Morfolojik adaptasyonlar - hayvanların çevresel faktörlere adaptasyonları. Bitkilerin olumsuz çevre koşullarına uyum mekanizmaları Organizmaların çevreye uyum türleri

28.10.2019

Hayvanlar ve bitkiler birçok faktöre uyum sağlamak zorunda kalırlar ve bu adaptasyonlar belirli bir süre boyunca, genellikle evrim ve doğal seleksiyon sürecinde genetik düzeyde sabitlenerek geliştirilir.

adaptasyon(lat. adapto'dan - adapte oluyorum) - organizmaların yapı ve işlevlerinin evrim sürecinde çevresel koşullara adaptasyonları.

Herhangi bir hayvan ve bitkinin organizasyonunu analiz ederken, organizmanın form ve işlevlerinin çevresel koşullara çarpıcı bir şekilde uygunluğu her zaman bulunur. Yani deniz memelileri arasında yunuslar su ortamında hızlı hareket için en gelişmiş uyarlamalara sahiptirler: torpido şeklindeki bir şekil, cildin ve deri altı dokusunun özel bir yapısı, vücudun akıcılığını ve sonuç olarak suda kayma hızını arttırır.

Adaptasyonların üç ana tezahürü vardır: anatomik-morfolojik, fizyolojik ve davranışsal.

Anatomik ve morfolojik adaptasyonlar, bitki ve hayvanların belirli organlarının yapısında, çevresel faktörlerin belirli bir kombinasyonu ile belirli bir ortamda yaşamalarına izin veren bazı dış ve iç özelliklerdir. Hayvanlarda, genellikle yaşam tarzı, beslenmenin doğası ile ilişkilendirilirler. Örnekler:

Yırtıcı hayvanlardan korunmak için sert kaplumbağa kabuğu

Ağaçkakan - keski şeklindeki gaga, sert kuyruk, parmakların karakteristik düzeni.

Fizyolojik adaptasyonlar, organizmaların yaşamlarının kritik dönemlerinde bazı fizyolojik süreçlerini değiştirme yeteneğinden oluşur.

· Çiçeğin kokusu böcekleri çekmeye ve böylece bitkinin tozlaşmasını teşvik etmeye hizmet edebilir.

· Kuzey yarımkürenin orta enlemlerinde yetişen birçok bitkide derin uyku hali, bazı hayvanlarda soğuk dönemin başlamasıyla birlikte uyuşukluk veya kış uykusuna yatma).

· İç ortamın viskozitesini artıran ve hücreleri yok edecek buz kristallerinin oluşumunu engelleyen biyolojik antifrizler (karıncalarda %10'a kadar, yaban arılarında %30'a kadar).

Karanlıkta, gözün ışığa duyarlılığı, hem görme, pigmentlerin restorasyonu hem de beyin korteksinin sinir elemanları ve sinir hücrelerindeki değişiklikler ile ilişkili olarak bir saat içinde binlerce kez artar.

· Fizyolojik adaptasyonların bir örneği, hayvanların sindirim sistemindeki enzimatik kümenin özellikleridir ve gıdanın kümesi ve bileşimi tarafından belirlenir. Böylece çöl sakinleri nem ihtiyaçlarını yağların biyokimyasal oksidasyonu ile karşılayabilmektedir.

Davranışsal(etolojik) adaptasyonlar, hayvanların adaptif davranış biçimleridir. Örnekler:

· Çevre ile normal ısı alışverişini sağlamak için: optimum sıcaklık koşullarını seçmek için barınakların oluşturulması, hayvanların günlük ve mevsimlik göçü.

sinek kuşu oreotrochis estella, yüksek And Dağları'nda yaşayan kayaların üzerinde ve doğuya bakan tarafında yuvalar kurar. Gece boyunca taşlar gün içinde biriken ısıyı dışarı vererek sabaha kadar konforlu bir sıcaklık sağlar.

· İklimi sert, ancak kışları karlı olan bölgelerde, kar altında sıcaklık dışarıdan 15-18ºС daha yüksek olabilir. Geceyi karlı bir çukurda geçiren beyaz kekliğin %45'e varan enerji tasarrufu sağladığı tahmin edilmektedir.

Birçok hayvan grup tüneğini kullanır: cinsin pikaları Certhia(kuşlar) soğuk havada 20 kişiye kadar gruplar halinde toplanır. Benzer bir fenomen kemirgenlerde tanımlanmıştır.

· Adaptif davranış, avcılarda avı izleme ve kovalama sürecinde ortaya çıkabilir.

Çoğu uyarlama yukarıdaki türlerin bir kombinasyonudur. Örneğin sivrisineklerde kan emme, emme için uyarlanmış oral aparatın özel bölümlerinin geliştirilmesi, bir av hayvanı bulmak için arama davranışının oluşumu ve tükürük bezleri tarafından özel salgıların üretilmesi gibi adaptasyonların karmaşık bir kombinasyonu ile sağlanır. emilen kanın pıhtılaşmasını engeller.

Canlı doğanın temel özelliklerinden biri, içinde meydana gelen süreçlerin çoğunun döngüselliğidir, bu da bitki ve hayvanların gelişimleri sırasında ana periyodik faktörlerle adapte olmasını sağlar. Yaban hayatında fotoperiyodizm gibi bir fenomen üzerinde duralım.

fotoperiyodizm - organizmaların gün uzunluğundaki mevsimsel değişikliklere tepkisi. 1920 yılında tütünle yapılan seleksiyon çalışmaları sırasında V. Garner ve N. Allard tarafından açılmıştır.

Işık, organizmaların günlük ve mevsimlik aktivitelerinin tezahürü üzerinde lider bir etkiye sahiptir. Bu önemli bir faktördür, çünkü bir dinlenme ve yoğun yaşam periyodunun değişmesine neden olan aydınlatmadaki değişiklik, bitkilerde ve hayvanlarda birçok biyolojik fenomen (yani organizmaların biyoritmini etkiler).

Örneğin, Güneş ışınlarının %43'ü Dünya yüzeyine ulaşır. Bitkiler % 0.1 ila 1.3 arasında yakalayabilir. Sarı-yeşil spektrumu emerler.

Bitkiler ve hayvanlar için kışın yaklaştığının bir işareti, günün uzunluğundaki bir azalmadır. Bitkiler kademeli bir fizyolojik yeniden yapılanmaya, kış uykusundan önce bir enerji maddesi kaynağının birikmesine maruz kalır. Tarafından fotoperiyodik reaksiyon bitki organizmaları iki gruba ayrılır:

Kısa gün organizmaları - çiçeklenme ve meyve verme, 8-12 saat ışıkta (karabuğday, darı, kenevir, ayçiçeği) meydana gelir.

uzun gün organizmaları. Uzun gün bitkilerinde çiçeklenme ve meyve verme için, günü 16-20 saate (ılıman enlemlerdeki bitkiler) uzatmak gerekir, bunun için gün uzunluğunda 10-12 saate bir azalma, olumsuz bir yaklaşımın işaretidir. sonbahar-kış dönemi. Bunlar patates, buğday, ıspanak.

· Bitki için boyuna göre nötr. Çiçeklenme günün herhangi bir saatinde gerçekleşir. Bunlar karahindiba, hardal ve domates.

Aynısı hayvanlarda da bulunur. Gün boyunca, her organizmanın aktivitesi belirli saatlere düşer. Organizmaların durumlarını döngüsel olarak değiştirmelerini sağlayan mekanizmalara "biyolojik saatler" denir.

Bölüm için bibliyografik liste

1. Galperin, M.V. Genel ekoloji: [proc. ortalama için Prof. eğitim] / M.V. Galperin. - M. : Forum: Infra-M, 2006. - 336 s.

2. Korobkin, V.I. Ekoloji [Metin] / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2005. - 575 s.

3. Mirkin, B.M. Genel ekolojinin temelleri [Metin]: ders kitabı. doğa bilimleri okuyan üniversite öğrencileri için ödenek. uzmanlık / B.M. Mirkin, L.G. Naumov; [ed. GS Rosenberg]. - M. : Üniv. kitap, 2005. - 239 s.

4. Stepanovskikh, A.Ş. Genel ekoloji: [proc. üniversiteler için ecol. uzmanlıklar] / A.Ş. Stepanovski. - 2. baskı, ekleyin. ve yeniden işlendi. - M. : UNITI, 2005. - 687 s.

