Приспособленность организмов к влиянию факторов среды

На Земле уже почти не оста­лось мест, где бы не сту­па­ла нога че­ло­ве­ка. Но неред­ко слу­ча­лось так, что «пер­во­от­кры­ва­те­лей» гор­ных вер­шин или даль­них ост­ро­вов и кон­ти­нен­тов при­вет­ство­ва­ло мест­ное на­се­ле­ние, жи­ву­щее там уже много тысяч лет. За это время че­ло­ве­че­ские по­пу­ля­ции при­спо­со­би­лись к небла­го­при­ят­ным усло­ви­ям среды. На­при­мер, свет­лая кожа ев­ро­пео­и­дов по­мо­га­ет им бо­роть­ся с ра­хи­том, ши­ро­кий и плос­кий нос у негро­и­дов спо­соб­ству­ет боль­шей теп­ло­от­да­че, низ­ко­рос­лые пиг­меи ловко про­би­ра­ют­ся сквозь джунгли, узкий раз­рез век и «глаз­ная склад­ка» мон­го­ло­и­дов по­мо­га­ют им лучше пе­ре­но­сить пес­ча­ные бури и мороз.

 

При­спо­соб­лен­но­сти и адап­та­ции – это любые свой­ства ор­га­низ­мов, по­вы­ша­ю­щие их шансы на вы­жи­ва­ние во внеш­ней среде.

Длин­ная шея у жи­ра­фа, поз­во­ля­ю­щая до­бы­вать ему пищу там, где это не могут сде­лать дру­гие жи­вот­ные, – это адап­та­ция. Дру­гой при­мер адап­та­ции – тол­стый слой подкожного жира у­ моржа, поз­во­ля­ю­щий ему вы­жи­вать в су­ро­вых арк­ти­че­ских усло­ви­ях.

 

 

 

Адап­та­ции со­зда­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся в ходе эво­лю­ции видов. Про­ис­хо­дит это бла­го­да­ря есте­ствен­но­му от­бо­ру и та­ко­му ка­че­ству ор­га­низ­мов, как из­мен­чи­вость. Все су­ще­ству­ю­щие виды про­шли через есте­ствен­ный отбор и об­ла­да­ют необ­хо­ди­мы­ми адап­та­ци­я­ми к усло­ви­ям сво­е­го оби­та­ния.

В при­ро­де дей­ству­ют фи­зи­ко-хи­ми­че­ские за­ко­ны, ко­то­рые опре­де­ля­ют ос­нов­ные на­прав­ле­ния раз­ви­тия тех или иных при­спо­соб­ле­ний ор­га­низ­мов. Как это про­ис­хо­дит, можно рас­смот­реть на при­ме­ре планк­то­на. Планк­тон (с греч. – «блуж­да­ю­щий») – неболь­шие ор­га­низ­мы, рас­те­ния и жи­вот­ные, взве­шен­ные в толще воды.

Чтобы на­хо­дить­ся в под­ве­шен­ном со­сто­я­нии, что для планк­то­на есте­ствен­но, нужно, чтобы силы, удер­жи­ва­ю­щие ор­га­низм на плаву, со­от­вет­ство­ва­ли его весу. Про­тив силы тя­же­сти, ко­то­рая за­став­ля­ет планк­тон опус­кать­ся на дно, дей­ству­ют от­тал­ки­ва­ю­щие силы Ар­хи­ме­да, а также силы сцеп­ле­ния ча­стиц воды с по­верх­но­стью тела. То есть любые спо­со­бы об­лег­че­ния веса и уве­ли­че­ние по­верх­но­сти тела будут бла­го­при­ят­ство­вать планк­тон­но­му об­ра­зу жизни. У одних видов это до­сти­га­ет­ся бла­го­да­ря мел­ким раз­ме­рам, у дру­гих – путем об­ра­зо­ва­ния раз­но­об­раз­ных вы­ро­стов (ще­ти­нок, скла­док), у тре­тьих – на­сы­ще­ни­ем кле­ток ка­пель­ка­ми жира или на­ли­чи­ем га­зо­вых по­ло­стей, умень­ша­ю­щих удель­ный вес.

Если пред­ста­ви­те­ли раз­ных видов внешне по­хо­жи, это еще не го­во­рит об их род­стве. Пре­жде всего, это сви­де­тель­ству­ет о том, что эти ор­га­низ­мы ведут схо­жий образ жизни.

В оди­на­ко­вой среде оби­та­ния об­ра­зу­ют­ся сход­ные при­спо­со­би­тель­ные формы. На­при­мер, де­ре­вья, ку­стар­ни­ки, лианы, раз­но­об­раз­ные травы – это формы, воз­ник­шие у раз­ных видов рас­те­ний при сход­ном ис­поль­зо­ва­нии среды.

Адап­та­ции бы­ва­ют раз­лич­ные. Пер­вая груп­па при­спо­соб­ле­ний – мор­фо­ло­ги­че­ские. По внеш­не­му об­ли­ку раз­ных видов жи­вот­ных можно опре­де­лить не толь­ко среду, в ко­то­рой они раз­ви­ва­ют­ся и рас­тут, но также их образ жизни. На­при­мер, все по­зво­ноч­ные, ко­то­рые ведут под­зем­ный образ жизни, имеют ком­пакт­ное тело с ко­рот­кой шеей и хво­стом, сла­бо­раз­ви­тые глаза и ушные ра­ко­ви­ны, ко­рот­кий жест­кий мех. Они роют землю либо мощ­ны­ми пе­ред­ни­ми ко­неч­но­стя­ми, силь­ны­ми ког­тя­ми, либо вы­сту­па­ю­щи­ми, как до­ло­то, руб­ца­ми (кроты, сле­пы­ши). Ро­ю­щее на­се­ко­мое – мед­вед­ка – также внешне на­по­ми­на­ет ма­лень­ко­го крота. Рас­те­ния лианы имеют стеб­ли с раз­лич­ны­ми при­спо­соб­ле­ни­я­ми, та­ки­ми как крю­чья, усики или при­сос­ки, поз­во­ля­ю­щие им, цеп­ля­ясь за стеб­ли дру­гих рас­те­ний, вы­но­сить свои ли­стья к свету.

 

 

 

Жиз­нен­ная форма – свое­об­ра­зие внеш­не­го стро­е­ния, ко­то­рое от­ра­жа­ет при­спо­соб­ле­ния вида к опре­де­лен­но­му об­ра­зу жизни. Жиз­нен­ные формы вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся в ходе эво­лю­ци­он­но­го стро­е­ния вида, а у от­дель­ных осо­бей про­яв­ле­ние обу­слов­ле­но ге­но­ти­пом и нор­мой ре­ак­ций.

Раз­ные виды могут иметь сход­ную форму, если ведут сход­ный образ жизни. В эко­ло­гии виды клас­си­фи­ци­ру­ют­ся не по род­ству, а по спо­со­бам и фор­мам адап­та­ций к окру­жа­ю­щей среде или к от­дель­ным фак­то­рам этой среды. Жиз­нен­ные формы отоб­ра­жа­ют клас­си­фи­ка­цию по свой­ствам при­спо­соб­ле­ния ор­га­низ­ма ко всем био­ти­че­ским и абио­ти­че­ским фак­то­рам внеш­ней среды.

Эко­ло­ги­че­ские адап­та­ции вы­ра­жа­ют­ся не толь­ко во внеш­них при­зна­ках вида, но и в из­ме­не­ни­ях фи­зио­ло­ги­че­ских про­цес­сов, в ха­рак­те­ре по­ве­де­ния, в жиз­нен­ных цик­лах, а также во внут­ри­кле­точ­ных био­хи­ми­че­ских пре­вра­ще­ни­ях.

По от­но­ше­нию к ка­ко­му-то од­но­му гос­под­ству­ю­ще­му фак­то­ру внеш­ней среды: свету, тем­пе­ра­ту­ре, типу пищи, воде, вы­де­ля­ют­ся эко­ло­ги­че­ские груп­пы.

Эко­ло­ги­че­ские груп­пы	По от­но­ше­нию к свету: све­то­лю­би­вые, те­не­вы­нос­ли­вые, те­не­лю­би­вые
По от­но­ше­нию к тем­пе­ра­ту­ре: теп­ло­лю­би­вые, жа­ро­стой­кие, хо­ло­до­стой­кие
По от­но­ше­нию к воде: вла­го­лю­би­вые, за­су­хо­устой­чи­вые

 

 

Фи­зио­ло­ги­че­ские адап­та­ции. По из­мен­чи­во­сти тем­пе­ра­ту­ры тела вы­де­ля­ют сле­ду­ю­щие груп­пы жи­вот­ных: пой­ки­ло­терм­ные и го­мой­о­терм­ные.

У пой­ки­ло­терм­ных ор­га­низ­мов внут­рен­няя тем­пе­ра­ту­ра тела сле­ду­ет за из­ме­не­ни­ем тем­пе­ра­ту­ры среды. Ско­рость об­ме­на ве­ществ то воз­рас­та­ет, то по­ни­жа­ет­ся – таких видов боль­шин­ство на Земле.

Го­мой­о­терм­ны толь­ко две груп­пы: мле­ко­пи­та­ю­щие и птицы.

          

 

 

Они спо­соб­ны под­дер­жи­вать по­сто­ян­ную тем­пе­ра­ту­ру тела при любых усло­ви­ях среды. Обмен ве­ществ все­гда идет с вы­со­кой ско­ро­стью, даже если на­руж­ные тем­пе­ра­ту­ры по­сто­ян­но ме­ня­ют­ся. На­при­мер, мед­ве­ди в Арк­ти­ке или пинг­ви­ны в Ан­тарк­ти­де вы­дер­жи­ва­ют пя­ти­де­ся­ти­гра­дус­ные мо­ро­зы, что со­став­ля­ет раз­ни­цу 80-90 °С по срав­не­нию с их соб­ствен­ной тем­пе­ра­ту­рой.

 

 

 

Виды с непо­сто­ян­ной тем­пе­ра­ту­рой тела спо­соб­ны при по­ни­же­нии тем­пе­ра­тур пе­ре­хо­дить в неак­тив­ное фи­зио­ло­ги­че­ское со­сто­я­ние. За­мед­ле­ние об­ме­на ве­ществ в клет­ках силь­но уве­ли­чи­ва­ет устой­чи­вость ор­га­низ­мов к небла­го­при­ят­ным усло­ви­ям по­го­ды. Пе­ре­ход жи­вот­ных в со­сто­я­ние оце­пе­не­ния и пе­ре­ход рас­те­ний в со­сто­я­ние покоя поз­во­ля­ет им пе­ре­но­сить зим­ние хо­ло­да с наи­мень­ши­ми по­те­ря­ми, не тратя много энер­гии.

Форма тела, фи­зио­ло­ги­че­ские свой­ства, образ жизни, по­ве­де­ние ор­га­низ­мов, их рас­про­стра­не­ние и ритмы жизни яв­ля­ют­ся чер­та­ми при­спо­соб­лен­но­сти видов к опре­де­лен­ной среде оби­та­ния. Таким об­ра­зом, мно­го­об­ра­зие при­спо­со­би­тель­ных свойств у ор­га­низ­мов, вы­ра­бо­тан­ных под вли­я­ни­ем фак­то­ров среды, обес­пе­чи­ва­ет им воз­мож­ность су­ще­ство­ва­ния в раз­ных усло­ви­ях био­сфе­ры.     

 

Схо­жесть форм тел

В от­ли­чие от пред­ста­ви­те­лей планк­то­на, ак­тив­но пла­ва­ю­щие в воде виды при­об­ре­ли форму тела, ко­то­рую на­зы­ва­ют тор­пе­до­вид­ной.   

 

 

По за­ко­нам гид­ро­ди­на­ми­ки, быст­ро пе­ре­дви­га­ю­ще­е­ся в воде тело может успеш­но пре­одо­леть со­про­тив­ле­ние толь­ко при опре­де­лен­ных про­пор­ци­ях: длина тела долж­на в 5 раз пре­вы­шать наи­боль­ший диа­метр. Имен­но такое со­от­но­ше­ние свой­ствен­но дель­фи­нам, аку­лам, каль­ма­рам и даже древним их­тио­зав­рам.

           

Жиз­нен­ные формы на раз­ных ста­ди­ях раз­ви­тия

Су­ще­ству­ют виды, особи ко­то­рых на раз­ных ста­ди­ях ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия могут на­хо­дить­ся в раз­ной жиз­нен­ной форме. В част­но­сти, это яв­ле­ние на­блю­да­ет­ся у жи­вот­ных, раз­ви­тие ко­то­рых про­ис­хо­дит с ме­та­мор­фо­зом, то есть в ин­ди­ви­ду­аль­ном раз­ви­тии ко­то­рых при­сут­ству­ет ста­дия ли­чин­ки: го­ло­ва­стик и ля­гуш­ка, ли­чин­ка и взрос­лая особь угря, гу­се­ни­ца и ба­боч­ка. У рас­те­ний жиз­нен­ные формы могут быть раз­ные, в за­ви­си­мо­сти от усло­вий про­из­рас­та­ния. На­при­мер, бе­ре­за пу­ши­стая, ря­би­на обык­но­вен­ная в лесах уме­рен­но­го кли­ма­та раз­ви­ва­ют форму од­но­стволь­но­го де­ре­ва. А вы­рас­тая в лесах тунд­ро­вых со­об­ществ, они при­об­ре­та­ют мно­го­стволь­ную, ку­стар­ни­ко­вую форму.