Was Tieren hilft, widrige Bedingungen zu überstehen. Anpassungen von Tieren an die Erfahrung widriger Bedingungen. Ein Zustand tiefer Ruhe

Ursachen des eingebildeten Todes (Anabiose) in pflanzlichen und tierischen Organismen

damit sie widrige Winterbedingungen überleben können.

O. K. Smirnova, Biologielehrerin der höchsten Kategorie des Lyzeums Nr. 103, Rostow am Don.

Ziele: die Wissensgebiete der Studierenden erweitern; lernen, das Phänomen der vorübergehenden Einstellung der Lebenstätigkeit in lebenden Organismen zu analysieren und es als Mittel zur Anpassung und zum Überleben unter widrigen Bedingungen zu nutzen.

Ausrüstung: Tabellen von Weichtieren, Krebstieren, Insekten, Fischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln, Säugetieren.

Die Wintersaison ist für viele Vertreter der Tier- und Pflanzenwelt ungünstig, sowohl aufgrund niedriger Temperaturen als auch einer starken Abnahme der Nahrungsfähigkeit. Im Laufe der evolutionären Entwicklung haben sich viele Tier- und Pflanzenarten eigenartige Anpassungsmechanismen angeeignet, um in einer ungünstigen Jahreszeit zu überleben. Bei manchen Tierarten ist der Instinkt, Nahrungsreserven anzulegen, entstanden und hat sich etabliert; andere haben eine andere Anpassung entwickelt - Migration. Auffallend lange Flüge vieler Vogelarten, Wanderungen einiger Fischarten und anderer Vertreter der Tierwelt sind bekannt. Im Evolutionsprozess vieler Tierarten wurde jedoch auch ein weiterer perfekter physiologischer Anpassungsmechanismus festgestellt - die Fähigkeit, auf den ersten Blick in einen leblosen Zustand zu geraten, der sich bei verschiedenen Tierarten auf unterschiedliche Weise manifestiert und unterschiedliche Namen hat (Anabiose, Hypothermie usw.). Unterdessen sind all diese Zustände durch eine Hemmung der lebenswichtigen Funktionen des Körpers auf das Minimum gekennzeichnet, das es ihm ermöglicht, widrige Winterbedingungen ohne Nahrung zu überstehen. Ein solcher imaginärer Todeszustand befällt jene Tierarten, die sich im Winter nicht selbst mit Nahrung versorgen können und für die der Tod durch Kälte und Hunger droht. Und all dies, entwickelt im Prozess der Evolution, unterliegt der strengen natürlichen Zweckmäßigkeit - der Notwendigkeit, die Art zu erhalten.

Der Winterschlaf ist ein weit verbreitetes Phänomen in der Natur, obwohl seine Manifestationen bei Vertretern bestimmter Tiergruppen unterschiedlich sind, unabhängig davon, ob es sich um Tiere mit instabiler Körpertemperatur (poikilothermisch), auch Kaltblüter genannt, handelt, bei denen die Körpertemperatur davon abhängt Umgebungstemperatur, oder Tiere mit konstanter Körpertemperatur (homöothermisch), auch Warmblüter genannt.

Unter Tieren mit instabiler Körpertemperatur fallen verschiedene Arten von Mollusken, Krebstieren, Spinnentieren, Insekten, Fischen, Amphibien und Reptilien in einen Winterschlaf, und unter Tieren mit konstanter Körpertemperatur mehrere Vogelarten und viele Säugetierarten.

Wie überwintern Schnecken?

Von der Weichkörperart fallen viele Schneckenarten in den Winterschlaf (z. B. alle Landschnecken). Angetroffene Gartenschnecken überwintern im Oktober und dauern bis Anfang April. Nach einer langen Vorbereitungszeit, in der sie die notwendigen Nährstoffe in ihrem Körper anreichern, finden oder graben die Schnecken Nerze, damit mehrere Individuen zusammen tief unter der Erde überwintern können, wo die Temperatur auf 7 - 8 ° C gehalten wird. Nachdem die Nerze gut verstopft sind, sinken die Schnecken auf den Boden und liegen mit geöffneter Schale. Dann schließen sie dieses Loch und setzen eine schleimige Substanz frei, die bald hart und elastisch (filmartig) wird. Bei einem deutlichen Kälteeinbruch und einem Mangel an Nährstoffen im Körper graben sich die Schnecken noch tiefer in den Boden ein und bilden einen weiteren Film, wodurch Luftkammern entstehen, die die Rolle eines hervorragenden Isolators spielen. Es wurde festgestellt, dass Schnecken während einer langen Überwinterungszeit mehr als 20 % ihres Gewichts verlieren, wobei der größte Verlust in den ersten 25-30 Tagen auftritt. Das liegt daran, dass alle Stoffwechselvorgänge nach und nach abklingen, um das Minimum zu erreichen, bei dem das Tier fast in einen Schwebezustand mit kaum wahrnehmbaren Vitalfunktionen verfällt. Während des Winterschlafs frisst die Schnecke nicht, die Atmung hört fast auf. Im Frühjahr, wenn die ersten warmen Tage kommen und die Bodentemperatur 8-10°C erreicht, wenn sich die Vegetation zu entwickeln beginnt und die ersten Regenfälle fallen, kommen die Schnecken aus ihren Winterquartieren. Dann beginnt eine intensive Aktivität, um erschöpfte Nahrungsreserven in ihrem Körper wiederherzustellen; Dies äußert sich in der Aufnahme einer großen Menge an Nahrung im Vergleich zu ihrem Körper.