5. Furyaev, V.V. Genel ekoloji ve biyoloji: ders kitabı. uzmanlık alanı öğrencileri için ödenek 320800 puan. eğitim biçimleri / V.V. Furyaev, A.V. Furyaev; Feder. eğitim kurumu, Sib. belirtmek, bildirmek teknoloji. un-t, Orman Enstitüsü adını almıştır. V.N. Sukacheva. - Krasnoyarsk: SibGTU, 2006. - 100 s.

6. Golubev, A.V. Genel ekoloji ve çevre koruma: [proc. tüm uzmanlıklar için el kitabı] / A.V. Golubev, N.G. Nikolaevskaya, T.V. Sharapa; [ed. ed.] ; Belirtmek, bildirmek. Eğitmek. yüksek prof kurumu Eğitim "Moskova. eyalet. un-t ormanı". - E. : MGÜL, 2005. - 162 s.

7. Korobkin, V.I. Soru ve cevaplarda ekoloji [Metin]: ders kitabı. üniversite öğrencileri için ödenek / V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky. - 2. baskı, gözden geçirilmiş. ve ek - Rostov n / a: Phoenix, 2005. - 379 s. : şemalar. - Kaynakça: s. 366-368. - 103.72 ruble

3. bölüm için güvenlik soruları

1. Habitat kavramı, türleri.

2. Çevresel faktörler nelerdir, nasıl sınıflandırılır?

3. Sınırlayıcı faktör kavramı, örnekler.

4. Optimum kötümser yasası (şekil). Örnekler

5. Çevresel faktörlerin etkileşim yasası. Örnekler

6. Hoşgörü yasası (Shelford). Örnekler

7. Çevre kuralları: D. Allen, K. Bergman, K. Gloger.

8. Canlı organizmaların adaptasyonları, yolları ve biçimleri. Örnekler

9. Fotoperiyodizm, biyolojik ritimler: kavram, örnekler.

BÖLÜM 4: NÜFUS EKOLOJİSİ

İnsan zihninin görkemli icatları şaşırtmaktan asla vazgeçmez, fantezinin sınırı yoktur. Ancak doğanın yüzyıllardır yarattığı şey, en yaratıcı fikir ve tasarımları geride bırakıyor. Doğa, her biri formlarında, fizyolojisinde, yaşama uyum sağlamada bireysel ve benzersiz olan bir buçuk milyondan fazla canlı birey türü yarattı. Gezegendeki sürekli değişen yaşam koşullarına uyum sağlayan organizma örnekleri, yaratıcının bilgeliğinin örnekleri ve biyologların çözmesi gereken sürekli bir problem kaynağıdır.

Adaptasyon, adaptasyon veya alışma anlamına gelir. Bu, bir yaratığın değişen bir ortamda fizyolojik, morfolojik veya psikolojik işlevlerinin kademeli olarak yeniden doğuşu sürecidir. Hem bireysel bireyler hem de tüm popülasyonlar değişime uğrar.

Doğrudan ve dolaylı adaptasyonun canlı bir örneği, Çernobil nükleer santrali çevresinde artan radyasyon bölgesinde flora ve faunanın hayatta kalmasıdır. Doğrudan uyarlanabilirlik, hayatta kalmayı başaran, alışan ve çoğalmaya başlayan, bazıları teste dayanmayan ve ölen (dolaylı adaptasyon) bireylerin özelliğidir.

Dünya üzerindeki varoluş koşulları sürekli değiştiği için canlı doğadaki evrim ve uygunluk süreçleri de sürekli bir süreçtir.

Adaptasyonun yeni bir örneği, yeşil bir Meksikalı orta yaşlı papağan kolonisinin habitatını değiştirmektir. Son zamanlarda, alışılmış yaşam alanlarını değiştirdiler ve sürekli olarak yüksek konsantrasyonlu sülfürik gazla doymuş bir ortamda Masaya yanardağının ağzına yerleştiler. Bilim adamları henüz bu fenomen için bir açıklama yapmadılar.

Adaptasyon türleri

Bir organizmanın varlığının tüm biçimindeki bir değişiklik, işlevsel bir adaptasyondur. Bir adaptasyon örneği, değişen koşullar canlı organizmaların birbirine karşılıklı olarak adapte olmasına yol açtığında, bir bağıntılı adaptasyon veya birlikte adaptasyondur.

Adaptasyon, öznenin işlevleri veya yapısı katılımı olmadan gerçekleştiğinde pasif veya alışkanlıklarını çevreye uyacak şekilde bilinçli olarak değiştirdiğinde aktif olabilir (insanların doğal koşullara veya topluma uyum sağlama örnekleri). Konunun çevreyi ihtiyaçlarına göre uyarladığı durumlar vardır - bu nesnel bir uyarlamadır.

Biyologlar, adaptasyon türlerini üç kritere göre ayırırlar:

Morfolojik.
Fizyolojik.
davranışsal veya psikolojik.

Hayvanların veya bitkilerin saf hallerinde adaptasyon örnekleri nadirdir, yeni koşullara adaptasyon vakalarının çoğu karışık formlarda meydana gelir.

Morfolojik uyarlamalar: örnekler

Morfolojik değişiklikler, evrim sürecinde meydana gelen vücudun, tek tek organların veya canlı bir organizmanın tüm yapısındaki değişikliklerdir.

Aşağıdakiler, doğal kabul ettiğimiz hayvan ve bitki dünyasından örnekler olan morfolojik uyarlamalardır:

Kaktüslerde ve kurak bölgelerdeki diğer bitkilerde yaprakların dikenlere dönüşmesi.
Kaplumbağa kabuğu.
Rezervuar sakinlerinin aerodinamik vücut şekilleri.

Fizyolojik adaptasyonlar: örnekler

Fizyolojik adaptasyon, vücutta meydana gelen bir dizi kimyasal süreçteki bir değişikliktir.

Çiçeklerin böcekleri çekmek için güçlü bir koku salması tozlanmaya katkıda bulunur.
En basit organizmaların girebildiği anabiosis durumu, yaşamsal aktivitelerini uzun yıllar sonra da sürdürmelerini sağlar. Üreme yeteneğine sahip en eski bakteri 250 yaşındadır.
Suya dönüşen deri altı yağının develerde birikmesi.

Davranışsal (psikolojik) uyarlamalar

İnsan adaptasyonu örnekleri daha çok psikolojik faktörle ilişkilidir. Davranışsal özellikler flora ve faunanın karakteristiğidir. Böylece, evrim sürecinde, sıcaklık rejimindeki bir değişiklik, bazı hayvanların kış uykusuna yatmasına, kuşların ilkbaharda geri dönmek için güneye uçmasına, ağaçların yapraklarını dökmesine ve meyve sularının hareketini yavaşlatmasına neden olur. Üreme için en uygun eşi seçme içgüdüsü, çiftleşme mevsimi boyunca hayvanların davranışlarını yönlendirir. Bazı kuzey kurbağaları ve kaplumbağaları kış için tamamen donar ve çözülür, sıcaklığın başlamasıyla canlanır.

Değişim ihtiyacına neden olan faktörler

Herhangi bir adaptasyon süreci, çevrede bir değişikliğe yol açan çevresel faktörlere bir yanıttır. Bu faktörler biyotik, abiyotik ve antropojenik olarak ayrılır.

Biyotik faktörler, örneğin bir tür kaybolduğunda, diğeri için yiyecek görevi gören canlı organizmaların birbirleri üzerindeki etkisidir.

Abiyotik faktörler, iklim, toprak bileşimi, su mevcudiyeti ve güneş aktivite döngüleri değiştiğinde çevredeki cansız doğada meydana gelen değişikliklerdir. Fizyolojik adaptasyonlar, abiyotik faktörlerin etkisinin örnekleri - hem suda hem de karada nefes alabilen ekvator balıkları. Nehirlerin kurumasının sık meydana geldiği koşullara iyi uyum sağlarlar.

Antropojenik faktörler - çevreyi değiştiren insan faaliyetinin etkisi.

Habitat uyarlamaları

aydınlatma. Bitkilerde bunlar, güneş ışığı ihtiyacına göre farklılık gösteren ayrı gruplardır. Işık seven heliofitler açık alanlarda iyi yaşarlar. Aksine, onlar sciofitlerdir: orman çalılıklarının bitkileri gölgeli yerlerde kendilerini iyi hissederler. Hayvanlar arasında, geceleri veya yeraltında aktif bir yaşam tarzı için tasarlanmış bireyler de vardır.
Hava sıcaklığı. Ortalama olarak, insanlar dahil tüm canlılar için en uygun sıcaklık ortamı 0 ila 50 ° C arasındadır. Ancak, Dünya'nın hemen hemen tüm iklim bölgelerinde yaşam vardır.

