Adattamenti dell'organismo.  Tipi di adattamento: adattamenti morfologici, fisiologici e comportamentali Esempi di adattamento degli organismi a diverse condizioni di esistenza

Adattamenti dell'organismo. Tipi di adattamento: adattamenti morfologici, fisiologici e comportamentali Esempi di adattamento degli organismi a diverse condizioni di esistenza

Biologia. Biologia generale. Grado 11. Livello base Sivoglazov Vladislav Ivanovich

10. Adattamenti degli organismi alle condizioni di vita a seguito della selezione naturale

Ricorda!

Sulla base delle tue osservazioni, fornisci esempi dell'adattabilità degli organismi alle condizioni di esistenza.

Per molti secoli, la scienza naturale è stata dominata dall'idea dell'esistenza in natura dell'opportunità primordiale. I fautori del creazionismo credevano che Dio avesse creato ogni specie in assoluta conformità con specifiche condizioni di vita. Con lo sviluppo delle idee evolutive, la società ha riconosciuto l'esistenza della variabilità, ma i meccanismi della sua comparsa erano ancora poco chiari. JB Lamarck riteneva che lo sviluppo degli adattamenti fosse una risposta degli organismi all'azione dei fattori ambientali. E solo con l'avvento della teoria evoluzionistica di Charles Darwin, gli adattamenti degli organismi iniziarono a essere considerati come il risultato dell'azione della selezione naturale in determinate condizioni ambientali.

Tutti gli esseri viventi sono adattati in modo ottimale alle loro condizioni di vita. La forma fisica aumenta le possibilità degli organismi di sopravvivere e lasciare prole, cioè aiuta tali individui a vincere la lotta per l'esistenza e trasmettere i loro geni alle generazioni successive. Il processo evolutivo in qualsiasi popolazione procede in due fasi. In primo luogo, esiste la diversità genetica, manifestata nei tratti fenotipici. Quindi, nel corso della selezione naturale, vengono preservati quei tratti e proprietà che forniscono agli individui di una particolare popolazione adattamenti ottimali alle condizioni di vita. Poiché le condizioni di vita degli organismi sono diverse, gli adattamenti ad esse sono altrettanto diversi. Gli adattamenti influenzano i segni e le proprietà esterne e interne degli organismi, le caratteristiche della riproduzione e del comportamento, ovvero esistono molte forme diverse di adattabilità degli organismi all'ambiente.

Adattamenti morfologici. Questi adattamenti sono associati alle caratteristiche strutturali del corpo. Inoltre, come tutti gli altri tipi di adattamenti, gli adattamenti morfologici, in termini di significato evolutivo, sono suddivisi in generale, che di solito interessano grandi taxa (ordini, classi, tipi), e speciale, associati a condizioni di esistenza più ristrette (specie, gruppi di specie). Ad esempio, l'emergere di un'ala negli uccelli è il più grande cambiamento che ha permesso agli organismi viventi di conquistare lo spazio aereo. Successivamente, sulla sua base sono sorti adattamenti secondari e terziari, ad esempio caratteristiche strutturali dell'ala associate al tipo di volo. Confronta il volo mitragliatore di una procellaria e il volo manovrabile di un colibrì, che consente all'uccello di librarsi in aria in un punto e viceversa.

L'esempio preferito di adattamento di Darwin era il picchio. In The Origin of Species by Means of Natural Selection, Darwin ha scritto: "Quale esempio più sorprendente di adattamento può essere fornito del picchio che si arrampica sui tronchi degli alberi e cattura gli insetti nelle fessure della corteccia?"

Un classico esempio di adattamento è la struttura della zampa in diverse specie di uccelli. Un esempio lampante di adattamento a diversi tipi di cibo è la diversa forma dei becchi degli uccelli (vedi Fig. 9).

La forma piatta del corpo dei pesci demersali e il corpo a forma di siluro degli squali, il folto mantello dei mammiferi settentrionali, il corpo flessibile degli animali scavatori sono esempi di adattamenti morfologici negli animali. Simili forme di adattamento esistono nel regno vegetale. Negli altopiani e nella tundra, la maggior parte delle piante ha forme striscianti e simili a cuscini, resistenti ai forti venti, si ricoprono facilmente di neve in inverno e non si danneggiano in caso di forti gelate.

Colorazione protettiva. Questa colorazione è un ottimo modo per proteggersi dai nemici per molte specie di animali. Grazie a lei, gli animali diventano meno visibili.

Le femmine che nidificano sul terreno si fondono praticamente con lo sfondo generale dell'area. Anche le uova ei pulcini di queste specie di uccelli sono invisibili e, ad esempio, le uova di cicogna non hanno un colore protettivo, perché, di regola, sono inaccessibili ai nemici (Fig. 24).

Riso. 24. La colorazione protettiva permette agli uccelli di fondersi con il paesaggio: A - la colorazione della piccola beccaccia ripete i toni del suolo della foresta; B - pulcini di gabbiano reale nei primi giorni della loro vita

Riso. 25. Colore bianco degli animali dell'estremo nord: A - volpe polare; B - cucciolo di foca; B - orso polare

Molti tipi di insetti hanno una colorazione protettiva, ad esempio il colore delle ali delle farfalle notturne si fonde completamente con la superficie su cui trascorrono le ore diurne. Le cavallette verdi sono indistinguibili nell'erba, le lucertole giallo sabbia nel deserto, le volpi polari nella neve. Va notato che nelle regioni dell'estremo nord la colorazione bianca è molto comune tra gli animali, rendendoli invisibili sulla superficie nevosa (orsi polari, gufi, pernici bianche e molti altri) (Fig. 25).