Wasserschnecken, Sumpfschnecken, verfallen ebenfalls in einen Winterschlaf – die meisten von ihnen graben sich in den Schlick am Grund des Stausees ein, in dem sie leben.

Wo überwintern Flusskrebse?

Jeder kennt die unter den Leuten beliebte Drohung: „Ich zeige dir, wo die Krebse Winterschlaf halten!“. Es wird angenommen, dass dieses Sprichwort in der Zeit der Leibeigenschaft auftauchte, als die Grundbesitzer die schuldigen Leibeigenen bestraften und sie zwangen, im Winter Krebse zu fangen. Inzwischen ist bekannt, dass dies fast unmöglich ist, da Krebse tief in Löchern am Boden von Stauseen vergraben überwintern.

Aus Sicht der Taxonomie wird die Klasse der Krebstiere in zwei Unterklassen unterteilt - höhere und niedere Krebstiere.

Von den höheren Krebstieren verfallen Fluss-, Sumpf- und Seekrebse in einen Winterschlaf. Männchen überwintern in Gruppen in tiefen Gruben am Boden, Weibchen allein in Nerzen und kleben im November befruchtete Eier an ihre kurzen Beine, aus denen erst im Juni ameisengroße Krebstiere schlüpfen.

Von den niederen Krebstieren sind Wasserflöhe (Gattung Daphnia) von Interesse. Sie legen, je nach Bedingungen, zwei Arten von Eiern - Sommer und Winter. Wintereier haben eine starke Schale und werden bei ungünstigen Lebensbedingungen gebildet. Für einige Arten niederer Krebstiere ist das Austrocknen und sogar Einfrieren von Eiern eine notwendige Voraussetzung für die Fortsetzung ihrer Entwicklung.

Diapause bei Insekten.

Durch die Anzahl der Arten übertreffen Insekten alle anderen Klassen. Ihre Körpertemperatur hängt von der Umgebung ab, was sich stark auf die Geschwindigkeit lebenswichtiger Einflüsse auswirkt, und niedrige Temperaturen verringern diese Geschwindigkeit stark. Bei Minustemperaturen verlangsamt sich die gesamte Entwicklung des Insekts oder kommt praktisch zum Erliegen. Dieser anabiotische Zustand, bekannt als "Diapause", ist ein reversibler Stillstand von Entwicklungsprozessen und wird durch äußere Faktoren verursacht. Die Diapause tritt auf, wenn die Bedingungen für das Leben ungünstig sind, und dauert den ganzen Winter über an, bis die Bedingungen mit Beginn des Frühlings günstiger werden.

Der Beginn der Wintersaison findet unterschiedliche Insektenarten in unterschiedlichen Stadien ihrer Entwicklung vor, in denen sie Winterschlaf halten – in Form von Eiern, Larven, Puppen oder erwachsenen Formen, meist fällt aber jede einzelne Art in einem bestimmten Stadium in die Diapause Entwicklung. So überwintert zum Beispiel der Siebenpunkt-Marienkäfer als Erwachsener.

Es ist charakteristisch, dass der Überwinterung von Insekten eine bestimmte physiologische Vorbereitung ihres Körpers vorausgeht, die aus der Ansammlung von freiem Glycerin in ihrem Gewebe besteht, das ein Einfrieren nicht zulässt. Dies geschieht in dem Entwicklungsstadium des Insekts, in dem es überwintern wird.

Selbst mit dem Einsetzen der ersten Anzeichen einer Abkühlung im Herbst finden Insekten bequeme Unterstände (unter Steinen, unter der Rinde von Bäumen, unter Laub in Erdhöhlen usw.), wo nach einem Schneefall die Temperatur mäßig niedrig ist und Uniform.

