Si chiama adattamento di un organismo al suo ambiente adattamento. Dal punto di vista ecologico si può ritenere che la formazione e l'esistenza, la diversità degli organismi, la loro variabilità e conservazione in natura siano il risultato di influenze e adattamenti ambientali. In natura, gli adattamenti degli organismi si sviluppano sempre sotto l'influenza di tre fattori principali: variabilità, ereditarietà e selezione naturale. La totalità degli adattamenti conferisce alla struttura e alla vita degli organismi caratteristiche di convenienza. L'adattabilità di una specie a qualsiasi ambiente permanente è un prerequisito per la sua esistenza stabile a lungo termine.
Il significato biologico del processo di adattamento è garantire che questo individuo sopravviva condizioni avverse e lasciò la prole. I mezzi possono essere molto diversi. Ad esempio, all'inizio del freddo invernale, alcuni animali crescono una pelliccia spessa e calda, che cambia anche colore, altri formano uno spesso strato di grasso sottocutaneo, mentre altri, dopo essersi ingrassati durante l'estate, vanno in letargo. Gli alberi perdono le foglie, i loro germogli si ricoprono di uno spesso strato di cera e così via. Si tratta di varie reazioni biologiche in risposta ai cambiamenti delle condizioni ambientali, che a volte sono cambiamenti complessi ea lungo termine nella struttura e nelle funzioni degli organismi, a volte reazioni relativamente semplici e facilmente reversibili. Ad esempio, al largo delle coste dell'Antartide, il pesce Trematotus ha acquisito la capacità di sintetizzare composti proteici nel sangue. Agendo come antigelo, prevengono la formazione di cristalli di ghiaccio. Tutto ciò consente al pesce di sopravvivere a temperature inferiori a -2 °C. Alcuni tipi di insetti hanno anche una sorta di antigelo nei loro corpi. Quindi, la larva del moscerino dell'Alaska può congelarsi e scongelarsi più volte senza alcun danno a se stessa.
La capacità di adattamento è una delle principali proprietà della vita sul nostro pianeta. Gli adattamenti forniscono la possibilità di esistenza, sopravvivenza e riproduzione degli organismi.
La regola climatica di Bergmann, formulato nel 1847, afferma: all'interno di una specie o di un gruppo abbastanza omogeneo di specie affini, gli animali con corporature maggiori sono comuni nelle zone più fredde del loro areale o in montagna. Questa regola riflette l'adattamento degli animali al mantenimento di una temperatura corporea costante in diverse condizioni climatiche. Al sud, in un clima caldo, si trovano piccole varietà della stessa specie. Al nord vivono di più grandi orsi, lupi, alci. Così, orso polare L'Artico ha un peso fino a 1000 kg, orso bruno dall'Alaska pesa circa 700 kg e l'orso malese non raggiunge nemmeno i 70 kg. Il grande pinguino reale dell'Antartide ha un'altezza fino a 120 cm e il pinguino equatoriale delle Galapagos è alto fino a 40 cm.
Va notato che, secondo i dati moderni, la regola di Bergman non è così completa come precedentemente ipotizzato. Forse prevalgono anche le eccezioni. Tuttavia, nonostante ciò, la norma mantiene il suo valore. Un aumento delle dimensioni corporee nelle regioni fredde è caratteristico in una certa misura anche degli invertebrati. Spesso la stessa dipendenza si trova quando si confrontano specie strettamente correlate.
Secondo La regola di Allen(1877) di condizioni più fredde nella gamma, più corti sono gli arti degli animali a sangue caldo e il corpo più corto e compatto. Molte parti sporgenti del corpo (arti, coda, orecchie) diventano più piccole e più corte e il corpo diventa più massiccio di clima più freddo. Questo modello può essere rintracciato confrontando le specie di lepri nei loro habitat nella direzione dall'America centrale al nord. Pertanto, un confronto tra le lepri di Allen, la lepre dalla coda nera (California), la lepre americana e la lepre polare dimostra una graduale diminuzione della lunghezza delle orecchie e degli arti. Le ali degli uccelli diventano più fini e affilate, il pelo dei mammiferi è più lungo, il sottopelo è più spesso. Infine, negli uccelli settentrionali, l'istinto migratorio è più pronunciato, aumenta la dimensione della covata e, di conseguenza, il numero di pulcini nella covata.
Come esempio della manifestazione della regola di Allen, possiamo citare il rapporto tra la lunghezza della coda e la lunghezza del corpo nell'arvicola (Microtus agrestis) di varie regioni d'Europa: Portogallo - 39%, Europa centrale- 33%, Svezia - 29%.
Ad Amburgo, i topi dalla coda più corta venivano allevati in frigoriferi speciali; le code sono state accorciate anche in individui a cui, in condizioni sperimentali, venivano somministrati regolarmente farmaci che abbassano la temperatura corporea. I topi cresciuti al caldo erano dalla coda lunga e dalle orecchie lunghe.
