Anpassung von Organismen an unterschiedliche Lebensbedingungen - Hypermarkt des Wissens. Ein Beispiel für die Anpassung von Menschen und Tieren an die umgebende Welt. Physiologische Anpassungen: Beispiele Führen Sie die Anpassungen von Organismen an Umweltbedingungen auf
Anpassung- Dies ist eine Anpassung des Körpers an Umweltbedingungen aufgrund eines Komplexes von morphologischen, physiologischen und Verhaltensmerkmalen.
Unterschiedliche Organismen passen sich an unterschiedliche Umweltbedingungen an und sind daher feuchtigkeitsliebend Hydrophyten und "Trockenträger" - Xerophyten(Abb. 6); Salzbodenpflanzen Halophyten; Schattentolerante Pflanzen Sciophyten) und benötigt volles Sonnenlicht für eine normale Entwicklung ( Heliophyten); Tiere, die in Wüsten, Steppen, Wäldern oder Sümpfen leben, sind nacht- oder tagaktiv. Artengruppen mit ähnlicher Einstellung zu Umweltbedingungen (dh in denselben Ökotopen lebend) werden genannt Umwelt Gruppen.
Die Fähigkeit, sich an widrige Bedingungen anzupassen, ist bei Pflanzen und Tieren unterschiedlich. Da Tiere mobil sind, sind ihre Anpassungen vielfältiger als die von Pflanzen. Tiere können:
- widrige Bedingungen zu vermeiden (Vögel vor Hunger im Winter und Erkältung fliegen in wärmere Gefilde, Hirsche und andere Huftiere wandern auf der Suche nach Nahrung usw.);
- in eine schwebende Animation verfallen - ein vorübergehender Zustand, in dem Lebensprozesse so verlangsamt sind, dass ihre sichtbaren Manifestationen fast vollständig fehlen (Betäubung von Insekten, Winterschlaf von Wirbeltieren usw.);
- sich an das Leben unter widrigen Bedingungen anpassen (ihr Fell und Unterhautfett schützen sie vor Frost, Wüstentiere haben Vorrichtungen zum sparsamen Umgang mit Wasser und Kühlung usw.). (Abb. 7).
Pflanzen sind inaktiv und führen einen anhänglichen Lebensstil. Daher sind für sie nur die letzten beiden Varianten der Adaption möglich. Pflanzen sind daher durch eine Abnahme der Intensität lebenswichtiger Prozesse in ungünstigen Zeiten gekennzeichnet: Sie werfen ihre Blätter ab, überwintern als im Boden vergrabene ruhende Organe - Zwiebeln, Rhizome, Knollen und bleiben im Zustand von Samen und Sporen im Boden . Bei Moosen besitzt die gesamte Pflanze die Fähigkeit zur Anabiose, die in trockenem Zustand mehrere Jahre bestehen bleiben kann.
Die Resistenz der Pflanzen gegenüber schädlichen Faktoren steigt aufgrund spezieller physiologischer Mechanismen: Änderungen des osmotischen Drucks in Zellen, Regulierung der Verdunstungsintensität mit Hilfe von Stomata, Verwendung von „Filter“ -Membranen zur selektiven Absorption von Substanzen usw.
Verschiedene Organismen entwickeln Anpassungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Sie treten am schnellsten bei Insekten auf, die sich in 10–20 Generationen an die Wirkung eines neuen Insektizids anpassen können, was das Versagen der chemischen Kontrolle der Populationsdichte von Insektenschädlingen erklärt. Der Prozess der Entwicklung von Anpassungen bei Pflanzen oder Vögeln vollzieht sich langsam über Jahrhunderte.
Die beobachteten Verhaltensänderungen von Organismen sind normalerweise mit verborgenen Merkmalen verbunden, die sie sozusagen "in Reserve" hatten, aber unter dem Einfluss neuer Faktoren erschienen und die Resistenz von Arten erhöhten. Solche versteckten Merkmale erklären die Resistenz einiger Baumarten gegen die Einwirkung industrieller Verschmutzung (Pappel, Lärche, Weide) und einiger Unkrautarten gegen die Wirkung von Herbiziden.
Die Zusammensetzung derselben ökologischen Gruppe umfasst oft Organismen, die einander nicht ähnlich sind. Dies liegt daran, dass sich verschiedene Arten von Organismen auf unterschiedliche Weise an denselben Umweltfaktor anpassen können.
Zum Beispiel erleben sie Kälte anders warmblütig(Sie heißen endothermisch, von den griechischen Wörtern endon - innen und terme - Hitze) und kaltblütig (ektothermisch, aus dem Griechischen ectos - außerhalb) Organismen. (Abb. 8.)
Die Körpertemperatur endothermer Organismen hängt nicht von der Umgebungstemperatur ab und ist immer mehr oder weniger konstant, ihre Schwankungen überschreiten 2–4 o selbst während der strengsten Fröste und der intensivsten Hitze nicht. Diese Tiere (Vögel und Säugetiere) halten ihre Körpertemperatur durch interne Wärmeerzeugung auf der Grundlage eines intensiven Stoffwechsels aufrecht. Sie halten ihre Körperwärme auf Kosten warmer „Pelzmäntel“ aus Federn, Wolle usw.
Physiologische und morphologische Anpassungen werden ergänzt durch adaptives Verhalten (Wahl windgeschützter Übernachtungsplätze, Bau von Bauen und Nestern, Gruppenübernachtungen mit Nagetieren, enge Gruppen von Pinguinen, die sich gegenseitig wärmen, etc.). Wenn die Umgebungstemperatur sehr hoch ist, werden endotherme Organismen durch spezielle Anpassungen gekühlt, beispielsweise durch Verdunstung von Feuchtigkeit von der Oberfläche der Schleimhäute der Mundhöhle und der oberen Atemwege. (Aus diesem Grund atmet der Hund in der Hitze schneller und er streckt die Zunge heraus.)
