Det som hjälper djur att överleva ogynnsamma förhållanden. Anpassningar av djur till upplevelsen av ogynnsamma förhållanden. Ett tillstånd av djup vila

Orsaker till imaginär död (anabios) hos växt- och djurorganismer

så att de kan överleva ogynnsamma vinterförhållanden.

O.K. Smirnova, lärare i biologi av högsta kategorin Lyceum nr 103, Rostov-on-Don.

Mål: öka elevernas kunskapsområden; lära dig att analysera fenomenet med tillfälligt upphörande av vital aktivitet i levande organismer, använda det som ett sätt att anpassa sig och överleva under ogynnsamma förhållanden.

Utrustning: tabeller av blötdjur, kräftdjur, insekter, fiskar, groddjur, reptiler, fåglar, däggdjur.

Vintersäsongen är ogynnsam för många företrädare för djur- och växtvärlden, både på grund av låga temperaturer och en kraftig minskning av förmågan att få mat. Under loppet av evolutionär utveckling har många arter av djur och växter skaffat sig speciella adaptiva mekanismer för att överleva under en ogynnsam säsong. Hos vissa djurarter har instinkten att skapa matreserver uppstått och etablerat sig; andra har utvecklat en annan anpassning - migration. Slående långa flygningar av många fågelarter, migration av vissa fiskarter och andra representanter för djurvärlden är kända. Men i evolutionsprocessen hos många djurarter märktes också en annan perfekt fysiologisk anpassningsmekanism - förmågan att hamna i ett livlöst tillstånd vid första anblicken, som hos olika djurarter manifesterar sig på olika sätt och har olika namn (anabios, hypotermi, etc.). Samtidigt kännetecknas alla dessa tillstånd av hämning av kroppens vitala funktioner till ett minimum som gör att den kan överleva ogynnsamma vinterförhållanden utan att äta. Ett sådant tillstånd av imaginär död faller in i de djurarter som inte kan försörja sig med mat på vintern och för dem finns det en fara för döden av kyla och hunger. Och allt detta, utvecklat i evolutionsprocessen, är föremål för strikt naturlig lämplighet - behovet av att bevara arten.

Hibernation är ett utbrett fenomen i naturen, trots att dess manifestationer är olika hos representanter för vissa grupper av djur, oavsett om de är djur med instabil kroppstemperatur (poikilotermisk), även kallad kallblodig, där kroppstemperaturen beror på omgivningstemperatur, eller djur med konstant kroppstemperatur (homeotermisk), även kallad varmblodiga.

Bland djur med instabil kroppstemperatur hamnar olika typer av blötdjur, kräftdjur, spindeldjur, insekter, fiskar, groddjur och reptiler i viloläge och från djur med konstant kroppstemperatur, flera fågelarter och många arter av däggdjur.

Hur övervintrar sniglar?

Från den mjuka typen faller många typer av sniglar i viloläge (till exempel alla landssniglar). Påträffade trädgårdssniglar övervintrar i oktober, och det varar till början av april. Efter en lång förberedelseperiod, under vilken de samlar de nödvändiga näringsämnena i sina kroppar, hittar eller gräver sniglarna minkar så att flera individer kan övervintra tillsammans djupt under jorden, där temperaturen kommer att hållas vid 7 - 8 ° C. Efter att ha täppt till minkarna väl, går sniglarna ner till botten och ligger med skalet öppnande. De stänger sedan detta hål och frigör ett slemmigt ämne som snart stelnar och blir elastiskt (filmliknande). Med en betydande köldknäpp och brist på näringsämnen i kroppen gräver sig sniglarna ännu djupare ner i marken och bildar ytterligare en film, vilket skapar luftkammare som spelar rollen som en utmärkt isolator. Det har konstaterats att under en lång övervintringsperiod förlorar sniglar mer än 20 % av sin vikt, med den största förlusten under de första 25-30 dagarna. Detta beror på det faktum att alla metaboliska processer gradvis bleknar för att nå det minimum där djuret nästan hamnar i ett tillstånd av suspenderad animation med knappt märkbara vitala funktioner. Under viloläge matar snigeln inte, andningen slutar nästan. På våren, när de första varma dagarna kommer och marktemperaturen når 8-10°C, när växtligheten börjar utvecklas och de första regnet faller, kommer sniglarna ut ur sina vinterskydd. Sedan börjar intensiv aktivitet för att återställa uttömda matreserver i kroppen; detta uttrycks i absorptionen av en enorm mängd mat jämfört med deras kropp.

Vattensniglar, dammsniglar, hamnar också i ett tillstånd av viloläge - de flesta av dem gräver sig ner i silt på botten av reservoaren där de lever.

Var övervintrar kräftorna?