La regola di Allen è confermata anche nei confronti interspecifici. Quindi, in una lepre messicana, la lunghezza delle orecchie raggiunge il 189% della lunghezza della testa, mentre nella lepre in Groenlandia - solo il 96%.
Gli uccelli sulle isole hanno becchi più lunghi che nei continenti. Animali - abitanti di luoghi caldi ( elefante africano, lepre americana del deserto) hanno enormi orecchie che servono loro per la dissipazione del calore.
Ad essere onesti, va notato che anche la regola di Allen ha delle eccezioni.
La regola di Glog(1833) spiega il fatto che le specie animali che vivono in climi più umidi e più freschi hanno una pigmentazione corporea più scura. Quindi, il corvo nero che vive nei ghiacci della Groenlandia ha un colore più nero di quello che vive nei deserti del Sahara, dove il suo piumaggio ha acquisito una sfumatura marrone. Gli uccelli del sud tendono ad essere più luminosi e colorati.
Altra regola climatica: nella direzione dai poli all'equatore, la fauna d'acqua dolce nel suo insieme rivela sempre più somiglianze con quella marina. Qual è il motivo? È noto che ai tropici i pesci marini penetrano nei fiumi più facilmente che alle medie latitudini. Questo è probabilmente determinato dal fatto che in condizioni di più clima favorevole piuttosto, si può raggiungere il livello di metabolismo necessario per il passaggio del corpo all'acqua dolce. A proposito, le vere forme d'acqua dolce non vivono affatto sulle isole oceaniche.
Adattamenti – vari adattamenti all'ambiente sviluppati dagli organismi nel processo di evoluzione. Gli adattamenti appaiono in diversi livelli organizzazione della materia vivente: da molecolare a biocenotica. La capacità di adattamento è una delle principali proprietà della materia vivente, che garantisce la possibilità della sua esistenza. Gli adattamenti si sviluppano sotto l'influenza di tre fattori principali: ereditarietà, variabilità e selezione naturale (oltre che artificiale).
Ci sono tre modi principali in cui gli organismi si adattano alle condizioni ambientali: il modo attivo, il modo passivo e l'evitare gli 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 dall'ottimo. Ad esempio, mantenere una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli e mammiferi), che è ottimale per il flusso dei processi biochimici nelle cellule.
Prevenzione degli effetti negativi – la produzione del corpo di cicli vitali e comportamenti che evitano effetti negativi. Per esempio, migrazioni stagionali animali.
modo passivo – la subordinazione delle funzioni vitali del corpo ai cambiamenti dei fattori ambientali Il riposo può essere diverso per profondità e durata, molte funzioni del corpo sono indebolite o non eseguite affatto, poiché il livello del metabolismo cade sotto l'influenza di fattori esterni e interni . Con una profonda soppressione del metabolismo, gli organismi potrebbero non mostrare affatto segni visibili di vita. Viene chiamata la sospensione temporanea completa della vita animazione sospesa . In uno stato di anabiosi, gli organismi diventano resistenti a varie influenze. Allo stato secco, quando non più del 2% di acqua rimaneva nelle cellule in forma chimicamente legata, organismi come rotiferi, tardigradi, piccoli nematodi, semi e spore di piante, spore di batteri e funghi sopravvivevano in ossigeno liquido (- 218,4 °C), idrogeno liquido (-259,4 °С), elio liquido (-269,0 °С). Tutto il metabolismo è interrotto. L'anabiosi è un fenomeno piuttosto raro ed è uno stato di riposo estremo nella fauna selvatica, lo stato di anabiosi è possibile solo con una disidratazione quasi completa degli organismi. Molto più diffuse in natura sono altre forme di dormienza associate ad uno stato di ridotta attività vitale per effetto di una parziale inibizione del metabolismo. Le forme di riposo in uno stato di ridotta attività vitale sono suddivise in ipobiosi (riposo obbligato) e criptobiosi (riposo fisiologico) . In ipobiosi l'inibizione dell'attività, o torpore, si verifica sotto la pressione diretta di condizioni sfavorevoli (con mancanza di calore, acqua, ossigeno, ecc.) e si interrompe quasi immediatamente dopo che queste condizioni sono tornate alla normalità (alcune specie di artropodi resistenti al gelo (collemboli, un certo numero di mosche, coleotteri di terra, ecc.) vanno in letargo in uno stato di stupore, scongelandosi rapidamente e trasformandosi in attività sotto i raggi del sole, per poi perdere nuovamente mobilità quando la temperatura scende). Criptobiosi- un tipo di riposo fondamentalmente diverso, è associato a un complesso di cambiamenti fisiologici che si verificano in anticipo, prima dell'inizio di cambiamenti stagionali avversi, e gli organismi sono pronti per loro. La criptobiosi è diffusa nella fauna selvatica (tipica, ad esempio, per semi di piante, cisti e spore di vari microrganismi, funghi, alghe, ibernazione dei mammiferi, dormienza profonda delle piante). Gli stati di ipobiosi, criptobiosi e anabiosi assicurano la sopravvivenza di specie in condizioni naturali di latitudini diverse, spesso estreme, consentono agli organismi di sopravvivere per lunghi periodi sfavorevoli, stabilirsi nello spazio e per molti versi oltrepassano i confini della possibilità e della diffusione della vita in generale.