Die Körpertemperatur und Mobilität wechselwarmer Tiere hängt von der Umgebungstemperatur ab. Insekten und Eidechsen werden bei kühlem Wetter lethargisch und inaktiv. Gleichzeitig haben viele Tierarten die Möglichkeit, sich einen Ort mit günstigen Bedingungen für Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung auszusuchen (Eidechsen sonnen sich auf beleuchteten Felsplatten).
Absolute Ektothermie wird jedoch nur bei sehr kleinen Organismen beobachtet. Die meisten wechselwarmen Organismen sind immer noch in der Lage, die Körpertemperatur schlecht zu regulieren. Beispielsweise wird bei aktiv fliegenden Insekten - Schmetterlingen, Hummeln - die Körpertemperatur auch bei Lufttemperaturen unter 10 ° C auf 36–40 ° C gehalten.
Ebenso unterscheiden sich Arten der gleichen ökologischen Gruppe in Pflanzen in ihrem Aussehen. Sie können sich auch auf unterschiedliche Weise an dieselben Umweltbedingungen anpassen. So speichern verschiedene Arten von Xerophyten Wasser auf unterschiedliche Weise: Einige haben dicke Zellmembranen, andere haben Behaarung oder einen Wachsüberzug auf den Blättern. Einige Xerophyten (z. B. aus der Familie der Lippenblütler) geben Dämpfe ätherischer Öle ab, die sie wie eine „Decke“ umhüllen, was die Verdunstung verringert. Das Wurzelsystem einiger Xerophyten ist kräftig, geht mehrere Meter tief in den Boden und erreicht den Grundwasserspiegel (Kameldorn), während andere ein oberflächliches, aber stark verzweigtes System haben, das das Sammeln von Niederschlagswasser ermöglicht.
Unter den Xerophyten gibt es Sträucher mit sehr kleinen harten Blättern, die in der trockensten Jahreszeit abgeworfen werden können (Caragana-Strauch in der Steppe, Wüstensträucher), Rasengräser mit schmalen Blättern (Federgras, Schwingel), Sukkulenten(vom lateinischen succulentus - saftig). Sukkulenten haben saftige Blätter oder Stängel, die einen Wasservorrat ansammeln und hohe Lufttemperaturen leicht vertragen. Zu den Sukkulenten gehören amerikanische Kakteen und Saxaul, die in den zentralasiatischen Wüsten wachsen. Sie haben eine besondere Art der Photosynthese: Spaltöffnungen sind kurz geöffnet und nur nachts, in diesen kühlen Stunden, speichern Pflanzen Kohlendioxid, das sie tagsüber bei geschlossenen Spaltöffnungen für die Photosynthese nutzen. (Abb. 9.)
Auch bei Halophyten wird eine Vielzahl von Anpassungen beobachtet, um ungünstige Bedingungen auf salzhaltigen Böden zu überleben. Unter ihnen gibt es Pflanzen, die in der Lage sind, Salze in ihrem Körper anzusammeln (Soleros, Schwede, Sarsazan), überschüssige Salze auf der Oberfläche der Blätter mit speziellen Drüsen (Kermek, Tamariks) abzusondern und Salze aus ihrem Gewebe zu „halten“. die für Salze undurchlässige „Wurzelbarriere“ (Wermut). Im letzteren Fall müssen sich die Pflanzen mit wenig Wasser begnügen und haben das Aussehen von Xerophyten.
Aus diesem Grund sollte man sich nicht wundern, dass es unter gleichen Bedingungen voneinander verschiedene Pflanzen und Tiere gibt, die sich auf unterschiedliche Weise an diese Bedingungen angepasst haben.
Testfragen
1. Was ist Anpassung?
2. Wodurch können sich Tiere und Pflanzen an widrige Umweltbedingungen anpassen?
2. Nennen Sie Beispiele für ökologische Gruppen von Pflanzen und Tieren.
3. Erzählen Sie uns von den unterschiedlichen Anpassungen von Organismen an die gleichen widrigen Umweltbedingungen.
4. Was ist der Unterschied zwischen Anpassungen an niedrige Temperaturen bei endothermen und ektothermen Tieren?
Wie Sie wissen, lebt auf dem Territorium unseres Planeten eine große Anzahl verschiedener lebender Organismen. Jeder von ihnen lebt ausschließlich in den Lebensbedingungen, denen er angepasst ist. Die Eigenschaft von Organismen, sich an neue Gegebenheiten der Umwelt anzupassen, wird Anpassung genannt. Eine solche Anpassungsfähigkeit ist eine ganze Reihe verschiedener Merkmale der physiologischen Struktur und Verhaltensmerkmale einer bestimmten Art, die es ihr ermöglichen, unter bestimmten Umweltbedingungen zu leben. Lassen Sie uns etwas detaillierter über die Merkmale der Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen sprechen.
Anpassung ist der wichtigste Teil des Evolutionsprozesses, sie hilft dem Körper, bestimmte Umweltprobleme zu lösen, die die Umwelt vor ihn stellt. Solche Aufgaben werden gelöst, indem Personen verändert, verbessert und manchmal sogar verschwinden. Diese Prozesse tragen dazu bei, einen Zustand der Anpassung von Organismen an die von ihnen besetzten ökologischen Nischen zu erreichen. Dementsprechend kann Anpassung als breite Grundlage für das Auftreten oder Verschwinden bestimmter Organe, die Aufteilung von Arten in verschiedene, die Bildung neuer Populationen und Varietäten sowie für die Komplexität der Organisation angesehen werden.
