Результаты эволюции: многообразие видов и приспособленность организмов к среде обитания

Се­год­ня че­ло­век ак­тив­но ме­ня­ет мир во­круг себя: со­зда­ет ка­на­лы и тон­не­ли, стро­ит оа­зи­сы и тво­рит пу­сты­ни. Воз­мож­но, имен­но «опу­сты­ни­ва­нию» – рас­про­стра­не­нию са­ванн – че­ло­век обя­зан тем, что ходит на двух ногах. Ис­чез­но­ве­ние со­мкну­то­го дре­вес­но­го яруса спо­соб­ство­ва­ло по­яв­ле­нию бес­чис­лен­ных стад ко­пыт­ных жи­вот­ных на про­стран­ствах Во­сточ­ной Аф­ри­ки. Су­ще­ству­ет тео­рия, что имен­но с по­яв­ле­ни­ем са­ванн свя­зан выход че­ло­ве­ко­об­раз­ных обе­зьян из лесов, из­го­тов­ле­ние пер­вых ка­мен­ных ору­дий и уве­ли­че­ние объ­е­ма го­лов­но­го мозга пер­вых людей.

В этом уроке речь пой­дет о том, как виды при­спо­саб­ли­ва­ют­ся к усло­ви­ям внеш­ней среды в ре­зуль­та­те эво­лю­ции.

Эво­лю­ци­он­ный про­цесс при­во­дит к со­хра­не­нию наи­бо­лее при­спо­соб­лен­ных осо­бей в по­пу­ля­ци­ях и вы­ми­ра­нию на­и­ме­нее при­спо­соб­лен­ных. Вы­ра­бо­тав­ши­е­ся при­спо­соб­ле­ния на­зы­ва­ют­ся адап­та­ци­ей. На Земле су­ще­ству­ет боль­шое раз­но­об­ра­зие фак­то­ров среды, по­это­му и адап­та­ций также очень много. Те адап­та­ции, ко­то­рые со­хра­ни­лись у потом­ства, при­во­дят к об­ра­зо­ва­нию новых видов. Адап­та­ции ка­са­ют­ся всех ас­пек­тов жизни особи: мор­фо­ло­гии, фи­зио­ло­гии, по­ве­де­ния.

Да­вай­те по­дроб­нее рас­смот­рим мор­фо­ло­ги­че­ские адап­та­ции. Так, у во­до­пла­ва­ю­щих мле­ко­пи­та­ю­щих: дель­фи­нов и китов – тело от­ве­ча­ет тре­бо­ва­ни­ям гид­ро­ди­на­ми­ки, и поз­во­ля­ет раз­ви­вать ско­рость до 40 км/час (см. Рис. 1).

Рис. 1

А у птиц, на­при­мер, со­ко­ла сап­са­на, – тело оп­ти­ми­зи­ро­ва­но под тре­бо­ва­ния аэро­ди­на­ми­ки и эко­но­мии веса (см. Рис. 2). Бла­го­да­ря этому, сокол может пи­ки­ро­вать со ско­ро­стью до 300 км/час.

Рис. 2

Более мел­кие мор­фо­ло­ги­че­ские осо­бен­но­сти, на­при­мер форма клюва, не менее важны. Так, стриж на лету ловит мел­ких на­се­ко­мых, по­это­му у него ши­ро­кий рот и ко­рот­кий клюв (см. Рис. 3). 

Рис. 3

А цапля ловит рыб и зем­но­вод­ных под водой, по­это­му у нее длин­ный клюв. Даже незна­чи­тель­ные на пер­вый взгляд ню­ан­сы внеш­не­го вида имеют при­спо­со­би­тель­ное зна­че­ние. Так, су­ще­ству­ет по­кро­ви­тель­ствен­ная окрас­ка – она де­ла­ет особь менее за­мет­ной на общем фоне (см. Рис. 4, 5). Такая окрас­ка встре­ча­ет­ся у видов, ко­то­рые живут от­кры­то и легко могут стать до­бы­чей хищ­ни­ков. На­при­мер, на се­ве­ре мно­гие виды окра­ше­ны в белый цвет, чтобы не вы­де­лять­ся на фоне снега.

Рис. 4

Дру­гие виды: олени, тигры, неко­то­рые змеи – на­о­бо­рот, имеют кон­траст­ную окрас­ку, рас­чле­ня­ю­щую окрас­ку.

Рис. 5

Если фон среды не оста­ет­ся по­сто­ян­ным в за­ви­си­мо­сти от се­зо­на года, мно­гие жи­вот­ные ме­ня­ют окрас­ку в те­че­ние года (см. Рис. 6).

Рис. 6

По­кро­ви­тель­ствен­ная окрас­ка ха­рак­тер­на не толь­ко для самих осо­бей, но также и для их гнезд или яиц.

Вто­рая груп­па при­спо­со­би­тель­ной окрас­ки – это мас­ки­ров­ка (см. Рис. 7). Такая окрас­ка поз­во­ля­ет особе сли­вать­ся с кон­крет­ны­ми окру­жа­ю­щи­ми пред­ме­та­ми. На­при­мер, неко­то­рые гу­се­ни­цы свои внеш­ним видом ими­ти­ру­ют сучки; клопы очень по­хо­жи на ли­стья; а рыбы мас­ки­ру­ют­ся под камни и во­до­рос­ли.