Di solito, l'adattamento di una specie all'ambiente viene effettuato mediante l'una o l'altra combinazione di tutte e tre le possibili modalità di adattamento.
I principali meccanismi di adattamento a livello dell'organismo:
Adattamenti biochimici - cambiamenti nei processi intracellulari (ad esempio, un cambiamento nel lavoro degli enzimi o un cambiamento nel loro numero).
Adattamenti morfo-anatomici – cambiamenti nella struttura dell'organismo (ad esempio, la trasformazione di una foglia in una spina nei cactus per ridurre la perdita d'acqua, il colore brillante dei fiori per attirare gli impollinatori, ecc.). Gli adattamenti morfologici nelle piante e negli animali portano alla formazione di determinate forme di vita.
Adattamenti fisiologici - cambiamenti nella fisiologia del corpo (ad esempio, la capacità di un cammello di fornire idratazione 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 comportamentali (es. migrazioni stagionali di mammiferi e uccelli, ibernazione durante periodo invernale, giochi di accoppiamento negli uccelli e nei mammiferi durante la stagione riproduttiva, ecc.). Gli adattamenti etologici sono caratteristici degli animali.
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 al cambiamento dei fattori ambientali. L'adattamento si manifesta a diversi livelli di organizzazione della materia vivente: da quello molecolare a quello biocenotico. L'adattamento si sviluppa sotto l'influenza di tre fattori: ereditarietà, variabilità, selezione naturale/artificiale. Ci sono tre modi principali in cui gli organismi si adattano al loro ambiente: il modo attivo, il modo passivo e l'evitare gli effetti negativi.
percorso attivo- rafforzamento della resistenza, sviluppo di processi regolatori che consentono di svolgere tutte le funzioni vitali dell'organismo, nonostante la deviazione del fattore ambientale dall'ottimo. Ad esempio, mantenere una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli, esseri 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, il passaggio a uno stato di anabiosi ( vita nascosta), quando il metabolismo nel corpo si interrompe quasi completamente (dormienza invernale delle piante, conservazione di semi e spore nel terreno, stupore degli insetti, letargo, ecc.).
Evitare condizioni avverse- sviluppo da parte dell'organismo di tali cicli vitali e comportamenti che consentano 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 tutte e tre le possibili modalità di adattamento.
Gli adattamenti possono essere suddivisi in tre tipi principali: morfologici, fisiologici, etologici.
Adattamenti morfologici- cambiamenti nella struttura dell'organismo (ad esempio, la trasformazione di una foglia in una spina nei cactus per ridurre la perdita d'acqua, colori vivaci dei fiori per attirare gli impollinatori, ecc.). Gli adattamenti morfologici negli animali portano alla formazione di determinate forme di vita.
Adattamenti fisiologici- cambiamenti nella fisiologia del corpo (ad esempio, la capacità di un cammello di fornire idratazione 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 negli uccelli e nei mammiferi durante la stagione riproduttiva, ecc.). Gli adattamenti etologici sono caratteristici degli animali.
Gli organismi viventi sono ben adattati a fattori periodici. 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, anche la durata della loro esposizione può causare un adattamento ad essi.
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. In ecologia sociale, questo problema è di fondamentale importanza. Allo stesso tempo, l'adattamento lo è Primo stadio, che è dominato da 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 si divide in genotipico e fenotipico. Adattamento genotipico: una persona al di fuori della sua coscienza può adattarsi a condizioni ambientali mutevoli (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, delle 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, garantendone la conservazione, lo sviluppo, le prestazioni, la massima aspettativa di vita. Grande importanza nell'adattamento fisiologico legato all'acclimatamento e all'acclimatazione. È chiaro che la vita di una persona nell'estremo nord differisce dalla sua vita all'equatore, poiché questi sono diversi zone climatiche. 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, sinonimo di adattamento fisiologico è acclimatazione, ovvero l'adattamento di piante, animali e esseri umani alle 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 acclimatamento. Gli stessi cambiamenti che, nel processo di adattamento a un nuovo ambiente, sono passati al genotipo e sono ereditati, sono chiamati adattativi.
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. Vivono oggettivamente in un villaggio dove aria fresca, ritmo misurato calmo, più favorevole alle persone.
La stessa area di adattamento comprende lo spostamento, ad esempio, in un altro paese. Alcuni si adattano rapidamente, superano la barriera linguistica, trovano un lavoro, altri con grande difficoltà, altri, adattandosi esteriormente, provano un sentimento chiamato nostalgia.