Alla känner till det populära hotet bland folket: "Jag ska visa dig var kräftorna övervintrar!". Man tror att detta ordspråk dök upp under livegenskapens tid, när godsägarna, som straffade de skyldiga livegna, tvingade dem att fånga kräftor på vintern. Samtidigt är det känt att detta är nästan omöjligt, eftersom kräftor övervintrar, djupt begravda i hål på botten av reservoarer.

Ur taxonomisynpunkt är klassen av kräftdjur uppdelad i två underklasser - högre och lägre kräftdjur.

Av de högre kräftdjuren hamnar flod-, kärr- och sjökräftor i viloläge. Hanar övervintrar i grupper i djupa gropar längst ner och honor ensamma i minkar, och i november limmar de befruktade ägg på sina korta ben, från vilka myrstora kräftdjur kläcks först i juni.

Av de lägre kräftdjuren är vattenloppor (släktet Daphnia) av intresse. De lägger, beroende på förhållandena, två typer av ägg - sommar och vinter. Vinterägg har ett starkt skal och bildas när ogynnsamma levnadsförhållanden uppstår. För vissa arter av lägre kräftdjur är uttorkning och till och med frysning av ägg en nödvändig förutsättning för fortsatt utveckling.

Diapause hos insekter.

Med antalet arter överträffar insekter alla andra klasser. Deras kroppstemperatur beror på miljön, vilket har en stark effekt på hastigheten för vitala influenser, och låga temperaturer minskar denna hastighet kraftigt. Vid negativa temperaturer saktar hela utvecklingen av insekten ner eller stoppar praktiskt taget. Detta anabiotiska tillstånd, känt som "diapaus", är ett reversibelt upphörande av utvecklingsprocesser och orsakas av yttre faktorer. Diapause uppstår när ogynnsamma förhållanden för livet uppstår och varar hela vintern, tills förhållandena blir gynnsammare med vårens början.

Vintersäsongens början finner olika typer av insekter i olika stadier av deras utveckling, där de övervintrar - i form av ägg, larver, puppor eller vuxna former, men vanligtvis hamnar varje enskild art i diapaus vid ett visst stadium av sin utveckling. Så, till exempel, den sjufläckiga nyckelpigan övervintrar som vuxen.

Det är karakteristiskt att övervintringen av insekter föregås av en viss fysiologisk förberedelse av deras kropp, bestående av ackumulering av fri glycerol i deras vävnader, vilket inte tillåter frysning. Detta inträffar i utvecklingsstadiet av insekten där de kommer att övervintra.

Även med början av de första tecknen på avkylning på hösten hittar insekter bekväma skydd (under stenar, under trädbarken, under fallna löv i hålor i jorden, etc.), där temperaturen efter ett snöfall är måttligt låg och enhetlig.

Varaktigheten av diapaus hos insekter är direkt relaterad till reserverna av fett i kroppen. Bina hamnar inte i en lång diapaus, men fortfarande vid en temperatur på 0 till 6 ° C blir de domna och kan stanna i detta tillstånd i 7-8 dagar. Vid lägre temperaturer dör de.

Det är också intressant hur insekter exakt bestämmer ögonblicket när de ska lämna det anabiotiska tillståndet. Forskare N.I. Kalabukhov undersökte anabios hos vissa arter av fjärilar. Han fann att diapausens varaktighet varierar från art till art. Till exempel stannade påfågelfjärilen i ett tillstånd av svävande animation i 166 dagar vid en temperatur på 5,9 ° C, medan silkesmasken behövde 193 dagar vid en temperatur på 8,6 ° C. Enligt forskaren har även skillnader i det geografiska området en inverkan på diapausens varaktighet.

Går fiskar i dvala?

På ett märkligt sätt anpassar sig vissa arter av en stor klass av fisk till låga vattentemperaturer på vintern. Normal kroppstemperatur hos fisk är inte konstant och motsvarar vattnets temperatur. Med ett plötsligt kraftigt fall i vattentemperaturen hamnar fisken i ett tillstånd av chock. Det räcker dock att vattnet värms upp och de "vaknar snabbt till liv". Experiment har visat att fryst fisk kommer till liv först när deras blodkärl inte är frusna.

Ursprungligen anpassade till låga vattentemperaturer på vintern, vissa fiskar som lever i arktiska vatten: de ändrar sin blodsammansättning. Med en minskning av vattentemperaturen på hösten ackumuleras salter i blodet i en sådan koncentration som är karakteristisk för havsvatten, och samtidigt fryser blodet med stor svårighet (ett slags frostskyddsmedel).

Från sötvattensfisk faller karp, ruff, abborre, havskatt och andra i vinterdvala i november. När vattentemperaturen sjunker under 8 - 10°C, flyttar dessa fiskar till de djupare delarna av reservoarerna, gräver sig ner i stora grupper i silt och förblir där i viloläge under hela vintern.