Alcuni animali hanno una caratteristica colorazione brillante formata dall'alternanza di strisce o macchie chiare e scure (tigri, leopardi, cervi maculati, cuccioli di cinghiale). Questa colorazione imita l'alternanza di luce e ombra nella natura circostante e rende gli animali meno visibili nei fitti boschetti (Fig. 26).

Riso. 26. Ghepardi. Un esempio di colorazione condiscendente

Camaleonti, polpi e altri animali possono cambiare colore a seconda delle condizioni di luce.

Avvertimento colorazione. In un certo numero di animali, invece di una colorazione protettiva, si sviluppa un avvertimento o una minaccia. Di norma, tale colorazione è caratteristica degli insetti che pungono o hanno ghiandole velenose. È improbabile che un uccello che ha assaggiato una coccinella velenosa o un calabrone a strisce luminose ci riprovi.

Travestimento. Un buon mezzo di protezione dai nemici non è solo nascondere la colorazione, ma anche il travestimento: la corrispondenza della forma del corpo con oggetti di natura vivente e inanimata. La somiglianza con oggetti ambientali consente a molti animali di evitare i predatori. Quasi indistinguibile nei boschetti di aguglie di alghe. La forma del corpo di alcuni insetti ricorda foglie, cortecce, ramoscelli o spine di piante (Fig. 27).

Mimica. Molti animali innocui nel processo di evoluzione sono diventati simili a specie velenose. Viene chiamato questo fenomeno di imitazione di una specie indifesa da parte di specie ben protette e non imparentate mimica(dal greco mimikos - imitativo). Le api ei loro imitatori, i sirfidi, non sono attraenti per gli uccelli insettivori (Fig. 28). Molti serpenti non velenosi sono molto simili a quelli velenosi e il motivo sulle ali di alcune farfalle ricorda gli occhi dei predatori.

Riso. 27. Travestimento nel mondo degli insetti

adattamenti biochimici. Molti animali e piante sono in grado di formare varie sostanze che servono a proteggerli dai nemici e ad attaccare altri organismi. Le sostanze odorose di cimici, veleni di serpenti, ragni, scorpioni, tossine vegetali sono tra questi dispositivi.

Gli adattamenti biochimici sono anche la comparsa di una struttura speciale di proteine ​​e lipidi in organismi che vivono a temperature molto alte o basse. Tali caratteristiche consentono a questi organismi di esistere nelle sorgenti termali o, al contrario, in condizioni di permafrost.

Riso. 28. Sirfidi sui fiori

Riso. 29. Chipmunk in letargo

Adattamenti fisiologici. Questi adattamenti sono associati alla ristrutturazione del metabolismo. Senza di loro, è impossibile mantenere l'omeostasi in condizioni ambientali in costante cambiamento.

Una persona non può fare a meno dell'acqua dolce per molto tempo a causa delle peculiarità del suo metabolismo del sale, ma uccelli e rettili, che trascorrono la maggior parte della loro vita in mare e bevono acqua di mare, hanno acquisito ghiandole speciali che consentono loro di liberarsi rapidamente di sali in eccesso.

Molti animali del deserto accumulano molto grasso prima dell'inizio della stagione secca: quando si ossida si forma una grande quantità di acqua.

adattamenti comportamentali. Un tipo speciale di comportamento in determinate condizioni è molto importante per la sopravvivenza nella lotta per l'esistenza. Comportamento nascosto o spaventoso quando si avvicina un nemico, scorta di cibo per un periodo dell'anno sfavorevole, ibernazione degli animali e migrazioni stagionali che consentono loro di sopravvivere a un periodo freddo o secco: questo non è un elenco completo dei vari tipi di comportamento che sorgono in il corso dell'evoluzione come adattamento a specifiche condizioni di esistenza (Fig. 29).

Riso. 30. Torneo di accoppiamento di antilopi maschi

Va notato che molti tipi di adattamenti si formano in parallelo. Ad esempio, l'effetto protettivo della colorazione protettiva o di avvertimento è notevolmente migliorato se combinato con il comportamento appropriato. Gli animali con una colorazione protettiva si congelano in un momento di pericolo. La colorazione di avvertimento, al contrario, è combinata con un comportamento dimostrativo che spaventa un predatore.

Gli adattamenti comportamentali associati alla procreazione sono di particolare importanza. Comportamento di accoppiamento, selezione del partner, formazione della famiglia, cura della prole: questi tipi di comportamento sono innati e specifici della specie, ovvero ogni specie ha il proprio programma di comportamento sessuale e figlio-genitore (Fig. 30-32).

La natura relativa degli adattamenti. Tutti gli organismi viventi si adattano in modo ottimale alle condizioni del loro habitat, sia esso deserto o foreste equatoriali, fondali marini o savane. Ogni organismo ha molti adattamenti che si sono formati a seguito dell'azione della selezione naturale in condizioni ambientali ben definite. Quando queste condizioni cambiano, gli adattamenti possono perdere il loro valore adattivo e persino danneggiare il loro proprietario, cioè gli adattamenti hanno convenienza relativa. La colorazione invernale bianca delle lepri diventa pericolosa nei periodi di disgelo o negli inverni poco nevosi (Fig. 33). Se le condizioni esterne cambiano in modo molto drammatico, i nuovi adattamenti non avranno il tempo di formarsi, il che porterà all'estinzione di grandi gruppi di organismi, come accadde più di 60 milioni di anni fa con i dinosauri.