Anpassung ist ein kontinuierlicher Prozess, der eine Vielzahl von Eigenschaften des Organismus beeinflusst.
Einige neue Anpassungen können nur entstehen, wenn ein bestimmtes Individuum über Erbinformationen verfügt, die zu einer Veränderung der Strukturen oder Funktionen in die richtige Richtung beitragen. So ist die Entwicklung des Atmungssystems bei Säugetieren und Insekten nur unter der Kontrolle bestimmter Gene möglich.
Betrachten Sie die verschiedenen Arten der Anpassung lebender Organismen genauer.
Passive Verteidigung
Im Laufe der Evolution haben viele lebende Individuen bestimmte Mittel entwickelt, um sich und ihre Nachkommen zu schützen. Ein markantes Beispiel für eine solche Anpassung wird daher als Schutzfärbung angesehen, wodurch Individuen schwer zu unterscheiden und vor Raubtieren geschützt sind. Zum Beispiel sind Eier, die auf den Sand oder den Boden gelegt werden, grau und braun mit unterschiedlichen Flecken bzw. sie sind im umgebenden Boden schwer zu finden. In Gebieten, die für Raubtiere unzugänglich sind, sind die Eier in den meisten Fällen farblos.
Auch Wüstentiere verwenden die gleiche Art der Anpassung, da ihre Farbe normalerweise durch verschiedene Schattierungen von Gelbbraun und Sandgelb dargestellt wird.
Als Variante des passiven Schutzes kann auch eine erschreckende Färbung in Betracht gezogen werden, da sie hilft, sich vor Fressfeinden zu schützen, als ob sie vor der Ungenießbarkeit eines bestimmten Organismus warnen würde.
Darüber hinaus kann diese Art der Anpassung auch in Fällen in Betracht gezogen werden, in denen der Körper Ähnlichkeit mit der Umgebung entwickelt. Beispiele sind Käfer, die wie Flechten aussehen, Zikaden, die wie Dornen in Büschen aussehen, und Stabheuschrecken, die nicht von Zweigen zu unterscheiden sind.
Zu den passiven defensiven Anpassungsmechanismen gehören auch die hohe Fruchtbarkeit bestimmter Individuen sowie andere Mittel, wie z. B. harte Beschichtungen bei Flusskrebsen und Krabben, Stacheln, Dornen und giftige Haare bei Pflanzen.
Relativität und Zweckmäßigkeit der Anpassung
Änderungen in der Struktur und im Verhalten von Organismen treten als Reaktion auf bestimmte Umweltprobleme auf, bzw. sie unterscheiden sich in Relativität und Zweckmäßigkeit. Wenn wir also von Relativität sprechen, dann besteht sie in der Begrenzung solcher Anpassungsänderungen in Abhängigkeit von den Lebensbedingungen. So wird zum Beispiel die besondere Pigmentfarbe der Birkenschmetterlinge im Gegensatz zu ihren weißen Sorten erst dann auffällig und wertvoll, wenn man sie auf einem geräucherten Baumstamm sieht. Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, bringen solche Anpassungen möglicherweise keinen Nutzen für den Körper und schaden ihm sogar.
Beispielsweise ist ein aktives und konstantes Wachstum der Schneidezähne bei Ratten nur dann sinnvoll, wenn sie feste Nahrung zu sich nehmen. Bei der Umstellung auf eine weiche Ernährung können die Schneidezähne übermäßig groß werden und das Fressen unmöglich machen.
Es muss auch betont werden, dass adaptive Änderungen ihren Besitzern keinen 100%igen Schutz bieten können. Die besondere Färbung von Bienen und Wespen schützt sie davor, von vielen Vögeln gefressen zu werden, aber es gibt Vogelarten, die darauf keine Rücksicht nehmen. Igel sind in der Lage, giftige Schlangen zu fressen. Und diese harte Schale, die Bodenschildkröten vor Feinden schützt, wird gebrochen, wenn sie von Raubvögeln aus großer Höhe fallen gelassen werden.
Anpassung von Organismen im menschlichen Leben
Es sind die Anpassungseigenschaften verschiedener Organismen, die die Entstehung neuer Bakterien und anderer Mikroorganismen erklären, die gegen Medikamente resistent sind. Besonders deutlich wird dieser Trend beim Einsatz von Antibiotika, da deren Einsatz mit der Zeit unwirksam wird. Mikroorganismen können lernen, ein spezielles Enzym zu synthetisieren, das das verwendete Medikament zerstört, oder ihre Zellwände werden undurchlässig für die Wirkstoffe des Medikaments.
Das Auftreten resistenter Mikroorganismenstämme ist oft die Schuld von Ärzten, die minimale Medikamentendosen verwenden, um die Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen zu verringern. Übertragen wir eine solche Eigenschaft auf die Außenwelt, wird deutlich, wie Insekten und Säugetiere Resistenzen gegen verschiedene Arten von Giften entwickeln.
Die Anpassungseigenschaften aller Organismen sollten als Teil der natürlichen Auslese betrachtet werden.
Anpassung von Organismen an unterschiedliche Lebensbedingungen
1. Wie passen sich Pflanzen an das Leben unter rauen Bedingungen an?
2. Wie unterscheiden sich Wassersäuger von Landsäugern?
Die Abhängigkeit der Struktur und Lebensweise von Organismen von der Umwelt.