Vissa marina fiskar uthärdar också extrem kyla under viloläge. Så till exempel närmar sig sill redan på hösten Ishavets kust för att hamna i viloläge på botten av någon liten vik. Svarta havets ansjovis övervintrar också i de södra delarna av havet - utanför Georgiens kust, vid denna tidpunkt är den inte aktiv och konsumerar inte mat. Och den azoviska ansjovisen före vinterperiodens början migrerar till Svarta havet, där den samlas i grupper i ett relativt stillasittande tillstånd.

Hibernation hos fisk kännetecknas av deras extremt begränsade aktivitet, fullständigt upphörande av utfodring och en kraftig minskning av ämnesomsättningen. Vid denna tidpunkt stöds deras kropp av reserverna av näringsämnen som ackumulerats på grund av riklig näring på hösten.

dvala av amfibier

När det gäller livsstil och struktur är klassen av amfibier en övergång mellan typiskt vattenlevande ryggradsdjur och typiskt landlevande djur. Det är känt att olika typer av grodor, vattensalamandrar, salamander också tillbringar den ogynnsamma vintersäsongen i ett tillstånd av torpor, eftersom dessa är djur med en varierande kroppstemperatur, som beror på omgivningstemperaturen.

Det har fastställts att grodors viloläge varar från 130 till 230 dagar och dess varaktighet beror på vinterns varaktighet.

I reservoarer, för att övervintra, samlas grodor i grupper om 10-20 exemplar, gräver ner sig i silt, i undervattensfördjupningar och andra tomrum. Under viloläge andas grodor endast genom huden.

På vintern häckar vattensalamander vanligtvis under varma, ruttna stubbar och stammar av fallna träd. Om de inte hittar sådana bekväma "lägenheter" i närheten, är de nöjda med sprickor i jorden.

Reptiler övervintrar också

Från klassen av reptiler hamnar nästan alla arter av vår fauna i ett tillstånd av viloläge på vintern. Låga vintertemperaturer är huvudorsaken till detta fenomen.

Vinterkvarter är vanligtvis underjordiska grottor eller tomrum som bildas runt stora gamla stubbar med ruttna rötter, springor i stenar och andra platser som inte är tillgängliga för deras fiender. I sådana härbärgen samlas ett stort antal ormar och bildar enorma ormbollar. Det har konstaterats att ormars temperatur under viloläge nästan inte skiljer sig från omgivningstemperaturen.

De flesta arter av ödlor (äng, randig, grön, skog, spindel) övervintrar också, gräver sig ner i jorden, i hålor som inte är hotade av översvämning. Under varma, soliga dagar på vintern kan ödlor "vakna" och krypa ut ur sina vinterskydd i flera timmar för att jaga, varefter de återigen gömmer sig i sina hålor och hamnar i ett tillstånd av torpor.

Myrsköldpaddor tillbringar vintern med att gräva ner sig i silt av reservoarerna där de lever, medan landlevande sköldpaddor klättrar till ett djup av 0,5 m ner i jorden in i några naturliga skydd eller hål av mullvadar, rävar, gnagare, och täcker sig med torv, mossa och blöta löv.

Förberedelserna för övervintring börjar i oktober, när sköldpaddor samlar fett. På våren, med tillfällig uppvärmning, vaknar de, ibland under en hel vecka.

Finns det fåglar som övervintrar på vintern?

De flesta djur med instabil kroppstemperatur, som beror på miljön, hamnar i ett tillstånd av viloläge. Men överraskande nog kan många djur med konstant kroppstemperatur, till exempel fåglar, även övervintra under årets ogynnsamma årstider. Det är känt att de flesta fåglar undviker ogynnsamma vinterförhållanden genom att flytta. Till och med Aristoteles uppmärksammade i sin multi-volym History of Animals det faktum att "vissa fåglar flyger iväg för att övervintra i varma länder, medan andra tar sin tillflykt till olika skyddsrum där de övervintrar."

Den stora svenska naturforskaren Carl Linnaeus kom också till denna slutsats, som i sitt verk "Naturens system" skrev: "På hösten, när kylan börjar, börjar svalor, som inte hittar tillräckligt med insekter för föda, söka skydd för övervintring i vass. bäddar längs stranden av sjöar och floder. ".

Torporen som vissa fågelarter hamnar i skiljer sig helt från den vinterdvala som är vanlig för många däggdjur. Först och främst samlar fåglarnas kropp inte bara energireserver i form av fett, utan förbrukar tvärtom en betydande del av dem. Medan däggdjur går in i vinterdvala, efter att ha gått upp märkbart i vikt, går fåglarna ner mycket i vikt före stupor. Det är därför som fenomenet torpor hos fåglar, enligt den sovjetiske biologen R. Potapov, inte bör kallas dvala, utan hypotermi.