Die Dauer der Diapause bei Insekten steht in direktem Zusammenhang mit den Fettreserven im Körper. Bienen fallen nicht in eine lange Diapause, aber dennoch werden sie bei einer Temperatur von 0 bis 6 ° C taub und können 7-8 Tage in diesem Zustand bleiben. Bei niedrigeren Temperaturen sterben sie ab.

Interessant ist auch, wie genau Insekten den Zeitpunkt bestimmen, an dem sie den anabiotischen Zustand verlassen sollten. Wissenschaftler N.I. Kalabukhov untersuchte die Anabiose bei einigen Schmetterlingsarten. Er fand heraus, dass die Dauer der Diapause von Art zu Art unterschiedlich ist. Beispielsweise blieb das Tagpfauenauge 166 Tage lang bei einer Temperatur von 5,9 ° C in einem Zustand der schwebenden Animation, während die Seidenraupe 193 Tage bei einer Temperatur von 8,6 ° C benötigte. Auch räumliche Unterschiede wirken sich laut dem Wissenschaftler auf die Dauer der Diapause aus.

Überwintern Fische?

Auf besondere Weise passen sich einige Arten einer großen Fischklasse an niedrige Wassertemperaturen im Winter an. Die normale Körpertemperatur bei Fischen ist nicht konstant und entspricht der Wassertemperatur. Bei einem plötzlichen starken Abfall der Wassertemperatur geraten die Fische in einen Schockzustand. Es reicht jedoch, wenn sich das Wasser erwärmt, und sie werden schnell „zum Leben erweckt“. Experimente haben gezeigt, dass gefrorene Fische nur dann zum Leben erwachen, wenn ihre Blutgefäße nicht gefroren sind.

Ursprünglich an niedrige Wassertemperaturen im Winter angepasst, verändern einige Fische, die in arktischen Gewässern leben, ihre Blutzusammensetzung. Mit einer Abnahme der Wassertemperatur im Herbst reichern sich Salze in einer für Meerwasser charakteristischen Konzentration in ihrem Blut an, und gleichzeitig gefriert das Blut sehr schwer (eine Art Frostschutzmittel).

Von Süßwasserfischen fallen im November Karpfen, Kampfläufer, Barsche, Welse und andere in den Winterschlaf. Wenn die Wassertemperatur unter 8 - 10°C sinkt, ziehen diese Fische in die tieferen Teile der Stauseen, graben sich in großen Gruppen im Schlick ein und halten dort den ganzen Winter über Winterschlaf.

Einige Meeresfische ertragen während des Winterschlafs auch extreme Kälte. So nähern sich beispielsweise Heringe bereits im Herbst der Küste des Eismeeres, um am Grund einer kleinen Bucht in Winterschlaf zu verfallen. Die Schwarzmeer-Sardelle überwintert auch in den südlichen Meeresregionen - vor der Küste Georgiens ist sie zu dieser Zeit nicht aktiv und nimmt keine Nahrung zu sich. Und die Asowsche Sardelle wandert vor Beginn der Winterperiode zum Schwarzen Meer, wo sie sich in Gruppen in einem relativ sesshaften Zustand versammelt.

Der Winterschlaf bei Fischen ist durch ihre extrem eingeschränkte Aktivität, die vollständige Einstellung der Nahrungsaufnahme und eine starke Abnahme des Stoffwechsels gekennzeichnet. Zu dieser Zeit wird ihr Körper von den Nährstoffreserven unterstützt, die sich durch die reichliche Ernährung im Herbst angesammelt haben.

Überwinterung von Amphibien

In Bezug auf Lebensstil und Struktur ist die Klasse der Amphibien eine Übergangsklasse zwischen typisch aquatischen Wirbeltieren und typisch terrestrischen Tieren. Es ist bekannt, dass verschiedene Arten von Fröschen, Molchen, Salamandern auch die ungünstige Winterzeit in einem Zustand der Erstarrung verbringen, da es sich um Tiere mit einer variablen Körpertemperatur handelt, die von der Umgebungstemperatur abhängt.

Es wurde festgestellt, dass der Winterschlaf von Fröschen 130 bis 230 Tage dauert und seine Dauer von der Dauer des Winters abhängt.

In Stauseen versammeln sich Frösche zum Überwintern in Gruppen von 10-20 Exemplaren, graben sich in Schlick, in Unterwasservertiefungen und andere Hohlräume ein. Während des Winterschlafs atmen Frösche nur durch ihre Haut.