Рис. 7

Тре­тья груп­па при­спо­со­би­тель­ной окрас­ки – пре­ду­пре­жда­ю­щая (см. Рис. 8). Это яркая, бро­са­ю­ща­я­ся в глаза окрас­ка, ко­то­рая от­ли­ча­ет жа­ля­щих или несъе­доб­ных су­ществ. Хищ­ни­ки реже ата­ку­ют таких опас­ных осо­бей, вы­би­рая более без­обид­ных жертв.

Рис. 8

Чет­вер­тая груп­па – это ми­мик­рия, то есть до­сти­же­ние сход­ства с ка­ким-то опас­ным для хищ­ни­ка видом (см. Рис. 9). На­при­мер, неко­то­рые не ядо­ви­тые на­се­ко­мые ими­ти­ру­ют фор­мой и окрас­кой ядо­ви­тые. Фак­ти­че­ски, это под­ра­жа­ние пре­ду­пре­жда­ю­щей окрас­ки ка­ко­го-то дей­стви­тель­но опас­но­го вида. Хищ­ни­ки не на­па­да­ют на таких жи­вот­ных, опа­са­ясь по­след­ствий.

Рис. 9

По­ми­мо мор­фо­ло­ги­че­ских, вы­де­ля­ют также фи­зио­ло­ги­че­ские адап­та­ции. То есть это все те из­ме­не­ния в ра­бо­те ор­га­нов и тка­ней, ко­то­рые за­кре­пи­лись в ре­зуль­та­те есте­ствен­но­го от­бо­ра. На­при­мер, в за­суш­ли­вых рай­о­нах перед на­ступ­ле­ни­ем жары мно­гие жи­вот­ные на­кап­ли­ва­ют за­па­сы жира, при окис­ле­нии ко­то­ро­го вы­де­ля­ет­ся много воды.

По­ми­мо фи­зио­ло­ги­че­ских адап­та­ций, боль­шую роль иг­ра­ет и при­спо­со­би­тель­ное по­ве­де­ние. По ана­ло­гии с окрас­кой, такое по­ве­де­ние может спо­соб­ство­вать мас­ки­ров­ке или, на­о­бо­рот, от­пу­ги­ва­нию. Так, кобра, рас­кры­вая ка­пю­шон, де­мон­стри­ру­ет агрес­сив­ность своих на­ме­ре­ний.

Сле­ду­ет пом­нить, что все адап­та­ции, даже самые со­вер­шен­ные, носят от­но­си­тель­ный ха­рак­тер. То есть они эф­фек­тив­ны при дан­ных усло­ви­ях, в дан­ное время. При смене усло­вий среды они могут стать бес­по­лез­ны­ми или даже вред­ны­ми. На­при­мер, тело со­ко­ла иде­аль­но при­спо­соб­ле­но для по­ле­та, од­на­ко оно со­вер­шен­но не эф­фек­тив­но при дви­же­нии в воде или при пе­ре­ме­ще­нии в гу­стом лесу. Таким об­ра­зом, адап­та­ция – это про­яв­ле­ние из­мен­чи­во­сти, ко­то­рое дает пре­иму­ще­ство в борь­бе за вы­жи­ва­ние и за­креп­ля­ет­ся есте­ствен­ным от­бо­ром. Мно­го­об­ра­зие фак­то­ров среды на Земле обу­слав­ли­ва­ет и мно­го­об­ра­зие адап­та­ций, и, со­от­вет­ствен­но, мно­го­об­ра­зие видов.

Рис. 10

При­ме­ры за­па­са­ю­ще­го при­спо­со­би­тель­но­го по­ве­де­ния (см. Рис. 10)

На­при­мер, по­лев­ка-эко­ном­ка со­би­ра­ет зерна зла­ков, траву, сухие ко­реш­ки. Ее за­па­сы могут до­сти­гать 10 кг. А бобры со­хра­ня­ют об­руб­ки де­ре­вьев. Скла­ды боб­ров могут до­сти­гать 20 м³. За­па­са­ю­щее по­ве­де­ние ха­рак­тер­но и для хищ­ных жи­вот­ных. Так, неко­то­рые хорь­ки фор­ми­ру­ют за­па­сы ужей, ля­гу­шек, мел­ких мерт­вых жи­вот­ных.

Рис. 11

Рис. 12

При­спо­со­би­тель­ное по­ве­де­ние: за­бо­та о потом­стве

За­бо­та о потом­стве важ­ный при­мер при­спо­со­би­тель­но­го по­ве­де­ния. Так, мно­гие рыбы охра­ня­ют икру, от­кла­ды­ва­е­мую между кам­ня­ми, от­го­няя вра­гов. А неко­то­рые даже вы­на­ши­ва­ют икру во рту или в же­луд­ке (см. Рис. 11). Наи­выс­шая за­бо­та о де­тё­ны­шах про­яв­ля­ет­ся у мле­ко­пи­та­ю­щих. Звери не толь­ко кор­мят свое потом­ство, но и обу­ча­ет его ло­вить до­бы­чу (см. Рис. 12).

Рис. 13

Зубы крысы (см. Рис. 13)

По­сто­ян­ный рост зубов у крыс – это при­мер фи­зио­ло­ги­че­ской адап­та­ции. Зубы у крысы рас­тут всю жизнь, чтобы ком­пен­си­ро­вать их ста­чи­ва­е­мость. Од­на­ко, если крыса пе­ре­ста­ет пи­тать­ся гру­бым кор­мом, ее зубы пе­ре­ста­ют ста­чи­вать­ся, до­сти­га­ют огром­ных раз­ме­ров и при­во­дят, в конце кон­цов, к ги­бе­ли особи. Это яркий при­мер от­но­си­тель­но­сти адап­та­ции.