Fram till nu är mekanismen för hypotermi hos fåglar inte helt klarlagd. Fåglarnas fall i ett tillstånd av stupor under ogynnsamma levnadsförhållanden är en adaptiv fysiologisk reaktion som har fixerats i evolutionsprocessen.

Vilka däggdjur övervintrar på vintern?

Liksom hos de djur som diskuterats tidigare, så är viloläget hos däggdjur en biologisk anpassning för att överleva den ogynnsamma årstiden på året. Även om djur med konstant kroppstemperatur vanligtvis tolererar kalla klimat, har bristen på lämplig mat på vintern gjort att vissa av dem under evolutionens gång har förvärvat och gradvis befäst denna speciella instinkt - att tillbringa en ogynnsam vintersäsong i ett inaktivt tillstånd av viloläge .

Det finns tre typer av viloläge beroende på graden av torpor:

1) lätt torpor, som lätt upphör (tvättbjörn, grävling, björn, mårdhund);

2) fullständig stupor, åtföljd av periodiska uppvaknanden endast på varmare vinterdagar (hamstrar, jordekorrar, fladdermöss);

3) verklig oupphörlig dvala, som är en stabil, långvarig dvala (markekorrar, igelkottar, murmeldjur, jerboas).

Däggdjurs vinterdvala föregås av en viss fysiologisk beredning av organismen. Den består främst av ackumulering av fettreserver, främst under huden. Hos vissa vintersovrar når subkutant fett 25 % av den totala kroppsvikten. Till exempel blir markekorrar feta i början av hösten och ökar sin kroppsvikt tre gånger jämfört med vår-sommarvikten. Innan vinterdvalan blir både igelkottar och brunbjörnar, samt alla fladdermöss, betydligt fetare.

Andra däggdjur, som hamstrar och jordekorrar, samlar inte på sig stora fettlager, utan lagrar mat i sitt skydd för att använda under sina korta perioder av uppvaknande på vintern.

Under vinterdvalan ligger alla arter av däggdjur orörliga i sina hålor, ihoprullade till en boll. Så det är bäst att hålla värmen och begränsa värmeväxlingen med omgivningen. Zimnik lägenheter av många däggdjur är naturliga tomhet av stjälkar och trädhålor.

Från insektsätande däggdjur samlar igelkotten, som förbereder sig för viloläge, mossa, löv, hö på en avskild plats och ordnar ett bo för sig själv. Men den "bosätter sig" i sitt nya hem först när temperaturen hålls under 10 ° C under lång tid. Innan dess äter igelkotten rikligt för att lagra energi i form av fett.

Vinterdvala för brunbjörnar är en liten dvala. I naturen, på sommaren, samlar en björn ett tjockt lager av subkutant fett och omedelbart före vinterns början slår den sig ner i sitt lya för viloläge. Vanligtvis är lyan täckt av snö, så det är mycket varmare inne än ute. Under vinterdvalan används de ackumulerade fettreserverna av björnens kropp som en näringskälla och skyddar även djuret från att frysa.

Ur en fysiologisk synvinkel kännetecknas däggdjurs viloläge av försvagning av alla vitala funktioner i kroppen till det minimum som skulle tillåta dem att överleva ogynnsamma vinterförhållanden utan mat.

Beteende - fågelflytt, vandring av klövvilt i jakt på föda, grävande i sand, jord, snö m.m.

Fysiologiska - en kraftig minskning av aktiviteten hos livsprocesser - avstängd animation (vilostadier hos ryggradslösa djur, upphörande av reptilaktivitet vid låga temperaturer, däggdjurs dvala).

Morfologiska - ullkappa och subkutant fett hos djur i kallt klimat, ekonomisk användning av vatten hos ökendjur etc.

Exempel på anpassningar.

Temperaturär en av de viktigaste faktorerna som direkt påverkar alla organismer.

Ektotermiska djur (poikilotermiska, kallblodiga).

Allt utom fåglar och däggdjur. Passiv typ av anpassning till temperatur.

Låg ämnesomsättning. Den huvudsakliga källan till värmeenergi är extern. Aktiviteten beror på den omgivande temperaturen.

Endotermiska djur (homeotermiska, varmblodiga).

Fåglar och däggdjur. Aktiv typ av anpassning till temperatur. De förses med värme på grund av sin egen värmeproduktion och kan aktivt reglera produktionen av värme och dess förbrukning (närvaron av kemisk termoreglering på grund av frigöring av värme, till exempel under andning, och fysisk termoreglering på grund av värme- isolerande strukturer (fett, fjädrar, hår))

"Allens regel".

