperaturna sredina je raspon od 0 do 50°C. Međutim, život postoji u gotovo svim klimatskim područjima Zemlje.

U nastavku su opisani suprotni primjeri prilagođavanja na abnormalne temperature.

Arktičke ribe se ne smrzavaju zbog proizvodnje jedinstvenog proteina protiv smrzavanja u krvi, koji sprječava zamrzavanje krvi.

Najjednostavniji mikroorganizmi nalaze se u hidrotermalnim izvorima, u kojima temperatura vode prelazi tačku ključanja.

Biljke hidrofita, odnosno one koje žive u vodi ili blizu nje, umiru i uz blagi gubitak vlage. Kserofiti su, naprotiv, prilagođeni da žive u sušnim područjima i umiru u visokoj vlažnosti. Među životinjama, priroda je također radila na prilagođavanju vodenom i nevodenom okruženju.

Ljudska adaptacija

Čovjekova sposobnost prilagođavanja je zaista ogromna. Tajne ljudskog razmišljanja daleko su od toga da budu u potpunosti otkrivene, a tajne adaptivne sposobnosti ljudi će još dugo ostati misteriozna tema za naučnike. Superiornost Homo sapiensa nad drugim živim bićima leži u sposobnosti da svjesno mijenjaju svoje ponašanje kako bi zadovoljili zahtjeve okoline ili, obrnuto, svijeta oko sebe kako bi odgovarali njihovim potrebama.

Fleksibilnost ljudskog ponašanja se manifestuje svakodnevno. Ako date zadatak: „navedite primjere prilagođavanja ljudi“, većina se počinje prisjećati izuzetnih slučajeva preživljavanja u tim rijetkim slučajevima, a u novim okolnostima to je svojstveno čovjeku svaki dan. Okušavamo se u novoj sredini u trenutku rođenja, u vrtiću, školi, u timu, pri selidbi u drugu zemlju. To je stanje prihvatanja novih senzacija od strane tijela koje se zove stres. Stres je psihološki faktor, ali se pod njegovim utjecajem mijenjaju mnoge fiziološke funkcije. U slučaju kada osoba prihvati novo okruženje kao pozitivno za sebe, novo stanje postaje uobičajeno, inače stres prijeti da se produži i dovede do niza teških bolesti.

Ljudski mehanizmi adaptacije

Postoje tri tipa ljudske adaptacije:

fiziološki. Najjednostavniji primjeri su aklimatizacija i prilagodljivost promjeni vremenskih zona ili dnevnom režimu rada. U procesu evolucije formirali su se različiti tipovi ljudi, ovisno o teritorijalnom mjestu stanovanja. Arktički, alpski, kontinentalni, pustinjski, ekvatorijalni tipovi značajno se razlikuju u fiziološkim parametrima.
Psihološka adaptacija. To je sposobnost osobe da pronađe trenutke razumijevanja sa ljudima različitih psihotipova, u zemlji sa drugačijim nivoom mentaliteta. Razumna osoba sklona je promeni ustaljenih stereotipa pod uticajem novih informacija, posebnih slučajeva, stresa.
Socijalna adaptacija. Vrsta zavisnosti koja je jedinstvena za ljude.

Svi adaptivni tipovi su usko povezani jedni s drugima, po pravilu, svaka promjena u uobičajenom postojanju izaziva kod osobe potrebu za socijalnom i psihološkom adaptacijom. Pod njihovim uticajem stupaju na snagu mehanizmi fizioloških promena, koji se takođe prilagođavaju novim uslovima.

Takva mobilizacija svih tjelesnih reakcija naziva se adaptacijskim sindromom. Nove reakcije tijela pojavljuju se kao odgovor na nagle promjene u okolini. U prvoj fazi - anksioznosti - dolazi do promjene fizioloških funkcija, promjena u radu metabolizma i sistema. Nadalje, zaštitne funkcije i organi (uključujući mozak) su povezani, počinju uključivati svoje zaštitne funkcije i skrivene mogućnosti. Treća faza adaptacije ovisi o individualnim karakteristikama: osoba se ili uključuje u novi život i ulazi u uobičajeni tok (u medicini se oporavak događa u tom periodu), ili tijelo ne prihvaća stres, a posljedice već poprimaju negativan oblik. .

Fenomeni ljudskog tijela

U čovjeku priroda ima ogromnu marginu sigurnosti, koja se u svakodnevnom životu koristi samo u maloj mjeri. Manifestira se u ekstremnim situacijama i doživljava se kao čudo. U stvari, čudo je svojstveno nama samima. Primjer adaptacije: sposobnost ljudi da se prilagode normalnom životu nakon uklanjanja značajnog dijela unutrašnjih organa.

Prirodni urođeni imunitet tokom života može biti ojačan brojnim faktorima ili, obrnuto, oslabljen nepravilnim načinom života. Nažalost, ovisnost o lošim navikama je također razlika između čovjeka i drugih živih organizama.

Reakcije na nepovoljne faktore okoline samo su pod određenim uslovima štetne za žive organizme, au većini slučajeva imaju adaptivnu vrijednost. Stoga je ove odgovore Selye nazvao "sindromom opšte adaptacije". U kasnijim radovima koristio je pojmove "stres" i "sindrom generalne adaptacije" kao sinonime.

Adaptacija- ovo je genetski determinisan proces formiranja zaštitnih sistema koji obezbeđuju povećanje stabilnosti i tok ontogeneze u nepovoljnim uslovima za to.

Adaptacija je jedan od najvažnijih mehanizama koji povećava stabilnost biološkog sistema, pa i biljnog organizma, u promenjenim uslovima postojanja. Što je organizam bolje prilagođen nekom faktoru, to je otporniji na njegove fluktuacije.