Possiamo evidenziare l'adattamento all'attività. Diversi tipi le attività umane impongono requisiti diversi all'individuo (alcuni richiedono perseveranza, diligenza, puntualità, altri richiedono velocità di reazione, capacità di prendere decisioni in autonomia, ecc.). Tuttavia, una persona può far fronte con successo a questi e altri tipi di attività. C'è un'attività che è controindicata per una persona, ma può svolgerla, poiché i meccanismi di adattamento funzionano, che si chiama sviluppo di uno stile di attività individuale.
Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'adattamento alla società, alle altre persone e al team. Una persona può adattarsi a un gruppo assimilandone le norme, le regole di comportamento, i 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 e a molte 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 ogniqualvolta 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 di stress è notevolmente aumentato (inquinamento chimico, radiazioni, esposizione ai computer durante il lavoro sistematico con essi, ecc.). I fattori di stress dell'ambiente dovrebbero includere anche cambiamenti negativi società moderna: aumento, variazione del rapporto tra popolazione urbana e rurale, aumento della disoccupazione, criminalità.
Le grandiose invenzioni della mente umana non smettono mai di stupire, non c'è limite alla fantasia. Ma ciò che la natura ha creato per molti secoli supera le idee e i progetti più creativi. La natura ha creato più di un milione e mezzo di specie di individui viventi, ognuno dei quali è individuale e unico nelle sue forme, fisiologia, adattabilità alla vita. Esempi di organismi che si adattano alle condizioni di vita in continua evoluzione sul pianeta sono esempi della saggezza del creatore e una fonte costante di problemi da risolvere per i biologi.
Adattamento significa adattabilità o assuefazione. Questo è un processo di graduale rinascita delle funzioni fisiologiche, morfologiche o psicologiche di una creatura in un ambiente mutato. Sia i singoli individui che intere popolazioni subiscono cambiamenti.
Un esempio lampante di adattamento diretto e indiretto è la sopravvivenza della flora e della fauna nella zona di maggiore radiazione circostante Centrale nucleare di Chernobyl. L'adattabilità diretta è caratteristica di quegli individui che sono riusciti a sopravvivere, ad abituarsi e a iniziare a riprodursi, alcuni non hanno superato la prova e sono morti (adattamento indiretto).
Poiché le condizioni di esistenza sulla Terra cambiano costantemente, anche i processi di evoluzione e fitness nella natura vivente sono un processo continuo.
Un recente esempio di adattamento sta cambiando l'habitat di una colonia di pappagalli verdi messicani. DA recentemente cambiarono il loro habitat abituale e si stabilirono proprio alla foce del vulcano Masaya, in un ambiente costantemente saturo di gas solforico ad alta concentrazione. Gli scienziati non hanno ancora dato una spiegazione per questo fenomeno.
Un cambiamento nell'intera forma dell'esistenza di un organismo è un adattamento funzionale. Un esempio di adattamento, quando le mutevoli condizioni portano all'adattamento reciproco degli organismi viventi l'uno all'altro, è un adattamento o co-adattamento correlativo.
L'adattamento può essere passivo, quando le funzioni o la struttura del soggetto si verificano senza la sua partecipazione, o attivo, quando cambia consapevolmente le sue abitudini per adattarsi all'ambiente (esempi di persone che si adattano alle condizioni naturali o alla società). Ci sono casi in cui il soggetto adatta l'ambiente ai suoi bisogni: questo è un adattamento oggettivo.
I biologi dividono i tipi di adattamento secondo tre criteri:
Esempi di adattamento di animali o piante nella loro forma pura sono rari, la maggior parte dei casi di adattamento a nuove condizioni si verificano in forme miste.
I cambiamenti morfologici sono cambiamenti nella forma del corpo, dei singoli organi o dell'intera struttura di un organismo vivente che si sono verificati nel processo di evoluzione.
I seguenti sono adattamenti morfologici, esempi dall'animale e flora, che diamo per scontato:
L'adattamento fisiologico è un cambiamento in una serie di processi chimici che si verificano all'interno del corpo.
Esempi di adattamento umano sono più associati al fattore psicologico. Le caratteristiche comportamentali sono caratteristiche della flora e della fauna. Quindi, nel processo di evoluzione, un cambiamento nel regime di temperatura fa sì che alcuni animali vadano in letargo, gli uccelli volano a sud per tornare in primavera, gli alberi perdono le foglie e rallentano il movimento dei succhi. L'istinto di scegliere il partner più adatto alla procreazione guida il comportamento degli animali durante la stagione degli amori. Alcune rane e tartarughe settentrionali si congelano completamente per l'inverno e si scongelano, rinascendo con l'inizio del caldo.
Eventuali processi di adattamento sono una risposta a fattori ambientali che portano a un cambiamento nell'ambiente. Tali fattori si dividono in biotici, abiotici e antropogenici.
I fattori biotici sono l'influenza reciproca degli organismi viventi, quando, ad esempio, scompare una specie, che funge da cibo per un'altra.