Anormal sıcaklıklara adaptasyonun zıt örnekleri aşağıda açıklanmıştır.

Arktik balıkları, kanında kanın donmasını önleyen benzersiz bir antifriz proteini ürettiği için donmaz.

En basit mikroorganizmalar, su sıcaklığının kaynama noktasını aştığı hidrotermal kaynaklarda bulunur.

Hidrofit bitkiler, yani su içinde veya yakınında yaşayanlar, hafif bir nem kaybıyla bile ölürler. Aksine, kserofitler kurak bölgelerde yaşamaya adapte olurlar ve yüksek nemde ölürler. Hayvanlar arasında doğa, sucul ve sucul olmayan ortamlara uyum sağlamaya da çalışmıştır.

İnsan adaptasyonu

İnsanın uyum sağlama yeteneği gerçekten muazzamdır. İnsan düşüncesinin sırları tam olarak ortaya çıkmaktan uzaktır ve insanların uyum sağlama yeteneğinin sırları, bilim adamları için uzun bir süre gizemli bir konu olmaya devam edecektir. Homo sapiens'in diğer canlılar üzerindeki üstünlüğü, çevrenin gereksinimlerini karşılamak için davranışlarını bilinçli olarak değiştirme yeteneğinde ya da tersine, çevrelerindeki dünyanın ihtiyaçlarını karşılamasında yatmaktadır.

İnsan davranışının esnekliği her gün kendini gösterir. Görevi verirseniz: "insanların adaptasyonuna örnekler verin", çoğunluk bu nadir durumlarda istisnai hayatta kalma vakalarını hatırlamaya başlar ve yeni koşullarda her gün bir insan için tipiktir. Doğum anında, anaokulunda, okulda, takım halinde, başka bir ülkeye taşınırken yeni bir ortam deniyoruz. Stres olarak adlandırılan, vücut tarafından yeni duyumları kabul etmenin bu halidir. Stres psikolojik bir faktördür, ancak yine de etkisi altında birçok fizyolojik fonksiyon değişir. Bir kişinin yeni bir ortamı kendisi için olumlu olarak kabul etmesi durumunda, yeni durum alışkanlık haline gelir, aksi takdirde stres uzar ve bir takım ciddi hastalıklara yol açar.

İnsan adaptasyon mekanizmaları

Üç tür insan adaptasyonu vardır:

Fizyolojik. En basit örnekler, iklimlendirme ve değişen zaman dilimlerine veya günlük çalışma rejimine uyum sağlamadır. Evrim sürecinde, bölgesel ikamet yerine bağlı olarak çeşitli insan türleri oluştu. Arktik, alpin, kıta, çöl, ekvator türleri fizyolojik parametrelerde önemli ölçüde farklılık gösterir.
Psikolojik uyum. Bu, bir kişinin, farklı bir zihniyet düzeyine sahip bir ülkede, farklı psikotiplerden insanlarla anlayış anları bulma yeteneğidir. Makul bir kişi, yeni bilgilerin, özel durumların, stresin etkisi altında yerleşik klişelerini değiştirme eğilimindedir.
Sosyal uyum.İnsanlara özgü bir bağımlılık türü.

Tüm adaptif tipler birbiriyle yakından ilişkilidir, kural olarak, alışılmış varoluştaki herhangi bir değişiklik, bir kişinin sosyal ve psikolojik adaptasyona ihtiyaç duymasına neden olur. Etkileri altında, yeni koşullara da uyum sağlayan fizyolojik değişikliklerin mekanizmaları devreye girer.

Tüm vücut reaksiyonlarının böyle bir mobilizasyonuna adaptasyon sendromu denir. Çevredeki ani değişikliklere tepki olarak yeni vücut reaksiyonları ortaya çıkar. İlk aşamada - kaygı - fizyolojik fonksiyonlarda bir değişiklik, metabolizma ve sistemlerin çalışmasında değişiklikler var. Ayrıca, koruyucu işlevler ve organlar (beyin dahil) bağlanır, koruyucu işlevlerini ve gizli yeteneklerini açmaya başlarlar. Uyumun üçüncü aşaması bireysel özelliklere bağlıdır: bir kişi ya yeni bir hayata katılır ve olağan kursa girer (tıpta, bu dönemde iyileşme gerçekleşir) veya vücut stresi kabul etmez ve sonuçlar zaten olumsuz bir biçim alır. .

İnsan vücudunun fenomenleri

İnsanda, doğa, günlük yaşamda yalnızca küçük bir ölçüde kullanılan büyük bir güvenlik payına sahiptir. Aşırı durumlarda kendini gösterir ve bir mucize olarak algılanır. Aslında mucize içimizde var. Bir adaptasyon örneği: İç organların önemli bir bölümünün çıkarılmasından sonra insanların normal bir yaşama uyum sağlama yeteneği.

Yaşam boyunca doğal doğuştan gelen bağışıklık, bir dizi faktör tarafından güçlendirilebilir veya tersine, yanlış bir yaşam tarzı tarafından zayıflatılabilir. Ne yazık ki, kötü alışkanlıklara bağımlılık da bir kişi ile diğer canlı organizmalar arasındaki farktır.

Olumsuz çevresel faktörlere verilen tepkiler, yalnızca belirli koşullar altında canlı organizmalar için yıkıcıdır ve çoğu durumda uyarlanabilir bir değere sahiptir. Bu nedenle bu tepkiler Selye tarafından "genel uyum sendromu" olarak adlandırılmıştır. Daha sonraki çalışmalarında "stres" ve "genel uyum sendromu" terimlerini eşanlamlı olarak kullandı.

adaptasyon- bu, olumsuz koşullarda stabilitede bir artış ve ontogenez akışını sağlayan genetik olarak belirlenmiş bir koruyucu sistemlerin oluşum sürecidir.

Adaptasyon, bir bitki organizması da dahil olmak üzere biyolojik bir sistemin değişen varoluş koşullarında kararlılığını artıran en önemli mekanizmalardan biridir. Organizma bir faktöre ne kadar iyi adapte olursa, onun dalgalanmalarına karşı o kadar dirençli olur.

Bir organizmanın, dış ortamın etkisine bağlı olarak, belirli sınırlar içinde metabolizmasını değiştirme yeteneğinin genotipik olarak belirlenmiş yeteneğine denir. reaksiyon hızı. Genotip tarafından kontrol edilir ve tüm canlı organizmaların karakteristiğidir. Reaksiyon normunun sınırları içinde meydana gelen değişikliklerin çoğu uyarlanabilir öneme sahiptir. Habitattaki değişikliklere karşılık gelirler ve değişken çevresel koşullar altında bitkilerin daha iyi hayatta kalmasını sağlarlar. Bu bağlamda, bu tür modifikasyonlar evrimsel öneme sahiptir. "Reaksiyon hızı" terimi, V.L. Johansen (1909).

Bir türün veya çeşidin çevreye göre değişiklik yapma yeteneği ne kadar büyükse, tepkime hızı o kadar geniş ve uyum yeteneği o kadar yüksek olur. Bu özellik, dayanıklı tarımsal ürün çeşitlerini ayırt eder. Kural olarak, çevresel faktörlerdeki hafif ve kısa süreli değişiklikler, bitkilerin fizyolojik işlevlerinin önemli ölçüde ihlal edilmesine yol açmaz. Bunun nedeni, iç ortamın göreceli dinamik dengesini ve değişen bir dış ortamda temel fizyolojik işlevlerin kararlılığını koruma yetenekleridir. Aynı zamanda, keskin ve uzun süreli darbeler bitkinin birçok fonksiyonunun bozulmasına ve sıklıkla ölümüne yol açar.

Adaptasyon, türlerin hayatta kalmasına katkıda bulunan ve stabiliteyi artıran tüm süreçleri ve adaptasyonları (anatomik, morfolojik, fizyolojik, davranışsal vb.) içerir.

1.Anatomik ve morfolojik uyarlamalar. Bazı kserofit temsilcilerinde, kök sisteminin uzunluğu birkaç on metreye ulaşır, bu da bitkinin yeraltı suyunu kullanmasına ve toprak ve atmosferik kuraklık koşullarında nem eksikliği yaşamamasına izin verir. Diğer kserofitlerde kalın bir kütikülün varlığı, yaprakların tüylenmesi ve yaprakların dikenlere dönüşmesi, nem eksikliği koşullarında çok önemli olan su kaybını azaltır.

