Morfologiska anpassningar - anpassningar av djur till miljöfaktorer. Mekanismer för anpassning av växter till ogynnsamma miljöförhållanden Typer av anpassningar av organismer till miljön

28.10.2019

Djur och växter tvingas anpassa sig till många faktorer, och dessa anpassningar utvecklas under en viss tidsperiod, ofta i evolutionsprocessen och naturligt urval, och fixeras på genetisk nivå.

Anpassning(från lat. adapto - jag anpassar mig) - anpassningar av organismers struktur och funktioner till miljöförhållanden i evolutionsprocessen.

När man analyserar organisationen av alla djur och växter, hittas alltid en slående överensstämmelse mellan organismens form och funktioner och miljöförhållanden. Så bland marina däggdjur delfiner de har de mest avancerade anpassningarna för snabb rörelse i vattenmiljön: en torpedformad form, en speciell struktur av huden och subkutan vävnad, vilket ökar kroppens strömlinjeformning och följaktligen hastigheten att glida i vatten.

Det finns tre huvudformer av manifestation av anpassningar: anatomisk-morfologisk, fysiologisk och beteendemässig.

Anatomisk och morfologisk anpassningar är några yttre och inre egenskaper i strukturen hos vissa organ hos växter och djur som gör att de kan leva i en viss miljö med en viss kombination av miljöfaktorer. Hos djur är de ofta förknippade med livsstil, näringens natur. Exempel:

Hårt sköldpaddsskal för skydd mot rovdjur

Hackspett - mejselformad näbb, hård svans, karaktäristiskt arrangemang av fingrar.

Fysiologisk anpassningar består i organismers förmåga att förändra några av sina fysiologiska processer under kritiska perioder i livet

· Lukten av blomman kan tjäna till att locka till sig insekter och därigenom främja pollinering av växten.

· Djup dvala hos många växter som växer på norra halvklotets mellersta breddgrader, faller i dvala eller viloläge hos vissa djur med början av en kall period).

· Biologiska frostskyddsmedel som ökar viskositeten hos inre media och förhindrar bildandet av iskristaller som skulle förstöra celler (upp till 10 % hos myror, upp till 30 % hos getingar).

I mörker ökar ögats känslighet för ljus många tusen gånger inom en timme, vilket är förknippat både med återställande av syn, pigment och med förändringar i hjärnbarkens nervelement och nervceller.

· Ett exempel på fysiologiska anpassningar är också egenskaperna hos den enzymatiska uppsättningen i matsmältningskanalen hos djur, som bestäms av matens mängd och sammansättning. Således kan ökenbor tillgodose sitt behov av fukt genom biokemisk oxidation av fetter.

Beteende(etologiska) anpassningar är former av adaptivt beteende hos djur. Exempel:

· För att säkerställa normalt värmeutbyte med miljön: skapandet av skyddsrum, daglig och säsongsbetonad migration av djur för att välja de optimala temperaturförhållandena.

kolibri Oreotrochis estella, som bor i de höga Anderna, bygger bon på klipporna och på den sida som vetter mot öster. Under natten avger stenarna den värme som ackumulerats under dagen och ger därigenom en behaglig temperatur fram till morgonen.

· I områden med hårt klimat, men snörika vintrar, kan temperaturen under snön vara 15-18ºС högre än utanför. Det uppskattas att den vita rapphönan, som tillbringar natten i ett snöigt hål, sparar upp till 45 % av energin.

Många djur använder gruppboende: pikas av släktet Certhia(fåglar) samlas i kallt väder i grupper om upp till 20 individer. Ett liknande fenomen har beskrivits hos gnagare.

· Adaptivt beteende kan uppträda hos rovdjur i processen att spåra och jaga byten.

De flesta anpassningar är en kombination av ovanstående typer. Till exempel tillhandahålls blodsugning i myggor av en komplex kombination av sådana anpassningar som utvecklingen av specialiserade delar av munapparaten anpassade för att suga, bildandet av sökbeteende för att hitta ett bytesdjur och produktionen av speciella sekret från spottkörtlarna som förhindrar att blodet sugs från att koagulera.

En av de grundläggande egenskaperna hos levande natur är cykliciteten hos de flesta processer som förekommer i den, vilket säkerställer anpassningen av växter och djur under deras utveckling med de viktigaste periodiska faktorerna. Låt oss uppehålla oss vid ett sådant fenomen i vilda djur som fotoperiodism.

Fotoperiodism - organismers svar på säsongsmässiga förändringar i dagslängd. Öppnades av V. Garner och N. Allard 1920 under urvalsarbete med tobak.

Ljus har ett ledande inflytande på manifestationen av organismers dagliga och säsongsbetonade aktivitet. Detta är en viktig faktor, eftersom det är förändringen i belysningen som orsakar växlingen av en period av vila och intensivt liv, många biologiska fenomen hos växter och djur (dvs. påverkar organismernas biorytm).

Till exempel, 43 % av solens strålar når jordens yta. Växter kan fånga från 0,1 till 1,3%. De absorberar det gulgröna spektrumet.

Och en signal om vinterns närmande för växter och djur är en minskning av dagens längd. Växter genomgår en gradvis fysiologisk omstrukturering, ackumulering av en tillgång på energiämnen innan vintervilan. Förbi fotoperiodiska reaktionsväxtorganismer delas in i två grupper:

Kortdagsorganismer - blomning och fruktsättning sker vid 8-12 timmars ljus (bovete, hirs, hampa, solros).

långdagsorganismer. För blomning och fruktsättning i långdagsväxter är det nödvändigt att förlänga dagen till 16-20 timmar (växter med tempererade breddgrader), för vilka en minskning av dagslängden till 10-12 timmar är en signal om tillvägagångssättet för en ogynnsam höst-vinterperiod. Dessa är potatis, vete, spenat.

· Neutral till längden för plantan. Blomning sker när som helst på dygnet. Dessa är maskros, senap och tomat.

Detsamma finns hos djur. Under dagen faller aktiviteten för varje organism på vissa timmar. De mekanismer som gör att organismer kan ändra sitt tillstånd cykliskt kallas "biologiska klockor".

Bibliografisk lista för sektionen

1. Galperin, M.V. Allmän ekologi: [proc. för avg. prof. utbildning] / M.V. Galperin. - M. : Forum: Infra-M, 2006. - 336 sid.

2. Korobkin, V.I. Ekologi [Text] / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2005. - 575 sid.

3. Mirkin, B.M. Grunderna i allmän ekologi [Text]: lärobok. ersättning för universitetsstuderande som studerar naturvetenskap. specialiteter / B.M. Mirkin, L.G. Naumov; [red. G.S. Rosenberg]. - M. : Univ. bok, 2005. - 239 sid.

4. Stepanovskikh, A.S. Allmän ekologi: [proc. för universitet på ecol. specialiteter] / A.S. Stepanovsky. - 2:a uppl., tillägg. och omarbetat. - M. : UNITI, 2005. - 687 sid.