I fattori abiotici sono cambiamenti nell'ambiente natura inanimata quando il clima cambia, la composizione del suolo, l'approvvigionamento idrico, i cicli dell'attività solare. Adattamenti fisiologici, esempi dell'influenza di fattori abiotici - pesci equatoriali che possono respirare sia in acqua che a terra. Sono ben adattati alle condizioni in cui il prosciugamento dei fiumi è un evento frequente.
Fattori antropogenici: l'influenza dell'attività umana che cambia l'ambiente.
Di seguito sono descritti esempi opposti di adattamento a temperature anormali.
I pesci artici non si congelano a causa della produzione di una proteina antigelo unica nel sangue, che impedisce il congelamento del sangue.
I microrganismi più semplici si trovano nelle sorgenti idrotermali, la cui temperatura dell'acqua supera il punto di ebollizione.
Le piante idrofite, cioè quelle che vivono dentro o vicino all'acqua, muoiono anche con una leggera perdita di umidità. Gli xerofiti, al contrario, sono adattati a vivere in regioni aride e muoiono in condizioni di elevata umidità. Tra gli animali, la natura ha lavorato anche per adattarsi agli ambienti acquatici e non.
La capacità di adattamento dell'uomo è davvero enorme. I segreti del pensiero umano sono lontani dall'essere completamente rivelati e i segreti della capacità di adattamento delle persone rimarranno un argomento misterioso per gli scienziati per molto tempo a venire. La superiorità dell'Homo sapiens sugli altri esseri viventi sta nella capacità di modificare consapevolmente il proprio comportamento in base alle esigenze dell'ambiente o, al contrario, il mondo secondo le tue esigenze.
La flessibilità del comportamento umano si manifesta quotidianamente. Se si dà il compito: "dare esempi di adattamento delle persone", la maggioranza inizia a ricordare casi eccezionali di sopravvivenza in questo casi rari, e in nuove circostanze è caratteristico di una persona ogni giorno. Proviamo un nuovo ambiente al momento della nascita, all'asilo, a scuola, in una squadra, quando ci si trasferisce in un altro paese. È questo stato di accettazione di nuove sensazioni da parte del corpo che viene chiamato stress. Lo stress è un fattore psicologico, tuttavia, molte funzioni fisiologiche cambiano sotto la sua influenza. Nel caso in cui una persona accetti un nuovo ambiente come positivo per se stesso, il nuovo stato diventa abituale, altrimenti lo stress rischia di protrarsi e portare a una serie di gravi malattie.
Esistono tre tipi di adattamento umano:
Tutti i tipi adattivi sono strettamente correlati tra loro, di norma, qualsiasi cambiamento nell'esistenza abituale provoca in una persona la necessità di adattamento sociale e psicologico. Sotto la loro influenza entrano in azione i meccanismi dei cambiamenti fisiologici, che si adattano anche alle nuove condizioni.
Tale mobilitazione di tutte le reazioni corporee è chiamata sindrome di adattamento. Nuove reazioni del corpo compaiono in risposta a cambiamenti improvvisi nell'ambiente. Nella prima fase - l'ansia - c'è un cambiamento nelle funzioni fisiologiche, cambiamenti nel lavoro del metabolismo e dei sistemi. Avanti connetti funzioni protettive e gli organi (compreso il cervello) iniziano ad attivare le loro funzioni protettive e capacità nascoste. La terza fase dell'adattamento dipende dalle caratteristiche individuali: una persona è inclusa nuova vita ed entra nel solito corso (in medicina, il recupero avviene durante questo periodo), oppure il corpo non si stressa e le conseguenze stanno già assumendo una forma negativa.
Nell'uomo, la natura ha un enorme margine di sicurezza, che viene utilizzato Vita di ogni giorno solo in piccola parte. Appare dentro situazioni estreme ed è visto come un miracolo. In effetti, il miracolo è insito in noi stessi. Un esempio di adattamento: la capacità delle persone di adattarsi a una vita normale dopo l'asportazione di una parte significativa degli organi interni.
L'immunità innata naturale per tutta la vita può essere rafforzata da una serie di fattori o, al contrario, indebolita da uno stile di vita scorretto. Purtroppo, passione cattive abitudini Questa è anche la differenza tra gli esseri umani e gli altri organismi viventi.
Gli adattamenti sono vari adattamenti all'ambiente sviluppati dagli organismi nel processo di evoluzione. .
Ci sono tre modi principali in cui gli organismi si adattano alle condizioni ambientali: il modo attivo, il modo passivo e l'evitare gli 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 dall'ottimo. Ad esempio, mantenere una temperatura corporea costante negli animali a sangue caldo (uccelli e mammiferi), che è ottimale per il flusso dei processi biochimici nelle cellule.