Genotipski određena sposobnost organizma da mijenja metabolizam u određenim granicama, u zavisnosti od djelovanja vanjske sredine, naziva se brzina reakcije. Kontroliše ga genotip i karakterističan je za sve žive organizme. Većina modifikacija koje se dešavaju u granicama reakcione norme su od adaptivnog značaja. Odgovaraju promjenama u staništu i omogućavaju bolji opstanak biljaka u promjenjivim uvjetima okoline. U tom smislu, takve modifikacije su od evolucijske važnosti. Termin "brzina reakcije" uveo je V.L. Johansen (1909).

Što je veća sposobnost vrste ili varijeteta da se modificira u skladu sa okolinom, to je šira brzina njene reakcije i veća je sposobnost prilagođavanja. Ovo svojstvo razlikuje otporne sorte poljoprivrednih kultura. U pravilu, blage i kratkotrajne promjene faktora okoliša ne dovode do značajnijih narušavanja fizioloških funkcija biljaka. To je zbog njihove sposobnosti da održe relativnu dinamičku ravnotežu unutrašnjeg okruženja i stabilnost osnovnih fizioloških funkcija u promjenjivom vanjskom okruženju. Istovremeno, oštri i dugotrajni udari dovode do poremećaja mnogih funkcija biljke, a često i do njene smrti.

Adaptacija uključuje sve procese i adaptacije (anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne, itd.) koji povećavaju stabilnost i doprinose opstanku vrste.

1.Anatomske i morfološke adaptacije. Kod nekih predstavnika kserofita, dužina korijenskog sistema doseže nekoliko desetina metara, što biljci omogućava da koristi podzemne vode i ne doživi nedostatak vlage u uvjetima tla i atmosferske suše. Kod ostalih kserofita, prisustvo debele kutikule, pubescencija listova i transformacija listova u bodlje smanjuju gubitak vode, što je veoma važno u uslovima nedostatka vlage.

Zapaljene dlake i bodlje štite biljke od toga da ih životinje pojedu.

Drveće u tundri ili na visokim planinskim visinama izgleda kao zdepasto puzavo grmlje, zimi je prekriveno snijegom, koji ih štiti od jakih mrazeva.

U planinskim područjima sa velikim dnevnim temperaturnim kolebanjima, biljke često imaju oblik spljoštenih jastuka sa gusto raspoređenim brojnim stabljikama. To vam omogućava da zadržite vlagu unutar jastuka i relativno ujednačenu temperaturu tokom cijelog dana.

U močvarnim i vodenim biljkama formira se poseban vazdušni parenhim (aerenhim) koji je rezervoar vazduha i olakšava disanje biljnih delova potopljenih u vodu.

2. Fiziološke i biohemijske adaptacije. U sukulentima, adaptacija za uzgoj u pustinjskim i polupustinjskim uslovima je asimilacija CO 2 tokom fotosinteze duž CAM puta. Ove biljke imaju zatvorene puške tokom dana. Tako postrojenje čuva unutrašnje rezerve vode od isparavanja. U pustinjama, voda je glavni faktor koji ograničava rast biljaka. Stoma se otvara noću i u to vrijeme CO 2 ulazi u fotosintetska tkiva. Naknadno uključivanje CO2 u fotosintetski ciklus događa se danju već sa zatvorenim stomama.

Fiziološke i biohemijske adaptacije uključuju mogućnost otvaranja i zatvaranja stomata, u zavisnosti od spoljašnjih uslova. Sinteza u stanicama apscizinske kiseline, prolina, zaštitnih proteina, fitoaleksina, fitoncida, povećanje aktivnosti enzima koji suzbijaju oksidativni razgradnju organskih tvari, nakupljanje šećera u stanicama i niz drugih promjena u metabolizmu doprinose povećanje otpornosti biljaka na nepovoljne uslove okoline.

Istu biokemijsku reakciju može provesti nekoliko molekularnih oblika istog enzima (izoenzima), dok svaka izoforma ispoljava katalitičku aktivnost u relativno uskom rasponu nekih parametara okoline, kao što je temperatura. Prisustvo brojnih izoenzima omogućava biljci da izvede reakciju u mnogo širem rasponu temperatura, u poređenju sa svakim pojedinačnim izoenzima. To omogućava biljci da uspješno obavlja vitalne funkcije u promjenjivim temperaturnim uvjetima.

3. Adaptacije ponašanja, odnosno izbjegavanje štetnog faktora. Primjer su efemera i efemeroidi (mak, zvijezda, krokusi, tulipani, snježne kapljice). Oni prolaze kroz cijeli ciklus svog razvoja u proljeće 1,5-2 mjeseca, čak i prije početka vrućine i suše. Tako na neki način odlaze, odnosno izbjegavaju da padnu pod utjecaj stresora. Na sličan način, ranozrele sorte poljoprivrednih kultura formiraju usjev prije pojave nepovoljnih sezonskih pojava: kolovozne magle, kiše, mrazeva. Stoga je odabir mnogih poljoprivrednih kultura usmjeren na stvaranje ranih zrelih sorti. Višegodišnje biljke prezimljuju kao rizomi i lukovice u tlu pod snijegom, što ih štiti od smrzavanja.

Adaptacija biljaka na nepovoljne faktore odvija se istovremeno na više nivoa regulacije - od jedne ćelije do fitocenoze. Što je viši nivo organizacije (ćelijski organizam, populacija), veći je broj mehanizama koji su istovremeno uključeni u adaptaciju biljaka na stres.

