Adaptaciones morfológicas: adaptaciones de los animales a los factores ambientales. Mecanismos de adaptación de las plantas a condiciones ambientales adversas Tipos de adaptaciones de los organismos al medio ambiente

28.10.2019

Los animales y las plantas se ven obligados a adaptarse a muchos factores, y estas adaptaciones se desarrollan durante un cierto período de tiempo, a menudo en el proceso de evolución y selección natural, fijándose a nivel genético.

Adaptación(del lat. adapto - me adapto) - adaptaciones de la estructura y funciones de los organismos a las condiciones ambientales en el proceso de evolución.

Al analizar la organización de cualquier animal y planta, siempre se encuentra una sorprendente correspondencia de la forma y funciones del organismo con las condiciones ambientales. Entonces, entre los mamíferos marinos delfines tienen las adaptaciones más avanzadas para el movimiento rápido en el medio acuático: una forma en forma de torpedo, una estructura especial de la piel y el tejido subcutáneo, que aumenta la aerodinámica del cuerpo y, en consecuencia, la velocidad de deslizamiento en el agua.

Existen tres formas principales de manifestación de las adaptaciones: anatómico-morfológica, fisiológica y conductual.

Anatómico y morfológico Las adaptaciones son algunas características externas e internas en la estructura de ciertos órganos de plantas y animales que les permiten vivir en un ambiente determinado con una combinación determinada de factores ambientales. En los animales, a menudo se asocian con el estilo de vida, la naturaleza de la nutrición. Ejemplos:

Concha de tortuga dura para protección contra animales depredadores.

Pájaro carpintero: pico en forma de cincel, cola dura, disposición característica de los dedos.

Fisiológico Las adaptaciones consisten en la capacidad de los organismos para cambiar algunos de sus procesos fisiológicos durante períodos críticos de su vida.

· El olor de la flor puede servir para atraer insectos y con ello favorecer la polinización de la planta.

· Latencia profunda en muchas plantas que crecen en las latitudes medias del hemisferio norte, cayendo en un estupor o hibernación en algunos animales con el inicio de un período frío).

· Anticongelantes biológicos que aumentan la viscosidad de los medios internos y evitan la formación de cristales de hielo que destruirían las células (hasta un 10% en hormigas, hasta un 30% en avispas).

En la oscuridad, la sensibilidad del ojo a la luz aumenta miles de veces en una hora, lo que se asocia tanto con la restauración de la vista, los pigmentos como con los cambios en los elementos nerviosos y las células nerviosas de la corteza cerebral.

· Un ejemplo de adaptaciones fisiológicas son también las características del conjunto enzimático en el tracto digestivo de los animales, determinado por el conjunto y composición de los alimentos. Por lo tanto, los habitantes del desierto pueden satisfacer su necesidad de humedad mediante la oxidación bioquímica de las grasas.

conductual Las adaptaciones (etológicas) son formas de comportamiento adaptativo de los animales. Ejemplos:

· Para asegurar el normal intercambio de calor con el medio ambiente: la creación de refugios, la migración diaria y estacional de los animales con el fin de seleccionar las condiciones óptimas de temperatura.

Colibrí Oreotrochis estella, que vive en los altos Andes, construye nidos en las rocas, y en el lado que mira al Este. Durante la noche, las piedras desprenden el calor acumulado durante el día, proporcionando así una temperatura agradable hasta la mañana.

· En áreas con un clima severo, pero con inviernos nevados, la temperatura debajo de la nieve puede ser 15-18ºС más alta que afuera. Se estima que la perdiz blanca, pasando la noche en un agujero nevado, ahorra hasta un 45% de energía.

Muchos animales usan dormideros en grupo: pikas del género Certia(aves) se reúnen en climas fríos en grupos de hasta 20 individuos. Un fenómeno similar se ha descrito en roedores.

· El comportamiento adaptativo puede aparecer en los depredadores en el proceso de seguimiento y persecución de presas.

La mayoría de las adaptaciones es una combinación de los tipos anteriores. Por ejemplo, la succión de sangre en los mosquitos es proporcionada por una combinación compleja de adaptaciones tales como el desarrollo de partes especializadas del aparato bucal adaptadas para succionar, la formación de un comportamiento de búsqueda para encontrar un animal de presa y la producción de secreciones especiales por parte de las glándulas salivales. que evitan que la sangre que se succiona se coagule.

Una de las propiedades fundamentales de la naturaleza viva es la ciclicidad de la mayoría de los procesos que en ella ocurren, lo que asegura la adaptación de plantas y animales durante su desarrollo con los principales factores periódicos. Detengámonos en un fenómeno de la vida silvestre como el fotoperiodismo.

fotoperiodismo - respuesta de los organismos a los cambios estacionales en la duración del día. Inaugurado por V. Garner y N. Allard en 1920 durante un trabajo de selección con el tabaco.

La luz tiene una influencia principal en la manifestación de la actividad diaria y estacional de los organismos. Este es un factor importante, ya que es el cambio en la iluminación lo que provoca la alternancia de un período de descanso y vida intensa, muchos fenómenos biológicos en plantas y animales (es decir, afecta el biorritmo de los organismos).

Por ejemplo, El 43% de los rayos del sol alcanzan la superficie de la Tierra. Las plantas son capaces de captar del 0,1 al 1,3%. Absorben el espectro amarillo-verde.

Y una señal del acercamiento del invierno para plantas y animales es una disminución en la duración del día. Las plantas experimentan una reestructuración fisiológica gradual, la acumulación de un suministro de sustancias energéticas antes de la inactividad invernal. Por organismos vegetales de reacción fotoperiódica se dividen en dos grupos:

Organismos de día corto: la floración y la fructificación se producen a las 8-12 horas de luz (trigo sarraceno, mijo, cáñamo, girasol).

organismos de día largo. Para la floración y fructificación en plantas de día largo, es necesario alargar el día a 16-20 horas (plantas de latitudes templadas), para lo cual una disminución de la duración del día a 10-12 horas es una señal de la proximidad de un día desfavorable. período otoño-invierno. Estos son papas, trigo, espinacas.

· Neutro a largo para la planta. La floración ocurre en cualquier duración del día. Estos son el diente de león, la mostaza y el tomate.

Lo mismo se encuentra en los animales. Durante el día, la actividad de cada organismo recae en determinadas horas. Los mecanismos que permiten a los organismos cambiar su estado cíclicamente se denominan "relojes biológicos".

Lista bibliográfica de la sección

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Preguntas de seguridad para la sección 3

1. El concepto de hábitat, sus tipos.

2. ¿Qué son los factores ambientales, cómo se clasifican?