Il percorso passivo è la subordinazione delle funzioni vitali del corpo ai cambiamenti dei fattori ambientali. Ad esempio, il passaggio in condizioni ambientali avverse a uno stato di anabiosi (vita nascosta), quando il metabolismo nel corpo si interrompe quasi completamente (dormienza invernale delle piante, conservazione di semi e spore nel terreno, stupore degli insetti, ibernazione dei vertebrati ).
L'evitamento degli effetti avversi è lo sviluppo da parte dell'organismo di tali cicli di vita e comportamenti che consentono di evitare gli effetti avversi. Ad esempio, le migrazioni stagionali degli animali.
Gli adattamenti possono essere suddivisi in tre tipi principali: morfologici, fisiologici ed etologici.
Adattamenti morfologici: cambiamenti nella struttura del corpo (ad esempio, la modifica di una foglia in una spina nei cactus per ridurre la perdita d'acqua, il colore brillante dei fiori per attirare gli impollinatori). Gli adattamenti morfologici nelle piante e negli animali portano alla formazione di determinate 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 degradano la cellulosa).
Adattamenti etologici (comportamentali) - cambiamenti nel comportamento (ad esempio, migrazioni stagionali di mammiferi e uccelli, ibernazione in inverno, giochi di accoppiamento negli uccelli e nei mammiferi durante la stagione riproduttiva).
15. L'ambiente acquatico della vita e le sue caratteristiche. Classificazione degli idrobionti
Hydrobionts - (dal greco hydor - acqua e bios - vita) organismi che vivono nell'ambiente acquatico.
Diversità degli idrobionti
Organismi pelagici (piante o animali che vivono nella colonna d'acqua o in superficie)
Neuston - un insieme di microrganismi che vivono vicino alla pellicola superficiale dell'acqua al confine tra ambienti acquatici e aerei.
Pleuston - organismi vegetali o animali che vivono sulla superficie dell'acqua o semi-sommersi nell'acqua.
Le reofille sono animali che si sono adattati a vivere in acque correnti.
Nekton - un insieme di organismi acquatici che nuotano attivamente in grado di resistere alla forza della corrente.
I plancton sono organismi eterogenei, per lo più piccoli, alla deriva liberamente nella colonna d'acqua e incapaci di resistere al flusso.
Benthos (un insieme di organismi che vivono sul suolo e nel suolo del fondo dei corpi idrici)
L'idrosfera come ambiente acquatico della vita occupa circa il 71% dell'area e 1/800 del volume del globo. La maggior parte dell'acqua, oltre il 94%, è concentrata nei mari e negli oceani. A acque dolci fiumi, laghi, la quantità di acqua non supera lo 0,016% del volume totale di acqua dolce.
Nell'oceano con i suoi mari costituenti si distinguono principalmente due regioni ecologiche: la colonna d'acqua - il pelagiale e il fondo - il benthal. A seconda della profondità, il benthal è diviso nella zona sublitorale - l'area di una graduale diminuzione della terra fino a una profondità di 200 m, il batiale - la regione di un pendio ripido e la zona abissale - il fondo dell'oceano con una profondità media di 3-6 km. Le regioni bentali più profonde corrispondenti alle depressioni del fondo oceanico (6-10 km) sono chiamate ultra-abissali. Il bordo della costa, allagato durante l'alta marea, è chiamato litorale. La parte di costa sopra il livello delle maree, inumidita dagli schizzi delle onde, è chiamata superlitorale.
Le acque aperte degli oceani sono anche suddivise in zone verticali corrispondenti alle zone bentali: epipeligiale, batipeligiale, abissopegiale.
Circa 150.000 specie animali, ovvero circa il 7% del loro numero totale, e 10.000 specie vegetali (8%) vivono nell'ambiente acquatico.
Peso specifico fiumi, laghi e paludi, come notato in precedenza, rispetto ai mari e agli oceani è trascurabile. Tuttavia, creano una riserva di acqua dolce necessaria per piante, animali e esseri umani.
tratto caratteristico dell'ambiente acquatico è la sua mobilità, specialmente nei corsi d'acqua e nei fiumi che scorrono veloci. Nei mari e negli oceani si osservano flussi e riflussi, potenti correnti e tempeste. Nei laghi, l'acqua si muove sotto l'influenza della temperatura e del vento.
16. Ambiente di vita terra-aria, sue caratteristiche e forme di adattamento ad esso
La vita sulla terra ha richiesto tali adattamenti che erano possibili solo in organismi viventi altamente organizzati. L'ambiente terra-aria è più difficile per la vita, è caratterizzato da un alto contenuto di ossigeno, una piccola quantità di vapore acqueo, una bassa densità, ecc. Ciò ha notevolmente cambiato le condizioni di respirazione, scambio d'acqua e movimento degli esseri viventi.
La bassa densità dell'aria determina la sua bassa forza di sollevamento e la capacità portante insignificante. Gli organismi nell'aria devono avere i propri sistema di supporto sostenere il corpo: piante - una varietà di tessuti meccanici, animali - uno scheletro solido o idrostatico. Inoltre, tutti gli abitanti dell'ambiente aereo sono strettamente collegati alla superficie della terra, che serve loro per attaccamento e supporto.