5. Furyaev, V.V. Allmän ekologi och biologi: lärobok. ersättning för studerande av specialitet 320800 pts. utbildningsformer / V.V. Furyaev, A.V. Furyaev; Feder. utbildningsverket, Sib. stat technol. un-t, Skogsinstitutet uppkallat efter. V. N. Sukacheva. - Krasnoyarsk: SibGTU, 2006. - 100 sid.

6. Golubev, A.V. Allmän ekologi och miljöskydd: [proc. manual för alla specialiteter] / A.V. Golubev, N.G. Nikolaevskaya, T.V. Sharapa; [red. red.] ; Stat. utbilda. institution för högre prof. Utbildning "Moskva. stat. un-t skog". - M. : MGUL, 2005. - 162 sid.

7. Korobkin, V.I. Ekologi i frågor och svar [Text]: lärobok. bidrag för universitetsstuderande / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - Rostov n/a: Phoenix, 2005. - 379 sid. : scheman. - Bibliografi: sid. 366-368. - 103,72 rubel

Säkerhetsfrågor för avsnitt 3

1. Begreppet livsmiljö, dess typer.

2. Vad är miljöfaktorer, hur klassificeras de?

3. Konceptet med en begränsande faktor, exempel.

4. Lagen om optimum-pessimum (figur). Exempel.

5. Lagen om interaktion mellan miljöfaktorer. Exempel.

6. Toleranslagen (Shelford). Exempel.

7. Miljöregler: D. Allen, K. Bergman, K. Gloger.

8. Anpassningar av levande organismer, deras sätt och former. Exempel.

9. Fotoperiodism, biologiska rytmer: koncept, exempel.

AVSNITT 4: BEFOLKNINGSEKOLOGI

Det mänskliga sinnets storslagna uppfinningar slutar aldrig att förvåna, det finns ingen gräns för fantasin. Men vad naturen har skapat i många århundraden överträffar de mest kreativa idéerna och designen. Naturen har skapat mer än en och en halv miljon arter av levande individer, som var och en är individuell och unik i sina former, fysiologi, anpassningsförmåga till livet. Exempel på organismer som anpassar sig till ständigt föränderliga livsvillkor på planeten är exempel på skaparens visdom och en ständig källa till problem för biologer att lösa.

Anpassning betyder anpassningsförmåga eller tillvänjning. Detta är en process av gradvis återfödelse av de fysiologiska, morfologiska eller psykologiska funktionerna hos en varelse i en förändrad miljö. Både enskilda individer och hela populationer genomgår förändringar.

Ett levande exempel på direkt och indirekt anpassning är överlevnaden av flora och fauna i zonen med ökad strålning runt kärnkraftverket i Tjernobyl. Direkt anpassningsförmåga är utmärkande för de individer som lyckats överleva, vänja sig och börja föröka sig, några klarade inte provet och dog (indirekt anpassning).

Eftersom villkoren för tillvaron på jorden ständigt förändras, är evolutionens och konditionsprocesserna i den levande naturen också en kontinuerlig process.

Ett färskt exempel på anpassning är att ändra livsmiljön för en koloni av gröna mexikanska arating papegojor. Nyligen har de ändrat sin vanliga livsmiljö och bosatt sig i själva mynningen av vulkanen Masaya, i en miljö som ständigt är mättad med svavelhaltig gas med hög koncentration. Forskare har ännu inte gett en förklaring till detta fenomen.

Typer av anpassning

En förändring i hela formen av en organisms existens är en funktionell anpassning. Ett exempel på anpassning, när förändrade förhållanden leder till ömsesidig anpassning av levande organismer till varandra, är en korrelativ anpassning eller samanpassning.

Anpassning kan vara passiv, när ämnets funktioner eller struktur uppstår utan hans deltagande, eller aktiv, när han medvetet ändrar sina vanor för att matcha omgivningen (exempel på människor som anpassar sig till naturliga förhållanden eller samhälle). Det finns fall då subjektet anpassar miljön efter sina behov - detta är en objektiv anpassning.

Biologer delar in typerna av anpassning enligt tre kriterier:

Morfologiska.
Fysiologisk.
beteendemässigt eller psykologiskt.

Exempel på anpassning av djur eller växter i sin rena form är sällsynta, de flesta fall av anpassning till nya förhållanden sker i blandade former.

Morfologiska anpassningar: exempel

Morfologiska förändringar är förändringar i kroppens form, enskilda organ eller hela strukturen hos en levande organism som har inträffat i evolutionsprocessen.

Följande är morfologiska anpassningar, exempel från djur- och växtvärlden, som vi tar för givet:

Omvandlingen av löv till taggar i kaktusar och andra växter i torra områden.
Sköldpaddsskal.
Strömlinjeformade kroppsformer för invånare i reservoarer.

Fysiologiska anpassningar: exempel

Fysiologisk anpassning är en förändring i ett antal kemiska processer som sker inuti kroppen.

Frigörandet av en stark doft av blommor för att locka till sig insekter bidrar till damning.
Tillståndet av anabios, som de enklaste organismerna kan komma in i, gör att de kan behålla sin vitala aktivitet efter många år. Den äldsta bakterien som kan fortplanta sig är 250 år gammal.
Ansamling av subkutant fett, som omvandlas till vatten, i kameler.

Beteendemässiga (psykologiska) anpassningar

Exempel på mänsklig anpassning är mer förknippad med den psykologiska faktorn. Beteendeegenskaper är karakteristiska för flora och fauna. Så, i evolutionsprocessen, får en förändring i temperaturregimen att vissa djur övervintrar, fåglar flyger söderut för att återvända på våren, träd fäller sina löv och saktar ner juicens rörelse. Instinkten att välja den mest lämpliga partnern för fortplantning driver djurens beteende under parningssäsongen. Vissa nordliga grodor och sköldpaddor fryser helt för vintern och tinar och återupplivas när värmen börjar.

Faktorer som orsakar behovet av förändring

Eventuella anpassningsprocesser är ett svar på miljöfaktorer som leder till en förändring i miljön. Sådana faktorer är indelade i biotiska, abiotiska och antropogena.

Biotiska faktorer är levande organismers inverkan på varandra, när till exempel en art försvinner, vilket tjänar som föda för en annan.

Abiotiska faktorer är förändringar i den omgivande livlösa naturen när klimat, marksammansättning, vattentillgång och solaktivitetscykler förändras. Fysiologiska anpassningar, exempel på påverkan av abiotiska faktorer - ekvatorialfisk som kan andas både i vatten och på land. De är väl anpassade till förhållandena när uttorkning av floder är en frekvent förekomst.

Antropogena faktorer - påverkan av mänsklig aktivitet som förändrar miljön.

Habitatanpassningar

belysning. Hos växter är dessa separata grupper som skiljer sig åt i behovet av solljus. Ljusälskande heliofyter lever bra i öppna ytor. Däremot är de sciofyter: växter av skogssnår mår bra på skuggiga platser. Bland djuren finns också individer vars design är för en aktiv livsstil på natten eller under jorden.
Lufttemperatur. I genomsnitt, för alla levande varelser, inklusive människor, är den optimala temperaturmiljön intervallet från 0 till 50 ° C. Men liv finns i nästan alla klimatområden på jorden.