Die Anpassung eines Menschen an eine neue Umgebung ist für ihn ein komplexer soziobiologischer Prozess, der auf einer Veränderung der Systeme und Funktionen des Körpers sowie des gewohnheitsmäßigen Verhaltens beruht. Die menschliche Anpassung bezieht sich auf die Anpassungsreaktionen seines Körpers auf sich ändernde Umweltfaktoren. Anpassung manifestiert sich auf verschiedenen Ebenen der Organisation lebender Materie: von molekular bis biozönotisch. Anpassung entwickelt sich unter dem Einfluss von drei Faktoren: Vererbung, Variabilität, natürliche / künstliche Selektion. Es gibt drei Hauptwege, auf denen sich Organismen an ihre Umgebung anpassen: den aktiven Weg, den passiven Weg und die Vermeidung schädlicher Auswirkungen.
aktiver Weg- Stärkung der Resistenz, Entwicklung von Regulationsprozessen, die es ermöglichen, alle lebenswichtigen Funktionen des Körpers trotz der Abweichung des Umweltfaktors vom Optimum auszuführen. Zum Beispiel die Aufrechterhaltung einer konstanten Körpertemperatur bei warmblütigen Tieren (Vögel, Menschen), optimal für den Ablauf biochemischer Prozesse in Zellen.
passiver Weg- Unterordnung der Vitalfunktionen des Organismus unter Veränderungen der Umweltfaktoren. Beispielsweise unter ungünstigen Umweltbedingungen der Übergang in einen Zustand der Anabiose (verborgenes Leben), wenn der Stoffwechsel im Körper fast vollständig zum Erliegen kommt (Winterruhe von Pflanzen, Erhaltung von Samen und Sporen im Boden, Benommenheit von Insekten, Überwinterung, etc.).
Vermeidung widriger Umstände- Entwicklung solcher Lebenszyklen und Verhaltensweisen durch den Körper, die es ermöglichen, nachteilige Auswirkungen zu vermeiden. Zum Beispiel saisonale Wanderungen von Tieren.
Üblicherweise erfolgt die Anpassung einer Art an die Umwelt durch die eine oder andere Kombination aller drei möglichen Anpassungswege.
Anpassungen können in drei Haupttypen unterteilt werden: morphologisch, physiologisch, ethologisch.
Morphologische Anpassungen- Veränderungen in der Struktur des Organismus (z. B. die Umwandlung eines Blattes in einen Dorn bei Kakteen, um den Wasserverlust zu verringern, leuchtende Blütenfarben, um Bestäuber anzulocken usw.). Morphologische Anpassungen bei Tieren führen zur Bildung bestimmter Lebensformen.
Physiologische Anpassungen- Veränderungen in der Physiologie des Körpers (z. B. die Fähigkeit eines Kamels, den Körper mit Feuchtigkeit zu versorgen, indem es Fettreserven oxidiert, das Vorhandensein von zelluloseabbauenden Enzymen in zellulosezerstörenden Bakterien usw.).
Ethologische (Verhaltens-)Anpassungen- Verhaltensänderungen (z. B. saisonale Wanderungen von Säugetieren und Vögeln, Überwinterung, Paarungsspiele bei Vögeln und Säugetieren während der Brutzeit usw.). Ethologische Anpassungen sind charakteristisch für Tiere.
Lebende Organismen sind gut an periodische Faktoren angepasst. Nicht periodische Faktoren können Krankheiten und sogar den Tod eines lebenden Organismus verursachen. Eine Person nutzt dies, indem sie Antibiotika und andere nicht periodische Faktoren anwendet. Die Dauer ihrer Exposition kann jedoch auch eine Anpassung an sie bewirken.
Die Umwelt hat einen großen Einfluss auf eine Person. Dabei gewinnt das Problem der Anpassung des Menschen an seine Umwelt zunehmend an Bedeutung. In der Sozialökologie ist dieses Problem von größter Bedeutung. Gleichzeitig ist Anpassung nur die Anfangsphase, in der reaktive Formen menschlichen Verhaltens vorherrschen. Die Person hört in diesem Stadium nicht auf. Er zeigt körperliche, intellektuelle, moralische, spirituelle Aktivität, verändert (zum Schlechten oder Schlechteren) seine Umgebung.
Die menschliche Anpassung wird in genotypische und phänotypische unterteilt. Genotypische Anpassung: Ein Mensch kann sich außerhalb seines Bewusstseins an veränderte Umweltbedingungen (Temperaturänderungen, Lebensmittelgeschmack etc.) anpassen, sofern die Anpassungsmechanismen bereits in den Genen liegen. Unter phänotypischer Anpassung versteht man die Einbeziehung des Bewusstseins, der persönlichen Eigenschaften einer Person, um den Körper an eine neue Umgebung anzupassen, um unter neuen Bedingungen das Gleichgewicht zu halten.
Die wichtigsten Arten der Anpassung umfassen die physiologische Anpassung an die Aktivität und die Anpassung an die Gesellschaft. Konzentrieren wir uns auf die physiologische Anpassung. Unter der physiologischen Anpassung einer Person wird der Prozess verstanden, den Funktionszustand des Körpers als Ganzes aufrechtzuerhalten und seine Erhaltung, Entwicklung, Leistung und maximale Lebenserwartung sicherzustellen. Der Akklimatisierung und Eingewöhnung wird bei der physiologischen Anpassung große Bedeutung beigemessen. Es ist klar, dass sich das Leben eines Menschen im hohen Norden von seinem Leben am Äquator unterscheidet, da es sich um unterschiedliche Klimazonen handelt. Außerdem passt sich ein Südländer, der eine gewisse Zeit im Norden gelebt hat, an diesen an und kann dauerhaft dort leben und umgekehrt. Die Akklimatisierung ist die erste, dringende Phase der Akklimatisierung unter sich ändernden klimatischen und geografischen Bedingungen. Ein Synonym für physiologische Anpassung ist in manchen Fällen Akklimatisierung, also die Anpassung von Pflanzen, Tieren und Menschen an für sie neue klimatische Bedingungen. Physiologische Akklimatisierung tritt auf, wenn eine Person mit Hilfe von Anpassungsreaktionen die Arbeitsfähigkeit erhöht und das Wohlbefinden verbessert, das sich während der Akklimatisierungsphase stark verschlechtern kann. Wenn neue Bedingungen durch alte ersetzt werden, kann der Körper in seinen vorherigen Zustand zurückkehren. Solche Veränderungen nennt man Akklimatisierung. Die gleichen Veränderungen, die im Zuge der Anpassung an eine neue Umgebung in das Genotyp übergegangen sind und vererbt werden, werden als adaptiv bezeichnet.