Regulacija metaboličkih i adaptivnih procesa unutar ćelije vrši se uz pomoć sistema: metaboličkog (enzimskog); genetski; membrana. Ovi sistemi su usko povezani. Dakle, svojstva membrana zavise od aktivnosti gena, a diferencijalna aktivnost samih gena je pod kontrolom membrana. Sinteza enzima i njihova aktivnost kontrolišu se na genetskom nivou, a istovremeno enzimi regulišu metabolizam nukleinskih kiselina u ćeliji.

Na nivo organizmaćelijskim mehanizmima adaptacije dodaju se novi, koji odražavaju interakciju organa. U nepovoljnim uvjetima biljke stvaraju i zadržavaju toliki broj plodnih elemenata koji su u dovoljnim količinama opskrbljeni potrebnim tvarima za formiranje punopravnog sjemena. Na primjer, u cvatovima kultivisanih žitarica i u krošnjama voćaka, u nepovoljnim uvjetima može otpasti više od polovine položenih jajnika. Takve promjene su zasnovane na kompetitivnim odnosima između organa za fiziološki aktivne i hranljive materije.

U uslovima stresa, procesi starenja i opadanja donjih listova se naglo ubrzavaju. U isto vrijeme, tvari potrebne za biljke prelaze iz njih u mlade organe, odgovarajući na strategiju preživljavanja organizma. Zahvaljujući recikliranju nutrijenata iz donjih listova, mlađi, gornji listovi, ostaju održivi.

Postoje mehanizmi regeneracije izgubljenih organa. Na primjer, površina rane je prekrivena sekundarnim integumentarnim tkivom (periderm rane), rana na deblu ili grani se zacjeljuje uljevima (kalusima). Gubitkom vršnog izdanka, u biljkama se bude uspavani pupoljci i intenzivno se razvijaju bočni izdanci. Proljetna obnova lišća umjesto opalog u jesen također je primjer prirodne regeneracije organa. Regeneracija kao biološki uređaj koji obezbeđuje vegetativnu reprodukciju biljaka segmentima korena, rizoma, steljke, stabljike i lisnih reznica, izolovanih ćelija, pojedinačnih protoplasta, od velikog je praktičnog značaja za biljnu proizvodnju, voćarstvo, šumarstvo, ukrasno baštovanstvo itd.

Hormonski sistem je takođe uključen u procese zaštite i adaptacije na biljnom nivou. Na primjer, pod utjecajem nepovoljnih uvjeta u biljci, naglo se povećava sadržaj inhibitora rasta: etilena i apscisne kiseline. Smanjuju metabolizam, inhibiraju procese rasta, ubrzavaju starenje, opadanje organa i prelazak biljke u stanje mirovanja. Inhibicija funkcionalne aktivnosti pod stresom pod uticajem inhibitora rasta je karakteristična reakcija za biljke. Istovremeno se smanjuje sadržaj stimulansa rasta u tkivima: citokinina, auksina i giberelina.

Na nivo populacije dodaje se selekcija, što dovodi do pojave prilagođenijih organizama. Mogućnost selekcije određena je postojanjem intrapopulacijske varijabilnosti otpornosti biljaka na različite faktore sredine. Primjer unutarpopulacijske varijabilnosti otpornosti može biti neprijatan izgled sadnica na zaslanjenom tlu i povećanje varijacije u vremenu klijanja s povećanjem djelovanja stresora.

Vrsta u savremenom pogledu sastoji se od velikog broja biotipova - manjih ekoloških jedinica, genetski identičnih, ali pokazuju različitu otpornost na faktore sredine. U različitim uslovima nisu svi biotipovi podjednako vitalni, a kao rezultat konkurencije ostaju samo oni od njih koji najbolje ispunjavaju date uslove. Odnosno, otpor populacije (varijeteta) na određeni faktor je određen otpornošću organizama koji čine populaciju. Otporne sorte u svom sastavu imaju skup biotipova koji pružaju dobru produktivnost čak iu nepovoljnim uvjetima.

Istovremeno, u procesu dugotrajnog uzgoja, sastav i odnos biotipova u populaciji se mijenja u sortama, što utiče na produktivnost i kvalitet sorte, često ne na bolje.

Dakle, adaptacija obuhvata sve procese i adaptacije koji povećavaju otpornost biljaka na nepovoljne uslove okoline (anatomske, morfološke, fiziološke, biohemijske, bihejvioralne, populacijske itd.)

Ali da biste odabrali najefikasniji način adaptacije, glavna stvar je vrijeme tokom kojeg se tijelo mora prilagoditi novim uvjetima.

Uz iznenadno djelovanje ekstremnog faktora, reakcija se ne može odgoditi, ona mora uslijediti odmah kako bi se isključila nepovratna oštećenja biljke. Kod dugoročnih uticaja male sile, adaptivna prestrojavanja se javljaju postepeno, dok se izbor mogućih strategija povećava.

U tom smislu, postoje tri glavne strategije prilagođavanja: evolucijski, ontogenetski i hitno. Zadatak strategije je efikasno korištenje raspoloživih resursa za postizanje glavnog cilja – opstanak organizma pod stresom. Strategija adaptacije ima za cilj održavanje strukturnog integriteta vitalnih makromolekula i funkcionalne aktivnosti ćelijskih struktura, održavanje sistema regulacije vitalne aktivnosti i snabdevanje biljaka energijom.

Evolucijske ili filogenetske adaptacije(filogenija - razvoj biološke vrste u vremenu) - to su adaptacije koje nastaju tokom evolucijskog procesa na osnovu genetskih mutacija, selekcije i nasljeđuju se. Oni su najpouzdaniji za preživljavanje biljaka.