Motsatta exempel på anpassning till onormala temperaturer beskrivs nedan.

Arktisk fisk fryser inte på grund av produktionen av ett unikt frysskyddsprotein i blodet, som förhindrar att blodet fryser.

De enklaste mikroorganismerna finns i hydrotermiska källor, vars vattentemperatur överstiger kokpunkten.

Hydrofytväxter, det vill säga de som lever i eller nära vatten, dör även med en liten förlust av fukt. Xerofyter, tvärtom, är anpassade för att leva i torra områden och dör i hög luftfuktighet. Bland djuren har naturen också arbetat med att anpassa sig till vatten- och icke-vattenmiljöer.

Mänsklig anpassning

Människans förmåga att anpassa sig är verkligen enorm. Det mänskliga tänkandets hemligheter är långt ifrån helt avslöjade, och hemligheterna bakom människors anpassningsförmåga kommer att förbli ett mystiskt ämne för forskare under lång tid framöver. Homo sapiens överlägsenhet gentemot andra levande varelser ligger i förmågan att medvetet ändra sitt beteende för att möta kraven från miljön eller, omvänt, världen runt dem för att passa deras behov.

Flexibiliteten i mänskligt beteende manifesteras dagligen. Om du ger uppgiften: "ge exempel på människors anpassning", börjar majoriteten påminna om exceptionella fall av överlevnad i dessa sällsynta fall, och under nya omständigheter är det typiskt för en person varje dag. Vi prövar en ny miljö vid födseln, på dagis, i skolan, i ett team, när vi flyttar till ett annat land. Det är detta tillstånd att acceptera nya förnimmelser från kroppen som kallas stress. Stress är en psykologisk faktor, men ändå förändras många fysiologiska funktioner under dess påverkan. I fallet när en person accepterar en ny miljö som positiv för sig själv, blir det nya tillståndet vanligt, annars hotar stressen att bli utdragen och leda till ett antal allvarliga sjukdomar.

Mänskliga anpassningsmekanismer

Det finns tre typer av mänsklig anpassning:

Fysiologisk. De enklaste exemplen är acklimatisering och anpassningsförmåga till ändrade tidszoner eller det dagliga arbetet. I evolutionsprocessen bildades olika typer av människor, beroende på den territoriella bostadsorten. Arktiska, alpina, kontinentala, öken, ekvatorialtyper skiljer sig markant i fysiologiska parametrar.
Psykologisk anpassning. Detta är förmågan hos en person att hitta ögonblick av förståelse med människor av olika psykotyper, i ett land med en annan nivå av mentalitet. En rimlig person tenderar att ändra sina etablerade stereotyper under påverkan av ny information, speciella fall, stress.
Social anpassning. En typ av beroende som är unik för människor.

Alla adaptiva typer är nära besläktade med varandra, som regel orsakar varje förändring i den vanliga existensen att en person behöver social och psykologisk anpassning. Under deras inflytande kommer mekanismerna för fysiologiska förändringar till handling, som också anpassar sig till nya förhållanden.

En sådan mobilisering av alla kroppsreaktioner kallas anpassningssyndrom. Nya kroppsreaktioner uppstår som svar på plötsliga förändringar i miljön. I det första skedet - ångest - sker en förändring i fysiologiska funktioner, förändringar i metabolismens och systemens arbete. Vidare är skyddsfunktioner och organ (inklusive hjärnan) anslutna, de börjar slå på sina skyddsfunktioner och dolda förmågor. Det tredje stadiet av anpassning beror på individuella egenskaper: en person går antingen in i ett nytt liv och går in i den vanliga kursen (i medicin sker återhämtning under denna period), eller så accepterar kroppen inte stress, och konsekvenserna tar redan en negativ form .

Människokroppens fenomen

Hos människan har naturen en enorm säkerhetsmarginal, som används i vardagen endast i liten utsträckning. Det visar sig i extrema situationer och uppfattas som ett mirakel. I själva verket är miraklet inneboende i oss själva. Ett exempel på anpassning: människors förmåga att anpassa sig till ett normalt liv efter avlägsnande av en betydande del av de inre organen.

Naturlig medfödd immunitet under hela livet kan stärkas av ett antal faktorer eller, omvänt, försvagas av en felaktig livsstil. Tyvärr är beroende av dåliga vanor också skillnaden mellan en person och andra levande organismer.

Reaktioner på ogynnsamma miljöfaktorer endast under vissa förhållanden är skadliga för levande organismer, och i de flesta fall har de ett adaptivt värde. Därför kallades dessa svar av Selye för "allmänt anpassningssyndrom". I senare verk använde han termerna "stress" och "allmänt anpassningssyndrom" som synonymer.

Anpassning- detta är en genetiskt bestämd process för bildande av skyddssystem som ger en ökning av stabiliteten och flödet av ontogenes under ogynnsamma förhållanden för det.

Anpassning är en av de viktigaste mekanismerna som ökar stabiliteten hos ett biologiskt system, inklusive en växtorganism, i tillvarons förändrade förutsättningar. Ju bättre organismen är anpassad till någon faktor, desto mer motståndskraftig är den mot dess fluktuationer.

Den genotypiskt bestämda förmågan hos en organism att ändra ämnesomsättning inom vissa gränser, beroende på den yttre miljöns verkan, kallas reaktionshastighet. Den styrs av genotypen och är karakteristisk för alla levande organismer. De flesta av de modifieringar som sker inom gränserna för reaktionsnormen är av adaptiv betydelse. De motsvarar förändringar i habitat och ger bättre överlevnad för växter under fluktuerande miljöförhållanden. I detta avseende är sådana modifieringar av evolutionär betydelse. Termen "reaktionshastighet" introducerades av V.L. Johansen (1909).

Ju större förmåga en art eller sort har att modifiera sig i enlighet med miljön, desto större är reaktionshastigheten och desto högre anpassningsförmåga. Denna egenskap särskiljer resistenta sorter av jordbruksgrödor. Som regel leder inte små och kortsiktiga förändringar i miljöfaktorer till betydande kränkningar av växternas fysiologiska funktioner. Detta beror på deras förmåga att upprätthålla den relativa dynamiska balansen i den inre miljön och stabiliteten hos de grundläggande fysiologiska funktionerna i en föränderlig yttre miljö. Samtidigt leder skarpa och långvariga effekter till störningar av många funktioner hos växten, och ofta till dess död.

Anpassning omfattar alla processer och anpassningar (anatomiska, morfologiska, fysiologiska, beteendemässiga etc.) som ökar stabiliteten och bidrar till artens överlevnad.