Anpassung des Körpers an die Lebensbedingungen (Stadt, Dorf, andere Örtlichkeit). nicht auf klimatische Bedingungen beschränkt. Eine Person kann in der Stadt und auf dem Land leben. Viele Menschen bevorzugen die Metropole mit ihrem Lärm, ihrer Umweltverschmutzung und ihrer Hektik. Objektiv gesehen ist das Leben in einem Dorf, wo saubere Luft, ein ruhiger, gemessener Rhythmus, für die Menschen günstiger ist.
Derselbe Bereich der Anpassung umfasst beispielsweise den Umzug in ein anderes Land. Einige passen sich schnell an, überwinden die Sprachbarriere, finden einen Job, andere mit großen Schwierigkeiten, andere, nachdem sie sich äußerlich angepasst haben, erleben ein Gefühl namens Nostalgie.
Wir können die Anpassung an die Aktivität hervorheben. Unterschiedliche Arten menschlicher Tätigkeit stellen unterschiedliche Anforderungen an den Einzelnen (manche erfordern Ausdauer, Fleiß, Pünktlichkeit, andere Reaktionsschnelligkeit, selbstständige Entscheidungsfähigkeit etc.). Eine Person kann diese und andere Arten von Aktivitäten jedoch recht erfolgreich bewältigen. Es gibt eine Aktivität, die für eine Person kontraindiziert ist, aber er kann sie ausführen, da Anpassungsmechanismen funktionieren, was als Entwicklung eines individuellen Aktivitätsstils bezeichnet wird.
Besonderes Augenmerk sollte auf die Anpassung an die Gesellschaft, andere Menschen und das Team gelegt werden. Eine Person kann sich an eine Gruppe anpassen, indem sie deren Normen, Verhaltensregeln, Werte etc. assimiliert. Die Mechanismen der Anpassung sind hier Beeinflussbarkeit, Toleranz, Konformität als Formen des unterwürfigen Verhaltens und andererseits die Fähigkeit, sich zurechtzufinden, Finde ein Gesicht und zeige Entschlossenheit.
Wir können über die Anpassung an spirituelle Werte sprechen, an Dinge, an Zustände, zum Beispiel an stressige und an viele andere Dinge. 1936 veröffentlichte der kanadische Physiologe Selye die Botschaft „Syndrom verursacht durch verschiedene schädliche Elemente“, in der er das Phänomen Stress beschrieb – eine allgemeine unspezifische Reaktion des Körpers, die darauf abzielt, seine Schutzkräfte unter dem Einfluss irritierender Faktoren zu mobilisieren. Bei der Stressentwicklung wurden 3 Stadien unterschieden: 1. Angststadium, 2. Widerstandsstadium, 3. Erschöpfungsstadium. G. Selye formulierte die Theorie des Allgemeinen Anpassungssyndroms (GAS) und der Anpassungskrankheiten als Folge der Anpassungsreaktion, wonach sich das GAS immer dann manifestiert, wenn sich eine Person in Gefahr fühlt. Sichtbare Stressursachen können Verletzungen, postoperative Zustände etc., Veränderungen abiotischer und biotischer Umweltfaktoren sein. In den letzten Jahrzehnten hat die Zahl der anthropogenen Umweltfaktoren mit hoher Stresswirkung deutlich zugenommen (chemische Belastung, Strahlung, Belastung durch Computer bei systematischer Arbeit damit etc.). Negative Veränderungen in der modernen Gesellschaft sind auch auf Stressfaktoren im Umfeld zurückzuführen: eine Zunahme, eine Veränderung des Verhältnisses von Stadt- und Landbevölkerung, eine Zunahme der Arbeitslosigkeit und Kriminalität.
entsteht im Prozess der Evolution, um die Umweltprobleme des Organismus zu lösen, die von der Umwelt gestellt werden. Sie sind eine sich verändernde, sich verbessernde, manchmal verschwindende Anpassung von Organismen an bestimmte Umweltfaktoren. Als Ergebnis der Anpassungsentwicklung wird ein Anpassungszustand (oder eine Übereinstimmung der Morphologie, Physiologie und des Verhaltens von Organismen) mit den von ihnen besetzten ökologischen Nischen erreicht, die die Gesamtheit der Umweltbedingungen und der Lebensweise eines bestimmten Organismus darstellen . Dass. Anpassung kann als breite Grundlage für das Entstehen oder Verschwinden von Organen, die Divergenz (Divergenz) von Arten, die Bildung neuer Populationen und Arten und die Komplikation der Organisation angesehen werden.
Der Prozess der Anpassungsentwicklung findet ständig statt und viele Zeichen des Körpers sind daran beteiligt. [zeigen] .
Die Evolution von Vögeln aus Reptilien umfasste zum Beispiel sukzessive Veränderungen in Knochen, Muskeln, Haut und Gliedmaßen.
Eine Vergrößerung des Brustbeins, eine Umstrukturierung der histologischen Struktur der Knochen, die ihnen zusammen mit der Festigkeit Leichtigkeit verlieh, die Entwicklung des Gefieders, was zu besseren aerodynamischen Eigenschaften und Thermoregulation führte, die Umwandlung eines Gliedmaßenpaares in Flügel, bot eine Lösung für das Flugproblem.