Svaka vrsta biljaka u procesu evolucije razvila je određene potrebe za uslovima postojanja i prilagodljivosti ekološkoj niši koju zauzima, stabilnom adaptacijom organizma na okolinu. Tolerancija na vlagu i hladovinu, otpornost na toplotu, otpornost na hladnoću i druge ekološke karakteristike pojedinih biljnih vrsta formirane su kao rezultat dugotrajnog delovanja relevantnih uslova. Tako su biljke koje vole toplinu i biljke kratkog dana karakteristične za južne geografske širine, a manje zahtjevne za toplinom i biljke dugog dana karakteristične su za sjeverne geografske širine. Poznate su brojne evolucijske adaptacije biljaka kserofita na sušu: ekonomično korištenje vode, dubok korijenski sistem, opadanje lišća i prelazak u stanje mirovanja i druge adaptacije.

S tim u vezi sorte poljoprivrednih biljaka pokazuju otpornost upravo na one faktore okoline protiv kojih se vrši uzgoj i selekcija proizvodnih oblika. Ako se selekcija odvija u nizu uzastopnih generacija u pozadini stalnog utjecaja nekog nepovoljnog faktora, tada se otpornost sorte na njega može značajno povećati. Prirodno je da su sorte koje uzgaja Istraživački institut za poljoprivredu Jugoistoka (Saratov) otpornije na sušu od sorti stvorenih u uzgojnim centrima moskovske regije. Na isti način, u ekološkim zonama sa nepovoljnim zemljišno-klimatskim uslovima formirane su otporne lokalne biljne sorte, a endemske biljne vrste otporne su na stresor koji je izražen u njihovom staništu.

Karakterizacija otpornosti sorti jare pšenice iz kolekcije Sveruskog instituta za biljnu industriju (Semenov et al., 2005.)

Raznolikost	Porijeklo	Održivost
Enita	Moskva region	Srednje otporan na sušu
Saratovskaja 29	Saratov region	otporan na sušu
Comet	Sverdlovsk region.	otporan na sušu
Karazino	Brazil	otporan na kiseline
Preludij	Brazil	otporan na kiseline
Kolonias	Brazil	otporan na kiseline
Thrintani	Brazil	otporan na kiseline
PPG-56	Kazahstan	otporan na sol
Osh	Kirgistan	otporan na sol
Surkhak 5688	Tadžikistan	otporan na sol
Messel	Norveška	Otporan na sol

U prirodnom okruženju uslovi sredine se obično veoma brzo menjaju, a vreme tokom kojeg faktor stresa dostigne štetni nivo nije dovoljno za formiranje evolucionih adaptacija. U tim slučajevima biljke koriste ne trajne, već stresorom izazvane odbrambene mehanizme, čije je formiranje genetski predodređeno (definirano).

Ontogenetske (fenotipske) adaptacije nisu povezani s genetskim mutacijama i nisu naslijeđeni. Formiranje takvih adaptacija zahtijeva relativno dugo vrijeme, pa se nazivaju dugotrajnim adaptacijama. Jedan od takvih mehanizama je sposobnost brojnih biljaka da formiraju put fotosinteze tipa CAM koji štedi vodu u uslovima nedostatka vode uzrokovanog sušom, salinitetom, niskim temperaturama i drugim stresorima.

Ova adaptacija je povezana sa indukcijom ekspresije gena fosfoenolpiruvat karboksilaze, koji je u normalnim uslovima neaktivan, i gena drugih enzima CAM puta unosa CO2, sa biosintezom osmolita (prolina), uz aktivaciju antioksidansa. sistema, te sa promjenama u dnevnim ritmovima stomatalnih pokreta. Sve to dovodi do vrlo ekonomične potrošnje vode.

U ratarskim kulturama, na primjer, u kukuruzu, aerenhim je odsutan u normalnim uslovima uzgoja. Ali u uslovima poplave i nedostatka kiseonika u tkivima u korenu, neke od ćelija primarnog korteksa korena i stabljike umiru (apoptoza, ili programirana ćelijska smrt). Na njihovom mjestu formiraju se šupljine kroz koje se kisik prenosi iz nadzemnog dijela biljke do korijenskog sistema. Signal za smrt ćelije je sinteza etilena.

Hitna adaptacija javlja se brzim i intenzivnim promjenama životnih uslova. Zasnovan je na formiranju i funkcionisanju sistema zaštite od udara. Sistemi odbrane od šoka uključuju, na primjer, sistem proteina toplotnog šoka, koji se formira kao odgovor na brzo povećanje temperature. Ovi mehanizmi obezbeđuju kratkoročne uslove preživljavanja pod dejstvom štetnog faktora i na taj način stvaraju preduslove za formiranje pouzdanijih dugoročnih specijalizovanih mehanizama adaptacije. Primjer specijalizovanih mehanizama adaptacije je novo formiranje antifriz proteina na niskim temperaturama ili sinteza šećera tokom prezimljavanja ozimih usjeva. U isto vrijeme, ako štetni učinak faktora premašuje zaštitne i reparativne sposobnosti tijela, tada neizbježno dolazi do smrti. U tom slučaju organizam umire u fazi hitne ili u fazi specijalizovane adaptacije, u zavisnosti od intenziteta i trajanja ekstremnog faktora.

Razlikovati specifično i nespecifičan (opći) reakcije biljaka na stresore.