Yanan tüyler ve dikenler, bitkileri hayvanlar tarafından yenmekten korur.

Tundradaki veya yüksek dağ yüksekliklerindeki ağaçlar, çömelmiş sürünen çalılara benziyor, kışın karla kaplı, bu da onları şiddetli donlardan koruyor.

Günlük sıcaklık dalgalanmalarının büyük olduğu dağlık bölgelerde, bitkiler genellikle yoğun aralıklarla çok sayıda gövdeye sahip yassı yastıklar şeklindedir. Bu, yastıkların içindeki nemi ve gün boyunca nispeten eşit bir sıcaklık tutmanıza olanak tanır.

Bataklık ve su bitkilerinde, hava deposu olan ve suya daldırılmış bitki kısımlarının nefes almasını kolaylaştıran hava taşıyan özel bir parankim (aerenkima) oluşur.

2. Fizyolojik ve biyokimyasal adaptasyonlar. Sulu meyvelerde, çöl ve yarı çöl koşullarında büyümek için bir adaptasyon, CAM yolu boyunca fotosentez sırasında CO2'nin asimilasyonudur. Bu bitkiler gün içerisinde kapalı stomalara sahiptir. Böylece bitki iç su rezervlerini buharlaşmadan korur. Çöllerde su, bitki büyümesini sınırlayan ana faktördür. Stomalar geceleri açılır ve bu sırada CO2 fotosentetik dokulara girer. CO2'nin fotosentetik döngüye müteakip katılımı, zaten kapalı stomalar ile gündüz gerçekleşir.

Fizyolojik ve biyokimyasal adaptasyonlar, stomaların dış koşullara bağlı olarak açılıp kapanma yeteneğini içerir. Hücrelerdeki absisik asit, prolin, koruyucu proteinler, fitoaleksinler, fitokitler, organik maddelerin oksidatif parçalanmasına karşı koyan enzimlerin aktivitesinde bir artış, hücrelerde şeker birikimi ve metabolizmadaki bir dizi başka değişiklik, bir olumsuz çevresel koşullara karşı bitki direncinde artış.

Aynı biyokimyasal reaksiyon, aynı enzimin (izoenzimler) çeşitli moleküler formları tarafından gerçekleştirilebilirken, her izoform, sıcaklık gibi bazı çevresel parametrelerin nispeten dar bir aralığında katalitik aktivite sergiler. Bir dizi izoenzimin varlığı, bitkinin, her bir izoenzim ile karşılaştırıldığında, çok daha geniş bir sıcaklık aralığında reaksiyonu gerçekleştirmesine izin verir. Bu, tesisin değişen sıcaklık koşullarında hayati fonksiyonları başarıyla yerine getirmesini sağlar.

3. Davranışsal uyarlamalar veya olumsuz bir faktörden kaçınma. Bir örnek efemera ve efemeroidlerdir (haşhaş, yıldız çiçeği, çiğdemler, laleler, kardelenler). İlkbaharda, sıcaklık ve kuraklığın başlangıcından önce bile, 1.5-2 ay boyunca gelişimlerinin tüm döngüsünden geçerler. Böylece stresörün etkisine girmekten bir nevi ayrılırlar veya kaçınırlar. Benzer şekilde, erken olgunlaşan tarımsal ürün çeşitleri, olumsuz mevsimsel olayların başlangıcından önce bir ürün oluşturur: Ağustos sisleri, yağmurlar, donlar. Bu nedenle, birçok tarım ürününün seçimi, erken olgunlaşan çeşitlerin oluşturulmasına yöneliktir. Çok yıllık bitkiler, kar altında toprakta köksap ve soğan gibi kışı geçirir ve bu da onları dondan korur.

Bitkilerin olumsuz faktörlere adaptasyonu, tek bir hücreden bir fitosenoza kadar birçok düzenleme seviyesinde aynı anda gerçekleştirilir. Organizasyon seviyesi (hücre, organizma, popülasyon) ne kadar yüksek olursa, bitkilerin strese adaptasyonunda eşzamanlı olarak yer alan mekanizmaların sayısı o kadar fazla olur.

Hücre içindeki metabolik ve adaptif süreçlerin düzenlenmesi, sistemlerin yardımıyla gerçekleştirilir: metabolik (enzimatik); genetik; zar. Bu sistemler birbiriyle yakından ilişkilidir. Bu nedenle, zarların özellikleri gen aktivitesine bağlıdır ve genlerin farklı aktiviteleri zarların kontrolü altındadır. Enzimlerin sentezi ve aktiviteleri genetik düzeyde kontrol edilir, aynı zamanda enzimler hücredeki nükleik asit metabolizmasını düzenler.

Üzerinde organizma seviyesi hücresel adaptasyon mekanizmalarına, organların etkileşimini yansıtan yenileri eklenir. Olumsuz koşullar altında, bitkiler, tam teşekküllü tohumlar oluşturmak için gerekli maddelerle yeterli miktarlarda sağlanan çok sayıda meyve elementi yaratır ve tutar. Örneğin, ekili tahılların çiçek salkımlarında ve meyve ağaçlarının taçlarında, olumsuz koşullar altında, bırakılan yumurtalıkların yarısından fazlası düşebilir. Bu tür değişiklikler, fizyolojik olarak aktif ve besinler için organlar arasındaki rekabetçi ilişkilere dayanmaktadır.

Stres koşulları altında, alt yaprakların yaşlanma ve düşme süreçleri keskin bir şekilde hızlanır. Aynı zamanda, bitkiler için gerekli maddeler, organizmanın hayatta kalma stratejisine cevap vererek onlardan genç organlara geçer. Alt yapraklardaki besinlerin geri dönüşümü sayesinde daha genç olanlar, üst yapraklar canlı kalır.

Kayıp organların yenilenme mekanizmaları vardır. Örneğin, yaranın yüzeyi ikincil bir integumenter doku (yara peridermi) ile kaplanır, gövde veya daldaki yara akıntılarla (nasır) iyileşir. Apikal sürgünün kaybı ile bitkilerde uyku halindeki tomurcuklar uyanır ve yan sürgünler yoğun bir şekilde gelişir. Sonbaharda düşen yapraklar yerine ilkbaharda yapılan restorasyon da doğal organ yenilenmesine bir örnektir. Bitkilerin kök bölümleri, rizomlar, thallus, gövde ve yaprak kesimleri, izole hücreler, bireysel protoplastlar tarafından vejetatif üremesini sağlayan biyolojik bir cihaz olarak rejenerasyon, mahsul üretimi, meyve yetiştiriciliği, ormancılık, süs bahçeciliği vb. için büyük pratik öneme sahiptir.

Hormonal sistem de bitki düzeyinde koruma ve adaptasyon süreçlerinde yer alır. Örneğin, bir bitkideki olumsuz koşulların etkisi altında, büyüme inhibitörlerinin içeriği keskin bir şekilde artar: etilen ve absisik asit. Metabolizmayı azaltır, büyüme süreçlerini engeller, yaşlanmayı, organların düşmesini ve bitkinin uyku durumuna geçişini hızlandırırlar. Büyüme inhibitörlerinin etkisi altında stres altında fonksiyonel aktivitenin inhibisyonu, bitkiler için karakteristik bir reaksiyondur. Aynı zamanda, dokulardaki büyüme uyarıcılarının içeriği azalır: sitokinin, oksin ve giberellinler.

Üzerinde nüfus düzeyi seçim eklenir, bu da daha uyumlu organizmaların ortaya çıkmasına neden olur. Seleksiyon olasılığı, çeşitli çevresel faktörlere karşı bitki direncinde popülasyon içi değişkenliğin varlığı ile belirlenir. Dirençteki popülasyon içi değişkenliğe bir örnek, fidelerin tuzlu toprakta düşmanca görünmesi ve bir stres etkeninin etkisinin artmasıyla çimlenme süresindeki varyasyonun artması olabilir.

Modern görüşte bir tür, çok sayıda biyotipten oluşur - daha küçük ekolojik birimler, genetik olarak özdeş, ancak çevresel faktörlere karşı farklı direnç gösterir. Farklı koşullar altında, tüm biyotipler eşit derecede hayati değildir ve rekabetin bir sonucu olarak, yalnızca verilen koşulları en iyi karşılayanlar kalır. Yani bir popülasyonun (çeşitliliğin) belirli bir faktöre karşı direnci, popülasyonu oluşturan organizmaların direnci ile belirlenir. Dirençli çeşitler, olumsuz koşullarda bile iyi verimlilik sağlayan bir dizi biyotipe sahiptir.