3. El concepto de factor limitante, ejemplos.

4. La ley del óptimo-pésimo (figura). Ejemplos.

5. Ley de interacción de los factores ambientales. Ejemplos.

6. La ley de la tolerancia (Shelford). Ejemplos.

7. Reglas ambientales: D. Allen, K. Bergman, K. Gloger.

8. Adaptaciones de los organismos vivos, sus modos y formas. Ejemplos.

9. Fotoperiodismo, ritmos biológicos: concepto, ejemplos.

SECCIÓN 4: ECOLOGÍA DE LAS POBLACIONES

Las grandiosas invenciones de la mente humana nunca dejan de asombrarnos, no hay límite para la fantasía. Pero lo que la naturaleza ha estado creando durante muchos siglos supera las ideas y diseños más creativos. La naturaleza ha creado más de un millón y medio de especies de individuos vivos, cada uno de los cuales es individual y único en sus formas, fisiología y adaptabilidad a la vida. Los ejemplos de organismos que se adaptan a las condiciones de vida en constante cambio en el planeta son ejemplos de la sabiduría del creador y una fuente constante de problemas para que los biólogos los resuelvan.

Adaptación significa adaptabilidad o habituación. Este es un proceso de renacimiento gradual de las funciones fisiológicas, morfológicas o psicológicas de una criatura en un entorno modificado. Tanto los individuos individuales como las poblaciones enteras sufren cambios.

Un vívido ejemplo de adaptación directa e indirecta es la supervivencia de la flora y la fauna en la zona de mayor radiación alrededor de la planta de energía nuclear de Chernobyl. La adaptabilidad directa es característica de aquellos individuos que lograron sobrevivir, acostumbrarse y comenzar a multiplicarse, algunos no resistieron la prueba y murieron (adaptación indirecta).

Dado que las condiciones de existencia en la Tierra cambian constantemente, los procesos de evolución y aptitud en la naturaleza viva también son un proceso continuo.

Un ejemplo reciente de adaptación es el cambio de hábitat de una colonia de cotorras verdes mexicanas. Recientemente, han cambiado su hábitat habitual y se han asentado en la misma boca del volcán Masaya, en un ambiente constantemente saturado de gas sulfúrico de alta concentración. Los científicos aún no han dado una explicación a este fenómeno.

Tipos de adaptación

Un cambio en la forma total de la existencia de un organismo es una adaptación funcional. Un ejemplo de adaptación, cuando las condiciones cambiantes conducen a la adaptación mutua de los organismos vivos entre sí, es una adaptación correlativa o coadaptación.

La adaptación puede ser pasiva, cuando las funciones o la estructura del sujeto ocurren sin su participación, o activa, cuando cambia conscientemente sus hábitos para adaptarse al medio ambiente (ejemplos de personas que se adaptan a las condiciones naturales oa la sociedad). Hay casos en que el sujeto adapta el entorno a sus necesidades: esta es una adaptación objetiva.

Los biólogos dividen los tipos de adaptación según tres criterios:

morfológico.
Fisiológico.
conductuales o psicológicos.

Los ejemplos de adaptación de animales o plantas en su forma pura son raros, la mayoría de los casos de adaptación a nuevas condiciones ocurren en formas mixtas.

Adaptaciones morfológicas: ejemplos

Los cambios morfológicos son cambios en la forma del cuerpo, los órganos individuales o la estructura completa de un organismo vivo que se han producido en el proceso de evolución.

Las siguientes son adaptaciones morfológicas, ejemplos del mundo animal y vegetal, que damos por hecho:

La transformación de hojas en espinas en cactus y otras plantas de regiones áridas.
Caparazón de tortuga.
Formas aerodinámicas del cuerpo de los habitantes de los embalses.

Adaptaciones fisiológicas: ejemplos

La adaptación fisiológica es un cambio en una serie de procesos químicos que ocurren dentro del cuerpo.

La liberación de un fuerte aroma por parte de las flores para atraer insectos contribuye a la formación de polvo.
El estado de anabiosis, al que son capaces de entrar los organismos más simples, les permite mantener su actividad vital después de muchos años. La bacteria más antigua capaz de reproducirse tiene 250 años.
La acumulación de grasa subcutánea, que se convierte en agua, en camellos.

Adaptaciones conductuales (psicológicas)

Los ejemplos de adaptación humana están más asociados con el factor psicológico. Las características de comportamiento son características de la flora y la fauna. Entonces, en el proceso de evolución, un cambio en el régimen de temperatura hace que algunos animales hibernen, las aves vuelan hacia el sur para regresar en primavera, los árboles pierden sus hojas y ralentizan el movimiento de los jugos. El instinto de elegir la pareja más adecuada para la procreación impulsa el comportamiento de los animales durante la temporada de apareamiento. Algunas ranas y tortugas del norte se congelan por completo durante el invierno y se descongelan, reviviendo con el inicio del calor.

Factores que provocan la necesidad de cambio

Cualquier proceso de adaptación es una respuesta a los factores ambientales que conducen a un cambio en el medio ambiente. Dichos factores se dividen en bióticos, abióticos y antropogénicos.

Los factores bióticos son la influencia de unos organismos vivos entre sí, cuando, por ejemplo, desaparece una especie, que sirve de alimento a otra.

Los factores abióticos son cambios en la naturaleza inanimada circundante cuando cambian el clima, la composición del suelo, la disponibilidad de agua y los ciclos de actividad solar. Adaptaciones fisiológicas, ejemplos de la influencia de factores abióticos: peces ecuatoriales que pueden respirar tanto en el agua como en la tierra. Están bien adaptados a las condiciones en las que la sequía de los ríos es frecuente.

Factores antropogénicos: la influencia de la actividad humana que cambia el medio ambiente.

Adaptaciones de hábitat

iluminación. En las plantas, estos son grupos separados que difieren en la necesidad de luz solar. Los heliófitos amantes de la luz viven bien en espacios abiertos. Por el contrario, son sciophytes: las plantas de los matorrales del bosque se sienten bien en lugares sombreados. Entre los animales también hay individuos cuyo diseño es para un estilo de vida activo en la noche o bajo tierra.
Temperatura del aire. En promedio, para todos los seres vivos, incluidos los humanos, la temperatura ambiental óptima es el rango de 0 a 50 ° C. Sin embargo, la vida existe en casi todas las regiones climáticas de la Tierra.

A continuación se describen ejemplos opuestos de adaptación a temperaturas anormales.

Los peces del Ártico no se congelan debido a la producción de una proteína anticongelante única en la sangre, que evita que la sangre se congele.

Los microorganismos más simples se encuentran en los manantiales hidrotermales, cuya temperatura del agua supera el punto de ebullición.

Las plantas hidrófitas, es decir, aquellas que viven en o cerca del agua, mueren incluso con una ligera pérdida de humedad. Los xerófitos, por el contrario, están adaptados para vivir en regiones áridas y mueren en condiciones de alta humedad. Entre los animales, la naturaleza también ha trabajado en la adaptación a ambientes acuáticos y no acuáticos.

Adaptación humana

La capacidad de adaptación del hombre es realmente enorme. Los secretos del pensamiento humano están lejos de ser completamente revelados, y los secretos de la capacidad de adaptación de las personas seguirán siendo un tema misterioso para los científicos durante mucho tiempo. La superioridad del Homo sapiens sobre otros seres vivos radica en la capacidad de cambiar conscientemente su comportamiento para satisfacer los requerimientos del entorno o, por el contrario, del mundo que le rodea para adaptarlo a sus necesidades.