Nespecifične reakcije ne zavise od prirode faktora koji djeluje. Isti su pod dejstvom visokih i niskih temperatura, manjka ili viška vlage, visoke koncentracije soli u tlu ili štetnih gasova u vazduhu. U svim slučajevima povećava se propusnost membrana u biljnim stanicama, poremećeno je disanje, povećava se hidrolitička razgradnja tvari, povećava se sinteza etilena i apscizinske kiseline, inhibira se dioba i produljenje stanica.

U tabeli je prikazan kompleks nespecifičnih promjena koje nastaju u biljkama pod utjecajem različitih faktora okoline.

Promene fizioloških parametara u biljkama pod uticajem stresnih uslova (prema G.V., Udovenko, 1995.)

Opcije	Priroda promjene parametara pod uvjetima
Opcije	suše	salinitet	visoke temperature	niske temperature
Koncentracija jona u tkivima	raste	raste	raste	raste
Aktivnost vode u ćeliji	Padati	Padati	Padati	Padati
Osmotski potencijal ćelije	raste	raste	raste	raste
Kapacitet zadržavanja vode	raste	raste	raste	—
Nestašica vode	raste	raste	raste	—
Permeabilnost protoplazme	raste	raste	raste	—
Stopa transpiracije	Padati	Padati	raste	Padati
Efikasnost transpiracije	Padati	Padati	Padati	Padati
Energetska efikasnost disanja	Padati	Padati	Padati	—
Intenzitet disanja	raste	raste	raste	—
Fotofosforilacija	Smanjuje	Smanjuje	—	Smanjuje
Stabilizacija nuklearne DNK	raste	raste	raste	raste
Funkcionalna aktivnost DNK	Smanjuje	Smanjuje	Smanjuje	Smanjuje
Koncentracija prolina	raste	raste	raste	—
Sadržaj proteina rastvorljivih u vodi	raste	raste	raste	raste
Sintetičke reakcije	Potisnuto	Potisnuto	Potisnuto	Potisnuto
Upijanje jona od strane korijena	Potisnuto	Potisnuto	Potisnuto	Potisnuto
Transport materija	Depresivan	Depresivan	Depresivan	Depresivan
Koncentracija pigmenta	Padati	Padati	Padati	Padati
ćelijska dioba	usporava	usporava	—	—
Cell stretch	Potisnuto	Potisnuto	—	—
Broj voćnih elemenata	Smanjeno	Smanjeno	Smanjeno	Smanjeno
Starenje organa	Ubrzano	Ubrzano	Ubrzano	—
biološka žetva	Degradiran	Degradiran	Degradiran	Degradiran

Na osnovu podataka u tabeli može se vidjeti da je otpornost biljaka na više faktora praćena jednosmjernim fiziološkim promjenama. To daje razlog za vjerovanje da povećanje otpornosti biljaka na jedan faktor može biti praćeno povećanjem otpornosti na drugi. Ovo je potvrđeno eksperimentima.

Eksperimenti na Institutu za fiziologiju bilja Ruske akademije nauka (Vl. V. Kuznjecov i drugi) pokazali su da kratkotrajna termička obrada biljaka pamuka prati povećanje njihove otpornosti na naknadno zaslanjivanje. A prilagođavanje biljaka na slanost dovodi do povećanja njihove otpornosti na visoke temperature. Toplotni šok povećava sposobnost biljaka da se prilagode kasnijoj suši i, obrnuto, u procesu suše raste otpornost organizma na visoke temperature. Kratkotrajno izlaganje visokim temperaturama povećava otpornost na teške metale i UV-B zračenje. Prethodna suša pogoduje opstanku biljaka u uslovima saliniteta ili hladnoće.

Proces povećanja otpornosti organizma na dati faktor okoline kao rezultat adaptacije na faktor drugačije prirode naziva se unakrsna adaptacija.

Za proučavanje općih (nespecifičnih) mehanizama rezistencije od velikog je interesa odgovor biljaka na faktore koji uzrokuju nedostatak vode u biljkama: salinitet, sušu, niske i visoke temperature i neke druge. Na nivou cijelog organizma, sve biljke na isti način reaguju na nedostatak vode. Karakterizira ga inhibicija rasta izdanaka, pojačan rast korijenskog sistema, sinteza apscizinske kiseline i smanjenje provodljivosti stomata. Nakon nekog vremena, donji listovi brzo stare i opaža se njihovo odumiranje. Sve ove reakcije imaju za cilj smanjenje potrošnje vode smanjenjem površine isparavanja, kao i povećanjem upijajuće aktivnosti korijena.

Specifične reakcije su reakcije na djelovanje bilo kojeg faktora stresa. Tako se fitoaleksini (supstance sa antibiotskim svojstvima) sintetiziraju u biljkama kao odgovor na kontakt sa patogenima (patogeni).

Specifičnost ili nespecifičnost odgovora podrazumijeva, s jedne strane, odnos biljke prema različitim stresorima, a s druge strane karakteristične reakcije biljaka različitih vrsta i sorti na isti stresor.

Ispoljavanje specifičnih i nespecifičnih odgovora biljaka zavisi od jačine stresa i brzine njegovog razvoja. Specifične reakcije se češće javljaju ako se stres sporo razvija, a tijelo ima vremena da se obnovi i prilagodi mu. Nespecifične reakcije obično se javljaju uz kraće i jače djelovanje stresora. Funkcioniranje nespecifičnih (općih) mehanizama otpora omogućava biljci da izbjegne velike energetske troškove za formiranje specijaliziranih (specifičnih) mehanizama adaptacije kao odgovor na svako odstupanje od norme u njihovim životnim uvjetima.