Im Winter nisten Molche normalerweise unter warmen, morschen Stümpfen und Stämmen umgestürzter Bäume. Wenn sie keine so bequemen "Wohnungen" in der Nähe finden, geben sie sich mit Rissen im Boden zufrieden.

Auch Reptilien halten Winterschlaf

Aus der Klasse der Reptilien fallen fast alle Arten unserer Fauna im Winter in einen Winterschlaf. Niedrige Wintertemperaturen sind der Hauptgrund für dieses Phänomen.

Winterquartiere sind normalerweise unterirdische Höhlen oder Hohlräume, die sich um große alte Baumstümpfe mit faulen Wurzeln, Felsspalten und anderen Orten gebildet haben, die für ihre Feinde nicht zugänglich sind. In solchen Unterständen versammeln sich viele Schlangen und bilden riesige Schlangenschlangen. Es wurde festgestellt, dass sich die Temperatur von Schlangen während des Winterschlafs fast nicht von der Umgebungstemperatur unterscheidet.

Die meisten Arten von Eidechsen (Wiese, Streifen, Grün, Wald, Spindel) überwintern auch, indem sie sich in den Boden graben, in Höhlen, die nicht von Überschwemmungen bedroht sind. An warmen, sonnigen Tagen im Winter können Eidechsen "erwachen" und mehrere Stunden lang aus ihren Winterunterkünften kriechen, um zu jagen, wonach sie sich wieder in ihren Höhlen verstecken und in einen Zustand der Erstarrung verfallen.

Sumpfschildkröten verbringen den Winter damit, sich in den Schlick der Stauseen zu graben, in denen sie leben, während Landschildkröten bis zu einer Tiefe von 0,5 m in den Boden in einige natürliche Unterstände oder Löcher von Maulwürfen, Füchsen, Nagetieren klettern und sich mit Torf, Moos und bedecken nasse Blätter.

Die Vorbereitung auf die Überwinterung beginnt im Oktober, wenn Schildkröten Fett ansammeln. Im Frühling wachen sie bei vorübergehender Erwärmung auf, manchmal für eine ganze Woche.

Gibt es Vögel, die im Winter Winterschlaf halten?

Die meisten Tiere mit instabiler Körpertemperatur, die von der Umgebung abhängt, fallen in einen Winterschlaf. Aber überraschenderweise können viele Tiere mit konstanter Körpertemperatur, wie zum Beispiel Vögel, auch während der ungünstigen Jahreszeiten Winterschlaf halten. Es ist bekannt, dass die meisten Vögel widrige Winterbedingungen durch Zug vermeiden. Sogar Aristoteles machte in seiner mehrbändigen Geschichte der Tiere darauf aufmerksam, dass „einige Vögel wegfliegen, um in warmen Ländern zu überwintern, während andere in verschiedenen Unterständen Zuflucht suchen, wo sie überwintern“.

Zu diesem Schluss kam auch der große schwedische Naturforscher Carl von Linné, der in seinem Werk „Das System der Natur“ schrieb: „Im Herbst, wenn die Kälte einsetzt, beginnen Schwalben, die nicht genügend Insekten zum Fressen finden, im Schilf Unterschlupf zum Überwintern zu suchen Betten entlang der Ufer von Seen und Flüssen. ".

Die Erstarrung, in die einige Vogelarten verfallen, ist ganz anders als der Winterschlaf vieler Säugetiere. Erstens sammelt der Körper von Vögeln nicht nur keine Energiereserven in Form von Fett, sondern verbraucht im Gegenteil einen erheblichen Teil davon. Während Säugetiere in den Winterschlaf gehen und merklich an Gewicht zugenommen haben, verlieren Vögel vor dem Stupor viel Gewicht. Deshalb sollte das Phänomen der Erstarrung bei Vögeln laut dem sowjetischen Biologen R. Potapov nicht als Winterschlaf, sondern als Unterkühlung bezeichnet werden.

Bis jetzt ist der Mechanismus der Hypothermie bei Vögeln nicht vollständig verstanden. Der Verfall von Vögeln in einen Zustand der Betäubung unter widrigen Lebensbedingungen ist eine adaptive physiologische Reaktion, die im Laufe der Evolution fixiert wurde.

Welche Säugetiere halten Winterschlaf?

Wie bei den zuvor besprochenen Tieren ist der Winterschlaf auch bei Säugetieren eine biologische Anpassung, um die ungünstige Jahreszeit zu überstehen. Obwohl Tiere mit konstanter Körpertemperatur normalerweise kaltes Klima vertragen, hat der Mangel an geeigneter Nahrung im Winter dazu geführt, dass einige von ihnen diesen eigentümlichen Instinkt erworben und im Laufe der Evolution allmählich gefestigt haben – eine ungünstige Wintersaison in einem inaktiven Zustand des Winterschlafs zu verbringen .