Ju kallare klimatet är, desto kortare blir de utskjutande delarna av kroppen (till exempel öronen).

Exempel: Fjällräv på polära breddgrader, Rödräv på tempererade breddgrader, afrikansk räv fennec.

Bergmans regel.

Djur av samma art i olika klimatförhållanden har olika vikt: de är större i kalla förhållanden och mindre i varma.

Exempel: Kejsarpingvinen - den största - bor i Antarktis,

Galapagospingvinen - den minsta - lever på ekvatorn.

"Glogers regel".

Geografiska raser av djur i varma och fuktiga områden är mer pigmenterade (dvs individer är mörkare) än i kalla och torra områden.

Exempel: Isbjörn, brunbjörn.

Växtanpassningar för att överleva ogynnsamma förhållanden.

Morfologiska - fällning av löv, övervintring av fleråriga organ (lökar, rhizomer, knölar) i jorden, konservering i form av frön eller sporer.

Fysiologiska - salthalt i kroppen av halofyter, metaboliska egenskaper, "fysiologisk" torrhet hos kärrväxter.

Beteende -"Escape" från ogynnsamma förhållanden i tid: en kort period av vegetation (ephemera och efemeroids).

Biljett nummer 10

Livsformer och exempel.

livs form- organismens yttre (fysionomiska) utseende, ett komplex av morfologiska, anatomiska, fysiologiska och beteendemässiga egenskaper, vilket återspeglar dess allmänna anpassningsförmåga till miljöförhållanden.

System av livsformer av växter.

Fanerofyter - träd.

Hamefites - buskar.

Hemikryptofyter - buskar.

Geofyter - fleråriga örter.

Terofyter -årliga örter.

Hydrofyter - vattenväxter.

Ensam livsstil.

Individer i populationer är oberoende och isolerade från varandra.

Karakteristisk i vissa skeden av livscykeln.

Exempel: nyckelpiga, svart skalbagge.

Helt ensam existens av organismer förekommer inte i naturen.

Familjens livsstil.

Relationer etableras mellan föräldrar och deras avkomma.

Ta hand om avkomma;

Tomtägande.

Exempel: Björn, tigrar.

Flockar.

Tillfälliga sammanslutningar av djur som uppvisar biologiskt användbar organisation av handlingar.

Förpackningar underlättar utförandet av alla funktioner i artens liv, skydd mot fiender, mat, migration.

Skolgången är mest utbredd bland fåglar och fiskar, hos däggdjur är den karakteristisk för många hundar.

Flockar.

Längre och mer permanent sammanslutningar av djur jämfört med flockar.

Grunden för gruppbeteende i besättningar är förhållandet dominans - underkastelse.

Kolonier.

Gruppbosättningar av stillasittande djur.

De kan existera under lång tid eller förekomma endast under häckningssäsongen.

Exempel: koloniala fågelboplatser, sociala insekter.

Anpassning- detta är en anpassning av kroppen till miljöförhållanden på grund av ett komplex av morfologiska, fysiologiska och beteendemässiga egenskaper.

Olika organismer anpassar sig till olika miljöförhållanden, och som ett resultat fuktälskande hydrofyter och "torrbärare" - xerofyter(Fig. 6); salthaltiga jordväxter halofyter; skuggtoleranta växter sciofyter), och kräver fullt solljus för normal utveckling ( heliofyter); djur som lever i öknar, stäpper, skogar eller träsk är natt- eller dagaktiva. Grupper av arter med liknande inställning till miljöförhållanden (det vill säga lever i samma ekotoper) kallas miljögrupper.

Förmågan att anpassa sig till ogynnsamma förhållanden hos växter och djur skiljer sig åt. På grund av det faktum att djur är rörliga är deras anpassningar mer olika än växternas. Djur kan:

– undvik ogynnsamma förhållanden (fåglar flyger till varmare klimat på grund av vintersvält och kyla, rådjur och andra klövdjur vandrar på jakt efter mat osv.);

- faller i suspenderad animation - ett tillfälligt tillstånd där livsprocesser saktas ner så att deras synliga manifestationer nästan helt saknas (stupor av insekter, viloläge av ryggradsdjur, etc.);

- anpassa sig till livet under ogynnsamma förhållanden (deras päls och subkutana fett räddar dem från frost, ökendjur har anordningar för ekonomisk användning av vatten och kylning, etc.). (Fig. 7).

Växter är inaktiva och leder en kopplad livsstil. Därför är endast de två sista varianterna av anpassningar möjliga för dem. Således kännetecknas växter av en minskning av intensiteten av vitala processer under ogynnsamma perioder: de fäller sina löv, övervintrar som vilande organ begravda i jorden - lökar, rhizomer, knölar och förblir i tillståndet av frön och sporer i jorden . Hos mossor har hela växten förmågan till anabios, som i torrt tillstånd kan kvarstå i flera år.