Otpornost biljaka na stres zavisi od faze ontogeneze. Najstabilnije biljke i biljni organi u stanju mirovanja: u obliku sjemena, lukovica; drvenaste trajnice - u stanju dubokog mirovanja nakon opadanja listova. Biljke su najosjetljivije u mladosti, jer se u stresnim uslovima prvenstveno oštećuju procesi rasta. Drugi kritični period je period formiranja gameta i oplodnje. Dejstvo stresa u ovom periodu dovodi do smanjenja reproduktivne funkcije biljaka i smanjenja prinosa.

Ako se stresni uslovi ponavljaju i imaju mali intenzitet, onda doprinose otvrdnjavanju biljaka. Ovo je osnova za metode za povećanje otpornosti na niske temperature, toplotu, salinitet i povećan sadržaj štetnih gasova u vazduhu.

Pouzdanost biljnog organizma određena je njegovom sposobnošću da spriječi ili eliminiše kvarove na različitim nivoima biološke organizacije: molekularnoj, subćelijskoj, ćelijskoj, tkivnoj, organskoj, organskoj i populacijskoj.

Kako bi se spriječili poremećaji u životu biljaka pod utjecajem nepovoljnih faktora, principi redundantnost, heterogenost funkcionalno ekvivalentnih komponenti, sistemi za popravku izgubljenih konstrukcija.

Redundantnost struktura i funkcionalnosti jedan je od glavnih načina da se osigura pouzdanost sistema. Redundancija i redundantnost imaju višestruke manifestacije. Na subćelijskom nivou, rezervisanje i umnožavanje genetskog materijala doprinosi povećanju pouzdanosti biljnog organizma. To se postiže, na primjer, dvostrukom spiralom DNK, povećanjem ploidnosti. Pouzdanost funkcionisanja biljnog organizma u promjenjivim uvjetima podržava i prisustvo različitih molekula RNK glasnika i formiranje heterogenih polipeptida. To uključuje izoenzime koji kataliziraju istu reakciju, ali se razlikuju po svojim fizičko-hemijskim svojstvima i stabilnosti molekularne strukture u promjenjivim uvjetima okoline.

Na ćelijskom nivou, primjer redundancije je višak ćelijskih organela. Tako je utvrđeno da je dio raspoloživih hloroplasta dovoljan da biljci obezbijedi produkte fotosinteze. Preostali hloroplasti, takoreći, ostaju u rezervi. Isto važi i za ukupan sadržaj hlorofila. Redundantnost se također manifestira u velikoj akumulaciji prekursora za biosintezu mnogih jedinjenja.

Na nivou organizma, princip redundancije se izražava u formiranju i polaganju u različito vrijeme više izdanaka, cvjetova, klasića nego što je potrebno za smjenu generacija, u ogromnoj količini polena, sjemenki, sjemenki.

Na nivou populacije, princip redundancije se manifestuje u velikom broju jedinki koje se razlikuju po otpornosti na određeni faktor stresa.

Sistemi za popravke također rade na različitim nivoima - molekularnom, ćelijskom, organizmu, populaciji i biocenotičkom. Reparativni procesi idu uz trošenje energije i plastičnih tvari, stoga je reparacija moguća samo ako se održava dovoljna brzina metabolizma. Ako se metabolizam zaustavi, prestaje i reparacija. U ekstremnim uslovima spoljašnje sredine očuvanje disanja je posebno važno, jer upravo disanje obezbeđuje energiju za procese reparacije.

Redukciona sposobnost ćelija adaptiranih organizama određena je otpornošću njihovih proteina na denaturaciju, odnosno stabilnošću veza koje određuju sekundarnu, tercijarnu i kvartarnu strukturu proteina. Na primjer, otpornost zrelog sjemena na visoke temperature obično se povezuje s činjenicom da nakon dehidracije njihovi proteini postaju otporni na denaturaciju.

Glavni izvor energetskog materijala kao supstrata za disanje je fotosinteza, stoga opskrba energijom ćelije i povezani procesi reparacije zavise od stabilnosti i sposobnosti fotosintetskog aparata da se oporavi od oštećenja. Za održavanje fotosinteze u ekstremnim uvjetima u biljkama, aktivira se sinteza komponenti tilakoidne membrane, inhibira se oksidacija lipida, a ultrastruktura plastida se obnavlja.

Na nivou organizma, primjer regeneracije je razvoj zamjenskih izdanaka, buđenje uspavanih pupoljaka kada su tačke rasta oštećene.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

U procesu evolucije, kao rezultat prirodne selekcije i borbe za postojanje, nastaju adaptacije (prilagođavanja) organizama određenim životnim uslovima. Sama evolucija je u suštini kontinuirani proces formiranja adaptacija, koji se odvija prema sljedećoj shemi: intenzitet reprodukcije -> borba za postojanje -> selektivna smrt -> prirodna selekcija -> sposobnost.

Adaptacije utiču na različite aspekte životnih procesa organizama i stoga mogu biti nekoliko tipova.

Morfološke adaptacije

Oni su povezani s promjenom strukture tijela. Na primjer, pojava membrana između prstiju kod vodenih ptica (vodozemci, ptice, itd.), guste dlake kod sjevernih sisara, dugih nogu i dugog vrata kod močvarnih ptica, fleksibilnog tijela kod grabežljivaca koji se kopaju (na primjer, kod lasica ), itd. Kod toplokrvnih životinja, prilikom kretanja na sjever, primjećuje se povećanje prosječne veličine tijela (Bergmannovo pravilo), što smanjuje relativnu površinu i prijenos topline. Kod pridnenih riba formira se plosnato tijelo (ražanke, iverak, itd.). Biljke u sjevernim geografskim širinama i visokim planinskim područjima često imaju puzave i jastučaste oblike, manje oštećene jakim vjetrovima i bolje zagrijane suncem u sloju tla.