Einige Vertreter der Vögel entwickelten später Anpassungen an eine terrestrische oder aquatische Lebensweise (Strauß, Pinguin), während sekundäre Anpassungen auch eine Reihe von Charakteren erfassten. Pinguine zum Beispiel verwandelten ihre Flügel in Flossen und ihre Hüllen wurden wasserdicht.
Eine Anpassung entsteht jedoch nur dann, wenn im Genpool eine Art von Erbinformation vorhanden ist, die zu einer Veränderung von Strukturen und Funktionen in die gewünschte Richtung beiträgt. So nutzen Säugetiere und Insekten zum Atmen Lungen bzw. Luftröhren, die sich aus unterschiedlichen Anlagen unter der Kontrolle unterschiedlicher Gene entwickeln.
Anpassung führt manchmal zu einer neuen Mutation, die, wenn sie in das Genotypensystem aufgenommen wird, den Phänotyp in Richtung einer effektiveren Lösung von Umweltproblemen verändert. Diese Art des Auftretens der Anpassung wird als kombinativ bezeichnet.
Verschiedene Anpassungen können verwendet werden, um ein ökologisches Problem zu lösen. So dient dickes Fell bei Bären, Polarfüchsen und bei Walen als fettige Unterhautschicht als Mittel zur Wärmeisolierung.
Es gibt mehrere Klassifikationen der Anpassung.
Je nach Wirkmechanismus zuordnen
Passive Schutzvorrichtungen
- schützende Färbung. Dank der Schutzfärbung wird der Organismus schwer zu unterscheiden und somit vor Fressfeinden geschützt.
- Vogeleier, die auf Sand oder auf den Boden gelegt werden, sind grau und braun mit Flecken, ähnlich der Farbe des umgebenden Bodens. In Fällen, in denen Eier für Raubtiere nicht verfügbar sind, sind sie normalerweise farblos.
- Schmetterlingsraupen sind oft grün, die Farbe der Blätter, oder dunkel, die Farbe der Rinde oder der Erde.
- Grundfische sind normalerweise so bemalt, dass sie der Farbe des Sandbodens entsprechen (Stachelrochen und Flunder). Gleichzeitig haben Flunder auch die Fähigkeit, die Farbe in Abhängigkeit von der Farbe des umgebenden Hintergrunds zu ändern.
- Die Fähigkeit zur Farbänderung durch Umverteilung des Pigments in der Körperhaut ist auch bei Landtieren (Chamäleon) bekannt.
- Wüstentiere haben in der Regel eine gelbbraune oder sandgelbe Farbe.
- Eine einfarbige Schutzfärbung ist sowohl für Insekten (Heuschrecke) und kleine Eidechsen als auch für große Huftiere (Antilopen) und Raubtiere (Löwe) charakteristisch.
- Präparierende Schutzfärbung in Form von abwechselnd hellen und dunklen Streifen und Flecken am Körper. Zebras und Tiger sind aufgrund des Zusammentreffens der Streifen auf dem Körper mit dem Wechsel von Licht und Schatten in der Umgebung bereits in einer Entfernung von 50-40 m schwer zu erkennen. Das Sezieren von Farben verstößt gegen Vorstellungen über die Konturen des Körpers.
- erschreckende (warnende) Färbung - schützt auch Organismen vor Feinden.
Die helle Färbung ist normalerweise charakteristisch für giftige Tiere und warnt Raubtiere vor der Ungenießbarkeit des Angriffsobjekts. Die Wirksamkeit der Warnfärbung war die Ursache für ein sehr interessantes Nachahmungsphänomen - Mimikry. [zeigen] .
Mimikry ist die Ähnlichkeit einer wehrlosen und essbaren Art mit einer oder mehreren nicht verwandten Arten, die gut geschützt sind und eine Warnfarbe haben. Das Phänomen der Mimikry ist bei Schmetterlingen und anderen Insekten weit verbreitet. Viele Insekten ahmen stechende Insekten nach. Käfer, Fliegen, Schmetterlinge sind bekannt, kopieren Wespen, Bienen, Hummeln.
Mimikry findet sich auch bei Wirbeltieren - Schlangen. In allen Fällen ist die Ähnlichkeit rein äußerlich und zielt darauf ab, bei potenziellen Feinden einen bestimmten visuellen Eindruck zu erzeugen.
Bei nachahmenden Arten ist es wichtig, dass ihre Anzahl im Vergleich zu dem Vorbild, das sie imitieren, gering ist, da die Feinde sonst keinen stabilen negativen Reflex auf Warnfärbung entwickeln. Die geringe Anzahl an mimischen Arten wird durch eine hohe Konzentration tödlicher Gene im Genpool unterstützt.
- die Ähnlichkeit der Körperform mit der Umgebung - es sind Käfer bekannt, die Flechten, Zikaden ähneln, ähnlich den Dornen der Sträucher, unter denen sie leben. Stabheuschrecken sehen aus wie ein kleiner brauner oder grüner Zweig.
Die Schutzwirkung einer schützenden Farbe oder Körperform wird verstärkt, wenn sie mit dem entsprechenden Verhalten kombiniert wird. Beispielsweise ähneln Mottenraupen in Abwehrhaltung einem Pflanzenzweig. Selektion zerstört Individuen, deren Verhalten sie entlarvt.
- hohe Fruchtbarkeit
- andere Mittel des passiven Schutzes
- Die Entwicklung von Stacheln und Nadeln in Pflanzen schützt sie davor, von Pflanzenfressern gefressen zu werden.
- Die gleiche Rolle spielen giftige Substanzen, die Haare verbrennen (Brennnessel).