Aynı zamanda, uzun süreli yetiştirme sürecinde, popülasyondaki biyotiplerin bileşimi ve oranı çeşitlerde değişir, bu da çeşitliliğin üretkenliğini ve kalitesini etkiler, çoğu zaman daha iyi değildir.

Dolayısıyla adaptasyon, bitkilerin olumsuz çevre koşullarına (anatomik, morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal, davranışsal, popülasyon vb.)

Ancak en etkili adaptasyon yolunu seçmek için asıl şey, vücudun yeni koşullara uyum sağlaması gereken zamandır.

Aşırı bir faktörün ani hareketi ile yanıt ertelenemez, tesise geri dönüşü olmayan bir zarar gelmemesi için hemen takip edilmelidir. Küçük bir kuvvetin uzun vadeli etkileri ile, olası stratejilerin seçimi artarken, uyarlanabilir yeniden düzenlemeler kademeli olarak gerçekleşir.

Bu bağlamda, üç ana uyum stratejisi vardır: evrimsel, ontogenetik ve acil. Stratejinin görevi, ana hedefe ulaşmak için mevcut kaynakların verimli kullanımıdır - organizmanın stres altında hayatta kalması. Adaptasyon stratejisi, hayati makromoleküllerin yapısal bütünlüğünü ve hücresel yapıların fonksiyonel aktivitesini korumayı, hayati aktivite düzenleme sistemlerini sürdürmeyi ve bitkilere enerji sağlamayı amaçlar.

Evrimsel veya filogenetik adaptasyonlar(filojeni - biyolojik bir türün zaman içinde gelişimi) - bunlar evrimsel süreç sırasında genetik mutasyonlar, seçim temelinde ortaya çıkan ve kalıtsal olan adaptasyonlardır. Bitkilerin hayatta kalması için en güvenilir olanlardır.

Evrim sürecindeki her bitki türü, varoluş koşulları ve işgal ettiği ekolojik niş için uyarlanabilirlik, organizmanın çevreye istikrarlı bir şekilde adaptasyonu için belirli ihtiyaçlar geliştirmiştir. Spesifik bitki türlerinin nem ve gölge toleransı, ısı direnci, soğuğa dayanıklılık ve diğer ekolojik özellikleri, ilgili koşulların uzun süreli etkisi sonucunda oluşmuştur. Böylece, sıcağı seven ve kısa gün bitkileri güney enlemlerinin, daha az ısı gerektiren ve uzun gün bitkileri kuzey enlemlerinin karakteristiğidir. Kserofit bitkilerinin kuraklığa karşı sayısız evrimsel adaptasyonu iyi bilinmektedir: suyun ekonomik kullanımı, derin kök sistemi, yaprak dökülmesi ve uyku durumuna geçiş ve diğer adaptasyonlar.

Bu bağlamda, tarımsal bitki çeşitleri, üreme ve üretim biçimlerinin seçiminin gerçekleştirildiği çevresel faktörlere tam olarak direnç gösterir. Seçim, bazı olumsuz faktörlerin sürekli etkisinin arka planına karşı birkaç ardışık nesilde gerçekleşirse, çeşitliliğin buna karşı direnci önemli ölçüde artırılabilir. Güneydoğu Tarım Araştırma Enstitüsü (Saratov) tarafından yetiştirilen çeşitlerin, Moskova bölgesinin üreme merkezlerinde oluşturulan çeşitlerden kuraklığa daha dayanıklı olması doğaldır. Aynı şekilde, elverişsiz toprak ve iklim koşullarına sahip ekolojik bölgelerde, dirençli yerel bitki çeşitleri oluşmuş ve endemik bitki türleri, habitatlarında ifade edilen stresörlere karşı dirençlidir.

Tüm Rusya Bitki Endüstrisi Enstitüsü koleksiyonundan bahar buğdayı çeşitlerinin direncinin karakterizasyonu (Semenov ve diğerleri, 2005)

Çeşitlilik	Menşei	Sürdürülebilirlik
Enita	Moskova bölgesi	Orta kuraklığa dayanıklı
Saratovskaya 29	Saratov bölgesi	kuraklığa dayanıklı
kuyruklu yıldız	Sverdlovsk bölgesi.	kuraklığa dayanıklı
karazino	Brezilya	aside dayanıklı
Prelüd	Brezilya	aside dayanıklı
Kolonyalar	Brezilya	aside dayanıklı
Thrintanice	Brezilya	aside dayanıklı
PPG-56	Kazakistan	tuza dayanıklı
Oş	Kırgızistan	tuza dayanıklı
Surkhak 5688	Tacikistan	tuza dayanıklı
meze	Norveç	tuza dayanıklı

Doğal bir ortamda, çevresel koşullar genellikle çok hızlı değişir ve stres faktörünün zarar verici düzeye ulaştığı süre, evrimsel adaptasyonların oluşması için yeterli değildir. Bu durumlarda bitkiler kalıcı değil, oluşumu genetik olarak önceden belirlenmiş (belirlenmiş) stres etkeni kaynaklı savunma mekanizmalarını kullanır.

Ontogenetik (fenotipik) uyarlamalar genetik mutasyonlarla ilişkili değildir ve kalıtsal değildir. Bu tür adaptasyonların oluşumu nispeten uzun bir zaman gerektirir, bu nedenle bunlara uzun vadeli adaptasyonlar denir. Bu mekanizmalardan biri, kuraklık, tuzluluk, düşük sıcaklıklar ve diğer stres faktörlerinin neden olduğu su eksikliği koşulları altında bir dizi bitkinin su tasarrufu sağlayan CAM tipi bir fotosentez yolu oluşturma yeteneğidir.

Bu adaptasyon, normal koşullarda inaktif olan fosfoenolpiruvat karboksilaz geninin ekspresyonunun indüklenmesi ve CO2 alımının CAM yolunun diğer enzimlerinin genlerinin, ozmolitlerin (prolin) biyosentezi ile antioksidan aktivasyonu ile ilişkilidir. sistemler ve stoma hareketlerinin günlük ritimlerindeki değişikliklerle. Bütün bunlar çok ekonomik su tüketimine yol açar.

Tarla bitkilerinde, örneğin mısırda, normal büyüme koşulları altında aerenkima yoktur. Ancak köklerdeki dokularda sel ve oksijen eksikliği koşulları altında, kök ve gövdenin birincil korteksindeki hücrelerin bazıları ölür (apoptoz veya programlanmış hücre ölümü). Yerlerinde, oksijenin bitkinin hava kısmından kök sistemine taşındığı boşluklar oluşur. Hücre ölümü için sinyal, etilenin sentezidir.

Acil uyum yaşam koşullarındaki hızlı ve yoğun değişimlerle ortaya çıkar. Şok koruyucu sistemlerin oluşumu ve işleyişine dayanmaktadır. Şok savunma sistemleri, örneğin, sıcaklıktaki hızlı bir artışa tepki olarak oluşan ısı şoku protein sistemini içerir. Bu mekanizmalar, zarar verici bir faktörün etkisi altında hayatta kalmak için kısa vadeli koşullar sağlar ve böylece daha güvenilir uzun vadeli özel adaptasyon mekanizmalarının oluşumu için ön koşulları yaratır. Özel adaptasyon mekanizmalarına bir örnek, düşük sıcaklıklarda yeni antifriz proteinlerinin oluşumu veya kışlık mahsullerin kışlanması sırasında şekerlerin sentezidir. Aynı zamanda, faktörün zarar verici etkisi vücudun koruyucu ve onarıcı yeteneklerini aşarsa, kaçınılmaz olarak ölüm meydana gelir. Bu durumda, organizma, aşırı faktörün yoğunluğuna ve süresine bağlı olarak, acil veya özel adaptasyon aşamasında ölür.

Ayırmak özel ve spesifik olmayan (genel) stresörlere bitki tepkileri.

Spesifik olmayan reaksiyonlar oyunculuk faktörünün doğasına bağlı değildir. Yüksek ve düşük sıcaklıklar, nem eksikliği veya fazlalığı, toprakta yüksek konsantrasyonlarda tuz veya havadaki zararlı gazların etkisi altında aynıdırlar. Her durumda, bitki hücrelerinde zarların geçirgenliği artar, solunum bozulur, maddelerin hidrolitik ayrışması artar, etilen ve absisik asit sentezi artar ve hücre bölünmesi ve uzaması engellenir.