Zaštitna boja

Zaštitna obojenost je veoma važna za životinjske vrste koje nemaju efikasna sredstva zaštite od predatora. Zahvaljujući njoj, životinje postaju manje vidljive na tlu. Na primjer, ženke ptica koje ležu jaja gotovo se ne razlikuju od pozadine područja. Ptičija jaja su također obojena kako bi odgovarala boji područja. Ribe dna, većina insekata i mnoge druge životinjske vrste imaju zaštitnu boju. Na sjeveru je češća bijela ili svijetla boja, koja pomaže pri kamufliranju u snijegu (polarni medvjedi, polarne sove, arktičke lisice, mladunci perjanica - bijeli mladunci itd.). Određene životinje su razvile obojenost formiranu naizmjeničnim svijetlim i tamnim prugama ili mrljama, što ih čini manje uočljivim u žbunju i gustim šikarama (tigrovi, mlade svinje, zebre, pjegavi jeleni itd.). Neke životinje mogu vrlo brzo promijeniti boju ovisno o uvjetima (kameleoni, hobotnice, iverak, itd.).

Prerušavanje

Suština prerušavanja je da oblik tijela i njegova boja čine da životinje izgledaju kao lišće, čvorovi, grane, kora ili trnje biljaka. Često se nalazi kod insekata koji žive na biljkama.

Upozoravajuća ili prijeteća obojenost

Neke vrste insekata koji imaju otrovne ili mirisne žlijezde imaju svijetlu upozoravajuću boju. Stoga grabežljivci koji su ih jednom sreli pamte ovu boju dugo vremena i više ne napadaju takve insekte (na primjer, ose, bumbare, bubamare, koloradske zlatice i niz drugih).

Mimikrija

Mimikrija je boja i oblik tijela bezopasnih životinja koje oponašaju njihove otrovne kolege. Na primjer, neke neotrovne zmije izgledaju kao otrovne. Cikade i cvrčci podsjećaju na velike mrave. Neki leptiri imaju velike mrlje na krilima koje podsjećaju na oči predatora.

Fiziološke adaptacije

Ova vrsta adaptacije povezana je s restrukturiranjem metabolizma u organizmima. Na primjer, pojava toplokrvnosti i termoregulacije kod ptica i sisara. U jednostavnijim slučajevima radi se o prilagođavanju određenim oblicima hrane, slanom sastavu okoline, visokim ili niskim temperaturama, vlažnosti ili suhoći tla i zraka itd.

Biohemijske adaptacije

Adaptacije ponašanja

Ova vrsta adaptacije povezana je sa promjenom ponašanja u određenim uvjetima. Na primjer, briga o potomstvu dovodi do boljeg preživljavanja mladih životinja i povećava otpornost njihove populacije. Tokom sezone parenja mnoge životinje formiraju zasebne porodice, a zimi se udružuju u jata, što im olakšava hranu ili zaštitu (vukovi, mnoge vrste ptica).

Prilagođavanja periodičnim faktorima sredine

To su adaptacije na faktore okoline koje imaju određenu periodičnost u ispoljavanju. Ovaj tip uključuje svakodnevne izmjene perioda aktivnosti i odmora, stanja djelomične ili potpune anabioze (opadanje lišća, zimske ili ljetne dijapauze životinja, itd.), migracije životinja uzrokovane sezonskim promjenama itd.

Prilagođavanje ekstremnim životnim uslovima

Biljke i životinje koje žive u pustinjama i polarnim regijama također stječu brojne specifične adaptacije. Kod kaktusa, listovi su evoluirali u bodlje (kako bi se smanjilo isparavanje i zaštitilo od toga da ih životinje pojedu), a stabljika je evoluirala u fotosintetski organ i rezervoar. Pustinjske biljke imaju dug korijenski sistem koji im omogućava da izvlače vodu iz velikih dubina. Pustinjski gušteri mogu preživjeti bez vode jedući insekte i dobivajući vodu hidrolizacijom svojih masti. Kod sjevernih životinja, osim gustog krzna, postoji i velika zaliha potkožne masti koja smanjuje hlađenje tijela.

Relativna priroda adaptacija

Sve adaptacije su svrsishodne samo za određene uslove u kojima su se razvile. Kada se ovi uslovi promijene, adaptacije mogu izgubiti svoju vrijednost ili čak naštetiti organizmima koji ih imaju. Bijela boja zečeva, koja ih dobro štiti na snijegu, postaje opasna tokom zima sa malo snijega ili jakih odmrzavanja.

Relativnu prirodu adaptacija dobro dokazuju i paleontološki podaci, koji svjedoče o izumiranju velikih skupina životinja i biljaka koje nisu preživjele promjenu životnih uvjeta.

Za preživljavanje u nepovoljnim klimatskim uvjetima, biljke, životinje i ptice imaju neke karakteristike. Ove karakteristike se nazivaju "fiziološke adaptacije", čiji se primjeri mogu vidjeti u gotovo svim vrstama sisara, uključujući ljude.

Zašto nam je potrebna fiziološka adaptacija?

Uvjeti života u nekim dijelovima svijeta nisu sasvim ugodni, međutim, postoje različiti predstavnici divljih životinja. Nekoliko je razloga zašto ove životinje nisu napustile neprijateljsko okruženje.