Riso. 31. Comportamento di accoppiamento delle sule del capo

Riso. 32. Prendersi cura della prole nei pinguini

Riso. 33. Colorazione invernale di una lepre

Quindi, come risultato dell'azione delle forze motrici dell'evoluzione, gli organismi sviluppano e migliorano l'adattamento alle condizioni ambientali. La fissazione in popolazioni isolate di vari adattamenti può portare alla formazione di nuove specie.

Rivedi le domande e i compiti

1. Fornire esempi dell'adattabilità degli organismi alle condizioni di esistenza.

2. Perché alcuni animali hanno un colore brillante e smascherante, mentre altri, al contrario, sono condiscendenti?

3. Qual è l'essenza del mimetismo?

4. L'azione della selezione naturale si estende al comportamento degli animali? Dare esempi.

5. Quali sono i meccanismi biologici per l'emergere della colorazione adattativa (occultante e di avvertimento) negli animali?

6. Gli adattamenti fisiologici sono fattori che determinano il livello di fitness dell'organismo nel suo complesso?

7. Qual è l'essenza della relatività di qualsiasi adattamento alle condizioni di vita? Dare esempi.

Pensare! Eseguire!

1. Perché non esiste un adattamento assoluto alle condizioni di vita? Fornisci esempi che dimostrino la natura relativa di qualsiasi dispositivo.

2. I cuccioli di cinghiale hanno una caratteristica colorazione a strisce che scompare con l'età. Fornisci esempi simili di cambiamenti di colore negli adulti rispetto alla prole. Questo schema può essere considerato comune a tutto il mondo animale? Se no, per quali animali e perché è tipico?

3. Raccogli informazioni sull'avvertimento degli animali colorati nella tua zona. Spiega perché la conoscenza di questo materiale è importante per tutti. Crea uno stand informativo su questi animali. Fai una presentazione su questo argomento davanti agli studenti delle scuole elementari.

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Ripeti e ricorda!

Umano

Gli adattamenti comportamentali sono comportamenti riflessi innati e incondizionati. Le abilità innate esistono in tutti gli animali, inclusi gli umani. Un neonato può succhiare, deglutire e digerire il cibo, battere le palpebre e starnutire, reagire alla luce, al suono e al dolore. Questi sono esempi riflessi incondizionati. Tali forme di comportamento sono sorte nel processo di evoluzione come risultato dell'adattamento a determinate condizioni ambientali relativamente costanti. I riflessi incondizionati vengono ereditati, quindi tutti gli animali nascono con un complesso già pronto di tali riflessi.

Ogni riflesso incondizionato si verifica a uno stimolo (rinforzo) rigorosamente definito: alcuni al cibo, altri al dolore, altri alla comparsa di nuove informazioni, ecc. Gli archi riflessi dei riflessi incondizionati sono costanti e passano attraverso il midollo spinale o il tronco cerebrale.

Una delle classificazioni più complete dei riflessi incondizionati è la classificazione proposta dall'accademico P. V. Simonov. Lo scienziato ha proposto di dividere tutti i riflessi incondizionati in tre gruppi, che differiscono nelle caratteristiche dell'interazione degli individui tra loro e con l'ambiente. Riflessi vitali(dal lat. vita - vita) mirano a preservare la vita dell'individuo. Il loro mancato rispetto porta alla morte dell'individuo e l'attuazione non richiede la partecipazione di un altro individuo della stessa specie. Questo gruppo comprende riflessi di cibi e bevande, riflessi omeostatici (mantenimento di una temperatura corporea costante, frequenza respiratoria ottimale, frequenza cardiaca, ecc.), Riflessi difensivi, che a loro volta si dividono in passivo-difensivo (fuga, nascondersi) e difensivo attivo (attacco a un oggetto minaccioso) e alcuni altri.

Per zoosociale, o giochi di ruolo riflessi includere quelle varianti del comportamento innato che sorgono quando interagiscono con altri individui della loro specie. Questi sono riflessi sessuali, genitori-figli, territoriali, gerarchici.

Il terzo gruppo è riflessi di autosviluppo. Non sono collegati all'adattamento a una situazione specifica, ma, per così dire, rivolti al futuro. Tra questi ci sono comportamenti esplorativi, imitativi e giocosi.

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Adattamento- si tratta di un adattamento del corpo alle condizioni ambientali dovuto a un complesso di caratteristiche morfologiche, fisiologiche e comportamentali.

Diversi organismi si adattano a diverse condizioni ambientali e, di conseguenza, amano l'umidità idrofite e "portatori di secche" - xerofite(Fig. 6); piante di terreno salino alofite; piante tolleranti all'ombra sciofiti), e che richiedono la piena luce solare per il normale sviluppo ( eliofite); gli animali che vivono nei deserti, nelle steppe, nelle foreste o nelle paludi sono notturni o diurni. Vengono chiamati gruppi di specie con un atteggiamento simile alle condizioni ambientali (cioè che vivono negli stessi ecotopi). gruppi ambientalisti.