La flexibilidad del comportamiento humano se manifiesta a diario. Si le asigna la tarea: "dar ejemplos de adaptación de las personas", la mayoría comienza a recordar casos excepcionales de supervivencia en estos casos raros, y en nuevas circunstancias es típico de una persona todos los días. Probamos un nuevo entorno en el momento del nacimiento, en el jardín de infantes, la escuela, en un equipo, cuando nos mudamos a otro país. Es este estado de aceptación de nuevas sensaciones por parte del cuerpo lo que se denomina estrés. El estrés es un factor psicológico, pero sin embargo, muchas funciones fisiológicas cambian bajo su influencia. En el caso de que una persona acepte un nuevo entorno como positivo para sí mismo, el nuevo estado se vuelve habitual; de lo contrario, el estrés amenaza con prolongarse y provocar una serie de enfermedades graves.

Mecanismos de adaptación humana

Hay tres tipos de adaptación humana:

Fisiológico. Los ejemplos más simples son la aclimatación y la adaptabilidad a las zonas horarias cambiantes o al régimen diario de trabajo. En el proceso de evolución se formaron varios tipos de personas, dependiendo del lugar territorial de residencia. Los tipos ártico, alpino, continental, desértico y ecuatorial difieren significativamente en los parámetros fisiológicos.
Adaptación psicológica. Esta es la capacidad de una persona para encontrar momentos de entendimiento con personas de diferentes psicotipos, en un país con un nivel de mentalidad diferente. Una persona razonable tiende a cambiar sus estereotipos establecidos bajo la influencia de nueva información, casos especiales, estrés.
Adaptación social. Un tipo de adicción que es exclusiva de los humanos.

Todos los tipos adaptativos están estrechamente relacionados entre sí, por regla general, cualquier cambio en la existencia habitual hace que una persona necesite una adaptación social y psicológica. Bajo su influencia, entran en acción los mecanismos de cambios fisiológicos, que también se adaptan a las nuevas condiciones.

Tal movilización de todas las reacciones corporales se denomina síndrome de adaptación. Aparecen nuevas reacciones corporales en respuesta a cambios repentinos en el entorno. En la primera etapa, la ansiedad, hay un cambio en las funciones fisiológicas, cambios en el trabajo del metabolismo y los sistemas. Además, las funciones y órganos protectores (incluido el cerebro) están conectados, comienzan a activar sus funciones protectoras y capacidades ocultas. La tercera etapa de adaptación depende de las características individuales: una persona se une a una nueva vida y entra en el curso habitual (en medicina, la recuperación ocurre durante este período), o el cuerpo no acepta el estrés y las consecuencias ya están tomando una forma negativa. .

Fenómenos del cuerpo humano

En el hombre, la naturaleza tiene un gran margen de seguridad, que se utiliza en la vida cotidiana solo en pequeña medida. Se manifiesta en situaciones extremas y se percibe como un milagro. De hecho, el milagro es inherente a nosotros mismos. Un ejemplo de adaptación: la capacidad de las personas para adaptarse a una vida normal después de la extirpación de una parte importante de los órganos internos.

La inmunidad innata natural a lo largo de la vida puede verse fortalecida por una serie de factores o, por el contrario, debilitada por un estilo de vida incorrecto. Desafortunadamente, la adicción a los malos hábitos también es la diferencia entre una persona y otros organismos vivos.

Las reacciones a factores ambientales desfavorables solo bajo ciertas condiciones son perjudiciales para los organismos vivos y, en la mayoría de los casos, tienen un valor adaptativo. Por ello, estas respuestas fueron denominadas por Selye “síndrome general de adaptación”. En trabajos posteriores, utilizó los términos "estrés" y "síndrome de adaptación general" como sinónimos.

Adaptación- este es un proceso genéticamente determinado de formación de sistemas protectores que proporcionan un aumento en la estabilidad y el flujo de ontogénesis en condiciones desfavorables para ello.

La adaptación es uno de los mecanismos más importantes que aumenta la estabilidad de un sistema biológico, incluido un organismo vegetal, en las condiciones de existencia modificadas. Cuanto mejor se adapta el organismo a algún factor, más resistente es a sus fluctuaciones.

La capacidad determinada genotípicamente de un organismo para cambiar el metabolismo dentro de ciertos límites, dependiendo de la acción del ambiente externo, se llama velocidad de reacción. Está controlado por el genotipo y es característico de todos los organismos vivos. La mayoría de las modificaciones que ocurren dentro de los límites de la norma de reacción son de importancia adaptativa. Corresponden a cambios en el hábitat y proporcionan una mejor supervivencia de las plantas en condiciones ambientales fluctuantes. En este sentido, tales modificaciones son de importancia evolutiva. El término "velocidad de reacción" fue introducido por V.L. Johansen (1909).

Cuanto mayor sea la capacidad de una especie o variedad para modificarse de acuerdo con el entorno, mayor será su velocidad de reacción y mayor será su capacidad de adaptación. Esta propiedad distingue variedades resistentes de cultivos agrícolas. Como regla general, los cambios leves y a corto plazo en los factores ambientales no conducen a violaciones significativas de las funciones fisiológicas de las plantas. Esto se debe a su capacidad para mantener el equilibrio dinámico relativo del entorno interno y la estabilidad de las funciones fisiológicas básicas en un entorno externo cambiante. Al mismo tiempo, los impactos agudos y prolongados provocan la interrupción de muchas funciones de la planta y, a menudo, la muerte.

La adaptación incluye todos los procesos y adaptaciones (anatómicas, morfológicas, fisiológicas, conductuales, etc.) que aumentan la estabilidad y contribuyen a la supervivencia de la especie.

1.Adaptaciones anatómicas y morfológicas. En algunos representantes de las xerófitas, la longitud del sistema de raíces alcanza varias decenas de metros, lo que permite que la planta use agua subterránea y no experimente falta de humedad en condiciones de suelo y sequía atmosférica. En otras xerófitas, la presencia de una cutícula gruesa, la pubescencia de las hojas y la transformación de las hojas en espinas reducen la pérdida de agua, lo cual es muy importante en condiciones de falta de humedad.

Los pelos y las espinas ardientes protegen a las plantas de ser devoradas por los animales.

Los árboles en la tundra o en las alturas de las montañas altas parecen arbustos rastreros achaparrados, en invierno están cubiertos de nieve, lo que los protege de las heladas severas.

En áreas montañosas con grandes fluctuaciones de temperatura diurna, las plantas a menudo tienen la forma de almohadas aplanadas con numerosos tallos densamente espaciados. Esto le permite mantener la humedad dentro de las almohadas y una temperatura relativamente uniforme durante todo el día.

En las plantas de pantano y acuáticas, se forma un parénquima especial portador de aire (aerénquima), que es un depósito de aire y facilita la respiración de las partes de la planta sumergidas en agua.