Je nach Grad der Erstarrung gibt es drei Arten des Winterschlafs:

1) leichte Erstarrung, die leicht aufhört (Waschbären, Dachse, Bären, Marderhunde);

2) vollständiger Stupor, begleitet von periodischem Erwachen nur an wärmeren Wintertagen (Hamster, Streifenhörnchen, Fledermäuse);

3) echter unaufhörlicher Winterschlaf, der eine stabile, anhaltende Betäubung ist (Erdhörnchen, Igel, Murmeltiere, Springmäuse).

Dem Winterschlaf von Säugetieren geht eine gewisse physiologische Vorbereitung des Organismus voraus. Es besteht hauptsächlich in der Ansammlung von Fettreserven, hauptsächlich unter der Haut. Bei einigen Winterschläfern erreicht das subkutane Fett 25 % des gesamten Körpergewichts. Zum Beispiel werden Erdhörnchen zu Beginn des Herbstes dick und erhöhen ihr Körpergewicht im Vergleich zum Frühjahr-Sommer-Gewicht um das Dreifache. Vor dem Winterschlaf werden Igel und Braunbären sowie alle Fledermäuse deutlich dicker.

Andere Säugetiere, wie Hamster und Streifenhörnchen, sammeln keine großen Fettvorräte an, sondern lagern Nahrung in ihrem Unterschlupf, um sie während ihrer kurzen Wachphasen im Winter zu verwenden.

Während des Winterschlafs liegen alle Säugetierarten bewegungslos in ihren Höhlen, zu einer Kugel zusammengerollt. Daher ist es am besten, sich warm zu halten und den Wärmeaustausch mit der Umgebung zu begrenzen. Zimnik Wohnungen vieler Säugetiere sind natürliche Leere von Stämmen und Baumhöhlen.

Von insektenfressenden Säugetieren sammelt der Igel, der sich auf den Winterschlaf vorbereitet, an einem abgelegenen Ort Moos, Blätter und Heu und richtet ein Nest für sich ein. Aber sie „siedelt“ sich in ihrem neuen Zuhause nur ein, wenn die Temperatur längere Zeit unter 10 °C gehalten wird. Davor frisst der Igel reichlich, um Energie in Form von Fett zu speichern.

Der Winterschlaf von Braunbären ist eine leichte Benommenheit. In der Natur sammelt ein Bär im Sommer eine dicke Schicht subkutanes Fett und lässt sich unmittelbar vor Wintereinbruch in seiner Höhle für den Winterschlaf nieder. Normalerweise ist die Höhle mit Schnee bedeckt, daher ist es drinnen viel wärmer als draußen. Während der Winterruhe dienen die angesammelten Fettreserven dem Körper des Bären als Nährstoffquelle und schützen das Tier zusätzlich vor dem Erfrieren.

Aus physiologischer Sicht ist der Winterschlaf von Säugetieren dadurch gekennzeichnet, dass alle lebenswichtigen Funktionen des Körpers auf das Minimum geschwächt werden, das es ihnen ermöglichen würde, widrige Winterbedingungen ohne Nahrung zu überstehen.

Verhalten - Vogelzug, Wanderung von Huftieren auf der Suche nach Nahrung, Graben in Sand, Erde, Schnee usw.

Physiologisch - eine starke Abnahme der Aktivität lebenswichtiger Prozesse - suspendierte Animation (Ruhestadien bei Wirbellosen, Beendigung der Reptilienaktivität bei niedrigen Temperaturen, Winterschlaf von Säugetieren).

Morphologisch - Wollmantel und subkutanes Fett bei Tieren in kalten Klimazonen, sparsamer Umgang mit Wasser bei Wüstentieren usw.

Beispiele für Anpassungen.

Temperatur ist einer der Hauptfaktoren, die alle Organismen direkt beeinflussen.

Wechselwarme Tiere (poikilothermisch, kaltblütig).

Alles außer Vögel und Säugetiere. Passive Art der Temperaturanpassung.

Niedrige Stoffwechselrate. Die Hauptquelle der Wärmeenergie ist extern. Die Aktivität hängt von der Umgebungstemperatur ab.

Endotherme Tiere (homöothermisch, warmblütig).

Vögel und Säugetiere. Aktive Art der Temperaturanpassung. Sie werden durch ihre eigene Wärmeproduktion mit Wärme versorgt und sind in der Lage, die Wärmeproduktion und deren Verbrauch aktiv zu regulieren (Vorhandensein einer chemischen Thermoregulation durch Wärmeabgabe z. B. beim Atmen und einer physikalischen Thermoregulation durch Wärme- isolierende Strukturen (Fett, Federn, Haare))

"Allens Regel".