1.Anatomiska och morfologiska anpassningar. Hos vissa representanter för xerofyter når längden på rotsystemet flera tiotals meter, vilket gör att växten kan använda grundvatten och inte uppleva brist på fukt under förhållanden med jord och atmosfärisk torka. Hos andra xerofyter minskar närvaron av en tjock nagelband, bladens pubescens och omvandlingen av löv till taggar vattenförlust, vilket är mycket viktigt under förhållanden med brist på fukt.

Brinnande hårstrån och ryggar skyddar växter från att ätas upp av djur.

Träd i tundran eller på höga bergshöjder ser ut som squat krypande buskar, på vintern är de täckta med snö, vilket skyddar dem från svår frost.

I bergsområden med stora dygnstemperaturfluktuationer har växter ofta formen av tillplattade kuddar med tätt placerade många stjälkar. Detta gör att du kan hålla fukt inne i kuddarna och en relativt jämn temperatur under hela dagen.

I kärr- och vattenväxter bildas ett speciellt luftförande parenkym (aerenkym), som är en luftreservoar och underlättar andningen av växtdelar nedsänkta i vatten.

2. Fysiologiska och biokemiska anpassningar. Hos suckulenter är en anpassning för att växa i öken- och halvökenförhållanden assimileringen av CO 2 under fotosyntesen längs CAM-vägen. Dessa växter har stomata stängda under dagen. Således håller anläggningen de interna vattenreserverna från avdunstning. I öknar är vatten den viktigaste faktorn som begränsar växternas tillväxt. Stomata öppnar sig på natten, och vid denna tidpunkt kommer CO 2 in i de fotosyntetiska vävnaderna. Den efterföljande inblandningen av CO2 i fotosyntescykeln sker på dagtid redan med slutna stomata.

Fysiologiska och biokemiska anpassningar inkluderar stomatas förmåga att öppna och stänga, beroende på yttre förhållanden. Syntesen i celler av abscisinsyra, prolin, skyddande proteiner, fytoalexiner, fytoncider, en ökning av aktiviteten hos enzymer som motverkar oxidativ nedbrytning av organiska ämnen, ackumulering av sockerarter i celler och en rad andra förändringar i ämnesomsättningen bidrar till en ökad växtresistens mot ogynnsamma miljöförhållanden.

Samma biokemiska reaktion kan utföras av flera molekylära former av samma enzym (isoenzymer), medan varje isoform uppvisar katalytisk aktivitet inom ett relativt snävt område av någon miljöparameter, såsom temperatur. Närvaron av ett antal isoenzymer gör att växten kan utföra reaktionen i ett mycket bredare temperaturintervall jämfört med varje enskilt isoenzym. Detta gör det möjligt för anläggningen att framgångsrikt utföra vitala funktioner under föränderliga temperaturförhållanden.

3. Beteendeanpassningar, eller undvikande av en negativ faktor. Ett exempel är efemera och efemeroider (vallmo, stjärnblomma, krokusar, tulpaner, snödroppar). De går igenom hela cykeln av sin utveckling på våren i 1,5-2 månader, även innan värmen och torkan börjar. Således lämnar de, eller undviker att bli påverkad av stressfaktorn. På ett liknande sätt bildar tidigmogna sorter av jordbruksgrödor en gröda före uppkomsten av ogynnsamma säsongsbetonade händelser: augustidimma, regn, frost. Därför är valet av många jordbruksgrödor inriktat på att skapa tidiga mogna sorter. Fleråriga växter övervintrar som rhizomer och lökar i jorden under snö, vilket skyddar dem från att frysa.

Anpassning av växter till ogynnsamma faktorer utförs samtidigt på många nivåer av reglering - från en enda cell till en fytokenos. Ju högre organisationsnivå (cell, organism, population), desto fler mekanismer är samtidigt involverade i växternas anpassning till stress.

Reglering av metabola och adaptiva processer inuti cellen utförs med hjälp av system: metabolisk (enzymatisk); genetisk; membran. Dessa system är nära besläktade. Sålunda beror egenskaperna hos membran på genaktivitet, och den differentiella aktiviteten hos själva generna är under kontroll av membran. Syntesen av enzymer och deras aktivitet styrs på genetisk nivå, samtidigt reglerar enzymer nukleinsyrametabolismen i cellen.

På organismnivå till de cellulära mekanismerna för anpassning läggs nya till, vilket återspeglar interaktionen mellan organ. Under ogynnsamma förhållanden skapar och behåller växter ett sådant antal fruktelement som tillhandahålls i tillräckliga mängder med nödvändiga ämnen för att bilda fullvärdiga frön. Till exempel, i blomställningarna av odlade spannmål och i fruktträdens kronor, under ogynnsamma förhållanden, kan mer än hälften av de utlagda äggstockarna falla av. Sådana förändringar är baserade på konkurrensförhållanden mellan organ för fysiologiskt aktiva och näringsämnen.

Under stressförhållanden accelereras processerna för åldrande och fall av de nedre löven kraftigt. Samtidigt flyttar de ämnen som är nödvändiga för växter från dem till unga organ, som svarar på organismens överlevnadsstrategi. Tack vare återvinningen av näringsämnen från de nedre bladen förblir de yngre, de övre bladen, livskraftiga.

Det finns mekanismer för regenerering av förlorade organ. Till exempel är sårets yta täckt med en sekundär integumentär vävnad (sårperiderm), såret på stammen eller grenen är läkt med inflöden (förhårdnader). Med förlusten av det apikala skottet vaknar vilande knoppar i växter och sidoskott utvecklas intensivt. Vårrestaurering av löv istället för nedfallna på hösten är också ett exempel på naturlig organförnyelse. Regenerering som en biologisk anordning som ger vegetativ förökning av växter genom rotsegment, rhizomer, tallus, stam- och bladsticklingar, isolerade celler, enskilda protoplaster, är av stor praktisk betydelse för växtodling, fruktodling, skogsbruk, prydnadsträdgårdsskötsel, etc.

Hormonsystemet är också involverat i processerna för skydd och anpassning på växtnivå. Till exempel, under påverkan av ogynnsamma förhållanden i en växt, ökar innehållet av tillväxthämmare kraftigt: eten och abscissinsyra. De minskar ämnesomsättningen, hämmar tillväxtprocesser, påskyndar åldrandet, fall av organ och övergången av växten till ett vilande tillstånd. Hämning av funktionell aktivitet under stress under påverkan av tillväxthämmare är en karakteristisk reaktion för växter. Samtidigt minskar innehållet av tillväxtstimulerande medel i vävnaderna: cytokinin, auxin och gibberelliner.

På befolkningsnivå selektion läggs till, vilket leder till uppkomsten av mer anpassade organismer. Möjligheten till selektion bestäms av förekomsten av intrapopulationsvariabilitet i växtresistens mot olika miljöfaktorer. Ett exempel på variation i resistens inom populationen kan vara det ovänliga utseendet av plantor på salthaltig jord och en ökning av variationen i groningstid med en ökad verkan av en stressfaktor.