2. Adaptaciones fisiológicas y bioquímicas. En suculentas, una adaptación para crecer en condiciones desérticas y semidesérticas es la asimilación de CO 2 durante la fotosíntesis a lo largo de la vía CAM. Estas plantas tienen los estomas cerrados durante el día. Así, la planta evita que las reservas internas de agua se evaporen. En los desiertos, el agua es el principal factor que limita el crecimiento de las plantas. Los estomas se abren por la noche y en ese momento el CO 2 ingresa a los tejidos fotosintéticos. La posterior implicación del CO2 en el ciclo fotosintético se produce durante el día ya con los estomas cerrados.

Las adaptaciones fisiológicas y bioquímicas incluyen la capacidad de los estomas para abrirse y cerrarse, según las condiciones externas. La síntesis en las células de ácido abscísico, prolina, proteínas protectoras, fitoalexinas, fitoncidas, un aumento de la actividad de las enzimas que contrarrestan la descomposición oxidativa de sustancias orgánicas, la acumulación de azúcares en las células y una serie de otros cambios en el metabolismo contribuyen a una aumento de la resistencia de las plantas a las condiciones ambientales adversas.

La misma reacción bioquímica puede llevarse a cabo por varias formas moleculares de la misma enzima (isoenzimas), mientras que cada isoforma exhibe actividad catalítica en un rango relativamente estrecho de algún parámetro ambiental, como la temperatura. La presencia de varias isoenzimas permite que la planta lleve a cabo la reacción en un rango de temperaturas mucho más amplio, en comparación con cada isoenzima individual. Esto permite que la planta realice con éxito funciones vitales en condiciones de temperatura cambiantes.

3. Adaptaciones conductuales o evitación de un factor adverso. Un ejemplo son las efímeras y las efemérides (amapola, estrella, azafranes, tulipanes, campanillas). Pasan por todo el ciclo de su desarrollo en la primavera durante 1,5-2 meses, incluso antes del inicio del calor y la sequía. Por lo tanto, se van o evitan caer bajo la influencia del factor estresante. De manera similar, las variedades de cultivos agrícolas de maduración temprana forman un cultivo antes del inicio de eventos estacionales adversos: nieblas de agosto, lluvias, heladas. Por lo tanto, la selección de muchos cultivos agrícolas tiene como objetivo la creación de variedades maduras tempranas. Las plantas perennes pasan el invierno como rizomas y bulbos en el suelo bajo la nieve, lo que las protege de la congelación.

La adaptación de las plantas a los factores desfavorables se lleva a cabo simultáneamente en muchos niveles de regulación, desde una sola célula hasta una fitocenosis. Cuanto mayor sea el nivel de organización (célula, organismo, población), mayor será el número de mecanismos involucrados simultáneamente en la adaptación de las plantas al estrés.

La regulación de los procesos metabólicos y adaptativos dentro de la célula se lleva a cabo con la ayuda de sistemas: metabólico (enzimático); genético; membrana. Estos sistemas están estrechamente relacionados. Por tanto, las propiedades de las membranas dependen de la actividad de los genes, y la actividad diferencial de los propios genes está bajo el control de las membranas. La síntesis de enzimas y su actividad se controlan a nivel genético, al mismo tiempo, las enzimas regulan el metabolismo de los ácidos nucleicos en la célula.

Sobre el nivel de organismo a los mecanismos celulares de adaptación, se agregan otros nuevos, que reflejan la interacción de los órganos. En condiciones desfavorables, las plantas crean y retienen una cantidad tal de elementos frutales que reciben en cantidades suficientes las sustancias necesarias para formar semillas completas. Por ejemplo, en las inflorescencias de los cereales cultivados y en las copas de los árboles frutales, en condiciones adversas, se pueden caer más de la mitad de los ovarios depositados. Tales cambios se basan en las relaciones competitivas entre los órganos por los nutrientes y fisiológicamente activos.

En condiciones de estrés, los procesos de envejecimiento y caída de las hojas inferiores se aceleran considerablemente. Al mismo tiempo, las sustancias necesarias para las plantas pasan de ellas a los órganos jóvenes, respondiendo a la estrategia de supervivencia del organismo. Gracias al reciclaje de nutrientes de las hojas inferiores, las más jóvenes, las hojas superiores, siguen siendo viables.

Existen mecanismos de regeneración de los órganos perdidos. Por ejemplo, la superficie de la herida se cubre con un tejido tegumentario secundario (periderma de la herida), la herida en el tronco o la rama se cura con influjos (callos). Con la pérdida del brote apical, las yemas latentes despiertan en las plantas y los brotes laterales se desarrollan intensamente. La restauración primaveral de las hojas en lugar de las caídas en otoño también es un ejemplo de regeneración natural de órganos. La regeneración como dispositivo biológico que proporciona la reproducción vegetativa de las plantas mediante segmentos de raíces, rizomas, talos, esquejes de tallos y hojas, células aisladas, protoplastos individuales, es de gran importancia práctica para la producción de cultivos, fruticultura, silvicultura, jardinería ornamental, etc.

El sistema hormonal también está involucrado en los procesos de protección y adaptación a nivel de la planta. Por ejemplo, bajo la influencia de condiciones desfavorables en una planta, el contenido de inhibidores del crecimiento aumenta considerablemente: etileno y ácido abscísico. Reducen el metabolismo, inhiben los procesos de crecimiento, aceleran el envejecimiento, la caída de órganos y la transición de la planta a un estado latente. La inhibición de la actividad funcional bajo estrés bajo la influencia de inhibidores del crecimiento es una reacción característica de las plantas. Al mismo tiempo, disminuye el contenido de estimulantes del crecimiento en los tejidos: citoquinina, auxina y giberelinas.

Sobre el nivel de población se añade la selección, que conduce a la aparición de organismos más adaptados. La posibilidad de selección está determinada por la existencia de variabilidad intrapoblacional en la resistencia de las plantas a diversos factores ambientales. Un ejemplo de variabilidad intrapoblacional en la resistencia puede ser la apariencia hostil de las plántulas en suelo salino y un aumento en la variación del tiempo de germinación con el aumento de la acción de un estresor.

Desde el punto de vista moderno, una especie consta de una gran cantidad de biotipos: unidades ecológicas más pequeñas, genéticamente idénticas, pero que muestran diferente resistencia a los factores ambientales. Bajo diferentes condiciones, no todos los biotipos son igualmente vitales, y como resultado de la competencia, solo quedan aquellos que mejor cumplen con las condiciones dadas. Es decir, la resistencia de una población (variedad) a un factor particular está determinada por la resistencia de los organismos que componen la población. Las variedades resistentes tienen en su composición un conjunto de biotipos que brindan buena productividad aún en condiciones adversas.

Al mismo tiempo, en el proceso de cultivo a largo plazo, la composición y la proporción de biotipos en la población cambia en las variedades, lo que afecta la productividad y la calidad de la variedad, a menudo no para mejor.

Así, la adaptación incluye todos los procesos y adaptaciones que aumentan la resistencia de las plantas a condiciones ambientales adversas (anatómicas, morfológicas, fisiológicas, bioquímicas, de comportamiento, poblacionales, etc.)

Pero para elegir la forma más efectiva de adaptación, lo principal es el tiempo durante el cual el cuerpo debe adaptarse a las nuevas condiciones.