Växters motståndskraft mot negativa faktorer ökar på grund av speciella fysiologiska mekanismer: förändringar i det osmotiska trycket i celler, reglering av intensiteten av avdunstning med hjälp av stomata, användningen av "filter" membran för selektiv absorption av ämnen, etc.

Olika organismer utvecklar anpassningar i olika takt. De förekommer snabbast hos insekter som kan anpassa sig till verkan av en ny insekticid i 10–20 generationer, vilket förklarar misslyckandet med kemisk kontroll av skadeinsektersbefolkningens täthet. Processen att utveckla anpassningar hos växter eller fåglar sker långsamt, under århundraden.

De observerade förändringarna i organismernas beteende är vanligtvis förknippade med dolda egenskaper som de så att säga hade "i reserv", men under påverkan av nya faktorer dök de upp och ökade arternas motståndskraft. Sådana dolda egenskaper förklarar vissa trädarters motståndskraft mot inverkan av industriella föroreningar (poppel, lärk, pil) och vissa ogräsarter mot inverkan av herbicider.

Samma ekologiska grupps sammansättning inkluderar ofta organismer som inte liknar varandra. Detta beror på att olika typer av organismer kan anpassa sig olika till samma miljöfaktor.

Till exempel upplever de kyla olika varmblodiga(de kallas endotermisk, från de grekiska orden endon - inuti och terme - värme) och kallblodig (ektotermisk, från det grekiska ectos - utanför) organismer. (Fig. 8.)

Kroppstemperaturen hos endotermiska organismer beror inte på omgivningstemperaturen och är alltid mer eller mindre konstant, dess fluktuationer överstiger inte 2–4 o även under de svåraste frostarna och den mest intensiva värmen. Dessa djur (fåglar och däggdjur) bibehåller sin kroppstemperatur genom intern värmeproduktion baserad på intensiv metabolism. De håller kroppsvärmen på bekostnad av varma "pälsrockar" gjorda av fjädrar, ull etc.

Fysiologiska och morfologiska anpassningar kompletteras med adaptivt beteende (val av vindskyddade platser för övernattning, byggande av hålor och bon, gruppövernattningar med gnagare, nära grupper av pingviner som värmer varandra, etc.). Om den omgivande temperaturen är mycket hög, kyls endotermiska organismer genom speciella anpassningar, till exempel genom avdunstning av fukt från ytan av slemhinnorna i munhålan och övre luftvägarna. (Av denna anledning, i värmen, blir hundens andning snabbare och han sticker ut sin tunga.)

Kroppstemperaturen och rörligheten hos ektotermiska djur beror på omgivningstemperaturen. Insekter och ödlor blir slöa och inaktiva i svalt väder. Samtidigt har många djurarter förmågan att välja en plats med gynnsamma förhållanden för temperatur, luftfuktighet och solljus (ödlor solar sig på upplysta stenhällar).

Men absolut ektotermi observeras endast i mycket små organismer. De flesta kallblodiga organismer är fortfarande kapabla till dålig reglering av kroppstemperaturen. Till exempel, i aktivt flygande insekter - fjärilar, humlor, hålls kroppstemperaturen vid 36–40 ° C även vid lufttemperaturer under 10 ° C.

På liknande sätt skiljer sig arter av samma ekologiska grupp i växter i sitt utseende. De kan också anpassa sig till samma miljöförhållanden på olika sätt. Så olika typer av xerofyter sparar vatten på olika sätt: vissa har tjocka cellmembran, andra har pubescens eller en vaxbeläggning på bladen. Vissa xerofyter (till exempel från labiaceae-familjen) avger ångor av eteriska oljor, som omsluter dem som en "filt", vilket minskar avdunstning. Rotsystemet hos vissa xerofyter är kraftfullt, går ner i jorden till ett djup av flera meter och når grundvattennivån (kameltagg), medan andra har en ytlig, men mycket grenad, som gör det möjligt att samla nederbördsvatten.

Bland xerofyterna finns buskar med mycket små hårda löv som kan fällas under den torraste årstiden (caraganabuske i stäppen, ökenbuskar), torvgräs med smala löv (fjädergräs, svängel), suckulenter(från latinets succulentus - saftig). Suckulenter har suckulenta blad eller stjälkar som samlar på sig vatten och lätt tolererar höga lufttemperaturer. Suckulenter inkluderar amerikanska kaktusar och saxaul som växer i de centralasiatiska öknarna. De har en speciell typ av fotosyntes: stomata öppnar en kort stund och endast på natten, under dessa svala timmar, lagrar växter koldioxid, och under dagen använder de den för fotosyntes med slutna stomata. (Fig. 9.)