En art i den moderna uppfattningen består av ett stort antal biotyper - mindre ekologiska enheter, genetiskt identiska, men som visar olika motståndskraft mot miljöfaktorer. Under olika förhållanden är inte alla biotyper lika vitala, och som ett resultat av konkurrens återstår bara de av dem som bäst uppfyller de givna förutsättningarna. Det vill säga att resistensen hos en population (varietet) mot en viss faktor bestäms av resistensen hos de organismer som utgör populationen. Resistenta sorter har i sin sammansättning en uppsättning biotyper som ger god produktivitet även under ogynnsamma förhållanden.

Samtidigt, i processen med långvarig odling, förändras sammansättningen och förhållandet mellan biotyper i befolkningen i sorter, vilket påverkar produktiviteten och kvaliteten på sorten, ofta inte till det bättre.

Så, anpassning inkluderar alla processer och anpassningar som ökar växternas motståndskraft mot ogynnsamma miljöförhållanden (anatomiska, morfologiska, fysiologiska, biokemiska, beteendemässiga, populationer, etc.)

Men för att välja det mest effektiva anpassningssättet är det viktigaste den tid under vilken kroppen måste anpassa sig till nya förhållanden.

Med den plötsliga verkan av en extrem faktor kan svaret inte försenas, det måste följa omedelbart för att utesluta irreversibel skada på växten. Med långvariga effekter av en liten kraft sker adaptiva omarrangemang gradvis, medan valet av möjliga strategier ökar.

I detta avseende finns det tre huvudsakliga anpassningsstrategier: evolutionär, ontogenetisk och brådskande. Strategins uppgift är att effektivt använda tillgängliga resurser för att uppnå huvudmålet - organismens överlevnad under stress. Anpassningsstrategin syftar till att upprätthålla den strukturella integriteten hos vitala makromolekyler och den funktionella aktiviteten hos cellulära strukturer, upprätthålla regleringssystem för vital aktivitet och förse växter med energi.

Evolutionära eller fylogenetiska anpassningar(fylogeni - utvecklingen av en biologisk art i tiden) - dessa är anpassningar som uppstår under evolutionsprocessen på grundval av genetiska mutationer, urval och ärvs. De är de mest pålitliga för växternas överlevnad.

Varje art av växter i evolutionsprocessen har utvecklat vissa behov av existensvillkor och anpassningsförmåga till den ekologiska nisch den upptar, en stabil anpassning av organismen till miljön. Fukt- och skuggtolerans, värmebeständighet, köldbeständighet och andra ekologiska egenskaper hos specifika växtarter bildades som ett resultat av långvarig verkan av de relevanta förhållandena. Sålunda är värmeälskande och kortdagsväxter karakteristiska för sydliga breddgrader, mindre värmekrävande och långdagsväxter är karakteristiska för nordliga breddgrader. Många evolutionära anpassningar av xerofytväxter till torka är välkända: ekonomisk användning av vatten, djupt rotsystem, fällning av löv och övergång till ett vilande tillstånd och andra anpassningar.

I detta avseende visar sorter av jordbruksväxter resistens mot just de miljöfaktorer mot vilka förädling och urval av produktiva former utförs. Om urvalet sker i ett antal på varandra följande generationer mot bakgrund av det konstanta inflytandet av någon ogynnsam faktor, kan sortens motstånd mot det ökas avsevärt. Det är naturligt att sorterna som föds upp av Forskningsinstitutet för jordbruk i sydöstra (Saratov) är mer motståndskraftiga mot torka än de sorter som skapas i avelscentra i Moskva-regionen. På samma sätt, i ekologiska zoner med ogynnsamma mark- och klimatförhållanden, bildades resistenta lokala växtsorter, och endemiska växtarter är resistenta mot den stressfaktor som uttrycks i deras livsmiljö.

Karakterisering av resistensen hos vårvetesorter från samlingen av All-Russian Institute of Plant Industry (Semenov et al., 2005)

Mängd	Ursprung	Hållbarhet
Enita	Moskva region	Medeltorktålig
Saratovskaya 29	Saratov-regionen	tål torka
Komet	Sverdlovsk regionen.	tål torka
Karazino	Brasilien	syrabeständig
Förspel	Brasilien	syrabeständig
Kolonias	Brasilien	syrabeständig
Thrintani	Brasilien	syrabeständig
PPG-56	Kazakstan	salttolerant
Oj	Kirgizistan	salttolerant
Surkhak 5688	Tadzjikistan	salttolerant
Messel	Norge	Salttolerant

I en naturlig miljö förändras miljöförhållandena vanligtvis mycket snabbt, och den tid under vilken stressfaktorn når en skadlig nivå räcker inte för bildandet av evolutionära anpassningar. I dessa fall använder växter inte permanenta, utan stressorinducerade försvarsmekanismer, vars bildning är genetiskt förutbestämd (bestämd).

Ontogenetiska (fenotypiska) anpassningarär inte förknippade med genetiska mutationer och är inte ärvda. Bildandet av sådana anpassningar kräver relativt lång tid, så de kallas långsiktiga anpassningar. En av sådana mekanismer är förmågan hos ett antal växter att bilda en vattenbesparande fotosyntesväg av CAM-typ under förhållanden med vattenbrist orsakad av torka, salthalt, låga temperaturer och andra stressfaktorer.

Denna anpassning är associerad med induktionen av uttryck av fosfoenolpyruvatkarboxylasgenen, som är inaktiv under normala förhållanden, och generna från andra enzymer i CAM-vägen för CO2-upptag, med biosyntesen av osmolyter (prolin), med aktiveringen av antioxidanter system, och med förändringar i de dagliga rytmerna av stomatala rörelser. Allt detta leder till en mycket ekonomisk vattenförbrukning.

I fältgrödor, till exempel i majs, saknas aerenchyma under normala odlingsförhållanden. Men under förhållanden med översvämning och brist på syre i vävnaderna i rötterna, dör några av cellerna i den primära cortex av roten och stammen (apoptos eller programmerad celldöd). I deras ställe bildas håligheter, genom vilka syre transporteras från luftdelen av växten till rotsystemet. Signalen för celldöd är syntesen av eten.

Brådskande anpassning sker med snabba och intensiva förändringar i levnadsförhållandena. Den är baserad på bildandet och funktionen av stötskyddssystem. Stötförsvarssystem inkluderar till exempel värmechockproteinsystemet, som bildas som svar på en snabb temperaturökning. Dessa mekanismer ger kortsiktiga överlevnadsförhållanden under inverkan av en skadlig faktor och skapar därmed förutsättningar för bildandet av mer tillförlitliga långsiktiga specialiserade anpassningsmekanismer. Ett exempel på specialiserade anpassningsmekanismer är nybildningen av frostskyddsproteiner vid låga temperaturer eller syntesen av sockerarter under övervintringen av vintergrödor. Samtidigt, om den skadliga effekten av faktorn överstiger kroppens skyddande och reparativa förmåga, inträffar döden oundvikligen. I det här fallet dör organismen i brådskande stadium eller vid specialiserad anpassning, beroende på intensiteten och varaktigheten av den extrema faktorn.

Skilja på specifika och ospecifik (allmänt) växternas reaktioner på stressorer.

Ospecifika reaktioner inte beror på arten av den agerande faktorn. De är desamma under inverkan av höga och låga temperaturer, brist på eller överskott av fukt, höga koncentrationer av salter i jorden eller skadliga gaser i luften. I alla fall ökar permeabiliteten av membran i växtceller, andningen störs, den hydrolytiska nedbrytningen av ämnen ökar, syntesen av eten och abscisinsyra ökar och celldelning och förlängning hämmas.

Tabellen visar ett komplex av ospecifika förändringar som sker i växter under påverkan av olika miljöfaktorer.

Förändringar i fysiologiska parametrar i växter under påverkan av stressande förhållanden (enligt G.V., Udovenko, 1995)

alternativ	Arten av förändringen i parametrar under förhållanden
alternativ	torka	salthalt	hög temperatur	låg temperatur
Koncentrationen av joner i vävnader	växande	växande	växande	växande
Vattenaktivitet i cellen	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner
Osmotisk potential hos cellen	växande	växande	växande	växande
Vattenhållande förmåga	växande	växande	växande	—
Vattenbrist	växande	växande	växande	—
Protoplasmans permeabilitet	växande	växande	växande	—
Transpirationshastighet	Ramlar ner	Ramlar ner	växande	Ramlar ner
Transpirationseffektivitet	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner
Energieffektivitet för andning	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner	—
Andningsintensitet	växande	växande	växande	—
Fotofosforylering	Minskar	Minskar	—	Minskar
Stabilisering av nukleärt DNA	växande	växande	växande	växande
Funktionell aktivitet av DNA	Minskar	Minskar	Minskar	Minskar
Prolinkoncentration	växande	växande	växande	—
Innehåll av vattenlösliga proteiner	växande	växande	växande	växande
Syntetiska reaktioner	Undertryckt	Undertryckt	Undertryckt	Undertryckt
Jonupptag med rötter	Undertryckt	Undertryckt	Undertryckt	Undertryckt
Transport av ämnen	Deprimerad	Deprimerad	Deprimerad	Deprimerad
Pigmentkoncentration	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner	Ramlar ner
celldelning	saktar ner	saktar ner	—	—
Cellsträckning	Undertryckt	Undertryckt	—	—
Antal fruktelement	Nedsatt	Nedsatt	Nedsatt	Nedsatt
Åldrande av organ	Accelererad	Accelererad	Accelererad	—
biologisk skörd	Nedgraderad	Nedgraderad	Nedgraderad	Nedgraderad

Baserat på uppgifterna i tabellen kan det ses att växternas motståndskraft mot flera faktorer åtföljs av enkelriktade fysiologiska förändringar. Detta ger anledning att tro att en ökning av växtresistensen mot en faktor kan åtföljas av en ökning av resistensen mot en annan. Detta har bekräftats av experiment.

Experiment vid Institutet för växtfysiologi vid den ryska vetenskapsakademin (Vl. V. Kuznetsov och andra) har visat att kortvarig värmebehandling av bomullsplantor åtföljs av en ökning av deras motståndskraft mot efterföljande försaltning. Och växternas anpassning till salthalt leder till en ökning av deras motståndskraft mot höga temperaturer. Värmechock ökar växternas förmåga att anpassa sig till efterföljande torka och omvänt ökar kroppens motståndskraft mot höga temperaturer i processen med torka. Kortvarig exponering för höga temperaturer ökar motståndet mot tungmetaller och UV-B-strålning. Den föregående torkan gynnar växternas överlevnad under förhållanden med salthalt eller kyla.

Processen att öka kroppens motstånd mot en given miljöfaktor till följd av anpassning till en faktor av annan karaktär kallas korsanpassning.

För att studera de allmänna (ospecifika) mekanismerna för resistens, av stort intresse är växternas svar på faktorer som orsakar vattenbrist hos växter: salthalt, torka, låga och höga temperaturer och några andra. På hela organismens nivå reagerar alla växter på vattenbrist på samma sätt. Kännetecknas av hämning av skotttillväxt, ökad tillväxt av rotsystemet, syntes av abscisinsyra och en minskning av stomatal konduktans. Efter en tid åldras de nedre bladen snabbt och deras död observeras. Alla dessa reaktioner syftar till att minska vattenförbrukningen genom att minska den förångande ytan, samt genom att öka rotens absorptionsaktivitet.

Specifika reaktionerär reaktioner på verkan av någon stressfaktor. Således syntetiseras fytoalexiner (ämnen med antibiotiska egenskaper) i växter som svar på kontakt med patogener (patogener).

Responsens specificitet eller icke-specificitet innebär å ena sidan en växts inställning till olika stressfaktorer och å andra sidan de karakteristiska reaktionerna hos växter av olika arter och sorter på samma stressfaktor.

Manifestationen av specifika och ospecifika reaktioner från växter beror på styrkan av stress och hastigheten för dess utveckling. Specifika reaktioner uppstår oftare om stressen utvecklas långsamt, och kroppen har tid att återuppbygga och anpassa sig till den. Ospecifika reaktioner inträffar vanligtvis med en kortare och starkare effekt av stressorn. Funktionen av icke-specifika (allmänna) motståndsmekanismer gör det möjligt för anläggningen att undvika stora energikostnader för att bilda specialiserade (specifika) anpassningsmekanismer som svar på varje avvikelse från normen i deras levnadsförhållanden.

Växtresistens mot stress beror på ontogenifasen. De mest stabila växterna och växtorganen i ett vilande tillstånd: i form av frön, lökar; vedartade perenner - i ett tillstånd av djup dvala efter lövfall. Växter är mest känsliga i unga år, eftersom tillväxtprocesser förstörs under stressförhållanden. Den andra kritiska perioden är perioden för könsceller bildning och befruktning. Effekten av stress under denna period leder till en minskning av växternas reproduktionsfunktion och en minskning av avkastningen.

Om stressförhållanden upprepas och har en låg intensitet, bidrar de till att växterna härdar. Detta är grunden för metoder för att öka motståndskraften mot låga temperaturer, värme, salthalt och ett ökat innehåll av skadliga gaser i luften.

Pålitlighet av en växtorganism bestäms av dess förmåga att förhindra eller eliminera misslyckanden på olika nivåer av biologisk organisation: molekylär, subcellulär, cellulär, vävnad, organ, organism och population.

För att förhindra störningar i växternas liv under påverkan av negativa faktorer, principerna redundans, heterogenitet av funktionellt ekvivalenta komponenter, system för reparation av förlorade strukturer.

Redundansen av strukturer och funktionalitet är ett av de viktigaste sätten att säkerställa systemens tillförlitlighet. Redundans och redundans har flera manifestationer. På subcellulär nivå bidrar reservationen och dupliceringen av genetiskt material till ökningen av växtorganismens tillförlitlighet. Detta tillhandahålls till exempel av den dubbla helixen av DNA, genom att öka ploidin. Tillförlitligheten av växtorganismens funktion under föränderliga förhållanden stöds också av närvaron av olika budbärar-RNA-molekyler och bildandet av heterogena polypeptider. Dessa inkluderar isoenzymer som katalyserar samma reaktion, men som skiljer sig i sina fysikalisk-kemiska egenskaper och molekylstrukturens stabilitet under föränderliga miljöförhållanden.