La capacità di adattarsi a condizioni avverse in piante e animali differisce. A causa del fatto che gli animali sono mobili, i loro adattamenti sono più diversi di quelli delle piante. Gli animali possono:

- per evitare condizioni avverse (uccelli dalla fame invernale e dal freddo volano verso climi più caldi, cervi e altri ungulati vagano in cerca di cibo, ecc.);

- cadere in un'animazione sospesa - uno stato temporaneo in cui i processi vitali sono così rallentati che le loro manifestazioni visibili sono quasi del tutto assenti (stupore degli insetti, ibernazione dei vertebrati, ecc.);

- adattarsi alla vita in condizioni avverse (il loro mantello e il grasso sottocutaneo li salvano dal gelo, gli animali del deserto hanno dispositivi per un uso economico dell'acqua e del raffreddamento, ecc.). (Fig. 7).

Le piante sono inattive e conducono uno stile di vita attaccato. Pertanto, per loro sono possibili solo le ultime due varianti di adattamenti. Pertanto, le piante sono caratterizzate da una diminuzione dell'intensità dei processi vitali durante periodi sfavorevoli: perdono le foglie, svernano sotto forma di organi dormienti sepolti nel terreno - bulbi, rizomi, tuberi e rimangono nello stato di semi e spore nel terreno. Nelle briofite, l'intera pianta ha la capacità di anabiosi, che, allo stato secco, può persistere per diversi anni.

La resistenza delle piante a fattori avversi aumenta a causa di speciali meccanismi fisiologici: cambiamenti nella pressione osmotica nelle cellule, regolazione dell'intensità dell'evaporazione con l'aiuto di stomi, uso di membrane "filtranti" per l'assorbimento selettivo di sostanze, ecc.

Diversi organismi sviluppano adattamenti a velocità diverse. Si verificano più rapidamente negli insetti che possono adattarsi all'azione di un nuovo insetticida in 10-20 generazioni, il che spiega il fallimento del controllo chimico della densità della popolazione di insetti nocivi. Il processo di sviluppo degli adattamenti nelle piante o negli uccelli avviene lentamente, nel corso dei secoli.


I cambiamenti osservati nel comportamento degli organismi sono solitamente associati a tratti nascosti che avevano, per così dire, "in riserva", ma sotto l'influenza di nuovi fattori, sono apparsi e hanno aumentato la resistenza delle specie. Tali caratteristiche nascoste spiegano la resistenza di alcune specie arboree all'azione dell'inquinamento industriale (pioppo, larice, salice) e di alcune specie infestanti all'azione degli erbicidi.

La composizione dello stesso gruppo ecologico comprende spesso organismi non simili tra loro. Ciò è dovuto al fatto che diversi tipi di organismi possono adattarsi allo stesso fattore ambientale in modi diversi.

Ad esempio, sperimentano il freddo in modo diverso a sangue caldo(sono chiamati Endotermico, dalle parole greche endon - dentro e terme - calore) e a sangue freddo (ectotermico, dal greco ectos - esterno) organismi. (Fig. 8.)

La temperatura corporea degli organismi endotermici non dipende dalla temperatura ambiente ed è sempre più o meno costante, le sue oscillazioni non superano i 2–4° anche durante le gelate più forti e il caldo più intenso. Questi animali (uccelli e mammiferi) mantengono la loro temperatura corporea grazie alla produzione interna di calore basata su un metabolismo intensivo. Mantengono il calore corporeo a scapito di calde “pellicce” fatte di piume, lana, ecc.

Gli adattamenti fisiologici e morfologici sono integrati dal comportamento adattivo (selezione di luoghi protetti dal vento per l'alloggio per la notte, costruzione di tane e nidi, pernottamenti di gruppo con roditori, gruppi ravvicinati di pinguini che si riscaldano a vicenda, ecc.). Se la temperatura ambiente è molto alta, gli organismi endotermici vengono raffreddati da adattamenti speciali, ad esempio evaporando l'umidità dalla superficie delle mucose della cavità orale e del tratto respiratorio superiore. (Per questo, con il caldo, il respiro del cane accelera e tira fuori la lingua.)

La temperatura corporea e la mobilità degli animali ectotermici dipendono dalla temperatura ambiente. Insetti e lucertole diventano letargici e inattivi con tempo fresco. Allo stesso tempo, molte specie animali hanno la capacità di scegliere un luogo con condizioni favorevoli per temperatura, umidità e luce solare (le lucertole si crogiolano su lastre di roccia illuminate).

Tuttavia, l'ectotermia assoluta si osserva solo in organismi molto piccoli. La maggior parte degli organismi a sangue freddo è ancora in grado di regolare in modo insufficiente la temperatura corporea. Ad esempio, negli insetti che volano attivamente - farfalle, bombi, la temperatura corporea viene mantenuta a 36–40 ° C anche a temperature dell'aria inferiori a 10 ° C.