Con la acción repentina de un factor extremo, la respuesta no puede retrasarse, debe seguir de inmediato para excluir daños irreversibles a la planta. Con impactos a largo plazo de una fuerza pequeña, los reordenamientos adaptativos ocurren gradualmente, mientras aumenta la elección de posibles estrategias.

En este sentido, existen tres estrategias principales de adaptación: evolutivo, ontogenético y urgente. La tarea de la estrategia es el uso eficiente de los recursos disponibles para lograr el objetivo principal: la supervivencia del organismo bajo estrés. La estrategia de adaptación tiene como objetivo mantener la integridad estructural de las macromoléculas vitales y la actividad funcional de las estructuras celulares, mantener los sistemas de regulación de la actividad vital y proporcionar energía a las plantas.

Adaptaciones evolutivas o filogenéticas(filogenia - el desarrollo de una especie biológica en el tiempo) - estas son adaptaciones que surgen durante el proceso evolutivo sobre la base de mutaciones genéticas, selección y se heredan. Son los más fiables para la supervivencia de las plantas.

Cada especie de plantas en proceso de evolución ha desarrollado ciertas necesidades por las condiciones de existencia y adaptabilidad al nicho ecológico que ocupa, una adaptación estable del organismo al medio ambiente. La tolerancia a la humedad ya la sombra, la resistencia al calor, la resistencia al frío y otras características ecológicas de especies de plantas específicas se formaron como resultado de la acción a largo plazo de las condiciones relevantes. Por lo tanto, las plantas que aman el calor y los días cortos son características de las latitudes del sur, las plantas que requieren menos calor y los días largos son características de las latitudes del norte. Son bien conocidas numerosas adaptaciones evolutivas de las plantas xerófitas a la sequía: uso económico del agua, sistema de raíces profundas, desprendimiento de hojas y transición a un estado latente, y otras adaptaciones.

En este sentido, las variedades de plantas agrícolas muestran resistencia precisamente a aquellos factores ambientales contra los cuales se realiza el mejoramiento y selección de formas productivas. Si la selección se lleva a cabo en varias generaciones sucesivas en el contexto de la influencia constante de algún factor desfavorable, entonces la resistencia de la variedad puede aumentar significativamente. Es natural que las variedades creadas por el Instituto de Investigación de Agricultura del Sureste (Saratov) sean más resistentes a la sequía que las variedades creadas en los centros de cultivo de la región de Moscú. De la misma manera, en zonas ecológicas con condiciones edafoclimáticas desfavorables, se formaron variedades vegetales locales resistentes, y las especies vegetales endémicas son resistentes al estresor que se expresa en su hábitat.

Caracterización de la resistencia de variedades de trigo de primavera de la colección del Instituto de Industria Vegetal de toda Rusia (Semenov et al., 2005)

Variedad	Origen	Sostenibilidad
Enita	región de Moscú	Resistente a la sequía media
Saratovskaya 29	Región de Saratov	resistente a la sequía
Cometa	región de Sverdlovsk.	resistente a la sequía
Karazino	Brasil	resistente a los ácidos
Preludio	Brasil	resistente a los ácidos
Kolonias	Brasil	resistente a los ácidos
Thrintani	Brasil	resistente a los ácidos
PPG-56	Kazajistán	tolerante a la sal
Osh	Kirguistán	tolerante a la sal
Surjak 5688	Tayikistán	tolerante a la sal
Messel	Noruega	tolerante a la sal

En un entorno natural, las condiciones ambientales suelen cambiar muy rápidamente, y el tiempo durante el cual el factor de estrés alcanza un nivel dañino no es suficiente para la formación de adaptaciones evolutivas. En estos casos, las plantas no utilizan mecanismos de defensa permanentes, sino inducidos por estresores, cuya formación está predeterminada (determinada) genéticamente.

Adaptaciones ontogenéticas (fenotípicas) no están asociados con mutaciones genéticas y no se heredan. La formación de tales adaptaciones requiere un tiempo relativamente largo, por lo que se denominan adaptaciones a largo plazo. Uno de estos mecanismos es la capacidad de varias plantas para formar una vía de fotosíntesis de tipo CAM que ahorra agua en condiciones de déficit de agua causado por sequía, salinidad, bajas temperaturas y otros factores estresantes.

Esta adaptación está asociada a la inducción de la expresión del gen de la fosfoenolpiruvato carboxilasa, inactiva en condiciones normales, y de los genes de otras enzimas de la vía CAM de captación de CO2, con la biosíntesis de osmolitos (prolina), con la activación de antioxidantes y con cambios en los ritmos diarios de los movimientos estomáticos. Todo esto conduce a un consumo de agua muy económico.

En los cultivos de campo, por ejemplo, en el maíz, el aerénquima está ausente en condiciones normales de crecimiento. Pero en condiciones de inundación y falta de oxígeno en los tejidos de las raíces, algunas de las células de la corteza primaria de la raíz y el tallo mueren (apoptosis o muerte celular programada). En su lugar, se forman cavidades a través de las cuales se transporta oxígeno desde la parte aérea de la planta hasta el sistema radicular. La señal de muerte celular es la síntesis de etileno.

Adaptación urgente Ocurre con cambios rápidos e intensos en las condiciones de vida. Se basa en la formación y funcionamiento de los sistemas de protección contra choques. Los sistemas de defensa contra choques incluyen, por ejemplo, el sistema de proteína de choque térmico, que se forma en respuesta a un rápido aumento de la temperatura. Estos mecanismos brindan condiciones a corto plazo para la supervivencia bajo la acción de un factor dañino y, por lo tanto, crean los requisitos previos para la formación de mecanismos de adaptación especializados a largo plazo más confiables. Un ejemplo de mecanismos de adaptación especializados es la nueva formación de proteínas anticongelantes a bajas temperaturas o la síntesis de azúcares durante la hibernación de cultivos de invierno. Al mismo tiempo, si el efecto dañino del factor excede las capacidades protectoras y reparadoras del cuerpo, inevitablemente se produce la muerte. En este caso, el organismo muere en la etapa de urgencia o en la etapa de adaptación especializada, dependiendo de la intensidad y duración del factor extremo.

Distinguir específico y no específico (general) respuestas de las plantas a los estresores.

Reacciones inespecíficas no dependen de la naturaleza del factor actuante. Son los mismos bajo la acción de altas y bajas temperaturas, falta o exceso de humedad, altas concentraciones de sales en el suelo o gases nocivos en el aire. En todos los casos, aumenta la permeabilidad de las membranas en las células vegetales, se altera la respiración, aumenta la descomposición hidrolítica de sustancias, aumenta la síntesis de etileno y ácido abscísico, y se inhiben la división y elongación celular.

La tabla muestra un complejo de cambios no específicos que ocurren en las plantas bajo la influencia de varios factores ambientales.

Cambios en los parámetros fisiológicos de las plantas bajo la influencia de condiciones estresantes (según G.V., Udovenko, 1995)

Opciones	La naturaleza del cambio en los parámetros bajo condiciones
Opciones	sequías	salinidad	alta temperatura	baja temperatura
La concentración de iones en los tejidos.	creciente	creciente	creciente	creciente
Actividad de agua en la célula.	Cayendo	Cayendo	Cayendo	Cayendo
Potencial osmótico de la célula.	creciente	creciente	creciente	creciente
Capacidad de retención de agua	creciente	creciente	creciente	—
Escasez de agua	creciente	creciente	creciente	—
Permeabilidad del protoplasma	creciente	creciente	creciente	—
Tasa de transpiración	Cayendo	Cayendo	creciente	Cayendo
Eficiencia de transpiración	Cayendo	Cayendo	Cayendo	Cayendo
Eficiencia energética de la respiración.	Cayendo	Cayendo	Cayendo	—
Intensidad de respiración	creciente	creciente	creciente	—
Fotofosforilación	Disminuye	Disminuye	—	Disminuye
Estabilización del ADN nuclear	creciente	creciente	creciente	creciente
Actividad funcional del ADN	Disminuye	Disminuye	Disminuye	Disminuye
concentración de prolina	creciente	creciente	creciente	—
Contenido de proteínas hidrosolubles	creciente	creciente	creciente	creciente
Reacciones sintéticas	suprimido	suprimido	suprimido	suprimido
Absorción de iones por las raíces	suprimido	suprimido	suprimido	suprimido
Transporte de sustancias	Deprimido	Deprimido	Deprimido	Deprimido
Concentración de pigmento	Cayendo	Cayendo	Cayendo	Cayendo
división celular	ralentiza	ralentiza	—	—
Estiramiento celular	suprimido	suprimido	—	—
Número de elementos frutales	Reducido	Reducido	Reducido	Reducido
Envejecimiento de órganos	Acelerado	Acelerado	Acelerado	—
cosecha biológica	Degradado	Degradado	Degradado	Degradado

Con base en los datos de la tabla, se puede ver que la resistencia de las plantas a varios factores va acompañada de cambios fisiológicos unidireccionales. Esto da motivos para creer que un aumento de la resistencia de la planta a un factor puede ir acompañado de un aumento de la resistencia a otro. Esto ha sido confirmado por experimentos.

Los experimentos en el Instituto de Fisiología Vegetal de la Academia de Ciencias de Rusia (Vl. V. Kuznetsov y otros) han demostrado que el tratamiento térmico a corto plazo de las plantas de algodón va acompañado de un aumento de su resistencia a la salinización posterior. Y la adaptación de las plantas a la salinidad conlleva un aumento de su resistencia a las altas temperaturas. El choque térmico aumenta la capacidad de las plantas para adaptarse a la sequía posterior y, por el contrario, en el proceso de sequía, aumenta la resistencia del cuerpo a las altas temperaturas. La exposición breve a altas temperaturas aumenta la resistencia a los metales pesados ya la radiación UV-B. La sequía precedente favorece la supervivencia de las plantas en condiciones de salinidad o frío.

El proceso de aumento de la resistencia del cuerpo a un factor ambiental dado como resultado de la adaptación a un factor de diferente naturaleza se denomina adaptación cruzada.

Para estudiar los mecanismos generales (no específicos) de resistencia, es de gran interés la respuesta de las plantas a los factores que provocan deficiencia hídrica en las plantas: salinidad, sequía, bajas y altas temperaturas, entre otros. A nivel de todo el organismo, todas las plantas reaccionan a la falta de agua de la misma manera. Caracterizado por la inhibición del crecimiento de los brotes, aumento del crecimiento del sistema radicular, síntesis de ácido abscísico y disminución de la conductancia estomática. Después de algún tiempo, las hojas inferiores envejecen rápidamente y se observa su muerte. Todas estas reacciones tienen como objetivo reducir el consumo de agua al reducir la superficie de evaporación, así como aumentar la actividad de absorción de la raíz.

Reacciones específicas son reacciones a la acción de cualquier factor de estrés. Así, las fitoalexinas (sustancias con propiedades antibióticas) se sintetizan en las plantas en respuesta al contacto con patógenos (patógenos).

La especificidad o no especificidad de las respuestas implica, por un lado, la actitud de una planta ante diversos estresores y, por otro lado, las reacciones características de plantas de diferentes especies y variedades ante el mismo estresor.

La manifestación de respuestas específicas e inespecíficas de las plantas depende de la fuerza del estrés y la velocidad de su desarrollo. Las respuestas específicas ocurren con mayor frecuencia si el estrés se desarrolla lentamente y el cuerpo tiene tiempo para reconstruirse y adaptarse a él. Las reacciones inespecíficas generalmente ocurren con un efecto más breve y más fuerte del factor estresante. El funcionamiento de mecanismos de resistencia no específicos (generales) permite a la planta evitar grandes gastos de energía para la formación de mecanismos de adaptación especializados (específicos) en respuesta a cualquier desviación de la norma en sus condiciones de vida.

La resistencia de las plantas al estrés depende de la fase de la ontogenia. Las plantas más estables y los órganos de las plantas en estado latente: en forma de semillas, bulbos; perennes leñosas - en un estado de letargo profundo después de la caída de las hojas. Las plantas son más sensibles a una edad temprana, ya que los procesos de crecimiento se dañan en primer lugar bajo condiciones de estrés. El segundo período crítico es el período de formación de gametos y fertilización. El efecto del estrés durante este período conduce a una disminución de la función reproductiva de las plantas y una disminución del rendimiento.

Si las condiciones de estrés se repiten y tienen una intensidad baja, entonces contribuyen al endurecimiento de las plantas. Esta es la base de los métodos para aumentar la resistencia a las bajas temperaturas, el calor, la salinidad y un mayor contenido de gases nocivos en el aire.

Fiabilidad de un organismo vegetal está determinada por su capacidad para prevenir o eliminar fallas en los diferentes niveles de la organización biológica: molecular, subcelular, celular, tisular, orgánico y poblacional.

Para evitar interrupciones en la vida de las plantas bajo la influencia de factores adversos, los principios redundancia, heterogeneidad de componentes funcionalmente equivalentes, sistemas para la reparación de estructuras perdidas.

La redundancia de estructuras y funcionalidades es una de las principales formas de garantizar la fiabilidad de los sistemas. La redundancia y redundancia tiene múltiples manifestaciones. A nivel subcelular, la reserva y duplicación de material genético contribuye al aumento de la confiabilidad del organismo vegetal. Esto lo proporciona, por ejemplo, la doble hélice del ADN, al aumentar la ploidía. La fiabilidad del funcionamiento del organismo vegetal en condiciones cambiantes también está respaldada por la presencia de varias moléculas de ARN mensajero y la formación de polipéptidos heterogéneos. Estos incluyen isoenzimas que catalizan la misma reacción, pero difieren en sus propiedades fisicoquímicas y la estabilidad de la estructura molecular bajo condiciones ambientales cambiantes.

A nivel celular, un ejemplo de redundancia es un exceso de orgánulos celulares. Así, se ha establecido que una parte de los cloroplastos disponibles es suficiente para proporcionar a la planta los productos de la fotosíntesis. Los cloroplastos restantes, por así decirlo, permanecen en reserva. Lo mismo se aplica al contenido total de clorofila. La redundancia también se manifiesta en una gran acumulación de precursores para la biosíntesis de muchos compuestos.

A nivel organísmico, el principio de redundancia se expresa en la formación y puesta en diferentes momentos de más brotes, flores, espiguillas de las necesarias para el cambio de generaciones, en una enorme cantidad de polen, óvulos, semillas.

A nivel de población, el principio de redundancia se manifiesta en un gran número de individuos que difieren en la resistencia a un factor de estrés particular.

Los sistemas de reparación también funcionan a diferentes niveles: molecular, celular, de organismo, de población y biocenótico. Los procesos reparativos van con el gasto de energía y sustancias plásticas, por lo tanto, la reparación sólo es posible si se mantiene una tasa metabólica suficiente. Si el metabolismo se detiene, la reparación también se detiene. En condiciones extremas del ambiente externo, la preservación de la respiración es especialmente importante, ya que es la respiración la que proporciona energía para los procesos de reparación.

La capacidad regenerativa de las células de los organismos adaptados está determinada por la resistencia de sus proteínas a la desnaturalización, es decir, la estabilidad de los enlaces que determinan la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de la proteína. Por ejemplo, la resistencia de las semillas maduras a las altas temperaturas suele estar asociada a que, tras la deshidratación, sus proteínas se vuelven resistentes a la desnaturalización.

La principal fuente de energía material como sustrato para la respiración es la fotosíntesis, por lo tanto, el suministro de energía de la célula y los procesos de reparación relacionados dependen de la estabilidad y capacidad del aparato fotosintético para recuperarse del daño. Para mantener la fotosíntesis en condiciones extremas en las plantas, se activa la síntesis de los componentes de la membrana de los tilacoides, se inhibe la oxidación de los lípidos y se restaura la ultraestructura de los plástidos.

A nivel de organismos, un ejemplo de regeneración es el desarrollo de brotes de reemplazo, el despertar de yemas latentes cuando se dañan los puntos de crecimiento.

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En el proceso de evolución, como resultado de la selección natural y la lucha por la existencia, surgen adaptaciones (adaptaciones) de los organismos a ciertas condiciones de vida. La evolución misma es esencialmente un proceso continuo de formación de adaptaciones, que ocurre de acuerdo con el siguiente esquema: intensidad de reproducción -> lucha por la existencia -> muerte selectiva -> selección natural -> aptitud.

Las adaptaciones afectan diferentes aspectos de los procesos vitales de los organismos y por lo tanto pueden ser de varios tipos.

Adaptaciones morfológicas

Están asociados con un cambio en la estructura del cuerpo. Por ejemplo, la aparición de membranas entre los dedos en las aves acuáticas (anfibios, pájaros, etc.), un pelaje grueso en los mamíferos del norte, patas largas y un cuello largo en las aves de los pantanos, un cuerpo flexible en los depredadores excavadores (por ejemplo, en las comadrejas ), etc. En los animales de sangre caliente, al moverse hacia el norte, se nota un aumento en el tamaño corporal promedio (regla de Bergmann), lo que reduce la superficie relativa y la transferencia de calor. En los peces de fondo se forma un cuerpo plano (rayas, platijas, etc.). Las plantas en las latitudes del norte y las regiones de alta montaña a menudo tienen formas rastreras y en forma de cojín, menos dañadas por los fuertes vientos y mejor calentadas por el sol en la capa del suelo.

coloración protectora

La coloración protectora es muy importante para las especies animales que no cuentan con medios efectivos de protección contra los depredadores. Gracias a ella, los animales se vuelven menos visibles en el suelo. Por ejemplo, las hembras que incuban los huevos son casi indistinguibles del fondo del área. Los huevos de aves también se colorean para que coincidan con el color del área. Los peces de fondo, la mayoría de los insectos y muchas otras especies animales tienen una coloración protectora. En el norte, la coloración blanca o clara es más común, lo que ayuda a camuflarse en la nieve (osos polares, búhos polares, zorros árticos, cachorros de pinnípedo - cachorros blancos, etc.). Varios animales desarrollaron una coloración formada por rayas o manchas alternas claras y oscuras, haciéndolos menos perceptibles en matorrales y matorrales densos (tigres, jabalíes jóvenes, cebras, ciervos manchados, etc.). Algunos animales pueden cambiar de color muy rápidamente según las condiciones (camaleones, pulpos, platijas, etc.).

Ocultar

La esencia del disfraz es que la forma del cuerpo y su color hacen que los animales parezcan hojas, nudos, ramas, cortezas o espinas de plantas. A menudo se encuentra en insectos que viven en las plantas.

Coloración de advertencia o amenaza

Algunos tipos de insectos que tienen glándulas venenosas u olorosas tienen un color de advertencia brillante. Por lo tanto, los depredadores que una vez los encontraron recuerdan este color durante mucho tiempo y ya no atacan a esos insectos (por ejemplo, avispas, abejorros, mariquitas, escarabajos de patata de Colorado y muchos otros).

Mimetismo

El mimetismo es el color y la forma del cuerpo de animales inofensivos que imitan a sus homólogos venenosos. Por ejemplo, algunas serpientes no venenosas parecen venenosas. Las cigarras y los grillos se parecen a las hormigas grandes. Algunas mariposas tienen manchas grandes en las alas que se asemejan a los ojos de los depredadores.

Adaptaciones fisiológicas

Este tipo de adaptación está asociada con la reestructuración del metabolismo en los organismos. Por ejemplo, la aparición de la sangre caliente y la termorregulación en aves y mamíferos. En casos más simples, se trata de una adaptación a determinadas formas de alimentación, la composición salina del ambiente, temperaturas altas o bajas, humedad o sequedad del suelo y del aire, etc.

Adaptaciones bioquímicas

adaptaciones de comportamiento

Este tipo de adaptación se asocia con un cambio de comportamiento en determinadas condiciones. Por ejemplo, el cuidado de las crías conduce a una mejor supervivencia de los animales jóvenes y aumenta la resiliencia de sus poblaciones. Durante la época de apareamiento, muchos animales forman familias separadas, y en invierno se unen en bandadas, lo que facilita su alimentación o protección (lobos, muchas especies de aves).

Adaptaciones a factores ambientales periódicos.

Estas son adaptaciones a factores ambientales que tienen cierta periodicidad en su manifestación. Este tipo incluye alternancias diarias de periodos de actividad y descanso, estados de anabiosis parcial o total (caída de hojas, diapausas invernales o estivales de los animales, etc.), migraciones animales provocadas por cambios estacionales, etc.

Adaptaciones a condiciones de vida extremas

Las plantas y los animales que viven en los desiertos y las regiones polares también adquieren una serie de adaptaciones específicas. En los cactus, las hojas han evolucionado hasta convertirse en espinas (para reducir la evaporación y proteger contra los animales), y el tallo ha evolucionado hasta convertirse en un órgano fotosintético y reservorio. Las plantas del desierto tienen un largo sistema de raíces que les permite extraer agua de grandes profundidades. Los lagartos del desierto pueden sobrevivir sin agua comiendo insectos y obteniendo agua hidrolizando sus grasas. En los animales del norte, además del pelaje espeso, también hay una gran cantidad de grasa subcutánea, lo que reduce el enfriamiento del cuerpo.

Naturaleza relativa de las adaptaciones

Todas las adaptaciones son convenientes solo para ciertas condiciones en las que se han desarrollado. Cuando estas condiciones cambian, las adaptaciones pueden perder su valor o incluso dañar a los organismos que las tienen. El color blanco de las liebres, que las protege bien en la nieve, se vuelve peligroso durante los inviernos con poca nieve o fuertes deshielos.

La naturaleza relativa de las adaptaciones también está bien probada por datos paleontológicos, que atestiguan la extinción de grandes grupos de animales y plantas que no sobrevivieron al cambio en las condiciones de vida.

Para sobrevivir en condiciones climáticas adversas, las plantas, los animales y las aves tienen algunas características. Estas características se denominan "adaptaciones fisiológicas", cuyos ejemplos se pueden ver en prácticamente todas las especies de mamíferos, incluidos los humanos.

¿Por qué necesitamos la adaptación fisiológica?

Las condiciones de vida en algunas partes del mundo no son del todo cómodas, sin embargo, hay varios representantes de la vida silvestre. Hay varias razones por las que estos animales no abandonaron el ambiente hostil.

En primer lugar, las condiciones climáticas pueden cambiar cuando una determinada especie ya existe en un área determinada. Algunos animales no están adaptados a la migración. También es posible que las características territoriales no permitan la migración (islas, mesetas montañosas, etc.). Para una determinada especie, las condiciones de vida modificadas siguen siendo más adecuadas que en cualquier otro lugar. Y la adaptación fisiológica es la mejor solución al problema.

¿Qué se entiende por adaptación?

La adaptación fisiológica es la armonía de los organismos con un hábitat específico. Por ejemplo, la estancia confortable en el desierto de sus habitantes se debe a su adaptación a las altas temperaturas ya la falta de acceso al agua. La adaptación es la aparición de ciertos signos en los organismos que les permiten llevarse bien con cualquier elemento del medio ambiente. Surgen en el proceso de ciertas mutaciones en el cuerpo. Las adaptaciones fisiológicas, cuyos ejemplos son bien conocidos en el mundo, son, por ejemplo, la capacidad de ecolocación en algunos animales (murciélagos, delfines, búhos). Esta habilidad les ayuda a navegar en un espacio con iluminación limitada (en la oscuridad, en el agua).

La adaptación fisiológica es un conjunto de reacciones corporales a determinados factores patógenos del medio ambiente. Proporciona a los organismos una mayor probabilidad de supervivencia y es uno de los métodos de selección natural de organismos fuertes y resistentes en una población.

Tipos de adaptación fisiológica

La adaptación del organismo se distingue genotípica y fenotípica. El genotipo se basa en las condiciones de selección natural y mutaciones que llevaron a cambios en los organismos de una especie o población completa. Fue en el proceso de este tipo de adaptación que se formaron las especies modernas de animales, aves y humanos. La forma genotípica de adaptación es hereditaria.

La forma fenotípica de adaptación se debe a cambios individuales en un organismo particular para una estancia confortable en determinadas condiciones climáticas. También puede desarrollarse debido a la exposición constante a un entorno agresivo. Como resultado, el cuerpo adquiere resistencia a sus condiciones.

Adaptaciones complejas y cruzadas

Las adaptaciones complejas se manifiestan en ciertas condiciones climáticas. Por ejemplo, la adaptación del cuerpo a las bajas temperaturas durante una larga estancia en las regiones del norte. Esta forma de adaptación se desarrolla en cada persona al trasladarse a otra zona climática. Dependiendo de las características de un organismo en particular y su salud, esta forma de adaptación procede de diferentes maneras.

La adaptación cruzada es una forma de habituación corporal en la que el desarrollo de resistencia a un factor aumenta la resistencia a todos los factores de este grupo. La adaptación fisiológica de una persona al estrés aumenta su resistencia a algunos otros factores, como el frío.

Sobre la base de adaptaciones cruzadas positivas, se desarrolló un conjunto de medidas para fortalecer el músculo cardíaco y prevenir ataques cardíacos. En condiciones naturales, aquellas personas que enfrentaron con mayor frecuencia situaciones estresantes en sus vidas son menos susceptibles a las consecuencias del infarto de miocardio que aquellas que llevaron un estilo de vida tranquilo.

Tipos de reacciones adaptativas

Hay dos tipos de reacciones adaptativas del cuerpo. El primer tipo se llama "adaptaciones pasivas". Estas reacciones tienen lugar a nivel celular. Caracterizan la formación del grado de resistencia del organismo a los efectos de un factor ambiental negativo. Por ejemplo, un cambio en la presión atmosférica. La adaptación pasiva le permite mantener la funcionalidad normal del cuerpo con pequeñas fluctuaciones en la presión atmosférica.

Las adaptaciones fisiológicas más conocidas en animales de tipo pasivo son las reacciones protectoras de un organismo vivo a los efectos del frío. La hibernación, en la que los procesos vitales se ralentizan, es inherente a algunas especies de plantas y animales.

El segundo tipo de reacciones adaptativas se llama activo e implica medidas protectoras del cuerpo cuando se expone a factores patógenos. En este caso, el ambiente interno del cuerpo permanece constante. Este tipo de adaptación es inherente a mamíferos y humanos altamente desarrollados.

Ejemplos de adaptaciones fisiológicas

La adaptación fisiológica de una persona se manifiesta en todas las situaciones no estándar para su entorno y estilo de vida. La aclimatación es el ejemplo más famoso de adaptaciones. Para diferentes organismos, este proceso tiene lugar a diferentes velocidades. Algunos tardan unos días en acostumbrarse a las nuevas condiciones, a muchos les llevará meses. Además, la tasa de habituación depende del grado de diferencia con el entorno habitual.

En hábitats agresivos, muchos mamíferos y aves tienen un conjunto característico de reacciones corporales que conforman su adaptación fisiológica. Se pueden observar ejemplos (en animales) en casi todas las zonas climáticas. Por ejemplo, los habitantes del desierto acumulan reservas de grasa subcutánea, que se oxida y forma agua. Este proceso se observa antes del inicio del período de sequía.

La adaptación fisiológica en las plantas también tiene lugar. Pero ella es pasiva. Un ejemplo de tal adaptación es el desprendimiento de hojas de los árboles cuando comienza la estación fría. Los lugares de los riñones están cubiertos de escamas, que los protegen de los efectos nocivos de las bajas temperaturas y la nieve con el viento. Los procesos metabólicos en las plantas se ralentizan.

En combinación con la adaptación morfológica, las reacciones fisiológicas del organismo le proporcionan un alto nivel de supervivencia en condiciones adversas y con cambios drásticos en el medio ambiente.