Je kälter das Klima, desto kürzer die abstehenden Körperteile (z. B. die Ohren).

Beispiel: Polarfuchs in polaren Breiten, Rotfuchs in gemäßigten Breiten, Afrikanischer Fennek.

Bergmans Regel.

Tiere der gleichen Art haben bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen unterschiedliche Gewichte: Sie sind bei Kälte größer und bei Wärme kleiner.

Beispiel: Kaiserpinguin - der größte - lebt in der Antarktis,

Der Galapagos-Pinguin - der kleinste - lebt am Äquator.

"Glogers Regel".

Geografische Rassen von Tieren in warmen und feuchten Regionen sind stärker pigmentiert (dh Individuen sind dunkler) als in kalten und trockenen Regionen.

Beispiel: Eisbär, Braunbär.

Pflanzenanpassungen, um widrige Bedingungen zu überleben.

Morphologisch - Blattabwurf, Überwinterung mehrjähriger Organe (Zwiebeln, Rhizome, Knollen) im Boden, Konservierung in Form von Samen oder Sporen.

Physiologisch - Salzgehalt im Körper von Halophyten, Stoffwechselmerkmale, "physiologische" Trockenheit von Sumpfpflanzen.

Verhalten -"Flucht" vor widrigen Bedingungen in der Zeit: eine kurze Vegetationsperiode (Ephemere und Ephemeroide).

Ticketnummer 10

Lebensformen und Beispiele.

Lebensform- das äußere (physiognomische) Erscheinungsbild des Organismus, ein Komplex morphologischer, anatomischer, physiologischer und Verhaltensmerkmale, der seine allgemeine Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen widerspiegelt.

System der Lebensformen der Pflanzen.

Phanerophyten - Bäume.

Hamefiten - Sträucher.

Hemicryptophyten - Sträucher.

Geophyten - mehrjährige Kräuter.

Terophyten - einjährige Kräuter.

Hydrophyten - Wasserpflanzen.

Einsame Lebensweise.

Individuen von Populationen sind unabhängig und voneinander isoliert.

Charakteristisch in bestimmten Stadien des Lebenszyklus.

Beispiel: Marienkäfer, schwarzer Käfer.

Völlig solitäre Existenzen von Organismen kommen in der Natur nicht vor.

Familienleben.

Beziehungen werden zwischen Eltern und ihren Nachkommen hergestellt.

Betreuung des Nachwuchses;

Grundstückseigentum.

Beispiel: Bär, Tiger.

Herden.

Temporäre Vereinigungen von Tieren, die eine biologisch nützliche Organisation von Handlungen aufweisen.

Packs erleichtern die Erfüllung aller Funktionen im Leben der Art, Schutz vor Feinden, Nahrung, Migration.

Am weitesten verbreitet ist der Schwarm bei Vögeln und Fischen, bei Säugetieren ist er für viele Hunde charakteristisch.

Herden.

Längere und dauerhaftere Tierverbände im Vergleich zu Rudeln.

Die Grundlage des Gruppenverhaltens in Herden ist das Verhältnis Dominanz - Unterwerfung.

Kolonien.

Gruppensiedlungen von sesshaften Tieren.

Sie können lange bestehen oder nur zur Brutzeit auftreten.

Beispiel: Koloniale Vogelsiedlungen, soziale Insekten.

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:

– Vermeiden Sie widrige Bedingungen (Vögel fliegen aufgrund von Winterhunger und Kälte in wärmere Gefilde, Rehe 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 (Auswahl 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 aufgrund von 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?

Bis zum Winter oder trockenen Sommer sammelt der Körper Energiereserven an, die helfen, die schwierige Jahreszeit zu überstehen, zum Beispiel Glykogen. Tiere werden auf die eine oder andere Weise fett. Bei einigen Arten macht Fett bis zu 25% des gesamten Körpergewichts aus, beispielsweise hat ein kleines Erdhörnchen im Frühjahr eine Masse von etwa 100-150 g und im Hochsommer bis zu 400 g.