En mängd olika anpassningar för att överleva ogynnsamma förhållanden på salthaltiga jordar observeras också hos halofyter. Bland dem finns det växter som kan ackumulera salter i sina kroppar (soleros, swede, sarsazan), utsöndrar överskott av salter på ytan av bladen med speciella körtlar (kermek, tamariks), "håller" salter ur sina vävnader p.g.a. "rotbarriären" som är ogenomtränglig för salter "(malört). I det senare fallet måste växterna nöja sig med en liten mängd vatten och de ser ut som xerofyter.

Av denna anledning bör man inte bli förvånad över att det under samma förhållanden finns växter och djur som skiljer sig från varandra, som har anpassat sig till dessa förhållanden på olika sätt.

testfrågor

1. Vad är anpassning?

2. På grund av vad kan djur och växter anpassa sig till ogynnsamma miljöförhållanden?

2. Ge exempel på ekologiska grupper av växter och djur.

3. Berätta för oss om organismers olika anpassningar till att uppleva samma ogynnsamma miljöförhållanden.

4. Vad är skillnaden mellan anpassningar till låga temperaturer hos endotermiska och ektotermiska djur?

På vintern eller torr sommar samlar kroppen reservenergiämnen som hjälper till att överleva den svåra årstiden, till exempel glykogen. Djur blir feta på ett eller annat sätt. Hos vissa arter är fett upp till 25% av den totala kroppsvikten.Till exempel har en liten mald ekorre på våren en massa på cirka 100-150 g, och i mitten av sommaren - upp till 400 g.

Anpassningar till ogynnsamma miljöförhållanden kommer också till uttryck i migrationer. Så på hösten, när födoförhållandena förvärras, vandrar huvuddelen av fjällrävar och renar från tundran söderut, till skogstundran och till och med till taigan, där det är lättare att få mat under snön. Efter rådjuren vandrar även tundravargarna söderut. I de norra delarna av tundran gör harar massvandringar söderut i början av vintern och i motsatt riktning på våren. Bergs klövdjur på sommaren stiger till de övre bergsbälten med sina rika örter, på vintern, när djupet på snötäcket ökar, går de ner. Och i det här fallet observeras migrationer av vissa rovdjur, som vargar, i kombination med klövvilt.

I allmänhet kännetecknas flyttningarna av ett relativt färre antal arter än fåglar och fiskar. De är mest utvecklade hos marina djur, fladdermöss och klövdjur, medan de är praktiskt taget frånvarande bland arterna i de mest talrika grupperna - gnagare, insektsätare och små rovdjur.

Ett alternativ till migration hos dessa djur är viloläge. Skilj mellan fakultativ säsongsbetonad och kontinuerlig säsongsdvala. I det första fallet minskar kroppstemperaturen, antalet andningsrörelser och den övergripande nivån av metaboliska processer lite. Sömnen avbryts lätt av ett landskapsbyte eller ångest (björnar, tvättbjörnar). Denna kontinuerliga säsongsbetonade dvala kännetecknas av en förlust av förmågan att termoreglera, en kraftig minskning av antalet andningsrörelser och sammandragningar av hjärtmuskeln och en minskning av den totala nivån av ämnesomsättning (murmeldjur, markekorrar).

En viktig anpassning till att uppleva ogynnsamma förhållanden är insamlingen av matförråd. Bland andra ryggradsdjur samlar endast ett fåtal grupper av fåglar (passerines, ugglor, hackspettar) mat för vintern, men storleken på deras reserver och det adaptiva värdet av denna aktivitet är försumbar jämfört med däggdjur.

Begravning av överflödigt byte är vanligt i. Så, vesslor och hermeliner samlar 20-30 sorkar och möss vardera, svarta polecats staplar flera dussin grodor under isen, minkar - flera kilo fisk. Större rovdjur (mård, järv, katter, björnar) gömmer resterna av bytesdjur på avskilda platser, under fallna träd, under stenar. Leoparder gömmer ofta en del av sitt byte i trädgrenarna. Utmärkande för rovdjurens lagring av mat är att inga speciella skafferi byggs för dess begravning, bara en individ som byggt den använder beståndet. I allmänhet tjänar bestånd endast som en liten hjälp för att uppleva en period med lågt foder, och de kan inte förhindra en plötslig svältstart. Olika gnagare och pikas lagrar mat på olika sätt, även om det i det här fallet också finns olika grader av perfektion av lagring och dess betydelse. Flygekorrar samlar flera tiotals gram terminala grenar och gösar av al och björk, som de lägger i hålor. Ekorrar är begravda i fallna löv, i hålor och i marken ekollon och nötter. De hänger också svamp på trädgrenar. En ekorre i den mörka barrtaigan lagrar upp till 150-300 svampar, och i bandskogarna i västra Sibirien, där matförhållandena är sämre än i taigan, upp till 1500-2000 svampar, de oljar främst. Reserverna som görs av ekorren används av många individer av denna art.