Allo stesso modo, le specie dello stesso gruppo ecologico nelle piante differiscono nel loro aspetto. Possono anche adattarsi alle stesse condizioni ambientali in modi diversi. Quindi, diversi tipi di xerofiti risparmiano acqua in modi diversi: alcuni hanno membrane cellulari spesse, altri hanno pubescenza o un rivestimento di cera sulle foglie. Alcune xerofite (ad esempio, della famiglia delle labiaceae) emettono vapori di oli essenziali, che le avvolgono come una “coperta”, riducendone l'evaporazione. L'apparato radicale di alcune xerofite è potente, penetra nel terreno fino a una profondità di diversi metri e raggiunge il livello della falda freatica (spinoso di cammello), mentre altre hanno una superficie, ma molto ramificata, che permette di raccogliere l'acqua di precipitazione.

Tra le xerofite ci sono arbusti con foglie molto piccole e dure che possono essere sparpagliate nella stagione più secca (arbusto di caragana nella steppa, arbusti del deserto), erbe da tappeto erboso con foglie strette (graminacee, festuca), succulente(dal latino succulentus - succoso). Le piante grasse hanno foglie o steli succulenti che accumulano una riserva d'acqua e tollerano facilmente le alte temperature dell'aria. Le piante grasse includono cactus e saxaul americani che crescono nei deserti dell'Asia centrale. Hanno un tipo speciale di fotosintesi: gli stomi si aprono per un breve periodo e solo di notte, durante queste ore fresche, le piante immagazzinano anidride carbonica e durante il giorno la usano per la fotosintesi a stomi chiusi. (Fig. 9.)

Nelle alofite si osserva anche una varietà di adattamenti per sopravvivere a condizioni sfavorevoli su terreni salini. Tra di loro ci sono piante che sono in grado di accumulare sali nei loro corpi (soleros, swede, sarsazan), secernono sali in eccesso sulla superficie delle foglie con ghiandole speciali (kermek, tamariks), "mantengono" i sali dai loro tessuti a causa di la “barriera delle radici” impermeabile ai sali” (assenzio). In quest'ultimo caso le piante devono accontentarsi di una piccola quantità d'acqua e hanno l'aspetto di xerofite.

Per questo non c'è da stupirsi che nelle stesse condizioni ci siano piante e animali diversi tra loro, che si sono adattati a queste condizioni in modi diversi.

domande di prova

1. Che cos'è l'adattamento?

2. A causa di quali animali e piante possono adattarsi a condizioni ambientali avverse?

2. Fornire esempi di gruppi ecologici di piante e animali.

3. Parlaci dei diversi adattamenti degli organismi all'esperienza delle stesse condizioni ambientali avverse.

4. Qual è la differenza tra gli adattamenti alle basse temperature negli animali endotermici ed ectotermici?

Come sapete, un numero enorme di vari organismi viventi vive sul territorio del nostro pianeta. Ognuno di loro vive esclusivamente in quelle condizioni di vita a cui è adattato. La proprietà degli organismi di adattarsi alle nuove caratteristiche dell'ambiente è chiamata adattamento. Tale adattabilità è un insieme di diverse caratteristiche della struttura fisiologica e delle caratteristiche comportamentali di una particolare specie, che le consentono di vivere in determinate condizioni ambientali. Parliamo un po 'più in dettaglio delle caratteristiche dell'adattamento degli organismi alle condizioni ambientali.

L'adattamento è la parte più importante del processo evolutivo, aiuta il corpo a risolvere alcuni problemi ambientali che l'ambiente gli pone davanti. Tali compiti vengono risolti cambiando, migliorando e talvolta persino scomparendo individui. Questi processi aiutano a raggiungere uno stato di adattamento degli organismi alle nicchie ecologiche che occupano. Di conseguenza, l'adattamento può essere visto come un'ampia base per la comparsa o la scomparsa di alcuni organi, la divisione delle specie in specie diverse, la formazione di nuove popolazioni e varietà, e anche per la complessità dell'organizzazione.

L'adattamento è un processo continuo che influenza una varietà di caratteristiche dell'organismo.
Alcuni nuovi adattamenti possono sorgere solo se un particolare individuo ha informazioni ereditarie che contribuiscono a un cambiamento nelle strutture o nelle funzioni nella giusta direzione. Quindi lo sviluppo del sistema respiratorio nei mammiferi e negli insetti è possibile solo sotto il controllo di determinati geni.

Considera i diversi tipi di adattamento degli organismi viventi in modo più dettagliato.

Difesa passiva

Durante l'evoluzione, molti individui viventi hanno sviluppato alcuni mezzi per proteggere se stessi e la loro prole. Quindi un esempio lampante di tale adattamento è considerato la colorazione protettiva, a seguito della quale gli individui diventano difficili da distinguere e protetti dai predatori. Ad esempio, le uova deposte sulla sabbia o sul terreno sono rispettivamente grigie e marroni con macchie diverse, difficili da trovare nel terreno circostante. Nelle zone inaccessibili ai predatori, le uova nella maggior parte dei casi sono prive di colore.

Anche gli animali del deserto usano lo stesso tipo di adattamento, perché il loro colore è solitamente rappresentato da diverse sfumature di giallo-marrone e giallo sabbia.
Come variante della protezione passiva, si può considerare anche la colorazione spaventosa, perché aiuta a proteggersi dai predatori, come se mettesse in guardia sull'immangiabilità di un particolare organismo.

Inoltre, questo tipo di adattamento può essere preso in considerazione anche nei casi in cui il corpo sviluppa somiglianza con l'ambiente. Gli esempi includono coleotteri che sembrano licheni, cicale che sembrano spine nei cespugli e insetti stecco che sono indistinguibili dai ramoscelli.

I meccanismi di adattamento difensivo passivo includono anche l'elevata fecondità di alcuni individui, così come altri mezzi, come rivestimenti duri in gamberi e granchi, spine, spine e peli velenosi nelle piante.

Relatività e convenienza dell'adattamento

I cambiamenti nella struttura e nel comportamento degli organismi compaiono in risposta a determinati problemi ambientali, rispettivamente, differiscono per relatività e convenienza. Quindi, se parliamo di relatività, allora consiste nella limitazione di tali cambiamenti adattivi a seconda delle condizioni di vita. Quindi, ad esempio, lo speciale colore pigmentato delle farfalle di falena di betulla, in contrasto con le loro varietà bianche, diventa evidente e prezioso solo se le vedi su un tronco d'albero affumicato. Quando le condizioni ambientali cambiano, tali adattamenti potrebbero non portare alcun beneficio al corpo e persino danneggiarlo.

Ad esempio, la crescita attiva e costante degli incisivi nei ratti è utile solo se mangiano cibi solidi. Quando si passa a una dieta morbida, gli incisivi possono raggiungere dimensioni eccessive e rendere impossibile mangiare.

Vale anche la pena sottolineare che i cambiamenti adattivi non sono in grado di fornire ai loro proprietari una protezione del 100%. La speciale colorazione di api e vespe le protegge dall'essere mangiate da molti uccelli, ma ci sono varietà di uccelli che non prestano alcuna attenzione. I ricci sono in grado di mangiare serpenti velenosi. E quel guscio duro che protegge le tartarughe di terra dai nemici si rompe quando vengono lasciate cadere da un'altezza dagli uccelli rapaci.

Adattamento degli organismi nella vita umana

Sono le proprietà adattative di vari organismi che spiegano l'emergere di nuovi batteri e altri microrganismi resistenti ai farmaci. Questa tendenza è particolarmente evidente con l'uso di antibiotici, poiché nel tempo il loro uso diventa inefficace. I microrganismi possono imparare a sintetizzare uno speciale enzima che distrugge il farmaco utilizzato, oppure le loro pareti cellulari diventano impermeabili ai principi attivi del farmaco.

L'emergere di ceppi resistenti di microrganismi è spesso colpa dei medici che usano dosi minime di farmaci per ridurre la probabilità di effetti collaterali. Se trasferiamo una tale caratteristica al mondo esterno, diventa chiaro come insetti e mammiferi sviluppino resistenza a vari tipi di veleni.

Le proprietà adattative di tutti gli organismi dovrebbero essere considerate parte della selezione naturale.

Il libro di testo è conforme allo standard educativo statale federale per l'istruzione generale secondaria (completa), è raccomandato dal Ministero dell'istruzione e della scienza della Federazione Russa ed è incluso nell'elenco federale dei libri di testo.

Il libro di testo è rivolto agli studenti della classe 11 ed è progettato per insegnare la materia 1 o 2 ore a settimana.

Design moderno, domande e compiti a più livelli, informazioni aggiuntive e la possibilità di lavorare in parallelo con un'applicazione elettronica contribuiscono all'efficace assimilazione del materiale didattico.


Riso. 33. Colorazione invernale di una lepre

Quindi, come risultato dell'azione delle forze motrici dell'evoluzione, gli organismi sviluppano e migliorano l'adattamento alle condizioni ambientali. La fissazione in popolazioni isolate di vari adattamenti può portare alla formazione di nuove specie.

Rivedi le domande e i compiti

1. Fornire esempi dell'adattabilità degli organismi alle condizioni di esistenza.

2. Perché alcuni animali hanno un colore brillante e smascherante, mentre altri, al contrario, sono condiscendenti?

3. Qual è l'essenza del mimetismo?

4. L'azione della selezione naturale si estende al comportamento degli animali? Dare esempi.

5. Quali sono i meccanismi biologici per l'emergere della colorazione adattativa (occultante e di avvertimento) negli animali?

6. Gli adattamenti fisiologici sono fattori che determinano il livello di fitness dell'organismo nel suo complesso?

7. Qual è l'essenza della relatività di qualsiasi adattamento alle condizioni di vita? Dare esempi.

Pensare! Eseguire!

1. Perché non esiste un adattamento assoluto alle condizioni di vita? Fornisci esempi che dimostrino la natura relativa di qualsiasi dispositivo.

2. I cuccioli di cinghiale hanno una caratteristica colorazione a strisce che scompare con l'età. Fornisci esempi simili di cambiamenti di colore negli adulti rispetto alla prole. Questo schema può essere considerato comune a tutto il mondo animale? Se no, per quali animali e perché è tipico?

3. Raccogli informazioni sull'avvertimento degli animali colorati nella tua zona. Spiega perché la conoscenza di questo materiale è importante per tutti. Crea uno stand informativo su questi animali. Fai una presentazione su questo argomento davanti agli studenti delle scuole elementari.

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Fare riferimento all'applicazione elettronica. Studia il materiale e completa gli incarichi.

Ripeti e ricorda!