Tablo, çeşitli çevresel faktörlerin etkisi altında bitkilerde meydana gelen spesifik olmayan değişikliklerin bir kompleksini göstermektedir.

Stresli koşulların etkisi altında bitkilerde fizyolojik parametrelerdeki değişiklikler (G.V., Udovenko, 1995'e göre)

Seçenekler	Koşullar altında parametrelerdeki değişimin doğası
Seçenekler	kuraklıklar	tuzluluk	Yüksek sıcaklık	düşük sıcaklık
Dokulardaki iyon konsantrasyonu	büyüyen	büyüyen	büyüyen	büyüyen
Hücredeki su aktivitesi	düşmek	düşmek	düşmek	düşmek
Hücrenin ozmotik potansiyeli	büyüyen	büyüyen	büyüyen	büyüyen
Su tutma kapasitesi	büyüyen	büyüyen	büyüyen	—
Su kıtlığı	büyüyen	büyüyen	büyüyen	—
protoplazma geçirgenliği	büyüyen	büyüyen	büyüyen	—
terleme hızı	düşmek	düşmek	büyüyen	düşmek
terleme verimliliği	düşmek	düşmek	düşmek	düşmek
Solunumun enerji verimliliği	düşmek	düşmek	düşmek	—
Solunum yoğunluğu	büyüyen	büyüyen	büyüyen	—
fotofosforilasyon	azalır	azalır	—	azalır
Nükleer DNA'nın stabilizasyonu	büyüyen	büyüyen	büyüyen	büyüyen
DNA'nın fonksiyonel aktivitesi	azalır	azalır	azalır	azalır
prolin konsantrasyonu	büyüyen	büyüyen	büyüyen	—
Suda çözünür proteinlerin içeriği	büyüyen	büyüyen	büyüyen	büyüyen
sentetik reaksiyonlar	bastırılmış	bastırılmış	bastırılmış	bastırılmış
Kökler tarafından iyon alımı	bastırılmış	bastırılmış	bastırılmış	bastırılmış
Maddelerin taşınması	Bunalımlı	Bunalımlı	Bunalımlı	Bunalımlı
pigment konsantrasyonu	düşmek	düşmek	düşmek	düşmek
hücre bölünmesi	yavaşlamak	yavaşlamak	—	—
hücre germe	bastırılmış	bastırılmış	—	—
Meyve elementlerinin sayısı	Azaltışmış	Azaltışmış	Azaltışmış	Azaltışmış
Organ yaşlanması	hızlandırılmış	hızlandırılmış	hızlandırılmış	—
biyolojik hasat	eski sürüm	eski sürüm	eski sürüm	eski sürüm

Tablodaki verilere dayanarak, bitkilerin çeşitli faktörlere karşı direncine tek yönlü fizyolojik değişikliklerin eşlik ettiği görülebilir. Bu, bir faktöre karşı bitki direncindeki bir artışın, diğerine dirençte bir artışın eşlik edebileceğine inanmak için sebep verir. Bu, deneylerle doğrulanmıştır.

Rusya Bilimler Akademisi Bitki Fizyolojisi Enstitüsünde (Vl. V. Kuznetsov ve diğerleri) yapılan deneyler, pamuk bitkilerinin kısa süreli ısıl işlemine, sonraki tuzlaşmaya karşı dirençlerinde bir artış eşlik ettiğini göstermiştir. Bitkilerin tuzluluğa adaptasyonu, yüksek sıcaklıklara karşı dirençlerinin artmasına neden olur. Isı şoku, bitkilerin sonraki kuraklığa uyum sağlama yeteneğini arttırır ve tersine, kuraklık sürecinde vücudun yüksek sıcaklığa karşı direnci artar. Yüksek sıcaklıklara kısa süreli maruz kalma, ağır metallere ve UV-B radyasyonuna karşı direnci artırır. Önceki kuraklık, bitkilerin tuzluluk veya soğukluk koşullarında hayatta kalmasını desteklemektedir.

Farklı nitelikteki bir faktöre adaptasyonun bir sonucu olarak vücudun belirli bir çevresel faktöre karşı direncini artırma sürecine denir. çapraz adaptasyon.

Genel (spesifik olmayan) direnç mekanizmalarını incelemek için büyük ilgi, bitkilerin bitkilerde su eksikliğine neden olan faktörlere tepkisidir: tuzluluk, kuraklık, düşük ve yüksek sıcaklıklar ve diğerleri. Tüm organizma düzeyinde, tüm bitkiler su eksikliğine aynı şekilde tepki verir. Sürgün büyümesinin inhibisyonu, kök sisteminin büyümesinin artması, absisik asit sentezi ve stoma iletkenliğinde azalma ile karakterizedir. Bir süre sonra alt yapraklar hızla yaşlanır ve ölümleri görülür. Tüm bu reaksiyonlar, buharlaşan yüzeyi azaltarak ve ayrıca kökün emme aktivitesini artırarak su tüketimini azaltmayı amaçlar.

Spesifik reaksiyonlar herhangi bir stres faktörünün etkisine verilen tepkilerdir. Böylece fitoaleksinler (antibiyotik özellikli maddeler) bitkilerde patojenlerle (patojenler) temasa tepki olarak sentezlenir.

Tepkilerin özgüllüğü veya özgüllüğü, bir yandan bir bitkinin çeşitli stres etkenlerine karşı tutumunu ve diğer yandan farklı tür ve çeşitlerdeki bitkilerin aynı stres etkenine karşı karakteristik tepkilerini ifade eder.

Bitkilerin spesifik ve spesifik olmayan tepkilerinin tezahürü, stresin gücüne ve gelişme hızına bağlıdır. Stres yavaş gelişirse ve vücudun onu yeniden inşa etmek ve buna uyum sağlamak için zamanı varsa, spesifik tepkiler daha sık ortaya çıkar. Spesifik olmayan reaksiyonlar genellikle stres etkeninin daha kısa ve daha güçlü etkisiyle ortaya çıkar. Spesifik olmayan (genel) direnç mekanizmalarının işleyişi, bitkinin, yaşam koşullarındaki normdan herhangi bir sapmaya yanıt olarak özel (spesifik) adaptasyon mekanizmalarının oluşumu için büyük enerji harcamalarından kaçınmasını sağlar.

Bitkinin strese karşı direnci, ontojeni aşamasına bağlıdır. Uyuyan bir durumda en kararlı bitkiler ve bitki organları: tohumlar, soğanlar şeklinde; odunsu uzun ömürlü - yaprak düştükten sonra derin bir uyku hali durumunda. Bitkiler en çok genç yaşta hassastır, çünkü stres koşulları altında ilk etapta büyüme süreçleri zarar görür. İkinci kritik dönem gamet oluşumu ve döllenme dönemidir. Bu dönemde stresin etkisi bitkilerin üreme fonksiyonlarında azalmaya ve verimde azalmaya neden olur.

Stres koşulları tekrarlanırsa ve yoğunluğu düşükse, bitkilerin sertleşmesine katkıda bulunurlar. Bu, düşük sıcaklıklara, ısıya, tuzluluğa ve havadaki artan zararlı gaz içeriğine karşı direnci artırma yöntemlerinin temelidir.

Güvenilirlik Bir bitki organizmasının tanımı, biyolojik organizasyonun farklı seviyelerindeki (moleküler, hücre altı, hücresel, doku, organ, organizma ve popülasyon) başarısızlıkları önleme veya ortadan kaldırma yeteneği ile belirlenir.

Olumsuz faktörlerin etkisi altında bitkilerin yaşamlarında bozulmaları önlemek için prensipler, fazlalık, işlevsel olarak eşdeğer bileşenlerin heterojenliği, kayıp yapıların onarımı için sistemler.

Yapıların ve işlevselliğin fazlalığı, sistemlerin güvenilirliğini sağlamanın ana yollarından biridir. Fazlalık ve fazlalığın birden çok tezahürü vardır. Hücre altı düzeyde, genetik materyalin rezervasyonu ve çoğaltılması, bitki organizmasının güvenilirliğinin artmasına katkıda bulunur. Bu, örneğin DNA'nın çift sarmalı tarafından, ploidi artırılarak sağlanır. Bitki organizmasının değişen koşullar altında işleyişinin güvenilirliği, çeşitli haberci RNA moleküllerinin varlığı ve heterojen polipeptitlerin oluşumu ile de desteklenmektedir. Bunlar, aynı reaksiyonu katalize eden, ancak fizikokimyasal özellikleri ve değişen çevresel koşullar altında moleküler yapının stabilitesi bakımından farklılık gösteren izoenzimleri içerir.