Auch Anpassungen an widrige Umweltbedingungen äußern sich in Wanderungen. Im Herbst, wenn sich die Nahrungsbedingungen verschlechtern, wandert der Großteil der Polarfüchse und Rentiere aus der Tundra in den Süden, in die Waldtundra und sogar in die Taiga, wo es einfacher ist, unter dem Schnee Nahrung zu finden. Nach dem Hirsch ziehen auch die Tundra-Wölfe nach Süden. In den nördlichen Regionen der Tundra unternehmen Hasen zu Beginn des Winters im Frühjahr massive Wanderungen nach Süden - in die entgegengesetzte Richtung. Berghuftiere steigen im Sommer zu den oberen Berggürteln mit ihrer reichen Vegetation auf, im Winter, wenn die Tiefe der Schneedecke zunimmt, steigen sie ab. Und in diesem Fall werden Wanderungen einiger Raubtiere wie Wölfe in Kombination mit Huftieren beobachtet.

Im Allgemeinen sind Wanderungen durch eine relativ geringere Anzahl von Arten gekennzeichnet als Vögel und Fische. Sie sind am stärksten bei Meerestieren, Fledermäusen und Huftieren entwickelt, während sie unter den Arten der zahlreichsten Gruppen - Nagetiere, Insektenfresser und kleine Raubtiere - praktisch nicht vorhanden sind.

Eine Alternative zur Migration bei diesen Tieren ist der Winterschlaf. Unterscheiden Sie zwischen fakultativer saisonaler und kontinuierlicher saisonaler Überwinterung. Im ersten Fall werden die Körpertemperatur, die Anzahl der Atembewegungen und das Gesamtniveau der Stoffwechselvorgänge etwas reduziert. Der Schlaf wird leicht durch einen Tapetenwechsel oder Angst (Bären, Waschbären) unterbrochen. Dieser kontinuierliche saisonale Winterschlaf ist gekennzeichnet durch einen Verlust der Fähigkeit zur Thermoregulation, eine starke Verringerung der Anzahl der Atembewegungen und Kontraktionen des Herzmuskels und einen Rückgang des Gesamtstoffwechsels (Murmeltiere, Ziesel).

Eine wichtige Anpassung an widrige Bedingungen ist das Sammeln von Nahrungsvorräten. Unter anderen Wirbeltieren sammeln nur wenige Vogelgruppen (Sperrvögel, Eulen, Spechte) Nahrung für den Winter, aber die Größe ihrer Reserven und der Anpassungswert dieser Aktivität sind im Vergleich zu Säugetieren vernachlässigbar.

Das Begraben von überschüssiger Beute ist üblich in. So sammeln Wiesel und Hermeline jeweils 20-30 Wühlmäuse und Mäuse, schwarze Iltis stapeln mehrere Dutzend Frösche unter dem Eis, Nerze - mehrere Kilogramm Fisch. Größere Raubtiere (Marder, Vielfraße, Katzen, Bären) verstecken die Überreste der Beute an abgelegenen Orten, unter umgestürzten Bäumen, unter Steinen. Leoparden verstecken oft einen Teil ihrer Beute im Geäst von Bäumen. Ein charakteristisches Merkmal der Lagerung von Nahrung durch Raubtiere ist, dass keine speziellen Vorratskammern für ihre Bestattung gebaut werden, nur eine Person, die sie gebaut hat, verwendet den Vorrat. Vorräte dienen in der Regel nur als kleine Hilfe in einer futterarmen Phase und können einen plötzlichen Hungertod nicht verhindern. Verschiedene Nagetiere und Pfeifhasen lagern Lebensmittel auf unterschiedliche Weise, obwohl es in diesem Fall auch unterschiedliche Grade der Perfektion der Lagerung und ihrer Bedeutung gibt. Fliegende Eichhörnchen sammeln mehrere zehn Gramm Endäste und Kätzchen von Erle und Birke, die sie in Mulden stecken. Eichhörnchen werden in abgefallenen Blättern, in Mulden und in den gemahlenen Eicheln und Nüssen vergraben. Sie hängen auch Pilze an Äste. Ein Eichhörnchen in der dunklen Nadeltaiga hat bis zu 150-300 Pilze und in den Bänderwäldern Westsibiriens, wo die Nahrungsbedingungen schlechter sind als in der Taiga, bis zu 1500-2000 Pilze, sie ölen hauptsächlich. Die Reserven des Eichhörnchens werden von vielen Individuen dieser Art genutzt.

Artikelbewertung:

Im Gegensatz zu Pflanzen sind Tiere Heterotrophe. So werden Organismen bezeichnet, die aus anorganischen keine organischen Stoffe bilden können. Sie stellen die für ihren Körper notwendigen organischen Substanzen aus organischen Stoffen her, die mit der Nahrung aufgenommen werden. Anders als Tiere bilden Pflanzen aus anorganischen Stoffen organische Stoffe und nutzen dafür die Energie des Lichts. Sondern im Tierleben hell spielt auch eine wichtige Rolle. Viele Tiere haben Sehorgane, die es ihnen ermöglichen, im Weltraum zu navigieren, Individuen ihrer eigenen Art von anderen zu unterscheiden, nach Nahrung zu suchen, zu wandern usw. Einige Tierarten sind tagsüber aktiv ( Falken, Schwalben, Zebras), andere nachts ( Kakerlaken, Eulen, Igel).