Umano

Gli adattamenti comportamentali sono comportamenti riflessi innati e incondizionati. Le abilità innate esistono in tutti gli animali, inclusi gli umani. Un neonato può succhiare, deglutire e digerire il cibo, battere le palpebre e starnutire, reagire alla luce, al suono e al dolore. Questi sono esempi riflessi incondizionati. Tali forme di comportamento sono sorte nel processo di evoluzione come risultato dell'adattamento a determinate condizioni ambientali relativamente costanti. I riflessi incondizionati vengono ereditati, quindi tutti gli animali nascono con un complesso già pronto di tali riflessi.

Ogni riflesso incondizionato si verifica a uno stimolo (rinforzo) rigorosamente definito: alcuni al cibo, altri al dolore, altri alla comparsa di nuove informazioni, ecc. Gli archi riflessi dei riflessi incondizionati sono costanti e passano attraverso il midollo spinale o il tronco cerebrale.

Una delle classificazioni più complete dei riflessi incondizionati è la classificazione proposta dall'accademico P. V. Simonov. Lo scienziato ha proposto di dividere tutti i riflessi incondizionati in tre gruppi, che differiscono nelle caratteristiche dell'interazione degli individui tra loro e con l'ambiente. Riflessi vitali(dal lat. vita - vita) mirano a preservare la vita dell'individuo. Il loro mancato rispetto porta alla morte dell'individuo e l'attuazione non richiede la partecipazione di un altro individuo della stessa specie. Questo gruppo comprende riflessi di cibi e bevande, riflessi omeostatici (mantenimento di una temperatura corporea costante, frequenza respiratoria ottimale, frequenza cardiaca, ecc.), Riflessi difensivi, che a loro volta si dividono in passivo-difensivo (fuga, nascondersi) e difensivo attivo (attacco a un oggetto minaccioso) e alcuni altri.

Per zoosociale, o giochi di ruolo riflessi includere quelle varianti del comportamento innato che sorgono quando interagiscono con altri individui della loro specie. Questi sono riflessi sessuali, genitori-figli, territoriali, gerarchici.

Il terzo gruppo è riflessi di autosviluppo. Non sono collegati all'adattamento a una situazione specifica, ma, per così dire, rivolti al futuro. Tra questi ci sono comportamenti esplorativi, imitativi e giocosi.

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L'adattamento di una persona a un nuovo ambiente per lui è un complesso processo socio-biologico, che si basa su un cambiamento nei sistemi e nelle funzioni del corpo, nonché sul comportamento abituale. L'adattamento umano si riferisce alle reazioni adattative del suo corpo ai mutevoli fattori ambientali. L'adattamento si manifesta a diversi livelli di organizzazione della materia vivente: da molecolare a biocenotico. L'adattamento si sviluppa sotto l'influenza di tre fattori: ereditarietà, variabilità, selezione naturale/artificiale. Esistono tre modi principali in cui gli organismi si adattano al loro ambiente: il modo attivo, il modo passivo e l'evitamento degli effetti negativi.

percorso attivo- rafforzamento della resistenza, sviluppo di processi regolatori che consentono di svolgere tutte le funzioni vitali del corpo, nonostante la deviazione del fattore ambientale dall'optimum. Ad esempio, mantenere una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli, umani), ottimale per il flusso dei processi biochimici nelle cellule.

modo passivo- subordinazione delle funzioni vitali dell'organismo ai cambiamenti dei fattori ambientali. Ad esempio, in condizioni ambientali sfavorevoli, passaggio a uno stato di anabiosi (vita nascosta), quando il metabolismo nel corpo si arresta quasi completamente (dormienza invernale delle piante, conservazione di semi e spore nel terreno, torpore degli insetti, letargo, ecc. .).

Evitare condizioni avverse- sviluppo da parte dell'organismo di tali cicli di vita e comportamenti che consentono di evitare effetti negativi. Ad esempio, le migrazioni stagionali degli animali.

Di solito, l'adattamento di una specie all'ambiente avviene mediante l'una o l'altra combinazione di tutti e tre i possibili modi di adattamento.
Gli adattamenti possono essere suddivisi in tre tipi principali: morfologici, fisiologici, etologici.

Adattamenti morfologici- cambiamenti nella struttura dell'organismo (ad esempio, la modifica di una foglia in una spina nei cactus per ridurre la perdita d'acqua, i colori vivaci dei fiori per attirare gli impollinatori, ecc.). Gli adattamenti morfologici negli animali portano alla formazione di alcune forme di vita.

Adattamenti fisiologici- cambiamenti nella fisiologia del corpo (ad esempio, la capacità di un cammello di fornire umidità al corpo ossidando le riserve di grasso, la presenza di enzimi che degradano la cellulosa nei batteri che distruggono la cellulosa, ecc.).

Adattamenti etologici (comportamentali).- cambiamenti nel comportamento (ad esempio, migrazioni stagionali di mammiferi e uccelli, ibernazione in inverno, giochi di accoppiamento in uccelli e mammiferi durante la stagione riproduttiva, ecc.). Gli adattamenti etologici sono caratteristici degli animali.

Gli organismi viventi sono ben adattati a fattori periodici. I fattori non periodici possono causare malattie e persino la morte di un organismo vivente. Una persona lo usa applicando antibiotici e altri fattori non periodici. Tuttavia, la durata della loro esposizione può anche causare un adattamento a loro.
L'ambiente ha un enorme impatto su una persona. A questo proposito, il problema dell'adattamento di una persona al suo ambiente sta diventando sempre più importante. Nell'ecologia sociale, questo problema è di fondamentale importanza. Allo stesso tempo, l'adattamento è solo la fase iniziale, in cui predominano le forme reattive del comportamento umano. La persona non si ferma in questa fase. Mostra attività fisica, intellettuale, morale, spirituale, trasforma (in peggio o in peggio) il suo ambiente.