La bassa densità dell'aria fornisce una bassa resistenza al movimento. Pertanto, molti animali terrestri hanno acquisito la capacità di volare. Il 75% di tutte le creature terrestri, principalmente insetti e uccelli, si sono adattate al volo attivo.
A causa della mobilità dell'aria, i flussi verticali e orizzontali esistenti negli strati inferiori dell'atmosfera masse d'aria il volo passivo degli organismi è possibile. A questo proposito, molte specie hanno sviluppato anemocoria - reinsediamento con l'aiuto di correnti d'aria. L'anemocoria è caratteristica di spore, semi e frutti di piante, cisti di protozoi, piccoli insetti, ragni, ecc. Gli organismi trasportati passivamente dalle correnti d'aria sono chiamati collettivamente aeroplancton.
Gli organismi terrestri esistono relativamente bassa pressione a causa della bassa densità dell'aria. Normalmente è pari a 760 mm colonna di mercurio. All'aumentare dell'altitudine, la pressione diminuisce. La bassa pressione può limitare la distribuzione delle specie in montagna. Per i vertebrati, il limite superiore della vita è di circa 60 mm. Una diminuzione della pressione comporta una diminuzione dell'apporto di ossigeno e la disidratazione degli animali a causa dell'aumento della frequenza respiratoria. Approssimativamente gli stessi limiti di avanzamento in montagna hanno piante più alte. Un po' più resistenti sono gli artropodi che si trovano sui ghiacciai al di sopra della linea di vegetazione.
Composizione gassosa dell'aria. Tranne Proprietà fisiche dell'ambiente aereo, le sue proprietà chimiche sono molto importanti per l'esistenza degli organismi terrestri. La composizione del gas dell'aria in strato superficiale l'atmosfera è abbastanza omogenea in termini di contenuto dei componenti principali (azoto - 78,1%, ossigeno - 21,0%, argon - 0,9%, anidride carbonica - 0,003% in volume).
L'alto contenuto di ossigeno ha contribuito ad aumentare il metabolismo degli organismi terrestri rispetto a quelli acquatici primari. Fu nell'ambiente terrestre, sulla base dell'elevata efficienza dei processi ossidativi nel corpo, che sorse l'omeotermia animale. L'ossigeno, per il suo contenuto costantemente elevato nell'aria, non è un fattore limitante per la vita nell'ambiente terrestre.
Contenuto diossido di carbonio può variare in alcune aree dello strato d'aria superficiale entro limiti abbastanza significativi. Aumento della saturazione dell'aria con CO? avviene nelle aree attività vulcanica, in prossimità di sorgenti termali e altri sbocchi sotterranei di questo gas. Ad alte concentrazioni, l'anidride carbonica è tossica. In natura, tali concentrazioni sono rare. Il basso contenuto di CO2 rallenta il processo di fotosintesi. In condizioni interne, è possibile aumentare il tasso di fotosintesi aumentando la concentrazione di anidride carbonica. Questo è usato nella pratica di serre e serre.
L'azoto atmosferico per la maggior parte degli abitanti dell'ambiente terrestre è un gas inerte, ma i singoli microrganismi (batteri noduli, batteri dell'azoto, alghe azzurre, ecc.) hanno la capacità di legarlo e coinvolgerlo nel ciclo biologico delle sostanze.
La carenza di umidità è una delle caratteristiche essenziali dell'ambiente terrestre-aria della vita. L'intera evoluzione degli organismi terrestri è stata sotto il segno dell'adattamento all'estrazione e conservazione dell'umidità. Le modalità di umidità ambientale sulla terra sono molto diverse: dalla completa e costante saturazione dell'aria con vapore acqueo in alcune aree dei tropici alla loro quasi completa assenza nell'aria secca dei deserti. Significativo anche il quotidiano e variabilità stagionale contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera. L'approvvigionamento idrico degli organismi terrestri dipende anche dalla modalità di precipitazione, dalla presenza di bacini idrici, dalle riserve di umidità del suolo, dalla vicinanza delle acque sotterranee e così via.
Ciò ha portato allo sviluppo di adattamenti negli organismi terrestri a vari regimi di approvvigionamento idrico.
Regime di temperatura. Prossimo segno distintivo ambiente aria-terra sono significative fluttuazioni di temperatura. Nella maggior parte delle aree terrestri, le ampiezze di temperatura giornaliere e annuali sono di decine di gradi. La resistenza agli sbalzi di temperatura nell'ambiente degli abitanti terrestri è molto diversa, a seconda del particolare habitat in cui vivono. Tuttavia, in generale, gli organismi terrestri sono molto più euritermici degli organismi acquatici.