På cellnivå är ett exempel på redundans ett överskott av cellulära organeller. Det har således konstaterats att en del av de tillgängliga kloroplasterna är tillräckliga för att förse växten med fotosyntesprodukter. De återstående kloroplasterna förblir så att säga i reserv. Detsamma gäller den totala klorofyllhalten. Redundansen visar sig också i en stor ansamling av prekursorer för biosyntesen av många föreningar.

På organismnivå uttrycks principen om redundans i bildandet och läggningen vid olika tidpunkter av fler skott, blommor, spikelets än vad som krävs för generationsväxlingen, i en enorm mängd pollen, ägglossningar, frön.

På befolkningsnivå manifesteras principen om redundans hos ett stort antal individer som skiljer sig i motståndskraft mot en viss stressfaktor.

Reparationssystem fungerar också på olika nivåer - molekylär, cellulär, organism, population och biokenotisk. Reparativa processer går med förbrukning av energi och plastämnen, därför är reparation endast möjlig om en tillräcklig metabolisk hastighet upprätthålls. Om ämnesomsättningen stannar, så stannar också reparationen. Under extrema förhållanden i den yttre miljön är bevarandet av andningen särskilt viktigt, eftersom det är andningen som ger energi för reparationsprocesser.

Den reduktiva förmågan hos celler hos anpassade organismer bestäms av deras proteiners motståndskraft mot denaturering, nämligen stabiliteten hos de bindningar som bestämmer proteinets sekundära, tertiära och kvartära struktur. Till exempel är motståndet hos mogna frön mot höga temperaturer vanligtvis förknippat med det faktum att deras proteiner efter uttorkning blir resistenta mot denaturering.

Huvudkällan för energimaterial som substrat för andning är fotosyntes, därför beror energitillförseln av cellen och relaterade reparationsprocesser på fotosyntesapparatens stabilitet och förmåga att återhämta sig från skada. För att upprätthålla fotosyntes under extrema förhållanden i växter aktiveras syntesen av tylakoidmembrankomponenter, lipidoxidation hämmas och plastid-ultrastrukturen återställs.

På organismnivå är ett exempel på regenerering utvecklingen av ersättningsskott, uppvaknandet av vilande knoppar när tillväxtpunkter skadas.

Om du hittar ett fel, markera en text och klicka Ctrl+Enter.

I evolutionsprocessen, som ett resultat av naturligt urval och kampen för tillvaron, uppstår anpassningar (anpassningar) av organismer till vissa livsvillkor. Evolutionen i sig är i grunden en kontinuerlig process för bildande av anpassningar, som sker enligt följande schema: reproduktionsintensitet -> kamp för tillvaron -> selektiv död -> naturligt urval -> kondition.

Anpassningar påverkar olika aspekter av organismers livsprocesser och kan därför vara av flera slag.

Morfologiska anpassningar

De är förknippade med en förändring i kroppens struktur. Till exempel uppkomsten av hinnor mellan tårna hos sjöfåglar (groddjur, fåglar, etc.), en tjock päls hos nordliga däggdjur, långa ben och en lång hals hos kärrfåglar, en flexibel kropp hos grävande rovdjur (till exempel hos vesslor) ), etc. Hos varmblodiga djur, när man flyttar norrut, noteras en ökning av den genomsnittliga kroppsstorleken (Bergmanns regel), vilket minskar den relativa ytan och värmeöverföringen. Hos bottenfisk bildas en platt kropp (stingrockor, flundra etc.). Växter på nordliga breddgrader och högbergsregioner har ofta krypande och kuddformade former, mindre skadade av hårda vindar och bättre värmda av solen i jordlagret.

Skyddande färg

Skyddsfärgning är mycket viktig för djurarter som inte har ett effektivt skydd mot rovdjur. Tack vare henne blir djur mindre synliga på marken. Till exempel är fågelhonor som kläcker ägg nästan omöjliga att skilja från områdets bakgrund. Fågelägg är också färgade för att matcha färgen på området. Bottenfiskar, de flesta insekter och många andra djurarter har en skyddande färg. I norr är vit eller ljus färg vanligare, vilket hjälper till att kamouflera i snön (isbjörnar, polarugglor, fjällrävar, pinniped ungar - vita ungar, etc.). Ett antal djur utvecklade en färg som bildades av omväxlande ljusa och mörka ränder eller fläckar, vilket gjorde dem mindre märkbara i buskar och täta snår (tigrar, unga vildsvin, zebror, fläckiga rådjur, etc.). Vissa djur kan ändra färg mycket snabbt beroende på förhållandena (kameleonter, bläckfiskar, flundra, etc.).

Maskera

Kärnan i förklädnad är att kroppens form och dess färg får djur att se ut som löv, knutar, grenar, bark eller taggar av växter. Finns ofta hos insekter som lever på växter.

Varning eller hotande färg

Vissa typer av insekter som har giftiga eller luktande körtlar har en ljus varningsfärg. Därför minns rovdjur som en gång stötte på dem denna färg under lång tid och attackerar inte längre sådana insekter (till exempel getingar, humlor, nyckelpigor, Colorado-potatisbaggar och ett antal andra).

Härmning

Mimik är färgen och kroppsformen hos ofarliga djur som efterliknar deras giftiga motsvarigheter. Till exempel ser vissa icke-giftiga ormar ut som giftiga. Cikador och syrsor liknar stora myror. Vissa fjärilar har stora fläckar på sina vingar som liknar rovdjurens ögon.

Fysiologiska anpassningar

Denna typ av anpassning är förknippad med omstruktureringen av metabolism i organismer. Till exempel uppkomsten av varmblodighet och termoreglering hos fåglar och däggdjur. I enklare fall handlar det om en anpassning till vissa former av mat, miljöns saltsammansättning, höga eller låga temperaturer, luftfuktighet eller torrhet i jord och luft m.m.

Biokemiska anpassningar

Beteendeanpassningar

Denna typ av anpassning är förknippad med en beteendeförändring under vissa förhållanden. Till exempel leder vård av avkommor till bättre överlevnad för unga djur och ökar motståndskraften hos deras populationer. Under parningssäsongen bildar många djur separata familjer och på vintern förenas de i flockar, vilket underlättar deras mat eller skydd (vargar, många fågelarter).

Anpassningar till periodiska miljöfaktorer

Dessa är anpassningar till miljöfaktorer som har en viss periodicitet i sin manifestation. Denna typ inkluderar dagliga växlingar av perioder av aktivitet och vila, tillstånd av partiell eller fullständig anabios (att tappa löv, vinter- eller sommaruppehåll hos djur, etc.), djurvandringar orsakade av säsongsmässiga förändringar, etc.

Anpassningar till extrema levnadsförhållanden

Växter och djur som lever i öknar och polarområden får också ett antal specifika anpassningar. Hos kaktusar har bladen utvecklats till taggar (för att minska avdunstning och skydda mot att ätas av djur), och stjälken har utvecklats till ett fotosyntetiskt organ och reservoar. Ökenväxter har ett långt rotsystem som gör att de kan utvinna vatten från stora djup. Ödlor kan överleva utan vatten genom att äta insekter och få vatten genom att hydrolysera deras fetter. Hos nordliga djur finns det förutom tjock päls även en stor tillgång på underhudsfett, vilket minskar kroppskylningen.

Relativ karaktär av anpassningar

Alla anpassningar är ändamålsenliga endast för vissa förhållanden under vilka de har utvecklats. När dessa förhållanden förändras kan anpassningar förlora sitt värde eller till och med skada de organismer som har dem. Den vita färgen på harar, som skyddar dem väl i snön, blir farliga under vintrar med lite snö eller kraftiga tinningar.

Den relativa karaktären av anpassningar är också väl bevisad av paleontologiska data, som vittnar om utrotningen av stora grupper av djur och växter som inte överlevde förändringen i levnadsförhållandena.

För att överleva under ogynnsamma klimatförhållanden har växter, djur och fåglar vissa egenskaper. Dessa egenskaper kallas "fysiologiska anpassningar", exempel på vilka kan ses i praktiskt taget alla däggdjursarter, inklusive människor.

Varför behöver vi fysiologisk anpassning?

Levnadsförhållandena i vissa delar av världen är inte helt bekväma, men det finns olika representanter för vilda djur. Det finns flera anledningar till att dessa djur inte lämnade den fientliga miljön.

För det första kan klimatförhållandena förändras när en viss art redan existerade i ett visst område. Vissa djur är inte anpassade till migration. Det är också möjligt att de territoriella dragen inte tillåter migration (öar, bergsplatåer, etc.). För en viss art är de förändrade levnadsförhållandena fortfarande mer lämpliga än på någon annan plats. Och fysiologisk anpassning är den bästa lösningen på problemet.

Vad menas med anpassning?

Fysiologisk anpassning är harmonin mellan organismer med en specifik livsmiljö. Till exempel beror en bekväm vistelse i öknen för dess invånare på deras anpassning till höga temperaturer och brist på tillgång till vatten. Anpassning är uppkomsten av vissa tecken i organismer som gör att de kan komma överens med alla delar av miljön. De uppstår i processen med vissa mutationer i kroppen. Fysiologiska anpassningar, vars exempel är välkända i världen, är till exempel förmågan till ekolokalisering hos vissa djur (fladdermöss, delfiner, ugglor). Denna förmåga hjälper dem att navigera i ett utrymme med begränsad belysning (i mörker, i vatten).

Fysiologisk anpassning är en uppsättning kroppsreaktioner på vissa patogena faktorer i miljön. Det ger organismer en större sannolikhet att överleva och är en av metoderna för naturligt urval av starka och resistenta organismer i en population.

Typer av fysiologisk anpassning

Anpassning av organismen särskiljs genotypisk och fenotypisk. Genotypen är baserad på villkoren för naturligt urval och mutationer som ledde till förändringar i organismer av en hel art eller population. Det var i processen av denna typ av anpassning som de moderna arterna av djur, fåglar och människor bildades. Den genotypiska formen av anpassning är ärftlig.

Den fenotypiska formen av anpassning beror på individuella förändringar i en viss organism för en bekväm vistelse under vissa klimatförhållanden. Det kan också utvecklas på grund av konstant exponering för en aggressiv miljö. Som ett resultat förvärvar kroppen motstånd mot sina förhållanden.

Komplexa och tväranpassningar

Komplexa anpassningar manifesteras i vissa klimatförhållanden. Till exempel kroppens anpassning till låga temperaturer under en lång vistelse i de norra regionerna. Denna form av anpassning utvecklas hos varje person när han flyttar till en annan klimatzon. Beroende på egenskaperna hos en viss organism och dess hälsa, fortskrider denna form av anpassning på olika sätt.

Korsanpassning är en form av kroppshabituering där utvecklingen av resistens mot en faktor ökar motståndet mot alla faktorer i denna grupp. En persons fysiologiska anpassning till stress ökar hans motståndskraft mot vissa andra faktorer, såsom kyla.

På basis av positiva korsanpassningar utvecklades en uppsättning åtgärder för att stärka hjärtmuskeln och förebygga hjärtinfarkt. Under naturliga förhållanden är de människor som oftare mötte stressiga situationer i sina liv mindre mottagliga för konsekvenserna av hjärtinfarkt än de som ledde en lugn livsstil.

Typer av adaptiva reaktioner

Det finns två typer av adaptiva reaktioner av kroppen. Den första typen kallas "passiva anpassningar". Dessa reaktioner äger rum på cellnivå. De karakteriserar bildandet av graden av motståndskraft hos organismen mot effekterna av en negativ miljöfaktor. Till exempel en förändring av atmosfärstrycket. Passiv anpassning låter dig behålla kroppens normala funktionalitet med små fluktuationer i atmosfärstrycket.

De mest kända fysiologiska anpassningarna hos djur av den passiva typen är en levande organisms skyddande reaktioner på effekterna av kyla. Hibernation, där livsprocesser saktar ner, är inneboende hos vissa arter av växter och djur.

Den andra typen av adaptiva reaktioner kallas aktiva och innebär skyddsåtgärder för kroppen när de utsätts för patogena faktorer. I detta fall förblir den inre miljön i kroppen konstant. Denna typ av anpassning är inneboende i högt utvecklade däggdjur och människor.

Exempel på fysiologiska anpassningar

Den fysiologiska anpassningen av en person manifesteras i alla icke-standardiserade situationer för hans miljö och livsstil. Acklimatisering är det mest kända exemplet på anpassningar. För olika organismer sker denna process i olika hastigheter. Vissa tar några dagar att vänja sig vid de nya förhållandena, för många tar det månader. Även tillvänjningsgraden beror på graden av skillnad med den vanliga miljön.

I aggressiva livsmiljöer har många däggdjur och fåglar en karaktäristisk uppsättning kroppsreaktioner som utgör deras fysiologiska anpassning. Exempel (hos djur) kan observeras i nästan varje klimatzon. Till exempel ackumulerar ökenbor reserver av subkutant fett, som oxiderar och bildar vatten. Denna process observeras före början av torkaperioden.

Fysiologisk anpassning hos växter sker också. Men hon är passiv. Ett exempel på en sådan anpassning är trädfällningen av löv när den kalla årstiden sätter in. Njurarnas platser är täckta med fjäll, som skyddar dem från de skadliga effekterna av låga temperaturer och snö med vind. Metaboliska processer i växter saktar ner.

I kombination med morfologisk anpassning ger organismens fysiologiska reaktioner den en hög nivå av överlevnad under ogynnsamma förhållanden och med drastiska förändringar i miljön.