L'adattamento umano è diviso in genotipico e fenotipico. Adattamento genotipico: una persona al di fuori della sua coscienza può adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali (sbalzi di temperatura, gusto del cibo, ecc.), Cioè, se i meccanismi di adattamento sono già nei geni. L'adattamento fenotipico è inteso come l'inclusione della coscienza, le proprie qualità personali di una persona per adattare il corpo a un nuovo ambiente, per mantenere l'equilibrio in nuove condizioni.

I principali tipi di adattamento includono fisiologico, adattamento all'attività, adattamento alla società. Concentriamoci sull'adattamento fisiologico. Sotto l'adattamento fisiologico di una persona si intende il processo di mantenimento dello stato funzionale del corpo nel suo insieme, assicurandone la conservazione, lo sviluppo, le prestazioni, la massima aspettativa di vita. Grande importanza nell'adattamento fisiologico è attribuita all'acclimatazione e all'acclimatazione. È chiaro che la vita di una persona nell'estremo nord è diversa dalla sua vita all'equatore, poiché si tratta di zone climatiche diverse. Inoltre un meridionale, avendo vissuto per un certo tempo al nord, vi si adatta e può viverci stabilmente e viceversa. L'acclimatazione è la fase iniziale e urgente dell'acclimatazione in condizioni climatiche e geografiche mutevoli. In alcuni casi, un sinonimo di adattamento fisiologico è l'acclimatazione, cioè l'adattamento di piante, animali ed esseri umani a nuove condizioni climatiche per loro. L'acclimatazione fisiologica si verifica quando una persona, con l'aiuto di reazioni adattative, aumenta la capacità lavorativa, migliora il benessere, che può deteriorarsi bruscamente durante il periodo di acclimatazione. Quando le nuove condizioni vengono sostituite da quelle vecchie, il corpo può tornare allo stato precedente. Tali cambiamenti sono chiamati acclimatazione. Gli stessi cambiamenti che, nel processo di adattamento a un nuovo ambiente, sono passati nel genotipo e sono ereditati, sono chiamati adattivi.

Adattamento del corpo alle condizioni di vita (città, villaggio, altra località). non limitato alle condizioni climatiche. Una persona può vivere in città e in campagna. Molte persone preferiscono la metropoli con il suo rumore, l'inquinamento, il ritmo frenetico della vita. Oggettivamente, vivere in un villaggio, dove l'aria pulita, un ritmo calmo e misurato, è più favorevole per le persone.

La stessa area di adattamento include il trasferimento, ad esempio, in un altro paese. Alcuni si adattano velocemente, superano la barriera linguistica, trovano un lavoro, altri con grande difficoltà, altri, essendosi adattati esteriormente, provano un sentimento chiamato nostalgia.

Possiamo evidenziare l'adattamento all'attività. Diversi tipi di attività umana impongono requisiti diversi all'individuo (alcuni richiedono perseveranza, diligenza, puntualità, altri richiedono velocità di reazione, capacità di prendere decisioni in modo indipendente, ecc.). Tuttavia, una persona può far fronte con successo a questi e ad altri tipi di attività. Esiste un'attività che è controindicata per una persona, ma può eseguirla, poiché funzionano i meccanismi di adattamento, che si chiama sviluppo di uno stile di attività individuale.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'adattamento alla società, alle altre persone e alla squadra. Una persona può adattarsi a un gruppo assimilando le sue norme, regole di comportamento, valori, ecc. I meccanismi di adattamento qui sono la suggestionabilità, la tolleranza, la conformità come forme di comportamento sottomesso e, d'altra parte, la capacità di trovare il proprio posto, trova un volto e mostra determinazione.

Possiamo parlare di adattamento ai valori spirituali, alle cose, agli stati, per esempio, a quelli stressanti, ea tante altre cose. Nel 1936 il fisiologo canadese Selye pubblicò il messaggio "Sindrome causata da vari elementi dannosi", in cui descriveva il fenomeno dello stress - una reazione generale non specifica del corpo volta a mobilitare le sue difese sotto l'influenza di fattori irritanti. Nello sviluppo dello stress si sono distinti 3 stadi: 1. stadio di ansia, 2. stadio di resistenza, 3. stadio di esaurimento. G. Selye ha formulato la teoria della sindrome generale di adattamento (GAS) e delle malattie adattative come conseguenza della reazione adattativa, secondo la quale la GAS si manifesta ogni volta che una persona si sente in pericolo per se stessa. Le cause visibili dello stress possono essere lesioni, condizioni postoperatorie, ecc., Cambiamenti nei fattori ambientali abiotici e biotici. Negli ultimi decenni, il numero di fattori ambientali antropogenici con un elevato effetto stressante è notevolmente aumentato (inquinamento chimico, radiazioni, esposizione ai computer durante il lavoro sistematico con essi, ecc.). I cambiamenti negativi nella società moderna dovrebbero anche essere attribuiti a fattori di stress nell'ambiente: un aumento, un cambiamento nel rapporto tra popolazione urbana e rurale, aumento della disoccupazione e criminalità.