Artikelbetyg:

Till skillnad från växter är djur det heterotrofer. Detta är namnet på organismer som inte kan skapa organiska ämnen från oorganiska. De skapar de organiska ämnen som behövs för deras kropp från organiska ämnen som kommer med maten. Till skillnad från djur bildar växter organiska ämnen från oorganiska och använder ljusets energi för detta. Men i djurlivet ljus spelar också en viktig roll. Många djur har synorgan som gör att de kan navigera i rymden, skilja individer av sin egen art från andra, söka efter mat, migrera, etc. Vissa djurarter är aktiva under dagen ( falconiformes, svalor, zebror), andra på natten ( kackerlackor, ugglor, igelkottar).

De flesta djurarter lever under förhållanden som förändras under året. På våren ökar varaktigheten av dagsljuset gradvis, och när hösten närmar sig börjar den minska. Som svar på förändringar i längden av dagsljustimmar kan djur förbereda sig i förväg för början av förändringar i naturen. Organismernas svar på förändringar i dagsljustimmar kallas fotoperiodism.

En annan viktig faktor av livlös natur som påverkar organismernas vitala aktivitet är temperatur. På kallblodiga djur (ryggradslösa djur, fisk, groddjur, reptiler) kroppstemperaturen beror på den omgivande temperaturen. Under förhållanden med låga temperaturer faller de i ett tillstånd av stupor.

varmblodiga djur (fåglar, däggdjur) kan hålla kroppstemperaturen, oavsett dess förändringar i miljön, på en mer eller mindre konstant nivå. För att göra detta behöver de spendera mycket energi. Därför står de på vintern inför det akuta problemet att hitta mat.

Djur som lever i låga temperaturer kallas kallälskande (pingviner, isbjörn, djuphavsfisk och så vidare.). Dessa djur har välutvecklade hår eller fjädrar, ett lager av subkutant fett, etc.

Arter som lever i höga temperaturer kallas termofila (steniga koraller, antiloper, flodhästar, som en fågelskrämma och så vidare.) (Fig. 276, 4-6). Många arter kan leva under förhållanden med periodiska temperaturförändringar. De kallas köldbeständig (vargar, rävar, luvtröja och så vidare.) .

En annan miljöfaktor som spelar en viktig roll i djurlivet är fuktighet . Kroppen hos många djur innehåller 50-60% vatten, och maneternas kropp är upp till 98%. Vatten tillhandahåller transport av ämnen i hela kroppen, deltar i deras kemiska omvandlingar, reglering av kroppstemperatur, utsöndring av slutprodukter från ämnesomsättningen, etc. Bland djuren som finns fuktälskande, torkatålig och torrälskande. Till fuktälskande inkludera de djurarter som endast kan leva under förhållanden med hög luftfuktighet (t.ex. vedlöss, daggmaskar, groddjur). Till skillnad från dem, torrälskande arter (helig skarabébagge, ökenutsikt orm och ödlor etc.) kan effektivt hålla kvar vatten i kroppen. Detta ger dem möjlighet att leva i torra stäpper och öknar. Många djurarter är det tål tork: de kan överleva vissa perioder av torka (många arter Zjukov, reptiler, däggdjur och så vidare.).

För djur som lever i vattenmiljön är det viktigt saltsammansättning av vatten. Vissa typer av protozoer, kräftdjur, fiskar kan bara leva i sötvatten, andra - bara i haven. material från webbplatsen

Djurens erfarenhet av långa perioder av ogynnsamma förhållanden. Djur upplever perioder av ogynnsamma förhållanden på olika sätt. Till exempel på vintern går vissa djurarter i viloläge (brunbjörn, igelkott, grävling, etc.). Detta gör att de kan minska sin energiförbrukning när maten är bristfällig. För ökenbor kan viloläge inträffa på sommaren, under torrperioden. Encelliga djur uthärdar ogynnsamma förhållanden i cystorstadiet. Många ryggradslösa djur överlever ogynnsamma förhållanden i äggstadiet (bland kräftdjur, sköldkryp och många insekter).

Bland livlösa faktorer den största påverkan på djur utförs av:

• ljus;
• temperatur;
• fuktighet;
• saltsammansättning av vatten.

På denna sida finns material om ämnena:

• Habitatfaktorer för den livlösa naturen

• Vilken faktor av livlös natur påverkar tall

• Ogynnsamma naturförhållanden

• Inverkan av olika faktorer för andra världskriget av biologisk natur

• Hur djur påverkar den livlösa naturen

Frågor om detta föremål: