Виды адаптации живых организмов. Виды адаптации в окружающей среде

Адаптации организмов к условиям среды

Адаптации – различные приспособления к среде обитания, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции. Адапта­ции проявляются на разных уровнях организации живой ма­терии: от молекулярного до биоценотического. Способность к адаптации – одно из базовых свойств живой материи, обес­печивающее возможность ее существования. Адаптации раз­виваются под действием трех базовых факторов: наследствен­ность, изменчивость и естественный (а также искусственный) отбор.

Существуют три базовых пути приспособления организ­мов к условиям окружающей среды: активный путь, пассив­ный путь и избегание неблагоприятных воздействий.

Активный путь – усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществлять всœе жиз­ненные функции организма, несмотря на отклонения факто­ра от оптимума. К примеру, поддержание постоянной темпе­ратуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитаю­щих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.

Избегание неблагоприятных воздействий – выработка орга­низмом таких жизненных циклов и поведения, которые по­зволяют избежать неблагоприятных воздействий. К примеру, сезонные миграции животных.

Пассивный путь – подчинœение жизненных функций орга­низма изменению факторов среды Покой должна быть разным по глубинœе и продолжительности, многие функции организма при этом ослабевают или не выполняются совсœем, так как уро­вень обмена веществ падает под влиянием внешних и внутрен­них факторов. При глубоком подавлении обмена веществ организмы могут вообще не проявлять видимых признаков жизни. Полная временная остановка жизни получила название анабиоза . В состоянии анабиоза организмы становятся устойчи­выми к разнообразным воздействиям. В сухом состоянии, когда в клетках оставалось не более 2% воды в химически связанном виде, такие организмы, как коловратки, тихоходки, мелкие нематоды, семена и споры рас­тений, споры бактерий и грибов выдерживали пребывание в жидком кислороде (-218,4 °С), жидком водороде (-259,4 °С), жидком гелии (‑269,0 °С). Всякий обмен веществ прекращен. Анабиоз достаточно редкое явление и является крайним состоянием покоя в живой природе, состояние анабиоза возможно лишь при почти полном обезвоживании организмов. Гораздо шире распространены в природе другие формы по­коя, связанные с состоянием пониженной жизнедеятельности в результате частичного угнетения метаболизма. Формы покоя в состоянии пониженной жизнедеятельности делят на гипобиоз (покой вынужденный ) и криптобиоз (покой физиологический ) . При гипобиозе торможение активнос­ти, или оцепенение, возникает под прямым давлением неблаго­приятных условий (при недос­татке тепла, воды, кислорода и т. п.) и прекращается почти сразу после того, как эти условия возвращаются к норме (некоторые морозостойкие виды членистоногих (коллемболы, ряд мух, жужелицы и др.) зимуют в состоянии оцепе­нения, быстро оттаивая и переходя к активности под лучами солнца, а затем вновь теряют подвижность при снижении тем­пературы). Криптобиоз – принципиально другой тип покоя, он связан с комплексом физиологических перестроек, кото­рые происходят заблаговременно, до наступления неблагопри­ятных сезонных изменений, и организмы оказываются к ним готовы. Криптобиоз широко распространен в живой природе (характерно, к примеру, для семян растений, цист и спор различных микроорганизмов, грибов, водорослей, спячка млекопи­тающих, глубокий покой растений). Состояния гипобиоза, криптобиоза и анабиоза обеспечива­ют выживание видов в природных условиях разных широт, часто экстремальных, позволяют сохранять организмы в тече­ние длительных неблагоприятных периодов, расселяться в про­странстве и во многом раздвигают границы возможности и рас­пространенияжизни в целом.

Обычно приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всœех трех возможных путей адаптации.

Основные механизмы адаптации на уровне организма:

Биохимические адаптации – изменения во внутриклеточных процессах (к примеру, смена работы ферментов или изменение их количества).

Морфо-анатомические адаптации – изменения в строении орга­низма (к примеру, видоизменение листа в колючку у кактусов для снижения потерь воды, яркая окраска цветков для при­влечения опылителœей и др.). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определœенных жизненных форм.

Физиологические адаптации – изменения в физиологии орга­низма (к примеру, способность верблюда обеспечивать орга­низм влагой путем окисления запасов жира, наличие целлюлозоразрушающих ферментов у целлюлозоразрушающих бактерий и др.).

Этологические (поведенческие) адаптации – изменения в поведении (к примеру, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период, брачные игры у птиц и млекопитающих в период размножения и др.). Этоло­гические адаптации характерны для животных.

Онтогенетические адаптации – ускорение или замедление индивидуального развития, способствующие выживанию при изменении условий.

Адаптации организмов к условиям среды - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Адаптации организмов к условиям среды" 2014, 2015.

Cтраница 1

Основная биологическая роль поведенческих адаптации заключается в создании условий для более экономного расходования энергии на терморегуляцию, снижения напряженности физиологических терморегуляторных функций.  

У кечуа наблюдается также поведенческая адаптация к окружающей среде. На высоте 4000 м температуры воздуха в самом холодном месяце падают до нескольких градусов ниже нуля, и внутри неотапливаемых каменных домов температуры могут понижаться до 4 С. Чтобы бороться с холодом, семьи обычно спят группами по двое или больше. Однако Ханна отметил, что дети вечером перед сном все же испытывают определенный холодовый стресс.  

Отсюда следует, что спецификация поведенческой адаптации к определенным ситуациям является функцией, которая зависит от оценки вероятности связи, а последняя - от мотивации или безусловного стимулятор-ного механизма.  

Синапс нейрона.

Паркинсона и myastenia gravis, возникающие в результате нарушения синаптической функции. Возможная роль синапсов в поведенческой адаптации путем тренировки и обучения, наркомания и старение обсуждаются в гл.  

Водный обмен у кенгуровой крысы в экспериментальных условиях. Животное получало только ту воду, которая содержалась в пище.

Кенгуровая крыса (Dipodomys) выделяется среди млекопитающих своей удивительной способностью переносить засушливые условия, характерные для пустынь Северной Америки. Она прекрасно чувствует себя в этих условиях благодаря уникальному сочетанию морфологических, физиологических и поведенческих адаптации. Потеря воды с выдыхаемым воздухом снижается у нее за счет того, что выдыхаемый воздух имеет более низкую температуру, чем внутренние области тела. При вдохе воздух забирает тепло в носовых ходах и охлаждает их. Во время выдоха водяные пары, содержащиеся в теплом воздухе, конденсируются на слизистой носа, и таким образом вода задерживается. Питается кенгуровая крыса сухими семенами и другой сухой растительной пищей и совсем не пьет. Единственные источники воды для нее - это вода, образующаяся в организме в процессе тканевого дыхания, и те очень малые количества воды, которые содержатся в пище.  

Одновременно с развитием гребней присутствие хищника химическим путем определяет снижение размера яиц, а соответственно и вылупляющейся молоди дафний, а также длительности развития рачков до половозрелости. У взрослых особей в ответ на выделяемые хищниками вещества формируется и поведенческая адаптация в виде вертикальных перемещений.  

Реализация накопленной наследственной информации, проходящая в период до - и послеродового созревания, является основой каждого индивидуального учебного процесса и поведенческой адаптации. Филогенез по своей природе представляет расширение и оптимизацию учебных механизмов, совершенствование индивидуальных адаптивных способностей.  

Степень, в которой животные способны генерировать и сохранять тепло, зависит от физиологических механизмов, свойственных данной филогенетической группе. Все беспозвоночные, рыбы, амфибии и рептилии лишены физиологических механизмов, позволяющих поддерживать температуру тела в узких границах, хотя часто это компенсируется поведенческими адаптациями. Таких животных называют пойкилотермными (от греч. Поскольку для повышения температуры тела они используют в основном тепло окружающей среды, используют и другой термин - эктотерм-ные животные (от греч.  

Понятие механизмы адаптации отражает представления о способах приспособления человека и общества к изменениям, происходящим в окружающей среде. Все множество таких механизмов может быть условно подразделено на две большие группы: биологических и внебиологических механизмов. К первой согласно Л. В. Максимовой уверенно можно отнести механизмы морфологической, физиологической, иммунологической, генетической и поведенческой адаптации, ко второй - социальное поведение и механизмы культурной адаптации. Менее определенное, промежуточное по отношению к двум названным группам место занимают механизмы репродуктивного поведения и психологической адаптации, объединяющие в себе черты как биологических, так и внебиологических механизмов адаптации.  

Проблемы, возникающие при изменении внешних условий, и потенциальные средства, с помощью которых данный организм может избежать вредных последствий этого изменения, непосредственно зависят от того, насколько быстро изменяется внешняя среда. Как правило, чем быстрее происходит изменение, тем сильнее будет его воздействие на организмы. Если переходный период измеряется секундами или минутами, организму может не хватить времени даже для поведенческой адаптации (например, для бегства), не говоря уже о создании какой-либо физиологической или биохимической защиты, которая могла бы обеспечить организму длительное успешное существование в изменившихся условиях. Если же внешняя среда изменяется медленно и постепенно - скажем, в течение недель, месяцев или, тем более, на протяжении жизни многих поколений, то времени может оказаться вполне достаточно для того, чтобы в клеточной биохимии организма произошли компенсаторные изменения. Иными словами (это опять-таки один из главных тезисов настоящей книги), чем большим временем располагает организм для адаптации, тем более основательно он может перестроить свои фундаментальные биохимические механизмы.  

Страницы:      1

Каждое живое существо, которое попадает в неизвестную обстановку, всегда проходит адаптацию. Касается это и человека. У одних людей она пролетает быстро и безболезненно, а у других тянется дни, недели и даже месяцы. Чтобы легче перенести этот период, необходимо знать, какие бывают виды адаптации, как ее облегчить.

Адаптация и её виды

Адаптация - процесс приспособления организма к условиям среды. Различают биологическую адаптацию, социальную и этническую. Последняя происходит на физиологическом уровне и выражается в изменении особенностей, функций организма (внутренних и внешних) во время смены условий среды. Биологическая адаптация бывает двух видов - фенотипическая (акклиматизация) и генотипическая. Акклиматизация - реакция организма на смену природных условий: давление, температуру, высоту над уровнем моря. Проявляется она в каждом случае по-разному. Так, у людей при повышении температуры воздуха активизируется потоотделение. Случаются бессонницы, возможен тепловой удар. Негативно сказывается и смена климатического пояса. В народе это называется «болезнью путешественника». Она сопровождается диареей, запором, отравлением или аллергией. Акклиматизация, которая занимает длительный период (года и десятилетия), называется генотипической, или эволюцией. Она передаётся по генам в качестве наследственных характеристик. Примером этого типа могут быть наследственные болезни, которые приобрели родители в период фенотипической адаптации. Таким образом, первый и второй виды адаптации, которые протекают на биологическом уровне, тесно связаны между собой.

Социальная адаптация

Под этим понятием подразумевают приспособление человека к новой социальной среде. В первую очередь это привыкание к условиям и характеру определённых социальных кругов, таких как детский сад, школа, университет, работа. Социальная адаптация оказывает огромное влияние на становление личности человека. Существует четыре ее стадии:

1. Начальная. Человек только начинает улавливать правила поведения общества.

2. Терпимость. Индивид и социальная среда признают друг друга.

3. Приспособление. Взаимные уступки между индивидом и социальной средой. Индивид признаёт ценности общества.

4. Полная адаптация. Человек полностью принимает общество.

Показателем степени описываемого процесса является высокий социальный статус и удовлетворение индивида социальной средой. Разновидностью социальной адаптации является этническая, которая подразумевает приспособление групп людей к особенностям их среды обитания (страны, области, региона). К примеру, живущие на Северном полюсе привыкают к сильным морозам, а люди тропических поясов, наоборот, к жаре.

Как облегчить процесс?

Не отказываться же от поездок на море или походов в горы?! Отдых на природе всегда идёт человеку на пользу. А если научиться быстро адаптироваться, то очередные поездки, перелёты и смены поясов больше не будут приносить дискомфорт.

• Все виды адаптации человека легче всего переносят спортсмены. Постоянные закалки и активные занятия позитивно сказываются на организме.
• Необходимо приучить организм к контрастному душу. Он хорошо расслабляет и благоприятно действует на систему кровообращения.
• Сбалансированное питание должно войти в привычку. Полезны также травяные отвары (подойдут шиповник, мята, липа, малина). Они снимают усталость и стресс.
• На курорт лучше прибывать во второй половине дня или вечером. В таком случае после ночного сна организм лучше приспосабливается к испытаниям.
• Продолжительность отпуска должна составлять не менее 10-15 дней, так как 3-5 дней уходит на привыкание к новым условиям.

Виды адаптации организмов

Наша планета состоит из нескольких климатических поясов, которые характеризуются разными природными условиями. Все представители флоры и фауны адаптируются к тому климату, в котором они существуют. Без адаптации невозможна нормальная жизнедеятельность. Когда меняется среда обитания, все организмы либо приспосабливаются, либо мигрируют. В результате такой адаптации могут возникать новые виды и семейства. Это помогает животным и растениям не только выжить, но и сохранить свою популяцию. Существует несколько видов приспособления:

1. Поведенческие адаптации. К примеру, опоссум, видя угрозу, может притвориться мёртвым.

2. Физиологические адаптации. Приспособление процессов жизнедеятельности (накопление жира у верблюдов, уши-локаторы у летучих мышей).

3. Биохимические адаптации - выделение организмом веществ, необходимых для защиты (скунс, скорпион, ядовитые змеи и пауки).

Заключение

Адаптация - процесс постоянный. Людям, животным и растениям приходится сталкиваться с ней каждый день. Без этого жизнь на земле невозможна.

АДАПТАЦИЯ, в биологии - развитие любого признака, который способствует выживанию вида и его размножению. Адаптации могут быть морфологическими, физиологическими или поведенческими.

Морфологические адаптации включают изменения формы или строения организма. Пример такой адаптации - твердый панцирь , обеспечивающий защиту от хищных животных. Физиологические адаптации связаны с химическими процессами в организме. Так, запах цветка может служить для привлечения насекомых и тем самым способствовать опылению растения. Поведенческая адаптация связана с определенным аспектом жизнедеятельности животного. Типичный пример - зимний сон у медведя . Большинство адаптаций представляет собой сочетание перечисленных типов. Например, кровососание у комаров обеспечивается сложной комбинацией таких адаптаций, как развитие специализированных частей ротового аппарата, приспособленных к сосанию, формирование поискового поведения для нахождения животного-жертвы, а также выработка слюнными железами специальных секретов, которые предотвращают свертывание высасываемой крови.

Все растения и животные постоянно адаптируются к окружающей среде. Чтобы понять, как это происходит, необходимо рассматривать не только животное или растение в целом, но и генетическую основу адаптации.

Генетическая основа.

У каждого вида программа развития признаков заложена в генетическом материале. Материал и закодированная в нем программа передаются от одного поколения другому, оставаясь относительно неизменными, благодаря чему представители того или иного вида выглядят и ведут себя почти одинаково. Однако в популяции организмов любого вида всегда присутствуют небольшие изменения генетического материала и, следовательно, вариации признаков отдельных особей. Именно из этих разнообразных генетических вариаций процесс приспособления отбирает те признаки или благоприятствует развитию таких признаков, которые в наибольшей степени увеличивают шансы на выживание и тем самым на сохранение генетического материала. Адаптация, таким образом, может рассматриваться как процесс, посредством которого генетический материал повышает свои шансы на сохранение в последующих поколениях. С этой точки зрения, каждый вид олицетворяет собой успешный способ сохранения определенного генетического материала.

Чтобы передать генетический материал, особь любого вида должна иметь возможность питаться, дожить до периода размножения, оставить потомство и затем распространить его на возможно большей территории.

Питание.

Все растения и животные должны получать из окружающей среды энергию и различные вещества, прежде всего кислород, воду и неорганические соединения. Почти все растения используют энергию Солнца, трансформируя ее в процессе фотосинтеза . Животные получают энергию, питаясь растениями или другими животными.

Каждый вид определенным образом приспособлен к тому, чтобы обеспечивать себя питанием. Ястребы имеют острые когти для захватывания добычи, а расположение глаз в передней части головы позволяет им оценить глубину пространства, что необходимо для охоты при полете на большой скорости. У других птиц, например цапель, развились длинные шея и ноги. Они добывают пищу, осторожно бродя по мелководью и подстерегая зазевавшихся водных животных. Дарвиновы вьюрки - группа близкородственных видов птиц с Галапагосских островов - представляют классический пример высокоспециализированной адаптации к разным способам питания. Благодаря тем или иным адаптивным морфологическим изменениям, в первую очередь в строении клюва, одни виды стали зерноядными, другие - насекомоядными.

Если обратиться к рыбам, то хищники, например акулы и барракуды, имеют острые зубы для поимки добычи. Другие, например мелкие анчоусы и сельди, добывают мелкие частицы пищи путем фильтрации морской воды через гребневидные жаберные тычинки.

У млекопитающих прекрасным примером адаптации к типу питания служат особенности строения зубов. Клыки и коренные зубы у леопардов и других кошачьих исключительно остры, что позволяет этим животным удерживать и разрывать тело жертвы. У оленей, лошадей, антилоп и других пастбищных животных большие коренные зубы имеют широкие ребристые поверхности, приспособленные для пережевывания травы и иной растительной пищи.

Разнообразные способы получения питательных веществ можно наблюдать не только у животных, но и у растений. Многие из них, в первую очередь бобовые - горох, клевер и другие - развили симбиотические, т.е. взаимовыгодные, отношения с бактериями: бактерии переводят атмосферный азот в химическую форму, доступную для растений, а растения предоставляют бактериям энергию. Насекомоядные растения, такие, как саррацения и росянка, получают азот из тел насекомых, пойманных ловчими листьями.

Защита.

Окружающая среда состоит из живых и неживых компонентов. Живое окружение любого вида включает животных, питающихся особями этого вида. Адаптации хищных видов направлены на эффективную добычу пищи; виды-жертвы приспосабливаются, чтобы не стать добычей хищников.

Многие виды - потенциальные жертвы - имеют защитную или маскирующую окраску, которая скрывает их от хищников. Так, у некоторых видов оленей пятнистая шкура молодых особей незаметна на фоне чередующихся пятен света и тени, а зайцев-беляков трудно различить на фоне снежного покрова. Длинные тонкие тела насекомых-палочников тоже трудно увидеть, потому что они напоминают сучки или веточки кустов и деревьев.

У оленей, зайцев, кенгуру и многих других животных развились длинные ноги, позволяющие им убегать от хищников. Некоторые животные, например опоссумы и свиномордые ужи, даже выработали своеобразный способ поведения - имитацию смерти, которая повышает их шансы на выживание, поскольку многие хищники не едят падали.

Некоторые виды растений покрыты шипами или колючками, отпугивающими животных. Многие растения имеют отвратительный для животных вкус.

Факторы окружающей среды, в частности климатические, нередко ставят живые организмы в трудные условия. Например, животным и растениям часто приходится приспосабливаться к крайним значениям температуры. Животные спасаются от холода, используя изолирующий мех или перья, мигрируя в места с более теплым климатом или впадая в зимнюю спячку. Большинство растений переживает холода, переходя в состояние покоя, эквивалентное спячке у животных.

В жару охлаждение животного происходит за счет потоотделения или частого дыхания, увеличивающего испарение. Некоторые животные, в особенности пресмыкающиеся и земноводные, способны впадать в летнюю спячку, которая по сути аналогична зимней, но вызвана жарой, а не холодом. Другие просто ищут прохладное место.

Растения могут до некоторой степени поддерживать свою температуру, регулируя интенсивность испарения, которое имеет то же охлаждающее действие, что и потоотделение у животных.

Размножение.

Критическим этапом в обеспечении непрерывности жизни является размножение - процесс, в ходе которого происходит передача генетического материала следующему поколению. Размножение имеет два важных аспекта: встречу разнополых особей для обмена генетическим материалом и выращивание потомства.

К числу адаптаций, обеспечивающих встречу особей разного пола, относится звуковая коммуникация. У некоторых видов большую роль в этом смысле играет обоняние. Например, котов сильно привлекает запах кошки в период течки. Многие насекомые выделяют т.н. аттрактанты - химические вещества, привлекающие особей противоположного пола. Запахи цветков являются эффективной адаптацией растений для привлечения насекомых-опылителей. Некоторые цветки сладко пахнут и привлекают питающихся нектаром пчел; другие пахнут отвратительно, привлекая мух, питающихся на падали.

Зрение тоже очень важно для встречи особей разного пола. У птиц брачное поведение самца, его пышные перья и яркая окраска привлекают самку и подготавливают ее к копуляции. Окраска цветка у растений часто указывает, какое животное необходимо для опыления этого растения. Например, цветки, опыляемые колибри, окрашены в красный цвет, который привлекает этих птиц.

Частным случаем криптической окраски является окраска по принципу противотени. У водных организмов она проявляется чаще, т.к. свет в водной среде падает только сверху. Принцип противотени предполагает более темную окраску верхней части тела и более светлую - нижней (на нее падает тень).

Расчленяющая окраска Расчленяющая окраска также представляет собой частный случай покровительственной окраски, хотя и используется несколько иная стратегия. В этом случае на теле имеются яркие, контрастные полосы или пятна. Издалека хищнику очень трудно различить границы тела потенциальной жертвы.

Предостерегающая окраска Такой вид защитной окраски присущ защищенным животным (как, например, этому голожаберному моллюску, использующему для защиты от врагов азотную кислоту). Яд, жало или другие способы защиты делают животное несъедобным для хищника, а окраска служит для того, чтобы вид объекта сохранился в памяти хищника в сочетании с теми неприятными ощущениями, которые тот испытал при попытке съесть животное.

Угрожающая окраска В отличие от предостерегающей окраски, угрожающая окраска присуща незащищенным, съедобным с точки зрения хищника организмам. Эта окраска не видна все время, в отличие от предостерегающей, она внезапно демонстрируется атакующему хищнику с целью дезориентировать его. Считается, что «глаза» на крыльях многих бабочек служат именно для этой цели.

Мимикрия Под термином «мимикрия» объединяется целый ряд разных форм защитных окрасок, общим для которых есть сходство, организмов, подражание по окраске одних существ другим. Виды мимикрии: 4 Классическая мимикриямимикрия Бейтса 4 Классическая мимикрия, или мимикрия Бейтса - подражание незащищенного организма защищенному; 4 Мимикрия Мюллера 4 Мимикрия Мюллера - сходня окраска («реклама») у ряда видов защищенных организмов; 4 Мимезия 4 Мимезия - подражание неживым предметам; 4 Коллективная мимикрия 4 Коллективная мимикрия - создание общего образа группой организмов; 4 Агрессивная мимикрия 4 Агрессивная мимикрия - элементы подражания у хищника с целью привлечения жертвы.

Классическая мимикрия, или мимикрия Бейтса (бейтсовская мимикрия) Незащищенный (уже - съедобный) организм подражает по окраске защищенному (несъедобному). Таким образом имитатором эксплуатируется стереотип, сформированный в памяти хищника контактом с моделью (защищенным организмом). На фотографии - муха- журчалка, подражающая по окраске и форме тела осе.

Мимикрия Мюллера (мюллеровская мимикрия) В этом случае ряд защищенных, несъедобных видов имеют сходную окраску («одна реклама на всех»). Таким образом достигается следующий эффект: с одной стороны, хищнику не надо пробовать по одному организму каждого вида, общий образ одного ошибочно съеденного животного будет достаточно прочно запечатленным. С другой стороны, хищнику не придется запоминать десятки разных вариантов яркой предостерегающей окраски разных видов. Пример - сходная окраска ряда видов Отряда перепончатокрылых.

Агрессивная мимикрия При агрессивной мимикрии хищник имеет приспособления, позволяющие ему привлекать потенциальную жертву. Примером может служить рыба-клоун, у которой на голове имеются выросты, напоминающие червячков, и к тому же способные шевелиться. Сама рабы лежит на дне (у нее великолепная криптическая окраска!) и ожидает приближения жертвы, занятой поиском пищи.

Относительный характер приспособленности Каждая из приведенных защитных окрасок адаптивна, т.е. полезна для организмов лишь в определенных условиях среды обитания. При изменении этих условий (например, цвета фона для покровительственной окраски) она может даже стать дезадаптивной, вредной. Подумайте, в каких ситуациях проявится относительный характер приспособленности при: 4п4предостерегающей окраске; 4м4мимикрии Бейтса; 4к4коллективной мимикрии?