Prije svega, klimatski uvjeti bi se mogli promijeniti kada je određena vrsta već postojala na datom području. Neke životinje nisu prilagođene migraciji. Moguće je i da teritorijalne karakteristike ne dozvoljavaju migraciju (otoci, planinske visoravni, itd.). Za određenu vrstu, promijenjeni uslovi života i dalje ostaju prikladniji nego na bilo kojem drugom mjestu. A fiziološka adaptacija je najbolje rješenje problema.

Šta se podrazumeva pod adaptacijom?

Fiziološka adaptacija je harmonija organizama sa određenim staništem. Na primjer, ugodan boravak u pustinji njenih stanovnika je zbog njihove adaptacije na visoke temperature i nedostatak pristupa vodi. Adaptacija je pojava određenih znakova u organizmima koji im omogućavaju da se slažu sa svim elementima okoline. Nastaju u procesu određenih mutacija u tijelu. Fiziološke adaptacije, čiji su primjeri dobro poznati u svijetu, su, na primjer, sposobnost eholokacije kod nekih životinja (šišmiši, delfini, sove). Ova sposobnost im pomaže da se kreću u prostoru sa ograničenim osvjetljenjem (u mraku, u vodi).

Fiziološka adaptacija je skup reakcija tijela na određene patogene faktore iz okoline. Pruža organizmima veću vjerovatnoću za preživljavanje i jedan je od metoda prirodne selekcije jakih i otpornih organizama u populaciji.

Vrste fiziološke adaptacije

Adaptacija organizma razlikuje se genotipska i fenotipska. Genotip se zasniva na uslovima prirodne selekcije i mutacijama koje su dovele do promena u organizmima cele vrste ili populacije. U procesu ove vrste adaptacije nastale su moderne vrste životinja, ptica i ljudi. Genotipski oblik adaptacije je nasljedan.

Fenotipski oblik adaptacije nastaje zbog individualnih promjena u određenom organizmu za ugodan boravak u određenim klimatskim uvjetima. Može se razviti i zbog stalne izloženosti agresivnom okruženju. Kao rezultat, tijelo stiče otpornost na svoja stanja.

Kompleksne i unakrsne adaptacije

Kompleksne adaptacije se manifestuju u određenim klimatskim uslovima. Na primjer, prilagođavanje tijela niskim temperaturama tokom dugog boravka u sjevernim regijama. Ovaj oblik adaptacije razvija se kod svake osobe kada se preseli u drugu klimatsku zonu. Ovisno o karakteristikama određenog organizma i njegovom zdravlju, ovaj oblik adaptacije se odvija na različite načine.

Unakrsna adaptacija je oblik navikavanja tijela u kojem se razvojem otpornosti na jedan faktor povećava otpornost na sve faktore ove grupe. Fiziološka adaptacija čovjeka na stres povećava njegovu otpornost na neke druge faktore, poput hladnoće.

Na osnovu pozitivnih unakrsnih adaptacija razvijen je set mjera za jačanje srčanog mišića i prevenciju srčanog udara. U prirodnim uvjetima, oni ljudi koji su se češće suočavali sa stresnim situacijama u životu manje su podložni posljedicama infarkta miokarda od onih koji su vodili miran način života.

Vrste adaptivnih reakcija

Postoje dvije vrste adaptivnih reakcija tijela. Prvi tip se zove "pasivne adaptacije". Ove reakcije se odvijaju na ćelijskom nivou. Oni karakterišu formiranje stepena otpornosti organizma na efekte negativnog faktora okoline. Na primjer, promjena atmosferskog tlaka. Pasivna adaptacija omogućuje održavanje normalne funkcionalnosti tijela uz male fluktuacije atmosferskog tlaka.

Najpoznatije fiziološke adaptacije kod životinja pasivnog tipa su zaštitne reakcije živog organizma na djelovanje hladnoće. Hibernacija, u kojoj se životni procesi usporavaju, svojstvena je nekim vrstama biljaka i životinja.

Drugi tip adaptivnih reakcija naziva se aktivnim i podrazumijeva zaštitne mjere organizma kada je izložen patogenim faktorima. U tom slučaju, unutrašnja sredina tijela ostaje konstantna. Ova vrsta adaptacije svojstvena je visoko razvijenim sisavcima i ljudima.

Primjeri fizioloških adaptacija

Fiziološka adaptacija osobe očituje se u svim nestandardnim situacijama za njegovu okolinu i način života. Aklimatizacija je najpoznatiji primjer adaptacije. Za različite organizme ovaj proces se odvija različitom brzinom. Nekima je potrebno nekoliko dana da se naviknu na nove uslove, mnogima će biti potrebni mjeseci. Takođe, stopa navikavanja zavisi od stepena razlike sa uobičajenim okruženjem.

U agresivnim staništima, mnogi sisari i ptice imaju karakterističan skup tjelesnih reakcija koje čine njihovu fiziološku adaptaciju. Primjeri (kod životinja) se mogu uočiti u gotovo svakoj klimatskoj zoni. Na primjer, stanovnici pustinje akumuliraju rezerve potkožne masti, koja oksidira i stvara vodu. Ovaj proces se opaža prije početka sušnog perioda.

Dolazi i do fiziološke adaptacije biljaka. Ali ona je pasivna. Primjer takve adaptacije je osipanje lišća sa drveća kada nastupi hladna sezona. Mjesta bubrega prekrivena su ljuskicama koje ih štite od štetnog djelovanja niskih temperatura i snijega sa vjetrom. Metabolički procesi u biljkama se usporavaju.

U kombinaciji sa morfološkom adaptacijom, fiziološke reakcije organizma omogućavaju mu visok nivo preživljavanja u nepovoljnim uslovima i drastičnim promenama u životnoj sredini.