Hücresel düzeyde, bir fazlalık örneği, hücresel organellerin fazlalığıdır. Böylece mevcut kloroplastların bir kısmının bitkiye fotosentez ürünleri sağlamaya yeterli olduğu tespit edilmiştir. Kalan kloroplastlar olduğu gibi yedekte kalır. Aynısı toplam klorofil içeriği için de geçerlidir. Fazlalık, birçok bileşiğin biyosentezi için büyük bir öncül birikiminde de kendini gösterir.

Organizma düzeyinde, fazlalık ilkesi, büyük miktarda polen, ovül, tohumda nesillerin değişmesi için gerekli olandan daha fazla sürgün, çiçek, spikelet oluşumu ve farklı zamanlarda döşenmesinde ifade edilir.

Nüfus düzeyinde, fazlalık ilkesi, belirli bir stres faktörüne direnç bakımından farklılık gösteren çok sayıda bireyde kendini gösterir.

Onarım sistemleri ayrıca farklı seviyelerde çalışır - moleküler, hücresel, organizma, popülasyon ve biyosenotik. Onarıcı süreçler, enerji ve plastik maddelerin harcanmasıyla devam eder, bu nedenle onarım ancak yeterli bir metabolik hız korunursa mümkündür. Metabolizma durursa, onarım da durur. Dış ortamın aşırı koşullarında, onarım süreçleri için enerji sağlayan solunum olduğundan, solunumun korunması özellikle önemlidir.

Uyarlanmış organizmaların hücrelerinin indirgeme yeteneği, proteinlerinin denatürasyona karşı direnciyle, yani proteinin ikincil, üçüncül ve dördüncül yapısını belirleyen bağların stabilitesi ile belirlenir. Örneğin, olgun tohumların yüksek sıcaklıklara direnci, genellikle dehidrasyondan sonra proteinlerinin denatürasyona dirençli hale gelmesiyle ilişkilidir.

Solunum için bir substrat olarak ana enerji materyali kaynağı fotosentezdir, bu nedenle hücrenin enerji arzı ve ilgili onarım süreçleri, fotosentetik aparatın stabilitesine ve hasardan kurtulma yeteneğine bağlıdır. Bitkilerde aşırı koşullar altında fotosentezi sürdürmek için, tilakoid membran bileşenlerinin sentezi aktive edilir, lipid oksidasyonu engellenir ve plastid ultrastrüktür geri yüklenir.

Organizma düzeyinde, rejenerasyonun bir örneği, büyüme noktaları hasar gördüğünde uyku halindeki tomurcukların uyanması olan yedek sürgünlerin gelişmesidir.

Bir hata bulursanız, lütfen bir metin parçasını vurgulayın ve tıklayın. Ctrl+Enter.

Evrim sürecinde, doğal seleksiyon ve var olma mücadelesi sonucunda organizmaların belirli yaşam koşullarına adaptasyonları (adaptasyonları) ortaya çıkar. Evrimin kendisi, esasen, aşağıdaki şemaya göre meydana gelen sürekli bir adaptasyon oluşumu sürecidir: üreme yoğunluğu -> varoluş mücadelesi -> seçici ölüm -> doğal seleksiyon -> uygunluk.

Adaptasyonlar, organizmaların yaşam süreçlerinin farklı yönlerini etkiler ve bu nedenle çeşitli tiplerde olabilir.

morfolojik uyarlamalar

Vücudun yapısındaki bir değişiklikle ilişkilidirler. Örneğin, su kuşlarında (amfibiler, kuşlar vb.) ayak parmakları arasındaki zarların görünümü, kuzey memelilerde kalın bir ceket, bataklık kuşlarında uzun bacaklar ve uzun boyun, yırtıcı yırtıcılarda esnek bir vücut (örneğin, gelinciklerde) ), vb. Sıcak kanlı hayvanlarda, kuzeye doğru hareket ederken, ortalama vücut büyüklüğünde bir artış (Bergmann kuralı) not edilir, bu da göreceli yüzey ve ısı transferini azaltır. Dip balıklarında düz bir gövde oluşur (vatoz, pisi balığı vb.). Kuzey enlemlerindeki ve yüksek dağlık bölgelerdeki bitkiler genellikle sürünen ve yastık şeklinde biçimlere sahiptir, kuvvetli rüzgarlardan daha az zarar görür ve toprak tabakasında güneş tarafından daha iyi ısıtılır.

koruyucu renklendirme

Avcılara karşı etkili koruma araçlarına sahip olmayan hayvan türleri için koruyucu renklendirme çok önemlidir. Onun sayesinde hayvanlar yerde daha az görünür hale geliyor. Örneğin, yumurtadan çıkan dişi kuşlar bölgenin arka planından neredeyse ayırt edilemez. Kuş yumurtaları da bölgenin rengine uygun olarak renklendirilir. Dip balıkları, çoğu böcek ve diğer birçok hayvan türü koruyucu bir renge sahiptir. Kuzeyde, karda kamufle etmeye yardımcı olan beyaz veya açık renklenme daha yaygındır (kutup ayıları, kutup baykuşları, kutup tilkileri, pinniped yavrular - beyaz yavrular, vb.). Bir dizi hayvan, açık ve koyu şeritler veya noktalar arasında değişen bir renklenme geliştirerek, onları çalılarda ve sık çalılıklarda (kaplanlar, genç yaban domuzları, zebralar, benekli geyikler, vb.) daha az fark edilir hale getirdi. Bazı hayvanlar, koşullara bağlı olarak çok hızlı renk değiştirebilirler (bukalemunlar, ahtapotlar, pisi balığı vb.).

Kılık değiştirmek

Kılık değiştirmenin özü, vücudun şeklinin ve renginin hayvanları yaprak, düğüm, dal, ağaç kabuğu veya bitki dikeni gibi göstermesidir. Genellikle bitkiler üzerinde yaşayan böceklerde bulunur.

Uyarı veya tehdit edici renklenme

Zehirli veya kokulu bezleri olan bazı böcek türlerinin parlak bir uyarı rengi vardır. Bu nedenle, bir kez onlarla karşılaşan avcılar bu rengi uzun süre hatırlar ve artık bu tür böceklere (örneğin, eşekarısı, yaban arıları, uğur böceği, Colorado patates böcekleri ve diğerleri) saldırmaz.

taklit

Taklit, zehirli benzerlerini taklit eden zararsız hayvanların renk ve vücut şeklidir. Örneğin, bazı zehirsiz yılanlar zehirli yılanlara benziyor. Ağustos böcekleri ve cırcır böcekleri büyük karıncalara benzer. Bazı kelebeklerin kanatlarında yırtıcı hayvanların gözlerine benzeyen büyük noktalar bulunur.

Fizyolojik adaptasyonlar

Bu tür adaptasyon, organizmalarda metabolizmanın yeniden yapılandırılması ile ilişkilidir. Örneğin, kuşlarda ve memelilerde sıcak kanlılık ve termoregülasyonun ortaya çıkması. Daha basit durumlarda, bu, belirli gıda biçimlerine, ortamın tuz bileşimine, yüksek veya düşük sıcaklıklara, toprak ve havanın nemine veya kuruluğuna vb. uyumdur.

biyokimyasal adaptasyonlar

davranışsal uyarlamalar

Bu tür adaptasyon, belirli koşullardaki davranış değişikliği ile ilişkilidir. Örneğin, yavrulara bakmak, genç hayvanların daha iyi hayatta kalmasını sağlar ve popülasyonlarının direncini artırır. Çiftleşme mevsimi boyunca, birçok hayvan ayrı aileler oluşturur ve kışın sürüler halinde birleşirler, bu da yiyeceklerini veya korunmalarını kolaylaştırır (kurtlar, birçok kuş türü).

Periyodik çevresel faktörlere uyarlamalar

Bunlar, tezahürlerinde belirli bir periyodikliğe sahip olan çevresel faktörlere adaptasyonlardır. Bu tür, günlük aktivite ve dinlenme dönemlerini, kısmi veya tam anabiyoz (yaprakların dökülmesi, hayvanların kış veya yaz diyapozları vb.), mevsimsel değişikliklerin neden olduğu hayvan göçlerini vb.