- Calciumoxalat-Kristalle, die sich in den Zellen einiger Pflanzen bilden, schützen sie vor dem Fraß durch Raupen, Schnecken und sogar Nagetiere.
- Formationen in Form einer harten Chitinhülle bei Arthropoden (Käfer, Krabben), Muscheln in Weichtieren, Schuppen in Krokodilen, Muscheln in Gürteltieren und Schildkröten schützen sie gut vor vielen Feinden. Die Stacheln von Igel und Stachelschwein dienen dem gleichen.
Aktive Schutzvorrichtungen, Bewegung,
auf der Suche nach Futter oder einem Zuchtpartner
- Verbesserung des Bewegungsapparates, Nervensystems, Sinnesorgane, Entwicklung von Angriffsmitteln im Raubtier
Die chemischen Organe von Insekten sind erstaunlich empfindlich. Männliche Schwammspinner werden vom Geruch der Duftdrüse eines Weibchens aus einer Entfernung von 3 km angelockt. Bei einigen Schmetterlingen ist die Empfindlichkeit der Geschmacksrezeptoren 1000-mal höher als die Empfindlichkeit der menschlichen Zungenrezeptoren. Nachtaktive Raubtiere wie Eulen sehen im Dunkeln perfekt. Einige Schlangen haben eine gut entwickelte Fähigkeit zur Thermolokalisierung. Sie unterscheiden Objekte in der Ferne, wenn der Temperaturunterschied nur 0,2 ° C beträgt.
Anpassungen an die soziale Lebensweise - die Arbeitsteilung bei Bienen.
Je nach Art der Änderung
- Anpassung mit der Komplikation der morphophysiologischen Organisation
- das Auftauchen von Lappenflossenfischen an Land im Devon, die es ihnen ermöglichten, Landwirbeltiere hervorzubringen
Bei Lappenflossenfischen wurden die Gliedmaßen zum Krabbeln am Boden von Stauseen verwendet. Das Schlucken von Luft und die Verwendung von Sauerstoff durch Vorwölbung der Darmwand - primitive Lungen - bot eine Möglichkeit, den Sauerstoffmangel in den damaligen Gewässern auszugleichen. Diese Strukturen ermöglichten es einigen Fischen, das Wasser für eine Weile zu verlassen. Anfänglich wurden solche Ausgänge anscheinend an regnerischen Tagen oder nassen Nächten gemacht. Genau das tut derzeit der Amerikanische Wels (Ictalurus nebulosis). Anschließend entwickelten sich diese Strukturen zu Lungen und Gliedmaßen von Landtieren. In der Folge durchlief die gesamte Organisation der Fische im Zuge der Anpassung an das Leben an Land tiefgreifende Veränderungen.
Solche Veränderungen während der Entwicklung eines neuen Lebensraums, die Erweiterung des Funktionsspektrums auf der Grundlage von Strukturen, die zuvor andere Funktionen erfüllten, sich aber in einer solchen Richtung und in einem solchen Ausmaß veränderten, dass sie neue Funktionen übernehmen konnten, nennt man Präadaptation .
Das Phänomen der Präadaption betont einmal mehr den adaptiven Charakter der Evolution, basierend auf der Auswahl nützlicher erblicher Veränderungen und fortschreitender Transformationen bestehender Strukturen im Prozess der Bewältigung neuer Umweltbedingungen.
Nach Vorrichtungsmaßstab
- spezialisierte Anpassungen . Mit Hilfe spezialisierter Anpassungen löst der Organismus spezifische Probleme in den engen lokalen Lebensbedingungen der Art. Zum Beispiel bieten die strukturellen Merkmale der Zunge des Ameisenbären Nahrung für Ameisen.
- gemeinsame Anpassungen - ermöglichen die Lösung vieler Probleme in einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen. Dazu gehören das innere Skelett von Wirbeltieren und die äußeren Arthropoden, Hämoglobin als Sauerstoffträger usw. Solche Anpassungen tragen zur Entwicklung verschiedener ökologischer Nischen bei, sorgen für eine erhebliche ökologische und evolutionäre Plastizität und finden sich in Vertretern großer Taxa von Organismen. So ergab die primäre Hornhülle der angestammten Reptilienformen im Verlauf der historischen Entwicklung die Hüllen moderner Reptilien, Vögel und Säugetiere. Das Ausmaß der Anpassung offenbart sich im Laufe der Evolution der Gruppe von Organismen, in der sie zum ersten Mal auftrat.
So ist die Struktur lebender Organismen sehr fein an die Existenzbedingungen angepasst. Jedes Merkmal oder jede Eigenschaft einer Art ist von Natur aus anpassungsfähig und in einer bestimmten Umgebung und unter bestimmten Lebensbedingungen angemessen.
Relativität und Zweckmäßigkeit der Fitness von Organismen
Anpassungen ergeben sich aus einer konkreten ökologischen Aufgabe, sind also immer relativ und sinnvoll. Die Relativität der Anpassung liegt in der Begrenzung ihres Anpassungswertes auf bestimmte Lebensumstände. So zeigt sich der Anpassungswert der Pigmentierung von Nachtfaltern im Vergleich zu Lichtformen nur an rußigen Baumstämmen.
Wenn sich die Umweltbedingungen ändern, können sich Anpassungen als nutzlos oder sogar schädlich für den Organismus erweisen. Das ständige Wachstum der Schneidezähne von Nagetieren ist ein sehr wichtiges Merkmal, jedoch nur beim Verzehr von fester Nahrung. Wenn eine Ratte mit weichem Futter gehalten wird, wachsen die Schneidezähne, ohne sich abzunutzen, auf eine solche Größe, dass eine Fütterung unmöglich wird.