Le condizioni di vita nell'ambiente terra-aria sono complicate, inoltre, dall'esistenza di cambiamenti meteorologici. Meteo - stati dell'atmosfera in continua evoluzione vicino alla superficie presa in prestito, fino a un'altezza di circa 20 km (confine della troposfera). La variabilità meteorologica si manifesta nella variazione costante della combinazione di fattori ambientali come temperatura, umidità dell'aria, nuvolosità, precipitazioni, forza e direzione del vento, ecc. Il regime meteorologico a lungo termine caratterizza il clima della zona. Il concetto di "clima" include non solo i valori medi fenomeni meteorologici, ma anche il loro andamento annuale e giornaliero, la deviazione da esso e la loro ricorrenza. Il clima è determinato dalle condizioni geografiche della zona. Principale fattori climatici- temperatura e umidità - misurate dalla quantità di precipitazione e saturazione dell'aria con vapore acqueo.
Per la maggior parte degli organismi terrestri, in particolare quelli di piccola taglia, il clima dell'area non è tanto importante quanto le condizioni del loro habitat immediato. Molto spesso, elementi locali dell'ambiente (rilievo, esposizione, vegetazione, ecc.) modificano il regime delle temperature, dell'umidità, della luce, del movimento dell'aria in una determinata area in modo tale da differire significativamente dalle condizioni climatiche della zona. Tali modificazioni del clima, che prendono forma nello strato superficiale dell'aria, sono chiamate microclima. In ogni zona il microclima è molto vario. Si possono distinguere microclimi di aree molto piccole.
Anche il regime di luce dell'ambiente terra-aria ha alcune caratteristiche. L'intensità e la quantità di luce qui sono le maggiori e praticamente non limitano la vita delle piante verdi, come nell'acqua o nel suolo. Sulla terra è possibile l'esistenza di specie estremamente fotofile. Per la stragrande maggioranza degli animali terrestri con attività diurna e persino notturna, la vista è uno dei principali modi di orientamento. Gli animali terrestri hanno la vista importanza per cercare la preda, molte specie hanno persino la visione dei colori. A questo proposito, le vittime sviluppano caratteristiche adattive come reazione difensiva, mascheramento e colorazione di avvertimento, mimetismo, ecc. In vita acquatica tali adattamenti sono molto meno sviluppati. L'emergere di fiori dai colori vivaci delle piante superiori è anche associato alle peculiarità dell'apparato degli impollinatori e, in definitiva, al regime di luce dell'ambiente.
Il rilievo del terreno e le proprietà del suolo sono anche le condizioni per la vita degli organismi terrestri e, in primis, delle piante. Proprietà superficie terrestre che hanno un impatto ecologico sui suoi abitanti sono accomunati da "fattori ambientali edafici" (dal greco "edafos" - "suolo").
In relazione alle diverse proprietà dei suoli, un certo numero di gruppi ambientalisti impianti. Quindi, in base alla reazione all'acidità del terreno, distinguono:
specie acidofile - crescono su terreni acidi con un pH di almeno 6,7 (piante di paludi di sfagno);
neutrofili - tendono a crescere su terreni con un pH di 6,7-7,0 (la maggior parte piante coltivate);
basifilico: crescere a un pH superiore a 7,0 (mordovnik, anemone della foresta);
indifferente - può crescere su terreni con diversi valori di pH (mughetto).
Le piante differiscono anche in relazione all'umidità del suolo. Alcune specie sono confinate a substrati diversi, ad esempio i petrofiti crescono su terreni sassosi e i pasmofiti abitano le sabbie a flusso libero.
Il terreno e la natura del suolo influiscono sulle specificità del movimento degli animali: ad esempio ungulati, struzzi, otarde che vivono in spazi aperti, terreno duro, per aumentare la repulsione durante la corsa. Nelle lucertole che vivono nelle sabbie sciolte, le dita sono orlate da squame cornee che aumentano il supporto. Per gli abitanti della terra che scavano buche, il terreno denso è sfavorevole. La natura del suolo in alcuni casi influisce sulla distribuzione degli animali terrestri che scavano buche o scavano nel terreno, o depongono uova nel terreno, ecc.
17. Il suolo come ambiente di vita. Classificazione degli animali del suolo, forma di adattamento
Il suolo è uno strato superficiale di terra, costituito da una miscela di minerali ottenuti dal degrado rocce, e materia organica derivante dalla decomposizione di resti vegetali e animali da parte di microrganismi. Vivono negli strati superficiali del suolo vari organismi distruttori dei resti di organismi morti (funghi, batteri, vermi, piccoli artropodi, ecc.). La vigorosa attività di questi organismi contribuisce alla formazione di uno strato di terreno fertile adatto all'esistenza di molti esseri viventi. Il suolo è caratterizzato da alta densità, lievi sbalzi di temperatura, umidità moderata, contenuto di ossigeno insufficiente e alta concentrazione di anidride carbonica. La sua struttura porosa consente la penetrazione di gas e acqua, creando condizioni favorevoli per gli organismi del suolo come alghe, funghi, protozoi, batteri, artropodi, molluschi e altri invertebrati.