Die meisten Tierarten leben unter ganzjährig wechselnden Bedingungen. Im Frühling nimmt die Dauer der Tageslichtstunden allmählich zu und mit dem Herannahen des Herbstes beginnt sie abzunehmen. Als Reaktion auf Änderungen in der Länge der Tageslichtstunden können sich Tiere im Voraus auf den Beginn von Veränderungen in der Natur vorbereiten. Die Reaktion von Organismen auf Änderungen der Tageslichtstunden wird genannt Photoperiodismus.

Ein weiterer wichtiger Faktor der unbelebten Natur, der das Leben von Organismen beeinflusst, ist Temperatur. Beim kaltblütige Tiere (Wirbellosen, Fisch, Amphibien, Reptilien) Körpertemperatur hängt von der Umgebungstemperatur ab. Bei niedrigen Temperaturen geraten sie in einen Zustand der Betäubung.

warmblütige Tiere (Vögel, Säugetiere) sind in der Lage, die Körpertemperatur unabhängig von Veränderungen in der Umgebung auf einem mehr oder weniger konstanten Niveau zu halten. Dafür müssen sie viel Energie aufwenden. Daher stehen sie im Winter vor dem akuten Problem der Nahrungssuche.

Tiere, die bei niedrigen Temperaturen leben, werden genannt kälteliebend (Pinguine, Polarbär, Tiefseefisch usw.). Diese Tiere haben gut entwickelte Haare oder Federn, eine Unterhautfettschicht usw.

Arten, die bei hohen Temperaturen leben, werden genannt thermophil (Steinkorallen, Antilopen, Flusspferde, wie eine Vogelscheuche usw.) (Abb. 276, 4-6). Viele Arten können unter Bedingungen periodischer Temperaturänderungen leben. Sie heißen kältebeständig (Wölfe, Füchse, Kapuzenpullover usw.) .

Ein weiterer Umweltfaktor, der im Tierleben eine wichtige Rolle spielt, ist Feuchtigkeit . Der Körper vieler Tiere enthält 50-60 % Wasser und der Körper von Quallen bis zu 98 %. Wasser sorgt für den Transport von Stoffen durch den Körper, nimmt an deren chemischen Umwandlungen teil, reguliert die Körpertemperatur, scheidet Stoffwechselendprodukte aus usw. Unter den Tieren gibt es feuchtigkeitsliebend, trockenheitsresistent und trockenliebend. Zu feuchtigkeitsliebend Dazu gehören Tierarten, die nur bei hoher Luftfeuchtigkeit leben können (z. Asseln, Regenwürmer, Amphibien). Anders als sie, Trockenheit liebende Arten (heiliger Skarabäus, Wüstenansichten Schlange und Eidechsen etc.) können Wasser effektiv in ihrem Körper halten. Dies gibt ihnen die Möglichkeit, in trockenen Steppen und Wüsten zu leben. Viele Tierarten sind trockenheitsresistent: Sie sind in der Lage, bestimmte Dürreperioden zu überstehen (viele Arten Schukow, Reptilien, Säugetiere usw.).

Für Tiere, die in der aquatischen Umwelt leben, ist es wichtig Salzzusammensetzung des Wassers. Einige Arten von Protozoen, Krebstieren und Fischen können nur im Süßwasser leben, andere nur im Meer. Material von der Website

Erfahrung von Tieren über lange Zeiträume widriger Bedingungen. Tiere erleben Zeiten widriger Bedingungen auf unterschiedliche Weise. Beispielsweise halten im Winter einige Tierarten Winterschlaf (Braunbär, Igel, Dachs etc.). Dadurch können sie ihren Energieverbrauch reduzieren, wenn Nahrung knapp ist. Für Wüstenbewohner kann der Winterschlaf im Sommer während der Trockenzeit eintreten. Einzeller ertragen ungünstige Bedingungen im Zystenstadium. Viele wirbellose Tiere überleben ungünstige Bedingungen im Eistadium (unter Krebstieren - Schilde, viele Insekten).

Unter unbelebte Faktoren Die größten Auswirkungen auf Tiere werden ausgeführt durch:

• hell;
• Temperatur;
• Feuchtigkeit;
• Salzzusammensetzung des Wassers.

Auf dieser Seite Material zu den Themen:

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