Aşırı yaşam koşullarına uyarlamalar

Çöllerde ve kutup bölgelerinde yaşayan bitki ve hayvanlar da bir takım özel adaptasyonlar kazanırlar. Kaktüslerde yapraklar dikenlere dönüşmüştür (buharlaşmayı azaltmak ve hayvanlar tarafından yenmeye karşı korumak için) ve gövde fotosentetik bir organ ve rezervuar haline gelmiştir. Çöl bitkilerinin uzun bir kök sistemi vardır, bu da onların büyük derinliklerden su çekmelerini sağlar. Çöl kertenkeleleri böcekleri yiyerek ve yağlarını hidrolize ederek su elde ederek susuz yaşayabilirler. Kuzey hayvanlarında, kalın kürke ek olarak, vücudun soğumasını azaltan büyük bir deri altı yağ kaynağı da vardır.

Adaptasyonların göreceli doğası

Tüm uyarlamalar, yalnızca geliştirdikleri belirli koşullar için uygundur. Bu koşullar değiştiğinde, adaptasyonlar değerlerini kaybedebilir ve hatta onlara sahip olan organizmalara zarar verebilir. Karda kendilerini iyi koruyan tavşanların beyaz rengi, az kar yağışı veya şiddetli çözülmelerin olduğu kış aylarında tehlikeli hale gelir.

Adaptasyonların göreceli doğası, yaşam koşullarındaki değişimden sağ çıkamayan büyük hayvan ve bitki gruplarının neslinin tükendiğine tanıklık eden paleontolojik verilerle de kanıtlanmıştır.

Olumsuz iklim koşullarında hayatta kalabilmek için bitkiler, hayvanlar ve kuşlar bazı özelliklere sahiptir. Bu özelliklere "fizyolojik adaptasyonlar" denir ve örnekleri insanlar dahil hemen hemen her memeli türünde görülebilir.

Neden fizyolojik adaptasyona ihtiyacımız var?

Dünyanın bazı bölgelerindeki yaşam koşulları tamamen rahat değil, ancak çeşitli vahşi yaşam temsilcileri var. Bu hayvanların düşmanca ortamı terk etmemesinin birkaç nedeni var.

Her şeyden önce, belirli bir bölgede belirli bir tür zaten var olduğunda iklim koşulları değişebilir. Bazı hayvanlar göçe adapte değildir. Bölgesel özelliklerin göçe izin vermemesi de mümkündür (adalar, dağ platoları vb.). Belirli bir tür için, değişen yaşam koşulları hala başka herhangi bir yerden daha uygun olmaya devam ediyor. Ve fizyolojik adaptasyon, soruna en iyi çözümdür.

Adaptasyon ile ne kastedilmektedir?

Fizyolojik adaptasyon, organizmaların belirli bir habitatla uyumudur. Örneğin, sakinlerinin çölünde konforlu bir konaklama, yüksek sıcaklıklara uyum sağlamalarından ve suya erişim eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Adaptasyon, organizmalarda, çevrenin herhangi bir unsuruyla iyi geçinmelerine izin veren belirli işaretlerin ortaya çıkmasıdır. Vücuttaki belirli mutasyonlar sürecinde ortaya çıkarlar. Dünyada örnekleri çok iyi bilinen fizyolojik adaptasyonlar, örneğin bazı hayvanlarda (yarasalar, yunuslar, baykuşlar) ekolokasyon yeteneğidir. Bu yetenek, sınırlı aydınlatmalı bir alanda (karanlıkta, suda) gezinmelerine yardımcı olur.

Fizyolojik adaptasyon, çevredeki belirli patojenik faktörlere karşı bir dizi vücut reaksiyonudur. Organizmalara daha fazla hayatta kalma olasılığı sağlar ve bir popülasyondaki güçlü ve dirençli organizmaların doğal seçilim yöntemlerinden biridir.

Fizyolojik adaptasyon türleri

Organizmanın adaptasyonu ayırt edilir genotipik ve fenotipik. Genotipik, tüm bir türün veya popülasyonun organizmalarında değişikliklere yol açan doğal seçilim ve mutasyonların koşullarına dayanır. Modern hayvan, kuş ve insan türleri bu tür bir adaptasyon sürecinde oluştu. Genotipik adaptasyon şekli kalıtsaldır.

Fenotipik adaptasyon biçimi, belirli iklim koşullarında konforlu bir konaklama için belirli bir organizmadaki bireysel değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Agresif bir ortama sürekli maruz kalma nedeniyle de gelişebilir. Sonuç olarak, vücut koşullarına karşı direnç kazanır.

Karmaşık ve çapraz uyarlamalar

Karmaşık uyarlamalar belirli iklim koşullarında kendini gösterir. Örneğin, kuzey bölgelerinde uzun süre kalma sırasında vücudun düşük sıcaklıklara adaptasyonu. Bu adaptasyon şekli, başka bir iklim bölgesine taşınırken her insanda gelişir. Belirli bir organizmanın özelliklerine ve sağlığına bağlı olarak, bu adaptasyon şekli farklı şekillerde ilerler.

Çapraz adaptasyon, bir faktöre karşı direnç gelişiminin bu grubun tüm faktörlerine karşı direnci arttırdığı bir vücut alışkanlığı şeklidir. Bir kişinin strese fizyolojik uyumu, soğuk gibi diğer bazı faktörlere karşı direncini arttırır.

Olumlu çapraz uyarlamalar temelinde, kalp kasını güçlendirmek ve kalp krizlerini önlemek için bir dizi önlem geliştirildi. Doğal koşullar altında, yaşamlarında daha sık stresli durumlarla karşılaşan kişiler, miyokard enfarktüsünün sonuçlarına sakin bir yaşam tarzı sürdürenlere göre daha az duyarlıdır.

Uyarlanabilir reaksiyon türleri

Vücudun iki tür adaptif reaksiyonu vardır. İlk tip "pasif uyarlamalar" olarak adlandırılır. Bu reaksiyonlar hücresel düzeyde gerçekleşir. Organizmanın olumsuz bir çevresel faktörün etkilerine karşı direnç derecesinin oluşumunu karakterize ederler. Örneğin, atmosfer basıncındaki bir değişiklik. Pasif adaptasyon, atmosfer basıncındaki küçük dalgalanmalarla vücudun normal işlevselliğini korumanıza izin verir.

Pasif tipteki hayvanlarda en iyi bilinen fizyolojik adaptasyonlar, canlı organizmanın soğuğun etkilerine karşı koruyucu tepkileridir. Yaşam süreçlerinin yavaşladığı kış uykusu, bazı bitki ve hayvan türlerinin doğasında vardır.

İkinci tip adaptif reaksiyonlara aktif denir ve patojenik faktörlere maruz kaldığında vücudun koruyucu önlemleri anlamına gelir. Bu durumda, vücudun iç ortamı sabit kalır. Bu tür adaptasyon, oldukça gelişmiş memelilerde ve insanlarda doğaldır.

Fizyolojik adaptasyon örnekleri

Bir kişinin fizyolojik adaptasyonu, çevresi ve yaşam tarzı için standart olmayan tüm durumlarda kendini gösterir. İklimlendirme, uyarlamaların en ünlü örneğidir. Farklı organizmalar için bu süreç farklı hızlarda gerçekleşir. Bazılarının yeni koşullara alışması birkaç gün sürer, çoğu için aylar sürer. Ayrıca, alışma oranı alışılmış çevre ile olan farklılığın derecesine bağlıdır.

Agresif habitatlarda, birçok memeli ve kuş, fizyolojik adaptasyonlarını oluşturan bir dizi karakteristik vücut reaksiyonuna sahiptir. Örnekler (hayvanlarda) hemen hemen her iklim kuşağında gözlemlenebilir. Örneğin, çöl sakinleri, suyu oksitleyen ve oluşturan deri altı yağ rezervleri biriktirir. Bu süreç kuraklık döneminin başlangıcından önce gözlenir.

Bitkilerde fizyolojik adaptasyon da gerçekleşir. Ama o pasif. Böyle bir adaptasyonun bir örneği, soğuk mevsim başladığında ağaçların yapraklarının dökülmesidir. Böbreklerin yerleri, onları düşük sıcaklıkların ve rüzgarla karların zararlı etkilerinden koruyan pullarla kaplıdır. Bitkilerdeki metabolik süreçler yavaşlar.

Morfolojik adaptasyon ile birlikte, organizmanın fizyolojik reaksiyonları, olumsuz koşullar altında ve çevredeki şiddetli değişiklikler altında yüksek düzeyde hayatta kalma sağlar.