Keine der adaptiven Funktionen bietet ihren Besitzern absolute Sicherheit. Aufgrund der Nachahmung berühren die meisten Vögel Wespen und Bienen nicht, aber unter ihnen gibt es Arten, die sowohl Wespen als auch Bienen und ihre Nachahmer fressen. Der Igel und der Sekretärvogel fressen giftige Schlangen ohne Schaden. Der Panzer von Landschildkröten schützt sie zuverlässig vor Feinden, aber Raubvögel heben sie in die Luft und schmettern sie auf den Boden.
Die biologische Zweckmäßigkeit der Organisation von Lebewesen manifestiert sich in der Harmonie zwischen Morphologie, Physiologie, Verhalten von Organismen verschiedener Arten und ihrem Lebensraum. Es liegt auch in der erstaunlichen Konsistenz der Struktur und Funktionen einzelner Teile und Systeme des Körpers selbst. Anhänger der theologischen Erklärung der Entstehung des Lebens sahen in der biologischen Zweckmäßigkeit eine Manifestation der Weisheit des Naturschöpfers. Die teleologische Erklärung der biologischen Zweckmäßigkeit geht vom Prinzip des „Endziels“ aus, wonach sich das Leben aufgrund eines innewohnenden Strebens nach einem bekannten Ziel zielgerichtet entwickelt. Seit J. B. Lamarck gibt es Hypothesen, die biologische Zweckmäßigkeit mit dem Prinzip einer adäquaten Reaktion von Organismen auf Veränderungen äußerer Bedingungen und der Vererbung solcher "erworbener Eigenschaften" verbinden. Ein überzeugendes Argument für die Zweckmäßigkeit von Veränderungen unter dem Einfluss der Umwelt ist seit langem die Tatsache, dass Mikroorganismen von Medikamenten "süchtig" sind - Sulfonamide, Antibiotika. Die Erfahrung von V. und E. Lederberg hat gezeigt, dass dem nicht so ist.
In einer Petrischale auf der Oberfläche eines festen Nährmediums bildet die Mikrobe Kolonien (1). Mit einem speziellen Stempel (2) wurde der Abdruck aller Kolonien mit einer tödlichen Dosis Antibiotikum auf das Medium übertragen (3). Wenn mindestens eine Kolonie unter diesen Bedingungen gewachsen ist, dann stammte sie von einer Kolonie von Mikroben, die ebenfalls gegen dieses Medikament resistent waren. Im Gegensatz zu anderen Kolonien auf der ersten Petrischale (4) wuchs sie im Antibiotikaröhrchen (5). Wenn die Anzahl der ursprünglichen Kolonien groß war, gab es unter ihnen in der Regel auch eine stabile. Wir sprechen also nicht über die gerichtete Anpassung der Mikrobe, sondern über den Zustand der Voranpassung, der auf das Vorhandensein eines Allels im Genom des Mikroorganismus zurückzuführen ist, das die Wirkung des Antibiotikums blockiert. In einigen Fällen synthetisieren "resistente" Mikroben ein Enzym, das den Wirkstoff zerstört, in anderen wird die Zellwand für den Wirkstoff undurchlässig.
Die Entstehung arzneimittelresistenter Mikroorganismenstämme wird durch die falsche Taktik von Ärzten begünstigt, die, um Nebenwirkungen zu vermeiden, niedrige, subletale Dosen von Arzneimitteln verschreiben. Es ist auch möglich, das Auftreten von giftresistenten Formen bei Insekten und Säugetieren zu erklären - unter mutierten Organismen gibt es eine stabile Form, die unter Einwirkung einer giftigen Substanz einer positiven Selektion unterzogen wird. Beispielsweise hängt die Resistenz von Ratten gegen das zu ihrer Tötung verwendete Warfarin vom Vorhandensein eines bestimmten dominanten Allels im Genotyp ab.
Die Möglichkeit einer „direkten Anpassung“ von Organismen an die Umwelt, einer „Veränderung der Natur durch Anpassung von Bedingungen“, wurde bereits in den 40-50er Jahren des laufenden Jahrhunderts von einigen Biologen argumentiert. Die oben angegebenen Gesichtspunkte entsprechen idealistischen Ansichten und können die biologische Zweckmäßigkeit nicht erklären, ohne auf die Idee, wenn nicht von Gott, dann von einem besonderen Ziel oder Programm für die Entwicklung des Lebens, das bereits vor seinem Entstehen existierte, zurückzugreifen.
Die biologische Zweckmäßigkeit der Struktur und Funktionen von Organismen entwickelt sich im Prozess der Lebensentwicklung. Es ist eine historische Kategorie. Dies wird durch die Veränderung der Organisationstypen belegt, die in der organischen Welt des Planeten eine beherrschende Stellung einnehmen. So wurde die Dominanz der Amphibien für fast 75 Millionen Jahre durch die Dominanz der Reptilien ersetzt, die für 150 Millionen Jahre andauerte. Während Perioden der Dominanz einer Gruppe werden mehrere Aussterbewellen beobachtet, die die relative Artenzusammensetzung des entsprechenden großen Taxons verändern.
Die Entstehung jeglicher Anpassung und biologischer Zweckmäßigkeit als Ganzes wird durch die Arbeit in der Natur für mehr als 3,5 Milliarden Jahre natürlicher Selektion erklärt. Von den vielen zufälligen Abweichungen bewahrt und akkumuliert es erbliche Veränderungen, die adaptiven Wert haben. Diese Erklärung macht es möglich zu verstehen, warum biologische Zweckmäßigkeit räumlich und zeitlich gesehen eine relative Eigenschaft von Lebewesen ist und warum individuelle Anpassungen unter bestimmten Lebensbedingungen nur den Grad der Entwicklung erreichen, der ausreicht, um im Vergleich zu Konkurrenten zu bestehen 'Anpassungen.